數字電視及其測量淺談

本文在介紹數字電視基本概念和背景的前提下，介紹了數字電視測試的主要參數和主要儀器，并介紹數字電視測試行業的發展狀況。

一、數字電視概念及其優點

1. 什么是數字電視

所謂數字電視，是在電視的全過程中，視音頻信號都是數字信號，即節目攝制、剪接、編輯、存儲、發送、傳輸、接收和顯示等環節全部采用數字處理的全新電視系統。也可以說數字電視是在信源、信道、信宿三個方面全面實現數字化和數字化處理的電視系統。其中電視信號的采集（攝?。⒕庉嫾庸?、播出發送（發射）屬于數字電視的信源，傳輸和存儲屬于信道，接收端與顯示器件屬于信宿。

2. 數字電視分類

數字電視按其傳輸途徑可分為三種：數字衛星電視（DVB-S），數字有線電視（DVB-C）和數字地面廣播電視（DVB-T） , 數字手持電視（DVB-H ）。

數字電視按其傳輸視頻（活動圖像）比特率的大小可粗略劃分為三個等級：普及型數字電視（PDTV），標準清晰度數字電視（ SDTV ）和高清晰度數字電視（ HDTV ）。其中 PDTV 屬于 SDTV 的最低等級，現在數字電視的發展方向是以 SDTV 為主要發展方向，而在數字電視源端或某些領域采用 HDTV 。

3. 數字電視的優點

與模擬電視相比，數字電視有如下優點：

① 圖像傳輸質量較高，距離遠。數字電視信號在傳輸過程中，多次中繼（或復制）后不會發生干擾和噪聲的積累，同時可采用糾錯編碼技術，提高抗干擾能力。所以數字電視在傳輸中保持信噪比基本不變，收端圖像質量基本保持與發端一致，且傳輸距離不受限制。

② 頻譜資源利用率高。頻譜資源是國家重要資源，模擬電視的頻譜資源有限。一套模擬電視節目要占用 36MHz 帶寬的衛星轉發器，占用 8MHz 的地面電視廣播和有線電視頻率。而數字電視采用壓縮編碼技術，在 36MHz 的衛星轉發器中可傳送 5 套 SDTV 節目，在一個 8MHz 頻道內可傳送 4 套以上的 SDTV 節目。

③ 提供全新的業務，實現高速數據傳輸。數字電視通信中可以互不干擾地同時傳送文字、數據、語言、靜止圖像等多種數字信息。

④ 信息穩定可靠，設備維護、使用簡單。

⑤ 節省發送功率，覆蓋范圍廣。

⑥ 靈活友好的人機界面，易于實現條件接收。

因此，技術上先進的數字電視系統必然會取代模擬電視。

4. 數字電視系統簡介

數字電視廣播系統主要包括地面廣播、有線廣播和衛星廣播系統。

數字電視廣播系統主要分為以下幾個部分：

① 數字演播室系統；

② 視、音頻信號的壓縮編碼部分；

③ 系統業務復用部分；

④ 信通編碼部分；

⑤ 調制傳輸部分。

二、數字電視標準

1. 什么是數字電視標準

在數字電視傳輸碼流中，一個數據包有多大，含有多少字節，每個字節的含義是什么，甚至一個字節的某一比特位是何意義，都有明確的規定，這就是標準。

數字電視標準包括兩大部分：數字電視演播室標準和數字電視廣播標準。數字電視演播室標準定義未壓縮音視頻的格式、設備間的接口等，主要與節目的制作有關。數字電視廣播標準涉及到音視頻的壓縮、數字信號的傳輸、條件接收系統、與數字電視廣播業務有關的其它標準。

2. 國際上的數字電視標準

目前，國際上有3個數字標準，分別是美國的標準ATSC（Advanced Television Systerm Committee ）；歐洲的標準DVB（Digital Video BroADCasting）；日本的標準ISDB（Intetarted Services Digital Broadcasting ）。

歐洲的DVB 標準分為 3 個部分：衛星數字電視為 DVB-S ，采用正交鍵控調制（QPSK）；有線數字電視為 DVB-C ，采用正交幅度調制（ QAM ）；地面數字電視為 DVB-T ，采用正交頻分復用調制（COFDM）。

DVB標準具有較多優點，因 DVB-S已被全球采用，而DVB-C也被歐洲、澳大利亞、北美、南美等國家采用?？梢赃@樣說，國際上數字衛星電視和數字有線電視原則上都采用歐洲的 DVB 標準，分歧比較大的是地面電視。 對于 DVB 數字電視系統測試標準，原則上是按《DVB系統測試標準TR101290》，該標準對 MPEG-2TS流的測試，衛星和電視網絡傳輸媒介共同參數的測試，電視網絡、衛星、地面、MMDS/MVDS的專門測試都給出了具體的方法和要求。

3. 我國的數字電視的標準

我國是世界上電視用戶最多的一個國家，應該擁有自有知識產權的數字電視標準。對于數字有線電視和數字衛星電視來說，國家已經明確采用 DVB 標準，即采用 DVB-S 和 DVB-C ，各地均在有序的進行。主要是具有自主知識產權的地面電視標準尚未制定。

我國確定自主制訂地面廣播電視標準。 2001年國家數字電視專項工作會議針對國內提出的數字電視地面傳輸方案進行征集。 2001年4月30日前征集到四家標準研究單位 5 個地面傳輸方案。 2002-2003 年對這 5 套方案進行了測試，選出2個方案做進一步改進，即清華大學提出的方案DMB-T 標準和上海交通大學提出的方案 ADTB-T。在數字電視地面傳輸標準制定的最后階段，清華大學主導的 DMB-T 標準和上海交通大學主導的 ADTB-T標準之間僵持不下，最終二者走向“融合”。

2006年8月18日中國國家標準委在“ 2006年第8號(總第95號) 中國國家標準批準發布公告”中發布了《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》，屬國家強制標準，2007年8月1日正式實施。地面數字電視廣播有三種接收方式：地面固定接收、移動接收和手持設備接收，我國數字電視地面標準主要適用于前兩種接收方式，而針對手持接收將專門制定手機多媒體廣播標準。

三、數字電視測試

數字電視測試大致可分為四個層次，即應用層、協議層、傳輸層、物理層。應用層測試主要針對于 SD/HD 的節目制作和播出部門，測試儀器應當提供多格式、多標準的測試平臺，對數字電視音頻基帶信號進行質量測試。協議層測試主要用于衡量設備對于標準和協議的符合性，要求此類儀器盡可能多的具有當前通用協議，進行協議測試，如 MPEG-2 、 MPEG-4 、 H.264/AVC 和 VC-1 等。傳輸層測試用于評估各種調試方式的調試性能，如星座圖、調制誤差率、誤碼率等。物理層測試包括具體的物理接口測試，如輸出功率、端口阻抗、回波損耗等。