上海市广播科学研究所
一、概述
广播电视从模拟方式全面转向数字方式已成为世界广播电视发展的必然趋势。数字电视地面广播已经走出实验室，开始产业化。上海文广集团紧跟世界数字化潮流、敏锐的觉察出这一广播方式在上海这个超大城市发展的前景，适时提出了在上海市开展数字电视车载移动接收广播。采用这一广播方式不仅可充分利用数字方式的容量大、传输效率高等优点，而且还具有灵活性大、可以进行实时电视节目广播等其它媒体无法取代的优势。
系统的目标是：采用地面广播的方式进行数字电视广播，要求广播覆盖上海市区，并实现数字电视节目的车载移动接收。
在系统中，实现覆盖是一个非常复杂的难点。我们在已有的数字电视地面广播试验平台的基础上，做了大量的测量工作，在掌握了原有的覆盖情况下，进行了推算并参考了一些国外的资料，确定了单频网的方案。然后增加了一些发射网点，并进行了调试，建成了上海地区的DVB-T单频网。在此基础上，还采取了一些其它措施，如研制新的天线，提高接收灵敏度。经测量统计，上海地区单频网建成后，在上海市外环线内的信号覆盖率平均达到95%，确信在外环线内地区接收效果良好。
系统中的另一个重点是视频压缩标准和系统。目前正式运行的系统使用MPEG-2视频压缩系统。其它压缩方法正在开发和试验。在目前的码流中已经加入了MPEG-4压缩流做开路试验。
在前端使用了我所开发的硬盘播出系统和播出控制系统，从播出服务器输出的视频采用了MPEG-2的编码系统进行处理，并经过单频网适配器后发往各发射点。
各发射点的发射设备除东方明珠的发射机外，基本上都采用我所自行研制的DVB-T发射机、双工器、天线等。
接收端的天线部分采用了我所研制的高增益全向天线，机顶盒目前采用的是支持移动接收的MPEG-2机顶盒。目前基于MPEG-4的接收机样机已经完成，正在做测试和改进。
本文将首先解释系统方案及其确定的依据，然后叙述单频网的规划和实现方法，接着对系统的各部分进行进一步说明，最后介绍下一步的计划并总结。
二、系统方案
1、基本技术目标
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，并且还可能在以后增加一些多媒体应用。节目和应用需要覆盖上海地区，实现各种车辆的移动接收。
2、系统组成
数字地面电视系统主要由以下几个部分组成：
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。
传输网络：系统前端一般与发射系统不在同一处。在单频网的方式下，发射系统还有多个。传输网络的主要任务是将完成的数字电视码流传输到数字电视的发射系统，并完成码流的恢复和同步等。
发射系统：发射系统的主要任务是将输入的码流进行同步调制、变频、放大、滤波、信号合成、通过馈线传输到天线，进行有效的地面传输。
接收系统：接收系统将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，结合相应的控制，完成用户需要的功能。
系统的总体框图如图1：
3、初期技术条件
数字电视地面广播制式方面，我国的制式还没有确定，刚刚开始对提出的几种制式进行测试。能够使用的几种国外制式也各有优缺点。对单频网的认识虽做过一些实验，但并没有完全掌握相关的实践经验。有利条件是，当时已有国家计委在上海建成的“数字电视地面广播试验平台”，并开通了位于东方明珠发射塔的39频道数字电视发射机。
图象压缩方法和设备方面，只有MPEG-2是真正成熟并用于广播的视频压缩方式。而MPEG-4主要应用于流媒体方面，而且MPEG-4的标准灵活性太大，编码和解码器的兼容性很差。在广播上的应用还是试探阶段。其它更有效的压缩方法，如JVT和Windows Media 9还在研制和发展，没有成熟的产品。相应的采用MPEG-4或其它更高效的压缩方法的数字电视广播前端系统也没有成熟的方案。
在接收机方面，成熟的产品只有支持MPEG-2解码的机顶盒，而有关MPEG-4和其它高效压缩方式的接收机没有现成的产品，研制这样的产品需要较长的时间。
4、方案选择
（1）制式和覆盖方式选择
国内有关数字电视地面广播制式的标准还没有形成。国内已经提出了多个数字电视地面广播制式，但目前成熟的不多，都还不能满足实际使用的要求。估计要最后确定制式并能够实际投入应用，还得有几年的时间。
已经能够应用的数字电视地面广播制式有：DVB-T，ISDB-T和VSB。其中VSB是采用单载波方式，不适合抗多径干扰和抗多谱勒效应。因而，在需要建立单频网的地区和进行移动接收的情况下，VSB制式目前还不太合适甚至无法实现。ISDB-T虽然能够满足单频网和移动接收的应用，但是该技术的成熟程度比DVB-T要差一些，而且应用较少，接收模块和前端设备都比较少，使用有一定的困难。因此，系统采用DVB-T制式，即数字调制方式采用COFDM。由于需要移动接收，这里选用2K模式。
在覆盖方式方面，因为上海地区城市环境对电波传播很不利，所以为了防止某一些特定方向上的阻挡和衰减，决定还是采用单频网。另外，从对已有的平台的测量看，也需要建立单频网进行覆盖。
（2）视频编码方式选择
视频编码方式的选择受限的条件较多，主要原因是：数字电视地面广播的移动接收条件比较差，因而有效带宽比较小，在保证覆盖较好的情况下，采用MPEG-2的压缩方式在现有条件下只能传输一路实时节目；而其它较好的压缩方式可以达到较高压缩率，能够实现在一路电视频道中发送多路节目，但是它们都不是很成熟，特别是没有现成的接收机。
所以这里采用的方式是分步实现：在初期，先采用MPEG-2实现一路节目的传输，这样可以达到迅速推广应用的目的；同时开发其它压缩方式下的接收机，在条件成熟时再用其它压缩方式进行广播，并逐步将MPEG-2节目替换。
5、系统实施阶段
根据系统的要求和现有技术条件的限制，系统的总体方案分四步实现：
1. 采用一个发射点，用现成的成熟的图象编码方式进行一套节目的数字电视地面广播和移动接收试验。
2. 根据试验结果，结合理论分析进行网络规划，决定是否采用单频网，进行试验并完成单频网。并采用各种途径改进实际接收效果。
3. 研制新的有效压缩方式的前端和终端系统，试验并完成多套节目的数字地面电视广播和移动接收。
4. 根据要求，对某些信号较差的区域以及特殊地区采用小功率的发射机进行补点，改善覆盖效果。（待续）
摘自 中国CATV
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