【內容提要】 國家數字電視地面廣播標準即將出臺。深入了解國標方案，特別是對DMB-TH融合方案的知曉，將對當今風起云涌的項目建設起到重要的啟示：一個地面波的廣播網，完全可以支持“移動電視”與“手機電視”甚至更多的同類業務。本文通過上篇的“DMB-TH技術要點”和下篇的“工程應用及實測”，將揭示國標方案的技術內涵和工程概要。
【關鍵詞】 DMB-TH TDS-OFDM LDPC 級聯碼 T/H混播 帶寬規劃
一. 前言
盡管我國數字電視地面廣播（DTTB）標準遲遲不能出臺，但到目前為止，全國進行地面廣播試驗的城市和地區已近40家，他們包括北京市、上海市、天津市、重慶市、深圳市、遼寧省（沈陽、大連）、吉林省、黑龍江省（哈爾濱、伊春）、內蒙古自治區、河北省（石家莊、秦皇島、邯鄲、邢臺、保定、滄州）、河南省（鄭州、開封、洛陽）、山東省（青島）、江蘇省（南京、無錫）、江西省、安徽省（蕪湖、馬鞍山）、湖北省、湖南省（長沙）、廣東省（廣州）、廣西壯族自治區、四川省（成都）、貴州省（貴陽）、福建省（廈門）、陜西省（西安）等。所選擇的技術標準及方案是DVB-T、上海交大的ADTB-T和北京清華的DMB-T等3種。其中擁有試驗許可證的不過幾家，而正式運營許可的可以說一家也沒有。追其根源，那是市場中“無形的手”的推力和“中國特色”的原由。
然而，國家廣電總局自3月31日下發了《關于加強移動數字電視試驗管理有關問題的通知》，要求未經批準的移動電視業務，必須在6月15日前停止運營；到4月27日再次下發《關于規范移動數字多媒體廣播技術試驗的通知》，不到一個月的兩次重申：未經許可的“移動電視”和“手機電視”全部停止。一方面國家畢竟是機器，既是機器就要運轉，而運轉就必然要有方向；另一方面國標的DTTB即將超塵落定，曾培炎副總理在4月5日視察安彩集團時表達了國家的決心：“數字電視國家標準6月30日前一定出臺。”也許“6月15日”就是寫入文件的時間界定！
自從國家工程院對我國DTTB多種方案進行了專家評測，難分勝負的學術之爭終究有了定論：自主知識產權的融合方案將成為國標的首選，就看誰能如約到達預期目標。“清華大學數字電視技術研究中心”于1999年完成了第一代的DMB-T（地面傳輸）設計初稿，在此基礎上，于2005年12月完成第二代融合方案的設計，同時融入手持（Handheld）系統的內容，命名為DMB-TH。隨后，通過“國家數字電視傳輸系統測試實驗室”的系統測試。
遼寧的移動電視項目于2004年初對全國擁有試驗案例的3種方案進行研究，8月安裝占半壁江山以上的DMB-T發射設備，同期安裝歐標DVB-T發射設備，9月28日完成為時3天的實測。經過二者實測指標和主觀評價的對比，認為DMB-T方案并不遜色于DVB-T標準，特別是在信噪比門限上還有所提高，這不僅對緊密聯系運營的接收終端提供了經濟方案，也對日后國產化升級提供了便利條件。可是一再企盼的國標卻不顧市場催人急，虛掩在“千呼萬喚”之中“看熱鬧”，無可奈何的遼寧移動電視，步履蹣跚地在2005年國慶進入商用。
而今再看，無論是產業化程度還是技術成熟度都遠不及DMB-TH的“AVS視頻”，畢竟堂而皇之地成了國標；無論AVS是多么令人“不屑一顧”，畢竟還是大力助推了一把DMB-TH；從霧里看花到陽光明媚，只不過是歷史長河中的暫短一瞬，隨之而來的便是DTTB的熊熊熱浪。此刻，面對即將出臺的DTTB標準，恰好用得上未來學預測大師尼古拉斯·尼葛洛龐帝先生的最新箴言：“也許有一天這些將不再是夢想，但面對眾多的項目，不是我們應該做什么，而是我們應該怎么做。”
誠然，幾經反復的國標方案是個階段性的“敏感問題”。盡管它的敏感性極強，但隨著時間的推演，在既成事實以后，所有“敏感問題”都將化為友善的包容，因為DTTB國標的出臺畢竟是中華民族的榮耀。因而，本文至4月中旬成文，一直在尋求最佳發稿期。時至今日，當讀者能夠讀到這篇拙文時，所關注的一定將是融合方案成為國標的技術內涵和“我們應該怎么做”，而不是那些已經成為歷史的“敏感”。
二. DMB-TH方案的技術要點
1.系統結構
2004年8月，按照“國家數字電視領導小組”的指示，中國工程院組成“聯合工作組”，提出具有“單載波可選項”或“多載波可選項”的兩個融合方案，以防止接收端同時存在兩個可選項而使制造變得更為復雜。為此，清華數字電視研究中心在第一代DMB-T方案的基礎上，根據我國現行電視廣播頻率規范，兼顧我國模擬電視接收機的持有量，通過現代通信技術向后兼容傳統廣播技術，以可選項融合了上海交大的單載波ADTB-T方案，以重新設計的信道糾錯編碼融合了總局廣科院多載波TiMi方案，并以T/H業務混播方式融合了DMB-H，2005年底形成第二代的DMB-TH融合方案。第二代方案不僅使系統達到更強的糾錯編碼能力和更廣泛的適應性，也使系統具有更為寬闊的多媒體信息應用服務。同時，成為DTTB國標的具有競爭力的候選方案。
DMB-TH融合方案的設計目標是建立移動電視業務的多媒體無線傳輸網絡。通過多譜勒頻移，將模擬無線廣播的窄帶時不變信道，向多徑信道時延擴展為寬帶時變的數字地面廣播信道。使地面數字廣播系統在HDTV時提供大于20Mb/s/8MHz凈荷碼率容量，在SDTV時提供大于5Mb/s/8MHz凈荷碼率容量；在多媒體信息服務時，提供64kb/s～30Mb/s凈荷碼率的不同數據傳輸需求。
數字電視地面廣播傳輸系統主要是由信道編/解碼和調制/解調兩部分技術所構成。DMB-TH傳輸系統的前向糾錯編碼部分可分為兩種模式：電視模式和多媒體模式；而信道調制部分也可分為兩種模式：多載波調制模式和單載波調制模式。系統雖然建立在多載波基礎之上，但以物理層的選項兼容單載波的ADTB-T方案。DMB-TH方案的系統物理層結構原理如圖1所示。
DMB-TH傳輸系統的符號星座圖采用QPSK、16QAM、64QAM。對于不同的前向糾編碼模式，其符號星座圖有所不同。采用電視廣播前向糾錯編碼模式時，推薦使用均勻分布的64QAM符號星座圖，其I和Q坐標的投影為（-7，-5，-3，-1，1，3，5，7）；采用多媒體綜合數據業務服務前向糾錯編碼模式使用非均勻分布的64QAM符號星座圖，其I和Q坐標的投影為（-9，-7，-4，-2，2，4，7，9）。非均勻星座圖是為多層糾錯編碼所設計的。DMB-TH傳輸系統的多層分組乘積碼分為三層。不同層按定義映射到64QAM星座符號的不同比特位，以具有不同程度的抗干擾能力。而多媒體數據流可以根據需要，給予不同的保護優先級。在單載波可選項中，由幀體數據處理插入雙導頻，對同頻譜段的單載波提供DTV廣播和數據通信的接口應用。
對于信道估計，在時域DMB-TH方案采用已知的周期偽隨機（PN）序列作為參考信號，并以PN序列填充OFDM保護間隔，進而形成時域同步的正交頻分復用調制（TDS-OFDM），同時，采用分級編碼技術，使標清和高清電視信號傳輸得到兼容；以BCH（外碼）+QC-LDPC（內碼）的級聯糾錯編碼技術，使誤碼糾錯能力和信號調制性能更高。因而，DMB-TH融合方案能夠適應多變復雜環境的無線傳輸，在城鄉、湖泊、平原、丘陵等地物環境下，都能以快速變化的信道特征實現高效率、高可靠的移動傳輸。
在此前提下，DMB-TH方案具有信號覆蓋半徑不少于35公里（覆蓋約3800平方公里）的單頻組網能力，以簡單天線支持室內固定接收和以車速為條件支持移動接收。在功能上具有支持傳輸HDTV、SDTV、音頻、數據、短信息等多優先級多媒體數據碼流的可擴展性，以便將來實現接收機定位、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。
2.自主產權的TDS-OFDM技術
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