浅析数字电视地面广播技术及其应用

孙立平　史致伟　温守伟

中图分类号：TN99文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0420025－01

数字电视正在用活生生的事实，将诸多的不可能变成可能，并最终将让所有的人都理解数字电视的真实。数字电视不仅仅是一种新发明，不仅仅创造了一个新市场、提供了一种新工具，而且还会对传统的各个领域产生冲击。

数字电视时代，电视本身也是数据的一种。数字电视地面广播（DTTB）的应用将会带动除电视以外的其他业务，首先数字电视出现在移动交通工具上，随着移动电视的面世，传统的电视覆盖理论被打破了！电视将无所不在！中国数字电视地面广播（DTTB）已经进入了实施阶段，同时开创了传统无线电视的一种全新应用：移动接收。随着该业务被大众接受，又逐步扩大到移动载体。随着电池容量和视频压缩技术的发展，从车载发展到个人手持终端。随着终端产品的发展，其他业务又将得到发展。数字电视地面广播（DTTB）技术在更大程度上给传统的收看电视方式带来新的变化，孕育着创造一个新的移动电视市场的机遇，其应用前景将更加深远。

一、数字电视地面广播（DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting）

在现代通信中，通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等，加上地面无线电广播电视发射构成信息传输主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视（地面数字电视）、卫星传输数字电视（卫星数字电视）、有线传输数字电视（有线数字电视）三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能，使整个技术系统的要求最高。完善的数字电视地面广播（DTTB）系统所具备的蜂窝单频网功能，不仅提高了频谱的利用率，而且可应用与宽带无线接入市场；而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求，也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

地面数字电视可以做到便携接收和移动接收，可以供私人轿车、出租车后座、长途客车和火车乘客观看，还可以供手机等便携机用户观看。按接收方式可分为固定接收，车载移动接收和便携接收。固定接收接有固定天线，电视机不能随便搬移，一般来说接收条件经调整后不再变化；便携接收是可以将接收机装入衣袋，在户外低速移动接收。移动接收，指车载高速移动接收。我们日常接触最多的是传统的固定接收的电视，下面我们就对车载移动电视和手机电视进行详细的介绍。

（一）车载移动电视。所谓移动电视就是通过无线数字信号发射、地面数字设备接收的方法进行电视节目的播放和接收。在数字电视技术的支持下，交通工具在时速120公里以下的移动状态中，能够稳定、清晰地接收到电视节目，主要针对公交、地铁、出租等交通工具上的移动人流。这种在数字技术支持下，人们在运动状态中可以收看电视节目的方式被称为"移动电视"。学术界、传媒界已经开始将“移动电视（移动多媒体）”称为区别于传统媒体和网络媒体的“第五大媒体”。

我们传统的电视必须坐在某个固定的地方观看。在信息激增的时代，由于人们对信息量的要求和实时性的要求增加，把电视提供给移动人群这一市场被发掘出来。

2002年，在我国的上海正式推出以公交车辆为主要载体的移动电视商用系统及其相关服务，目前是中国首个、全球第二个普及移动电视的城市。这标志着在中国数字电视地面广播（DTTB）已经进入了实施阶段，同时开创了传统无线电电视业务的有效模式。也许，移动电视是目前唯一能够看到的地面数字电视。

数字电视地面广播（DTTB）的成功试验也为移动电视商业化运作提供了基础。上海是继新加坡之后世界上第二个提供移动电视业务的城市。英国是实施DVB-T标准最成功的一个国家，并成功地开通了地面数字电视广播。法国、瑞典、西班牙在实施地面数字广播方面也获得了成功。阿姆斯特丹的电车公交系统已试验了移动DVB-T。

移动电视技术的核心是移动接收，即车载高速移动接收，接收的条件因地貌不断变化而变化，同时因车速的变化还会受到多普勒效应频率变化的影响。接收地点是指由于接收地点离主发射台的距离变化和与其他发射台发射信号间相对关系的变化而引起的接收条件的变化。移动接收主要解决是动态多径和多普勒频移的问题。因为移动接收主要受地形地貌，如山、房屋等反射的影响，使到达接收点的信号不止一个。

由于采用OFDM调制系统，它首先是将高码率的串行数据流变成N个低码率的并行数据流，并对N个彼此互不影响（正交）的载波分别进行调制符号码率的降低，实际上是符号周期的增大，使动态多径和多普勒频移造成的码间干扰减小，加上保护间隔的设置，减少了多径对多载波正交特性的影响，使码间干扰进一步减小，从而能很好的支持移动接收。

我国现在正在研究适合自己的数字电视地面广播的标准，期望在搭建数字电视中有更大的自主权。地面数字电视传输标准作为一个基础标准，涉及的是一个无线系统，我国明确提出必须满足数字电视广播传输系统应用和产业两个方面的基本需求，并为今后实现扩展功能做好必要的准备。我国DTTB的制定原则是：（1）传输信息量要大，支持包括高清电视的多媒体广播服务；（2）抗干扰能力强，在一般室内环境下可接收；（3）与现有模拟广播电视频道兼容，并有利于频道规划和模拟向数字过渡；（4）具有灵活性：支持标准高清晰度和高清晰度兼容的电视广播，支持移动接收设备，支持便携接收设备；（5）具有可扩展性：支持包括互联网的交互数据综合业务，支持广播网络化的发展需要。整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。目前已提交了5套DTTB传输方案，有关部门对5套标准进行了比较和测试，4月11日测试结果已有定论：“清华方案”、“DVB

St/List_377.html>-T”、“总体组方案”依次是测试和接收效果的优劣顺序。据悉国家有意考虑以清华大学提交的方案为主融合其他方案之长，形成我国的DTTB标准。清华的地面数字多媒体/电视广播传输标准（DMB-T）方案采用自主原创的时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）技术。与国际现有的数字电视地面传输标准比较，具有多项鲜明的应用特点、较好的整体性能。其采用以下几项主要技术：（1）时域同步的正交多载波技术。（2）保护间隔的PN填充技术。（3）快速信道估计技术。（4）前向纠错编码与相位映射相结合的纠错技术。（5）与绝对时间同步的帧结构。（6）系统信息传送。

（二）手机电视。电视是最大的媒体，是手机中缺少的最后一个内容，数字移动通信系统的高速发展提高了人们生活空间的移动性，在这个移动世界中公众也非常渴望让电视进入手机，这样无论身处何地都可以看到自己喜欢的电视节目如：喜剧、电子报纸、旅游指南、商务电视、游戏、音乐、体育、购物、新闻服务、电子学习、媒体点播和互动式选择等。从而可以为陷入利润危机的电视业带来新的收入。这不仅将取悦移动运营商，对于设备制造商和广播业者来说，它将使电视变成寿命更长、重量更轻的手持产品。

二、数字电视地面广播（DTTB）技术的应用前景

自上海宣布开展移动电视试验后，得到了国家有关部门的支持，几个月的运行已经初见成效，很多城市纷纷到上海来参观并跃跃欲试。现在除了已经在陆上公交系统中试用移动接收，在水路运输中也在试行移动收看，为往来的行人及时提供时政新闻和市场信息。移动接收的含义很广，例如便携式收看，慢移动查询，接收点挪动，在移动着的水、陆交通工具上收看等等。事实上，数字电视地面广播的开通，是开通了一个宽带的支持移动的数据广播通道。未来数字电视地面广播的应用将会带动除电视以外的其他业务，借助于数字电视地面广播技术和目前的技术条件，并分析目前的市场情况，首先在公共汽车开展移动电视业务是比较明智的选择，随着该业务被大众接受，将逐步扩大到移动载体。随着电池容量和视频压缩技术的发展，从车载将发展到个人手持终端。数字电视和数字通讯除了信息所占用的频带宽度和内容不同外，就信息传输基本技术而言两者是相同的，这就为在接收端的所谓的数字电视地面广播+因特网+移动通信三者结合即“三网合一”的收看提供了技术基础，三网合一的方式应该是将来发展的主流。其中数字电视地面广播有着可提供无线的天然优势，DVB-T标准中的编码正交频分复用调制（COFDM）还有着提供移动接收的优势；宽带电视可以提供优质的声、像并茂的信息，将来的通信技术也有这种潜力。移动电话和数字电视地面广播各发挥所长，应该认为是最佳的配合，达到了优势互补的效果。数字电视地面广播的特点和应用将会引起人们收视和获得信息的方式变化。