DTMB正式成为第四个地面数字电视国际标准
在12月6日于日内瓦召开的会议上,国际电信联盟无线通信局第六研究组正式通过对《地面数字电视广播的纠错、数据成帧、调制和发射方法》和《甚高频/超高频(VHF/UHF)频段内地面数字电视业务的规划准则》两项国际标准的修订,将中国DTMB标准纳入其中。
实际上,此前的2009年,国际电联已将中国DTMB标准列入《地面数字电视应用手册》。2010年,中国成立数字电视国际标准推进工作专家组,向国际电联提交了DTMB标准报告,至此终获成功。
苦战12载,历尽千辛万苦,一次次山穷水尽而又峰回路转,终于给自己一个交代了!”据了解,入选的数字电视标准称为DTMB,支持高清、标清、固定和移动接收。
2010年10月,在国际电联的会议上,国标DTMB成功取得了数字电视国际标准D系统的代号。在国际电联的1306号文件中,美国ATSC标准是A系统、欧洲DVB-T标准是B系统、日本ISDB-T标准是C系统,这次会上给了中国DTMB标准代号为D系统;中国DTMB标准成为继美、欧、日之后的第四个地面数字电视国际标准。
目前,全球还有100多个国家未确定地面数字电视传输标准。工信部表示,“DTMB标准成为国际标准对我国数字电视产业发展和国际化推进具有重大而深远的意义。”
DTMB的技术优势
数字电视地面传输标准集中了传输领域里最新的技术。它要解决的问题很多。首先,宽带问题。第三代移动通信是5 MHz的模拟带宽,传输2 MHz固定速率,384 kHz的移动速率。而数字电视的宽带是8 MHz的模拟带宽,传输32 Mbps的固定速率,传输24 Mbps可移动的速率。从这个意义上讲,数字电视几乎是第三代移动通信的10倍的频谱利用率,这很难做到。因此,采用单载波技术是目前国际上的主流技术。第二、高速移动问题。与移动通信一样,数字电视地面传输应该将地面所有的移动工具能够达到的速率都包括在内。我们设计的速率从原来的130 Mbps突破到现在300 Mbps的每秒速度。对于宽带信息,移动速度高是非常难的,它需要快速的信道估计。第三、覆盖范围大的问题。它带来的麻烦就是长延时多径干扰严重,单域处理难。第四、数字电视地面传输既要照顾大屏幕的接收,又要照顾手机电视,因此功耗的限制更加严格。
目前,同时能解决这四个问题的方案几乎没有,但是专家学者和相关人士都在努力解决这些问题。比如,欧洲的方案,采用多天线的办法来解决高清电视的移动问题,提高移动速率。用“DVB-H”来解决手持电视的问题。美国的电视标准,是在原有帧结构基础上,频繁增设“训练序列”支持高清移动。在同时解决这四个难题方面,中国的国标(DTMB)有比较明显的优势。这个优势主要来自一个关键技术的改进。
中国在制定标准时对DVB-T的C-OFDM技术作了改进。C-OFDM技术用固定导频来解决同步问题,用离散导频解决信道估计问题。这种安排,得到两个方面的核心保护,一个是保护间隔填充帧体,一个是在帧体数据块中插入连续和离散导频。这样的技术是比较优化的,但也还是有缺陷。它的缺陷在于循环前缀降低频谱效率,同步与数据关联、处理速度慢,同步和时变信道估计欠稳健。在制定国标时,我们把同步从数据里统统清除掉,把同步用PN序列放到了保护间隔里,取代了循环前缀另外一个保护点。这个发明被称为TDS-OFDM。采用这项技术,刷新时间比C-OFDM快1倍,信号截获时间快了20倍。
TDS-OFDM的帧结构,是我国首先采用的,其独特的复帧结构,与绝对时间(日时分秒)同步,每500微秒数据都有地址信息,具有多媒体广播特点和省电功能。它的时-频结合处理的信道估计和均衡使信号捕获时间比频域C-OFDM和时域VSB快4倍以上。
面对DVB-T2的竞争与挑战
经过长期的技术创新,DTMB整体性能超过了地面数字电视已有的国际标准。相比于商品化推广最为成功的DVB-T系统,其快速捕获和同步跟踪更稳健;系统频谱利用效率改善超过10%;支持单天线高清电视移动接收;移动性能更好;系统信噪比门限改善接近50%,覆盖性能更好;抗脉冲干扰能力更强。但此优势并非一成不变,欧洲第二代地面视频广播系统DVB-T2的出现,使DTMB在信噪比门限及抗脉冲干扰能力方面的优势不复存在。
作为诞生不久的第二代欧洲数字地面电视广播传输标准,DVB-T2无疑在地面数字电视的标准的舞台上具备很强的竞争力。DVB-T2的系统设计思想和技术演进方向对未来中国地面数字电视标准的启示很多,主要可以归纳为以下五点:
1)支持多业务功能的多输入流格式、物理层帧结构和LI信令结构;
2)支持更高传输速率的高阶调制技术、高性能纠错编码技术以及高效的同步技术;
3)支持未来系统的可扩展性;
4)支持低速率或低功耗业务的时间分片或时频分片技术;
5)支持更高传输性能的多无线技术和比特交织技术。
DTMB只有坚持技术创新,才能继续保持我们在数字电视领域的领先地位。
立足国内
按照广电总局计划,2012年,全国360个地级市和2077个县将完成DTMB信号覆盖,同时全国公交车移动电视都将转为DTMB系统。
从2007年12月31日香港采用国标正式播出以来,其一直是应用国标最成功的地方。它由6个主发射台与6个辅助发射台组成单频网覆盖网络。香港的DTMB用户渗透率现已超过85%。在香港之后,澳门也正式采用了国标。
海外推广
目前,在世界上还有100多个国家的数字电视标准待定,全世界还有63%的模拟电视用户尚待数字电视标准的转换,因此,国标的国外推广还有很大的发展空间。
2009年,老挝实施了中国标准,现在万象市已有3万DTMB数字电视用户,2012年,老挝将完成全国的模拟/数字电视转制;2010年8月,柬埔寨王国发布公告宣布采用中国DTMB标准;现在,还有一批亚、非、拉国家采用中国标准的计划正在进行中,这开创了我国数字电视强制性国家标准被国外采用的历史新纪元。
编后语
为推动我国自主知识产权的数字电视DTMB国家标准上升成为国际标准,2010年,国家发展改革委、工业和信息化部、广电总局、国家标准委等部门组织国内科研、产业界力量成立了数字电视国际标准推进工作专家组。经过近两年时间的不懈努力,DTMB标准得到了国内外产业界的大力支持和世界各国的普遍认可。DTMB标准成为国际标准,对我国数字电视产业发展和国际化推进具有重大而深远的意义。