數字電視傳輸網絡技術與標準

　　4. DVB 條件接收及接口標準

　　在DVB數字廣播系統中，有些業務傳送加擾的條件接受信息。通過條件接收的通用接口，使 IRD能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。條件接收是付費電視廣播的基本部分，對數字電視運行的成功至關重要。DVB數字廣播系統與其他電信網絡(如SDH、ATM等)連接，擴展了DVB技術的應用范圍，可實現DVB向電信網絡的過渡。此外，還有利于連接專業設備及IRD的接口。關于這些接口的DVB標準包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

　　日本的ISDB利用一種標準化的復用方案，在一個普通的傳輸信道上可發送各種不同的信號，同時可以通過各種不同的傳輸信道發送復用信號。ISDB具有柔韌性、擴展性、共通性等特點，可以靈活地集成和發送多節目的電視和其他數據業務。

　　目前，采用美國ATSC標準的有5個國家或地區，已有兩家經過技術比較研究后退出。決定采用歐洲DVB-T標準的已有33個國家或地區。

　　近年來大量的研究和產業發展表明，OFDM多載波技術是寬帶無線傳輸技術發展的方向，不僅在數字電視傳輸方面被多數國家采納，而且已成為新一代（4G）移動通信和寬帶無線局域網的主流技術。

　　我國對地面傳輸標準的要求

　　目前全國有3.2億多電視用戶，其中有線電視用戶近1億;而70%的用戶家庭依靠無線方式接收廣播電視節目;衛星直播僅在“村村通廣播電視”范圍內試點。因此，地面廣播擁有大多數用戶，是我國廣播影視數字化的重點和難點。廣電部門貫徹國家“十五”計劃要求提出了“三步走”戰略：在前兩年有線數字電視試驗的基礎上，2003年開始大力發展有線數字電視；2005年我國發射直播衛星后開始開展衛星直播業務；2008年開始大力發展地面數字電視，分區域、分階段、分步驟，扎扎實實推進數字化進程。

　　電視廣播的數字化是一個發展過程。與之對應，數字電視傳輸標準也有一個不斷擴展的工程。地面數字電視傳輸標準作為一個基礎標準，我國明確提出必須滿足數字電視廣播傳輸系統應用和產業兩個方面的基本需求，并為今后實現擴展功能做好必要的準備。

　　應用需求：利用電視廣播頻道，在8MHz帶寬內，為高清晰度電視（HDTV）信號傳輸提供大于20Mbps的凈荷碼率,并能使用簡單天線支持室內固定接收；為標準清晰度電視（SDTV）信號傳輸提供大于5Mbps的凈荷碼率,并能在車速移動條件下支持移動接收；具有單頻組網能力；整體性能指標應優于或相當于相應的國外現有標準的性能。

　　為適應未來發展的需要，在支持數字電視、數據廣播等多種業務的同時，應具有較強的數據分級保護傳輸能力，支持傳輸多優先級多媒體數據碼流，以便同時傳輸HDTV、SDTV、音頻、數據、短信息等不同保護級別的信息。為今后實現接收機定位、定時接收和雙向交互業務以及對用戶的個性化信息服務等系統功能擴展提供必要的技術基礎。

　　產業需求：從產業發展的角度還有兩個互相關聯的重要需求，即產權的自主性和產品的經濟性。我國是世界上最大的電視市場，也是世界上最大的電視機生產國，我國必須力求利用自己的基礎發明專利有機地整合成獨立的傳輸標準體系，形成比較完整的自主知識產權，構筑保護我國數字電視產業的技術壁壘。

　　產品的經濟性對于標準來說還意味著技術的成熟性和對市場的適應性，即要很快拿出性價比優于國外傳輸標準的專用芯片，提供給國內骨干企業，形成可靠的系統生產能力。為了適應國外市場的擴展，應有可能爭取成為國際上第四個地面數字電視傳輸標準。同時力求和國際最通用的標準具有最大的產品接口兼容性，以便開發多制式數字電視產品，最大限度地占領市場。

　　自有標準DMB-T 的優勢

　　國內有五套方案的研究小組都致力于研發我國的地面數字電視傳輸標準。這里僅以清華方案為例，1999年7月，清華大學數字電視傳輸技術研發中心提出了地面數字多媒體/電視廣播傳輸標準（DMB-T）方案。該方案采用自主原創的時域同步正交頻分復用（TDS-OFDM）技術，擁有多項基礎性發明。與國際現有的數字電視地面傳輸標準比較，具有多項鮮明的應用特點、較好的整體性能和清晰的自主知識產權。其采用以下幾項主要技術：

　　（1）時域同步的正交多載波技術。地面寬帶無線傳輸的最大困難在于多徑引起的頻率選擇性衰落，OFDM技術則在對抗頻率選擇性衰落方面具有獨特的優勢。然而，子載波間的正交性對同步提出嚴格的要求。歐洲采用全頻域處理方式形成其核心技術——編碼的OFDM（COFDM）技術，由于其系統同步和信道估計互為條件，需用復雜的迭代算法和強功率同步導頻等技術措施。而TDS-OFDM通過時域和頻域混合處理，簡單方便地實現了快速碼字捕獲和穩健的同步跟蹤，形成了與歐、日多載波技術不同的自主核心技術。

　　（2）保護間隔的PN填充技術。為了在多徑時延擴散信道中避免碼間串擾，DVB采用了循環前綴填充的OFDM保護間隔，使其傳輸的效率有所損失。DMB-T發明了基于PN序列擴頻技術的高保護同步傳輸技術，并用其填充OFDM保護間隔，使系統的頻譜利用效率提高10%，并有20dB以上同步保護增益。

　　（3）快速信道估計技術。針對現有地面數字電視傳輸標準的信道估計迭代過程較長（一次有效參數估計約需1.024ms）的不足，DMB-T發明了新的TDS-OFDM信道估計技術，通過正交相關和付立葉變換實現快速信道估計（一次有效參數估計約需0.6ms），提高了系統移動接收性能。

　　（4）前向糾錯編碼與相位映射相結合的糾錯技術。針對采用多載波COFDM技術的信噪比門限相對VSB單載波技術較差的現實，DMB-T發明了一種新的系統級聯糾錯內碼和最小歐氏距離最大化映射技術，使采用多載波技術的系統信噪比門限獲得10%以上的改善。

　　（5）與絕對時間同步的幀結構。DMB-T傳輸協議設計了與絕對時間同步的復幀結構，方便自動喚醒功能設置，達到省電目的，支持便攜接收；與絕對時間同步機制有利于單頻網同步發送信號的功能控制，使DMB-T單頻網同步設備比國際現有標準的同類設備更容易實現。

　　（6）系統信息傳送。DMB-T傳輸協議為每一個長度500μS信息數據的信號幀設定了獨特地址的幀頭，方便數據信息的識別和分離，具有融合多業務廣播的技術基礎，故稱“多媒體/電視廣播”。該幀識別功能還將為“雙向互動”系統提供同步體系。