清华大学DMB-TH 白皮书

清华大学 DMB-T 地面数字电视传输方案白皮书(一)
前言
在经历了机械电视时代、黑白电子电视和彩色电视时代以后，电视向着数字化和高清晰度向前迈进，模拟电视在全世界范围内正在逐步引 退。经过多年坚持不懈的研究和发展，数字电视地面广播（DTTB：DigitalTelevision Terrestrial Broadcasting）取得了很多的成果，世界上已经提出了三个地面数字电视标准：欧洲的DVB-T，美国的ATSC，日本的ISDB-T，并且都达到实用阶段，许多国家和地区都在选择自己的 DTTB 系统。但随着技术的发展和研究的不断深入，人们逐渐认识到在移动接收、频谱效率、单频网、干扰、系统的灵活性等方面，上述三个系统各有相应的优缺点。
在 此背景下，针对上述目前世界上三个地面数字电视系统存在的问题，清华大学提出了一种新颖的、适合我国国情的地面数字电视方案，和美国、欧洲的地面标准相对 应，称为地面数字多媒体电视广播（DMB-T：TerrestrialDigital Multimedia/TV Broadcasting）方案。
DMB-T 方案的目的是提供一种数字信息传输方法，系统的核心采用了mQAM/QPSK 的时域同步正交频分复用（TDS－OFDM：Time DomainSynchronous －Orthogonal Frequency Division Multiplexing）调制技术；系统使用创新的前向纠错编码技术；并实现了分级调制和编码；同时可以实现多媒体业务。
本文件针对常见的问题，旨在说明DMB-T 的技术特点、应用服务、单频网技术等，以及符合协议的相关设备，包括运营建设过程中需要注意的一些问题。
第一部分 关于数字电视
1.1 什么是数字电视？
数 字电视（DTV：Digital Television ）是指采用数字技术将活动图像和声音等信号加以处理、压缩、编码，经存储或实时广播后，供用户接收、播放的电视系统。系统的各个环节，包括从演播室节目制作，到处理、传送、存储/传输，直至接收、显示等过程都采用数字信号。与传统的模拟电视相比，数字电视在图像和声音质量两面都有重大改进。根据清晰度可分 为：标准清晰度数字电视（SDTV：StandardDefinition Television ）和高清晰度数字电视（HDTV：High Definition Television）,码率分别约为4 兆和20 兆比特左右。
近几年来，市场上常见的数码电视，尽管在原有模拟电视的 个别环节中使用了一些数字信号处理技术如清晰度、降噪、去闪烁等，用来提高和改善模拟彩色电视机的图像和声音质量，但从天线接收的信号，都不是真正意义上的数字电视，它与全数字电视信号并不能直接兼容。相反，真正的数字电视则可以接收全数字电视信号，充分发挥数字电视的优越性。
1.2 数字电视有哪些优势和特点？
（1）清晰度高、音频效果好。由于数字电视全过程采用数字信号，不受节目编辑、传输、转播和接收的影响。SDTV数字电视节目可以达到DVD 质量，在观看HDTV 节目时清晰度是目前电视的4 倍以上，如35mm电影般清晰。
（2）频带利用率高。原PAL频道可播放4 到8 套标清数字电视。
（3）抗干扰性能好。解决了模拟电视中的闪烁、重影、亮色互串等问题；可以实现城市楼群的高质量接收，移动载体中也可接收到清晰的数字电视节目。
(4)便于开展各种综合业务和交互业务（包括因特网业务），有利于构建“三网合一”的信息基础设施。
（5）节目的加密处理等应用。
1.3 数字电视的传输媒介有哪些？
根据传输媒介的不同，主要分为：地面数字电视、有线数字电视（包括光纤、铜轴和两者的混合网）、卫星数字电视等。
1.4    数字电视都有什么样的国际标准？
数字电视是一个复杂的系统，主要包括演播室里完成信号的抽样、量化、压缩编码的信源压缩部分，发射机房中的为传输稳定和可靠进行的信道传输部分，以及千家万户使用的接收和显示部分等。
信源部分的国际标准主要是MPEG（活动图像专家组）提出的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 等视音频标准。信道部分的标准比较多，根据传输媒介的不同分为卫星、有线、地面三种，其中卫星的标准有欧洲DVB组织提出的DVB-S，有线主要有DVB-C。
当前，地面数字电视的国际标准主要有三个：欧洲DVB 组织提出的以COFDM 为核心技术的DVB-T 标准；美国大联盟组织提出的以8VSB 为核心技术的ATSC标准；日本提出的以BST-OFDM 为核心技术的ISDB-T 标准。
清 华大学提出的以TDS-OFDM 为核心技术DMB-T 方案，已由信息产业部和国家广电总局用《中国的地面数字多媒体电视广播的发展》信息文稿的形式通报到国际电联，引起热烈反响，为我国数字电视标准成为国际公认标准迈出了第一步。一旦DMB-T 确定为国家标准，很有可能成为世界上第四个地面数字电视标准。
1.5 发展地面数字电视有什么益处？
首 先，地面数字电视广播网络可以通过电视台制高点的天线发射无线电波覆盖电视用户，客户端通过接收天线和电视机收视节目。地面广播也是数字电视广播最基本的 传输网络形式。除了提供娱乐、学习等公益服务之外，其普遍性、可控性和抗毁性还被视为国家安全设施，使之成为紧急情况下动员国民最直接最可靠的政府喉舌。
其次，开发地面数字电视市场可以满足人们随时随地收看多媒体节目的要求。数字电视的发展已经不仅仅是收看内容的多少，而是收看地点的灵活性、收看时段的随意性。
很 重要的就是，开展地面数字电视服务能够利用目前大量闲置的无线频谱资源，实现更多的应用业务以提高频率效益。作为广播运营单位，不但可以利用原有电视频 道，也可利用闲置的无线频谱来开展地面数字电视广播，提供数字电视的移动接收和便携接收服务（支持大于5Mbps的码率），或者提供高清晰度电视以便用室内简单天线进行固定接收（传输大于20Mbps 的码率来），提高频率利用的经济效益。此外在开发一般的数字电视业务和数据广播的同时，如果能够实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息等业务，将大大扩展无线频道的业务能力，为无线电视台提供更广阔的发展机会。
总之，地面数字电视项目具有投资少、见效快的特点，而且可以带动相关产业的发展。开展地面数字电视，等于为我国这个世界上最大的电视消费和生产国开发了一个巨大的产业机会。
1.6 地面数字电视传输系统的需求和要求都有哪些？
从宏观上看，地面数字电视主要从标准、用户、产业等角度考虑。
首先对于地面数字电视传输标准，第一要求满足地面数字电视传输要求；第二要真正具有我国自主知识产权；第三方面要在功能上具有可扩展性；第四个方面；还要求研制相应的试验系统，以验证所建议的传输标准。
其 次从用户角度，要求可以为HDTV 信号传输提供大于 20Mbps 的净荷码率，为 SDTV 信号传输提供大于 5Mbps 的净荷码率，并能使用简单天线支持室内固定接收和能在车速移动条件下支持移动接收；还要具有信号覆盖半径不少于35公里的单频组网能力；另外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。在功能上具有支持传输HDTV、SDTV、音频、数据、短信息等多优先级 多媒体数据码流的可扩展性，为将来实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息服务等系统功能扩展提供必要的技术基础。
对于产 业方面的需求，首要的就是具有自主性，也就是用自己的基础发明专利有机地整合成自己的传输标准体系，形成比较完整的自主知识产权，构筑保护我国数字电视产 业的技术壁垒。然后还要求具有很好的经济性：技术成熟并有自己的专用芯片；力求和国际最通用的标准具有最大的产品兼容性，以便拓展我国数字电视产业的国际发展空间和共享国际技术设备资源。
从地面广播的无线传输系统本身考虑，就要从传输信息容量、抗动态多径干扰/频率选择性衰落信道、单频网信号覆盖 等方面进行考虑。通常来讲，DTTB 的发射天线高度为几百米，发射功率为几百到几千瓦，覆盖几十公里；DTTB应能够工作在单频网模式，以便进行更大面积的同频信号覆盖；我国的DTTB 传输带宽8 兆赫，传输技术措施主要应针对频率选择性衰落。
在传输信息容量上，HDTV 就要求提供大于20Mbps 的净荷码率；SDTV 需要提供大于5Mbps 的净荷码率；此外，多媒体业务数据提供大于20Mbps 的净荷码率。
第二部分 关于清华大学DMB-T 地面数字电视传输方案
2.1DMB-T 方案是在什么背景下提出的？
数字电视逐步替代模拟电视是一次新的产业升级。中国将有巨大的数字电视消费市场，确立中国自己的技术标准来发展拥有自主知识产权的数字电视事业，不仅可以满足广大人民群众日益增长的物质、文化需求，还可以带动相关产业快速发展，摆脱我国在DVD、数码相机等领域受国外专利困扰的尴尬 局面。
此外，模拟电视由于存在雪花、重影、斜纹、亮色互串等问题，而正在全世界范围内逐步引退。而世界上已有的欧洲、美国、日本三大地面数字电视标准，在移动接收、频谱效率、单频网、干扰、系统的灵活性等方面各有相应的不足之处和无法解决的问题。对于地面数字电视广播来讲，首先要求有足够高的传输码率，其次要实现和模拟电视节目的同播，更重要的是能够支持移动接收和便携接收，还有多业务扩展功能。
清华大学经过对数字电视技术发展趋势和我国应用与产业需求的认真分析，借鉴世界上已有标准的经验教训，融合了数字通信最新发展的成熟技术，在1999 年原创性地提出具有完整自主知识产权的DMB-T 标准方案。目标是提出具有我国自主知识产权、在功能上具有可扩展性、满足我国地面数字电视传输要求的地面数字电视广播传输方案，通过扩展进而能够实现多媒体信息的室内/室外、固定/ 移动和便携、单向广播/双向通信等。并于2001 年首次实现DMB-T 从发端到收端的试验系统，到2002 年底基本定型。在随后进行的各种试验和测试中，都充分证明该方案与现有模拟电视传输频道制式兼容，并且具有高清晰度电视、标准清晰度电视和多媒体数据兼容传输和单频组网能力，支持移动接收和便携式终端；特别是在快速同步、抗干扰能力、高频谱利用率、灵活组网等关键技术性能方面，与欧洲、美国、日本已有标准相比，具有明显的综合技术优势和应用特点。
到目前为止，DMB-T 在技术可行性、系统稳定性、产业化、运营可行性等方面已经满足我国地面数字电视标准的要求。
2.2 DMB-T 地面数字电视传输系统的原理是什么？
DMB-T 采用了PN 序列填充的时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）多载波调制技术,这种独特的先进技术有机地将信号在时域和频域的传输结合起来，在频域传送有效载荷，在时域通过扩频技术传送控制信号以便进行同步、信道估计, 实现快速码字捕获和稳健的同步跟踪性能。
在技术上，针对插入强功率同步导频的传统OFDM 调制方式，在传输系统的有效性、可靠性都受损失的缺陷，发明了基于PN 序列扩频技术的高保护同步传输技术和巧妙利用OFDM 保护间隔的填充技术，同时提高了传输系统的频谱利用效率和抗噪声干扰性能。针对地面数字电视广播现有传输标准的信道估计迭代过程较长的不足，发明了新的 TDS-OFDM 信道估计技术，提高了系统移动接收性能。针对采用多载波COFDM技术的欧标DVB-T比 采用单载波8VSB的美标ATSC系统误码门限差的现实，发明了一种新的纠错编解码（FEC）技术，成功地避开了国外专利保护，获得了比ATSC 更好的系统误码性能。针对其他标准无法支持双向互动、互联网扩展等问题，进行了支持互连网的扩展设计，以便适应未来信息的数字化、多样化和多媒体化拓展，在现有数字电视无线广播基础上可进一步扩展互连网业务、组播、点播、导呼等增值业务,甚至进而拓展视频、数据和语音等综合、交互、移动、便携。针对数字视音频产业已有的成果，DMB-T 设计了灵活的接口方案，支持国际上通用的MPEG2-TS 流数据格式，可以支持任何类型的视频压缩和数据格式，如MPEG-2、MPEG-4 等。
DMB-T 还采用了不同于已有数字电视技术标准的与自然时间同步的分层复帧结构，来支持单频网。单频网不但能够更好的支持移动数字电视服务，而且能够解决由单个发射机无法覆盖的盲区问题。
图1 DMB-T 系统的发射机原理框图
2.3 DMB-T 有什么技术特点和优势？
DMB-T 在最早的测试中就表现出比现有任何地面数字电视标准都好得多的性能和特点，这些优势在各种实验室测试和场地试验中都得到充分的证实，主要包括：
（1）DMB-T 提供更大的有效载荷。采用保护间隔PN 填充技术，无需象欧洲DVB-T 那样插入过多的导频信号，使得系统的频谱利用率比DVB-T 提高10%，从而能够传输更多的有效载荷。
1          （2）比其他方案有更高的接收灵敏度。 DMB-T 比欧洲DVB-T 系统的信噪比门限有超过10％的提高，接收灵敏度大大提高。
2          （3）能够在高速移动状态下接收。采用时域的快速信道估计技术，使系统同步和信道估计时间由其他标准的约200ms和1ms分别降低到2ms和0.6ms左右。
3          （4）更好地单频网支持。与绝对时间同步的帧结构，使其单频网同步设备比DVB-T的同类设备更易实现，同时可在更大范围内支持移动接收单频网。
4          （5）更强的功能扩展。每一个长度500μS 信息数据的信号帧设定了独特地址的帧头，可以方便数据信息的识别和分离，以融合多业务广播；快速同步和可识别信号帧及与绝对时间同步的复帧结构，可以支持双向互动系统；方便设置自动唤醒功能达到节电目的，这可以支持便携接收。
2.4 DMB-T 技术的知识产权情况怎么样？
DMB-T 方案是根据自己的原创性发明专利和结构性的系统创新有机整合而成的数字电视广播传输方案，具有完整的自主知识产权体系。到目前为止，与DMB-T 方案直接相关的清华大学职务发明专利40 项。
国家知识产权局在2002 年经过严格专利评估形成的《数字电视地面传输技术方案专利评估报告》中，给出了清华DMB-T 方案的总体评价：“清华大学方案不同于目前的任何一种数字电视的体制。其基础是通信技术的OFDM 技术、扩频和同步技术。采用清华大学专利申请所支持的方案作为中国的数字电视的传输体制，所面临的专利付费的形势是乐观的，另一方面，清华大学方案在一定程度上会形成阻挡外国产品进入中国的壁垒，这种壁垒的作用还要取决于配合该方案的后续配套申请和实现技术的数量和质量。”
2.5 DMB-T 和欧洲的DVB-T 相比有什么优势？
众所周知，欧洲的DVB-T 标准协议支持室内固定接收，同时也支持单频网。欧洲DVB 组织在考虑便携接收的需求时，又增加了4K-OFDM 模式以支持移动接收的DVB-M 标准，和增加支持互动服务（与电信网接口）的DVB-X 标准；最近大力提倡和试验的增加支持手持终端（具有省电功能）的DVB-H 标准。
从功能上总体来看，清华大学的DMB-T系统实际上已经包括了欧洲的DVB-T和DVB-H，用一个简单的式子表示就是：DMB-T ＝ DVB-T ＋ DVB-H
其中：DMB-T 表示清华大学的地面数字电视传输标准；
DVB-T 表示欧洲的地面数字电视传输标准；
DVB-H 表示具有支持手持终端（具有省电功能）的DVB-H 标准。
表1 DMB-T 和DVB-T 系统的主要性能指标比较
DMB-T(4K) QPSK
DVB-T(2K) QPSK
DMB-T(4K) 64QAM
DVB-T(8K) 64QAM
保护间隔
55.56 µs(1/9)
56 µs(1/4)
55.56 µs(1/9)
56 µs(1/16)
传输速率
5.414 Mbps
4.97 Mbps
24.365 Mbps
23.42 Mbps
频谱利用率
0.68 bps/Hz
0.62 bps/Hz
3.1 bps/Hz
2.9 bps/Hz
C/N 门限（AWGN）
2 dB
4.7 dB
18.6 dB
18.6 dB
接收灵敏度
-97.1 dBm
-87.1 dBm
-81.0 dBm
-78.6 dBm
多径干扰均值/方差
4.19 dB / 1.25
7.65 dB / 2.74
22.38 dB / 2.74
24.86 dB / 12.43
信号截获时间
约5ms
约100ms
约5ms
约100ms
说明：1）多径干扰测试模型共采用：中国广电10 个（1-10）和巴西5 个（A、B、C、D、E）2）表格中的数据是在 MPEG 码流误码率为 3×10-6 时的信噪比 SNR
2.6 DMB-T 是否兼容MPEG-4、AVS、IP 等格式？支持16:9 格式吗？
DMB-T 系统是一个完整透明的数据传输系统，支持所有传输格式为MPEG2-TS 流的数据码流。不管什么样的数据，例如MPEG-1、MPEG-2、中国的AVS、MPEG-4 、H.264、IP 数据、Windows Media 9 等格式的数据码流，只要打包成该格式的码流都可以经过DMB-T 传输系统进行传送。当然也包括16:9等各种显示格式的信源数据流。
DMB-T 地面数字电视传输方案白皮书(三)
2.7 DMB-T 的数据传输能力怎么样？
DMB-T 系统具有强大的传输能力，可以支持打包为MPEG-2 传输流格式从
4.8Mbps 到32.4Mbps 的数据码流，完全可以支持码率为20Mbps 左右的高清晰度数字电视格式。DMB-T 符合移动电视的所有现有业务和扩展业务的需求，实现频谱利用率的提高、更高质量更多种类广播电视服务业务的提供等。对于我国8MHz的标准带宽里，传送码率的数据如下表2 所示。
表2 DMB-T 系统有效载荷表
DMB-T 系统在每个频道里可传送多少套数字电视节目？
有效载荷   调制方式
保护间隔 内码码率 QPSK 16QAM 64QAM
125 μs (1/4)  4/9 4.8128 Mbps  9.6256 Mbps  14.4384 Mbps
2/3 7.2192 Mbps  14.4384 Mbps  21.6576 Mbps
8/9 9.6256 Mbps  19.2512 Mbps  28.8768 Mbps
55.6 μs (1/9)  4/9 5.4144 Mbps  10.8288 Mbps  16.2432 Mbps
2/3 8.1216 Mbps  16.2432 Mbps  24.3648 Mbps
8/9 10.8288 Mbps  21.6576 Mbps  32.4864 Mbps
实际上节目的内容决定了码流的高低，我们并不能单纯的说每个频道里能够传送多少数字电视节目，还要看具体是什么样的节目应用、信源压缩技 术等因素。通常情况下，利用MPEG-2压缩标准传送一套快速运动的体育节目大概要求4 到5Mbps 的码流，传送一套新闻、访谈节目大概需要3Mbps 的码流，传送一套图文信息只需1.5Mbps 的码流，而传送高清电视节目需要20Mbps左右的码流。因此，需要运营单位合理地安排节目数量，具体情况参考表3。
表3 DMB-T 方案可以实现的服务
服务类型 数据速率 视频 音频   数据
192 kbps 用来传输两路视频通道立体声   500 kbps 用来传输节目表或者电子节目指南
移动 5.4 Mbps  2.8 Mbps 用来传输一路标清数字电视（如循环新闻） 512 kbps 用来传输四路立体声音乐服务（每对128kbps）   1.4 Mbps 用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等
1 Mbps 传输5 路节目的音频信号（每对192 kbps）   700kbps 用来传输节目表或者电子节目指南
移动和固定 16.2 Mbps  12.5 Mbps 传输5路标清视频 1 Mbps 用来传输8 路音乐节目（每对128 kbps）  1 Mbps 用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等
20 Mbps 用来传输8 路标清数字视频节 1.9 Mbps 传输10路视频节目的立体声信号（每对192 kbps）  1 Mbps 传输节目表或者电子节目指南
固定 24.4 Mbps  目（或者20 Mbps 用来传输1 路高清和1 路标清） 1 Mbps 传输8 路音乐节目（每对128 kbps）  500 kbps 用来提供标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等
2.9 DMB-T 有什么扩展功能来帮助运营商开展更多的应用业务？
DMB-T 方案不仅能够支持现有的各种广播服务，而且具有支持各种新的通信服务业务的可扩展性。在解决了数字高清晰度电视传输问题的同时，将给高速信息用户接入和移动通信领域带来新的发展空间。主要包括：
（1）可以进一步扩展互联网应用。
（2）增加组播、点播、导呼业务。
（3）拓展视频、数据、语音等的综合的和交互的应用业务。
（4）开发更加便携的移动接收业务，包括手机接收数字电视等。进一步开发接收机定位业务。
第三部分关于单频网
3.1 什么是单频网技术？
单频网（SFN：Single Frequency Network）是由多个不同地点的处于同步状态的无线电发射台，在同一时间、以同一频率发射同一信号，以实现对一定服务区的可靠覆盖。
单频网技术有哪些优点？
单频网的第一个优点就是有利于频率规划。在我国频谱资源有限的情况下，可以大大节约宝贵的频率资源，提高频谱利用率。
第二点，由于无线电信号本身的特性，在高楼林立的城市中，无论单个数字电视发射站点的发射功率多大都会有很多信号覆盖不到的区域，这些覆盖不到的区域被称作覆盖盲区或盲点，单频网则可通过多点同频发射的办法来解决覆盖盲区问题，获得较好的覆盖率。
第三，单频网技术还可降低发射机设备的成本；通过优化和调整单频网发射网络（基站数量、分布、发射天线高度、发射功率等），可以使用多个较小功率发射机代替一个大功率发射机，以降低信号辐射、减少电磁波污染、增强覆盖均匀度，也可以根据需要随时改变覆盖意图。
3.3 实现单频网的难点是什么？
要 实现单频网，在发射端的最大难点是多个发射机的同时同步播出同一节目。而接收端最大的技术难点是在多个发射站点都覆盖到的交叉覆盖区内，接收机如何能可靠 地接收发射信号。美国的ATSC标准除了使用多频网外，还采用同信道中继器的方式来扩展服务区域；中继器接收发射台的信号并进行简单处理后将信号转发出去，这样的转发中继系统里，转发点 往往使用定向天线，由于不同的中继器发射信号并不同步，如同模拟电视的中继转发一样，所以严格的讲这种结构并不是单频网。
DMB-T 的单频网技术原理是什么？
DMB -T本身采用了TDS-OFDM技术，系统信号帧与绝对时间同步以及采用OFDM 调制方式，在实现单频网时具有先天优势。DMB-T 单频网的结构框图如图所示，接收站点会将有效数据在分配网络中的传输延迟、主发射点发来的同步信号、本站点收到的GPS同步信号进行综合计算，得出该站点发射信号的时间。在中心发射站，DMB-T 单频网适配器每隔一个大帧（560ms）在传输流中插入一个控制包，该控制包包含同步时间标签（来自GPS接收机的1pps 到大帧开始的时间差）和到下一级发射站的最大延时。
图2 DMB-T 地面数字电视单频网传输系统示意图
第四部分关于DMB-T 地面数字电视系统的建设
4.1 哪些地方已采用DMB-T 进行地面数字电视广播？情况如何？
（1） 深圳视数字电视研发及产业化办公室已经于2003 年开始，利用深圳数字电视传输中心的平台，开展DMB-T 移动数字电视试验。采用28 频道，和RS 的500瓦数字发射机、RS 的DMB-T 激励器、UBS 的单频网适配器等设备，在梧桐山、格兰云天两个发射点构成DMB-T 单频网，DMB-T 的移动接收、高清晰度接收、单频网都运行正常，无论在试验内容多样性、环境多样性、复杂性方面、工作模式和传输速率（大跨度：5.414到24.265Mbps）多样性方面，还是在移动接收范围和覆盖效率方面都验证了清华DMB-T 的移动接收性能。将很快转入运营阶段。
（2）天 津广播电视电影集团采用DMB-T 做移动数字电视，2004 年初开始用新27CH（586MHz）的模拟电视频道资源，利用天津电视塔原有馈线系统，实现标清数字电视节目和数据传输，可靠的实现了数字电视的车载移动接收。目前，该系统正在天津市以及郊区试播。250 瓦的发射功率即可实现一直到廊坊的距离为50Km 半径的覆盖区域。
（3）河南省广电局科 技委经过认真论证，于2004 年6 月份决定采用清华大学DMB-T 方案进行无线数字电视的开路试播，由河南省广电信息网络公司负责移动数字电视的建设和运营。初步确定20频道（530MHz），计划在郑州等9 个中原城市群建设DMB-T单频网。目前已经在郑州市建成了由北广型号为DEV1的DMB-T 激励器和1 千瓦发射机等设备组成的单站系统，利用河南省广电发射台的182米发射塔进行信号发射，覆盖郑州市城区以及直到开封、焦作、新乡等地市城区的远郊区域，覆盖半径约57 公里。
近期会有更多的省、市上马DMB-T 无线宽带多媒体/电视项目，同时已经有几个项目正在紧张建设和试验中。
4.2 DMB-T 是否已经达到了产业化应用的水平？
DMB-T 方案历经三次理论分析（计算机仿真、专家评估、方案论证）、三代（功能、测试、产品化）样机研发、三代（测试、试用、产业化）专用芯片开发、三种（密集楼 群地区、中小城市、现代化都市）场地试验、三个（全国广电标委会、国家知识产权局、中国工程院）专业部门评估等阶段，并已通报国际电联，技术已基本成熟，方案已基本定型。
到2003 年批量产业化接收芯片开发成功后，DMB-T 方案已完成三代专用芯片的开发；同时，在DMB-T 专用芯片支持下，清华大学和长虹、熊猫、TCL、康佳、创维、海信、赛格等8家国内彩电领军企业，开发出DMB-T 数字电视机、机顶盒和数模一体化数字电视机；同时吉兆、R&S、Itelco、北广等国内外主要广播设备企业已完成DMB-T数字电视激励器、发射机等设备的研制。DMB-T 系统除在深圳、天津大规模试验外，近期将在若干主要城市开始试验运营。4.3 符合DMB-T 传输协议的设备都有哪些？
截止到2004 年4 月份为止，清华大学DMB-T 方案的产业化成果主要有：（1）DMB-T 数字电视激励器；（2）2003 年6 月开发成功清华大学DMB-T第三代产业化芯片；（3）装有DMB-T 产业化芯片的数字电视机；（4）装有DMB-T 产业化芯片的移动接收机顶盒；（5）装有DMB-T 产业化芯片的数模兼容电视一体接收机；（6）DMB-T数字发射机（含非线性校正、线性补偿、PCR 校正等）；（7）数字多媒体地面广播传输（DMB-T）单频网技术在深圳试验成功；（8）DMB-T 高清晰度数字电视（24.368Mbps）的高速移动接收试验成功。
可供选择的符合DMB-T 的发送端产业化设备主要包括：（1）北京吉兆电子有限公司的DMB-T 激励器和发射机；（2）德国R&S 公司的激励器和发射机；（3）意大利Itelco科技公司的DMB-T 激励器；（4）加拿大UBS 科技公司单频网适配器；
（5）北京北广电子集团有限公司的DMB-T 激励器和发射机。
可 供选择的符合DMB-T 的接收端产业化设备主要包括：（1）四川长虹电子集团有限公司的DMB-T 机顶盒以及一体化数字电视机；（2）熊猫电子集团、TCL 集团、青岛海尔集团、创维集团、青岛海信集团、河南安彩集团、康佳集团、深圳力合电子、清华永新电子、清华同方、北京北广电子集团、北大青鸟华光、深圳赛格高技术投资有限公司、京东方科技集团股份有限公司等15 家单位的高清和标清DMB-T 机顶盒，目前也陆续会有更多的终端厂家开发、设计、生产DMB-T 接收机。
4.4 单站DMB-T 发射的移动数字电视项目如何实现？
单个站点最简单的设备配置主要包括：MPEG-2 编码器、复用器、DMB-T 数字激励器、DMB-T 数字发射机、天馈线系统。实际上，当前的移动数字电视可以借用已有的模拟天馈线系统，节约资源和建设时间。
此外，还要准备测试信号所需要的测试设备，不过这些设备都无需全天候使用，可考虑在需要的时候借用或租用。主要有包括场强仪、功率计、频谱仪、标准接收天线、GPS 定位仪等。
DMB-T 单站系统设备原理示意图
表4 DMB-T 地面数字电视单站系统设备基本情况表
设备名称 数量 说明
MPEG-2 编码器 2
复用器 1
DMB-T 激励器 1
DMB-T 发射机 1
天馈系统 1  可借用已有系统
注：单站机房所需设备总共约40 万到180 万人民币。
4.5 接收设备都有哪些产品形式？车载系统主要由哪些设备组成？
地 面数字电视的接收设备存在形式比较多，主要包括机顶盒、数字电视一体化接收机、数模兼容接收机、高清晰度数字电视接收机、高清晰度数字电视显示器、数字电 视接收卡（盒）、便携接收设备（PDA、手机等）。不管那种产品形式，都离不开接收天线，还要考虑接收设备的供电电源。当然最理想也是最简单的产品形式就是带有液晶显示的一体接收机，通常采用的形式就是接收机顶盒加上显示设备的组合。
DMB-T 车载接收部分要求具备轻便简洁、容易安装使用。主要包括接收天线、车载DMB-T 接收机顶盒、液晶显示器、汽车电源或者UPS 等四个部分。其中机顶盒最好带上遥控器，并具有断帧停画面功能；车载天线用定制的窄带天线；显示器用车用的超薄小液晶显示器（15或者17 英寸）。
清华大学 DMB-T 地面数字电视传输方案白皮书(四)
4.6 DMB-T 的覆盖情况如何？如何进行DMB-T 的覆盖规划？
相对于欧洲DVB-T来说，清华大学的DMB-T用相同的功率可以 覆盖更大的区域。理论和实验结果表明，DMB-T接收端的信噪比门限比欧洲DVB-T系统低2dB以上；DMB-T还有更高的接收灵敏度以及更快的接收同步机制，在覆盖区内靠近区域边沿的地区，DVB-T会因信噪比、场强都较低而无法正常接收，而DMB-T在同样条件下仍然可实现正常的接收，意味着更大的 覆盖区域。组建经过优化的DMB-T单频网后，多个小功率发射机可以覆盖单个发射机无法覆盖到的盲区。
通过无线电信号传播的地面数字电视的覆 盖，跟广播发射条件（发射天线的高度和增益、发射功率）、地理环境（平原、山区、丘陵、水域分布）、实际的建筑物分布（高大建筑物的疏密）、规划覆盖范围等，都有密切的关系。因此，是建设单个发射站解决覆盖，还是需要建设单频网，以及建设单频网的规模大小和发射站点的布点规划，都要综合的考虑以上因素。
对于包括信号场强的测试、覆盖的规划、单频网发射机组之间的功率优化等DMB-T 系统规划问题，建议请专门的单位做出科学的规划，也可以参照欧洲DVB-T 系统进行科学规划。
4.7 组建DMB-T 单频网都需要哪些设备？如何组网？
DMB-T 的单频网系统中除发射站基本设备外，还需要单频网适配器、GPS 接收机、具有单频网功能的DMB-T 调制器三部分设备，当然也离不开网络适配器以复合来自主发射站点的数字电视信号。
如图5 是DMB-T 的单频网设备示意，表5 是列出了所需的主要设备。
图5 DMB-T 地面数字电视单频网传输系统示意图
表5 DMB-T 单频网主要设备清单
设备名称 单位 数量 参考价格 说明
MPEG-2 编码器 台  M  1.2 万～26 万
复用器 台  1  7.5 万～22 万
DMB-T 单频网适配器 台  1  8 万～12 万
GPS 接收机 套  N  2 万～5 万 含接收天线
分路器 台  1  0.4 万～1.5 万
光发射机 路  N-1  1.2 万～4.5 万  N-1 路光信号传送
光接收机 路  N-1  1.2 万～4.5 万
DMB-T 数字激励器 台  N  15 万～35 万
小功率DMB-T 数字发射机 台  N  3.2 万～65 万
天馈系统 套  N    可借用已有系统
说明：本表格中所有站点均未考虑备份设备。M 表示计划传送节目套数，N 表示计划建设站点数目（N≥2）。举例：2 套节目3 个站，大约需要人民币86.8 万元～405.5万元。
4.8 已经上了欧标的DVB-T 设备，如何向DMB-T 转换？
国家各级部门特别是国家数字电视领导小组的组成单位，都在不同 场合强调一定要制定自主知识产权的地面数字电视标准，而不是选用其他标准。这就意味着，上马欧洲DVB-T标准的系统不但无法符合国家标准的要求，更面临着为继DVD 之后又一轮给国外上缴巨额专利费打下铺垫。
DMB-T 到目前为止，已经在技术先进性、产业化、运营可行性等方面完全可以满足中国地面数字电视的应用。对于已经上了欧洲DVB-T 设备的运营部门来说，特别是已上马很多终端接收机顶盒，这部分投资将意味着很大的风险。由于清华DMB-T标准和欧洲的DVB-T 标准采用完全不同的技术体制，从纠错编码、信号调制、帧结构、同步技术等完全不同，根本不可能用软件升级的方式解决。
从工程实践来看，从欧标DVB-T 更换为清华DMB-T 系统，需要更换激励器、单频网适配器等前端设备，特别是接收机顶盒需要全部更换。