世界范圍內(nèi)，地面數(shù)字電視廣播（DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting）技術(shù)領(lǐng)域目前已經(jīng)提出了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的DVB-T，美國(guó)的DTTB，日本的ISDB-T，并且都達(dá)到實(shí)用階段，許多國(guó)家和地區(qū)都在選擇自己的DTTB系統(tǒng)。但隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到在移動(dòng)接收、頻譜效率、單頻網(wǎng)、干擾、系統(tǒng)的靈活性等方面，上述三個(gè)系統(tǒng)各有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

清華大學(xué)和北京凌訊華業(yè)科技有限公司針對(duì)上述目前世界上三個(gè)地面數(shù)字電視系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了一種新穎的、適合我國(guó)國(guó)情的地面數(shù)字電視傳輸方案，和美國(guó)、歐洲的地面標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)，稱為DMB-T（Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting）技術(shù)。清華大學(xué)在配合國(guó)家數(shù)字電視聯(lián)合工作組的基礎(chǔ)上，融合繼DMB-T技術(shù)之后的最新研究成果，形成了國(guó)家地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)融合方案，考慮到該方案支持未來(lái)的手持、便攜設(shè)備接收，稱為DMB-TH（Terrestrial Digital Multimedia TV/Handle Broadcasting）。

2006年8月30日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布公告，批準(zhǔn)中國(guó)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)——GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》于2006年8月18日正式成為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2007年8月1日起實(shí)施。由于DMB-TH成為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)使用歐洲方案(DVB-T)、清華方案(DMB-T)和上海交大方案(ADTB-T)的地區(qū)必須在一年內(nèi)轉(zhuǎn)換成新的DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)，這樣長(zhǎng)達(dá)5年之久的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)由此告一段落。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)的公告稱：DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)支持高清晰度電視、標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視和多媒體數(shù)據(jù)廣播等多種業(yè)務(wù)，滿足大范圍固定覆蓋和移動(dòng)接收需要。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，形成了多項(xiàng)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，突破性的取得了單、多載波調(diào)制技術(shù)的融合，是我國(guó)自主創(chuàng)新的一項(xiàng)新的重要成果�；谠摌�(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性能好、頻譜利用率高、可擴(kuò)展性強(qiáng)，適應(yīng)我國(guó)城鄉(xiāng)不同應(yīng)用需求。

DMB-TH技術(shù)的發(fā)展背景

數(shù)字電視逐步替代模擬電視是一次新的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。中國(guó)將有巨大的數(shù)字電視消費(fèi)市場(chǎng)，確立中國(guó)自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視事業(yè)，不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)、文化需求，還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，擺脫我國(guó)在DVD、數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域受國(guó)外專利困擾的尷尬局面。

對(duì)于地面數(shù)字電視廣播來(lái)講，首先要求有足夠高的傳輸碼率，其次要實(shí)現(xiàn)和模擬電視節(jié)目的同播，更重要的是能夠支持移動(dòng)接收和便攜接收，還有多業(yè)務(wù)擴(kuò)展功能。世界上已有的歐洲、美國(guó)、日本三大地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，在移動(dòng)接收、頻譜效率、單頻網(wǎng)、干擾、系統(tǒng)的靈活性等方面各有相應(yīng)的不足之處和無(wú)法解決的問(wèn)題。

清華大學(xué)經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)需求的認(rèn)真分析，借鑒世界上已有標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，融合了數(shù)字通信最新發(fā)展的成熟技術(shù)，在1999年原創(chuàng)性地提出具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DMB-T標(biāo)準(zhǔn)方案。目標(biāo)是提出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、在功能上具有可擴(kuò)展性、滿足我國(guó)地面數(shù)字電視傳輸要求的地面數(shù)字電視廣播傳輸方案，通過(guò)擴(kuò)展進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體信息的室內(nèi)/室外、固定/移動(dòng)和便攜、單向廣播/雙向通信等。在隨后進(jìn)行的各種試驗(yàn)和測(cè)試中，都充分證明該方案與現(xiàn)有模擬電視傳輸頻道制式兼容，并且具有高清晰度電視、標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視和多媒體數(shù)據(jù)兼容傳輸和單頻組網(wǎng)能力，支持移動(dòng)接收和便攜式終端；特別是在快速同步、抗干擾能力、高頻譜利用率、靈活組網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)性能方面，與歐洲、美國(guó)、日本已有標(biāo)準(zhǔn)相比，具有明顯的綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用特點(diǎn)。

隨著技術(shù)發(fā)展，新的技術(shù)不斷成熟和涌現(xiàn)，清華大學(xué)和北京凌訊華業(yè)科技有限公司在原有研究成果的基礎(chǔ)上，融合了最新提出的LDPC低密度糾錯(cuò)編碼技術(shù)，以及提出新的低功耗技術(shù)，在2004年12月實(shí)現(xiàn)了DMB-TH的理論驗(yàn)證、系統(tǒng)仿真等工作，2005年5月完成了DMB-TH的FPGA驗(yàn)證系統(tǒng)，并與2005年10月實(shí)現(xiàn)了DMB-TH融合技術(shù)芯片的成功流片，各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于原有系統(tǒng)。

到目前為止，DMB-TH在技術(shù)可行性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、產(chǎn)業(yè)化、運(yùn)營(yíng)可行性等方面已經(jīng)滿足我國(guó)地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的要求。

DMB-TH傳輸系統(tǒng)原理

DMB-TH采用了PN序列填充的時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（TDS-OFDM）多載波調(diào)制技術(shù)，這種獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)有機(jī)地將信號(hào)在時(shí)域和頻域的傳輸結(jié)合起來(lái)，在頻域傳送有效載荷，在時(shí)域通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)傳送控制信號(hào)以便進(jìn)行同步、信道估計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤性能。

在技術(shù)上，針對(duì)插入強(qiáng)功率同步導(dǎo)頻的傳統(tǒng)OFDM調(diào)制方式，在傳輸系統(tǒng)的有效性、可靠性都受損失的缺陷，發(fā)明了基于PN序列擴(kuò)頻技術(shù)的高保護(hù)同步傳輸技術(shù)和巧妙利用OFDM保護(hù)間隔的填充技術(shù)，同時(shí)提高了傳輸系統(tǒng)的頻譜利用效率和抗噪聲干擾性能。針對(duì)地面數(shù)字電視廣播現(xiàn)有傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信道估計(jì)迭代過(guò)程較長(zhǎng)的不足，發(fā)明了新的TDS-OFDM信道估計(jì)技術(shù)，提高了系統(tǒng)移動(dòng)接收性能。針對(duì)采用多載波COFDM技術(shù)的歐標(biāo)DVB-T比采用單載波8VSB的美標(biāo)ATSC系統(tǒng)誤碼門限差的現(xiàn)實(shí)，發(fā)明了一種新的糾錯(cuò)編解碼（FEC）技術(shù)LDPC，成功地避開了國(guó)外專利保護(hù)，獲得了比ATSC更好的系統(tǒng)誤碼性能。針對(duì)其他標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法支持雙向互動(dòng)、互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展等問(wèn)題，進(jìn)行了支持互連網(wǎng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，以便適應(yīng)未來(lái)信息的數(shù)字化、多樣化和多媒體化拓展，在現(xiàn)有數(shù)字電視無(wú)線廣播基礎(chǔ)上可進(jìn)一步擴(kuò)展互連網(wǎng)業(yè)務(wù)、組播、點(diǎn)播、導(dǎo)呼等增值業(yè)務(wù)，甚至進(jìn)而拓展視頻、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音等綜合、交互、移動(dòng)、便攜。針對(duì)數(shù)字視音頻產(chǎn)業(yè)已有的成果，DMB-TH設(shè)計(jì)了靈活的接口方案，支持國(guó)際上通用的MPEG2-TS流數(shù)據(jù)格式，可以支持任何類型的視頻壓縮和數(shù)據(jù)格式，如MPEG-2、4等。

DMB-TH還采用了不同于已有數(shù)字電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的與自然時(shí)間同步的分層復(fù)幀結(jié)構(gòu)，來(lái)支持單頻網(wǎng)。單頻網(wǎng)不但能夠更好的支持移動(dòng)數(shù)字電視服務(wù)，而且能夠解決由單個(gè)發(fā)射機(jī)無(wú)法覆蓋的盲區(qū)問(wèn)題。

DMB-TH技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

DMB-TH在最早的測(cè)試中就表現(xiàn)出比現(xiàn)有任何地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)都好得多的性能和特點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)在各種實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和場(chǎng)地試驗(yàn)中都得到充分的證實(shí)，主要包括：
DMB-TH能夠提供更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬:由于DMB-TH不需要象歐洲D(zhuǎn)VB-T那樣浪費(fèi)很多導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行同步和均衡，因此在同樣條件下其有效載荷傳輸能力比歐洲D(zhuǎn)VB-T高出10%，這使得在同樣的無(wú)線頻譜內(nèi)能夠提供更高的數(shù)據(jù)帶寬。

DMB-TH能夠?qū)崿F(xiàn)更大的信號(hào)覆蓋范圍:DMB-TH比歐洲D(zhuǎn)VB-T的接收門限要有2dB的優(yōu)勢(shì)，接收靈敏度大大提高，使得DMB-T在同樣的發(fā)射條件下能夠覆蓋更大的區(qū)域，確保較少的投資就可以完成覆蓋意圖，同時(shí)可以降低電磁輻射污染。

DMB-TH能夠滿足在各種高速載體上開展業(yè)務(wù):DMB-TH能夠在大于200公里時(shí)速的超常規(guī)速度的載體上正常接收高清晰度的數(shù)字電視信號(hào)，正是因?yàn)镈MB-TH采用的時(shí)域快速信道估計(jì)技術(shù)，使系統(tǒng)同步和信道估計(jì)時(shí)間比歐洲D(zhuǎn)VB-T縮短約100倍左右，這為地面數(shù)字電視廣播在各種載體上進(jìn)行接收提供了有利條件，如高速汽車、高速火車、輪渡等。這是歐洲D(zhuǎn)VB-T技術(shù)所不能達(dá)到的。

DMB-TH能夠更好地支持城域、省域單頻網(wǎng):DMB-TH嚴(yán)格的與絕對(duì)時(shí)間同步的幀結(jié)構(gòu)，使其比歐洲D(zhuǎn)VB-T的同類設(shè)備更容易實(shí)現(xiàn)同時(shí)同頻發(fā)送同一信號(hào)的單一頻率網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約我國(guó)寶貴的不可再生的無(wú)線頻率資源，同時(shí)可確保在更大范圍的城域、省域內(nèi)支持移動(dòng)接收的單頻網(wǎng)。

DMB-TH為地面數(shù)字電視的可持續(xù)發(fā)展做好了技術(shù)準(zhǔn)備:DMB-TH獨(dú)特的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，可以融合多業(yè)務(wù)廣播。DMB-TH在解決了數(shù)字高清晰度電視傳輸問(wèn)題的同時(shí)，將給高速信息用戶接入和移動(dòng)通信領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展空間。這些新的業(yè)務(wù)主要包括：可以進(jìn)一步擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；增加組播、點(diǎn)播、導(dǎo)呼業(yè)務(wù)；拓展視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等的綜合的和交互的應(yīng)用業(yè)務(wù)；開發(fā)更加便攜的移動(dòng)接收業(yè)務(wù)，包括手機(jī)接收數(shù)字電視等；進(jìn)一步開發(fā)接收機(jī)定位業(yè)務(wù)。

DMB-TH技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)

DMB-TH方案是根據(jù)自己的原創(chuàng)性發(fā)明專利和結(jié)構(gòu)性的系統(tǒng)創(chuàng)新有機(jī)整合而成的數(shù)字電視廣播傳輸方案，具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。到目前為止，與DMB-TH方案直接相關(guān)的清華大學(xué)職務(wù)發(fā)明專利40+3項(xiàng)。

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局在2002年經(jīng)過(guò)嚴(yán)格專利評(píng)估形成的《數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)方案專利評(píng)估報(bào)告》中，給出了清華DMB-T方案的總體評(píng)價(jià)：“清華大學(xué)方案不同于目前的任何一種數(shù)字電視的體制。其基礎(chǔ)是通信技術(shù)的OFDM技術(shù)、擴(kuò)頻和同步技術(shù)。采用清華大學(xué)專利申請(qǐng)所支持的方案作為中國(guó)的數(shù)字電視的傳輸體制，所面臨的專利付費(fèi)的形勢(shì)是樂(lè)觀的�！贬槍�(duì)低功耗技術(shù)的設(shè)計(jì)，DMB-TH申請(qǐng)了3項(xiàng)專門的發(fā)明專利。

DMB-TH兼容性

DMB-TH系統(tǒng)是一個(gè)完整透明的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，支持所有傳輸格式為MPEG2-TS流的數(shù)據(jù)碼流。不管什么樣的數(shù)據(jù)，例如MPEG-1、MPEG-2、中國(guó)的AVS、MPEG-4、H.264、IP數(shù)據(jù)、Windows Media 9等格式的數(shù)據(jù)碼流，只要打包成該格式的碼流都可以經(jīng)過(guò)DMB-TH傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳送。當(dāng)然也包括16:9等各種顯示格式的信源數(shù)據(jù)流。

DMB-TH的數(shù)據(jù)傳輸能力

DMB-TH系統(tǒng)具有強(qiáng)大的傳輸能力，可以支持打包為MPEG-2傳輸流格式從4.8Mbps到32.4Mbps的數(shù)據(jù)碼流（包括HDTV高清電視節(jié)目的可靠廣播）。DMB-TH符合固定、移動(dòng)、便攜電視的所有業(yè)務(wù)需求，提高了頻譜利用率，為廣播電視實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、多種類、多模式的業(yè)務(wù)提供可靠的技術(shù)手段。在8MHz標(biāo)準(zhǔn)帶寬里面的7.56MHz有效頻帶里，有20種模式的傳送碼率可供選擇，如下表1所示。

DMB-T/H系統(tǒng)的碼流

實(shí)際上節(jié)目的內(nèi)容決定了碼流的高低，我們并不能單純的說(shuō)每個(gè)頻道里能夠傳送多少數(shù)字電視節(jié)目，還要看具體是什么樣的節(jié)目應(yīng)用、信源壓縮技術(shù)等因素。通常情況下，利用MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)傳送一套快速運(yùn)動(dòng)的體育節(jié)目大概要求4到5Mbps的碼流，傳送一套新聞、訪談節(jié)目大概需要3Mbps的碼流，傳送一套圖文信息只需1.5Mbps的碼流，而傳送高清電視節(jié)目需要20Mbps左右的碼流。因此，需要運(yùn)營(yíng)單位合理地安排節(jié)目數(shù)量，請(qǐng)參考表2舉例說(shuō)明。

DMB-TH的擴(kuò)展功能

DMB-T/H方案不僅能夠支持現(xiàn)有的各種廣播服務(wù)，而且具有支持各種新的通信服務(wù)業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展性。在解決了數(shù)字高清晰度電視傳輸問(wèn)題的同時(shí)，將給高速信息用戶接入和移動(dòng)通信領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展空間。主要包括：
（1）可以進(jìn)一步擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
（2）增加組播、點(diǎn)播、導(dǎo)呼業(yè)務(wù)。
（3）拓展視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等的綜合的和交互的應(yīng)用業(yè)務(wù)。
（4）開發(fā)更加便攜的移動(dòng)接收業(yè)務(wù)，包括手機(jī)、PDA、筆記本電腦、時(shí)尚的便攜影音電子設(shè)備等數(shù)字電視接收。進(jìn)一步開發(fā)接收機(jī)定位業(yè)務(wù)。

成熟的DMB-T/H產(chǎn)業(yè)鏈

DMB-TH產(chǎn)業(yè)鏈主要包括發(fā)射端的DMB-T/H調(diào)制器、DMB-T/H激勵(lì)器、數(shù)字電視發(fā)射機(jī)、DMB-T/H單頻網(wǎng)適配器、DMB-T接收機(jī)頂盒、DMB-T/H數(shù)字電視一體接收機(jī)等。其中，發(fā)射端設(shè)備制造商主要有：德國(guó)R&S、東芝電子、北京北廣電子集團(tuán)、北京吉兆電子、加拿大UBS等國(guó)內(nèi)外主要廣播設(shè)備企業(yè)已完成DMB-T/H數(shù)字調(diào)制器、DMB-TH數(shù)字激勵(lì)器、數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，以及DMB-T/H單頻網(wǎng)適配器等前端設(shè)備的研制和批量生產(chǎn)。

接收端設(shè)備制造商主要有: 四川長(zhǎng)虹、青島海爾、青島海信、深圳力合、廈門廈華、九州信息、康佳、TCL、北京北廣、清華同方、LG、三星、裕興電子、泰賽德電子、明新視訊、臺(tái)灣高昕科技、大騰電子和威翼科技等單位的DMB-TH接收機(jī)頂盒、DMB-TH數(shù)字電視一體接收機(jī)，都已經(jīng)研發(fā)成功，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)開始向全國(guó)各地采用DMB-T/H標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營(yíng)部門批量供貨。

測(cè)試設(shè)備制造商主要有:德國(guó)的R&S公司已經(jīng)研發(fā)成功了測(cè)試DMB-T/H發(fā)端信號(hào)的EFA系列測(cè)試設(shè)備，測(cè)試DMB-T/H接收信號(hào)的SFU測(cè)試設(shè)備也已經(jīng)投放市場(chǎng)；安捷倫等國(guó)際一流的廣電測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商都會(huì)很快提供DMB-T/H的測(cè)試設(shè)備。DMB-T/H接收設(shè)備的測(cè)試已經(jīng)可以在國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部所屬的國(guó)家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行。

DMB-T/H方案歷經(jīng)三次理論分析（計(jì)算機(jī)仿真、專家評(píng)估、方案論證）、三代（功能、測(cè)試、產(chǎn)品化）樣機(jī)研發(fā)、三代（測(cè)試、試用、產(chǎn)業(yè)化）專用芯片開發(fā)、三種（密集樓群地區(qū)、中小城市、現(xiàn)代化都市）場(chǎng)地試驗(yàn)、三個(gè)（全國(guó)廣電標(biāo)委會(huì)、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、中國(guó)工程院）專業(yè)部門評(píng)估等階段，并已通報(bào)國(guó)際電聯(lián)，技術(shù)已經(jīng)成熟。

成熟的DMB-T/H產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)完全可以滿足各種運(yùn)營(yíng)需求，運(yùn)營(yíng)部門利用DMB-T/H的產(chǎn)品所開展的各種運(yùn)營(yíng)，已經(jīng)充分證明。