数字电视地面广播系统实践.doc

数字电视地面广播系统实践邹元祥先生,上海广播科学研究所所长; 惠新标、倪伟先生,高级工程师关键词:数字电视地面广播单频网 MPEG DVB-T 概述从模拟转向数字方式是广播电视发展的必然趋势。数字电视(DTV) 地面广播已经走出实验室, 开始产业化。上海文广集团紧跟数字化潮流, 敏锐地捕捉到 DTV 地面广播的发展前景, 适时提出了在上海开展 DTV 车载移动接收广播。采用这一广播方式, 不仅可以充分发挥数字广播容量大、传输效率高等优点, 而且灵活性高, 可以进行实时电视节目广播。为此, 必须建立系统平台,其目标是: DTV 广播覆盖上海市区,并实现 DTV 节目的车载移动接收。系统设计目标在技术上,要求用一个无线电视频道传输一套以上电视节目,以后还可能增加多媒体应用;节目和应用要覆盖上海地区,以实现各种车辆的移动接收。数字地面电视系统主要由以下部分组成: (1) 前端系统,主要完成节目的制作、编辑、播出控制、视音频编码、数据协议转换、码流复用、单频网适配等任务。(2) 传输网络, 主要任务是将数字电视码流传输到发射系统, 并完成码流的恢复和同步等。系统前端一般与发射系统不在同一处。在单频网模式下,一般有多个发射系统。(3) 发射系统, 主要任务是对输入的码流进行同步调制、变频、放大、滤波、信号合成, 然后通过馈线送至天线进行传输。(4) 接收系统, 主要任务是对所收到的高频调制信号进行变频、解调, 得到数字电视码流,再进行解复用、解码,并结合相应的控制,完成用户所要求的功能。方案选择制式和覆盖方式迄今,国内有关数字电视地面广播制式的标准还没有形成,而国际上能够应用的 DTV 地面广播制式有 DVB-T , ISDB-T 和 ATSC 。其中 ATSC 是采用单载波方式(VSB) ,抗多径干扰和抗多谱勒效应能力不够强,难以建立单频网和进行移动接收。 ISDB-T 虽然能够满足单频网和移动接收的应用要求, 但是该技术应用较少, 接收模块和前端设备都比较少。最终我们选用了 DVB-T 制式,采用 COFDM 数字调制方式,并选用 2k 模式以满足移动接收的要求。在覆盖方面, 因为上海城区环境对电波传播很不利, 为了防止一些特定方向上的信号阻挡和衰减, 决定采用单频网。而在此之前, 在国家计委的支持下, 上海建立了 DTV 地面广播试验平台,并启用了位于东方明珠发射塔的 39 频道 DTV 发射机。从已有平台的测量看,也需要建立单频网进行覆盖。视频编码方式使用 DTV 地面广播实现移动接收,对视频编码的要求比较高。因为用于移动接收的有效带宽比较小,在保证良好覆盖的情况下,采用 MPEG-2 压缩方式在现有条件下只能传输一路实时节目; 虽然也有一些压缩方式可以达到较高压缩率, 能够实现在一个现有电视频道中发送多路节目, 但是它们还都不成熟, 特别是没有现成的接收机。为此, 我们采取了分步实现的方法:在初期,采用 MPEG-2 实现一路节目的传输,目的是为了迅速推广应用;与此同时, 开发基于其它压缩方式的接收机, 在条件成熟时再基于这种压缩方式进行 DTV 地面广播, 并逐步替换 MPEG-2 节目。目前使用的是 MPEG-2 视频压缩系统, 其它视频压缩系统在开发中。目前码流中已经加入 MPEG-4 压缩流,用于开路试验。系统实施根据系统的要求并考虑到现有技