地面数字电视系统介绍
中国地面数字电视标准单频网系统
中国数字地面电视标准单频网系统北京数码视线科技有限公司 张珉一个简单数字地面单频网由MIP插入器，和若干个分布在不同区域内的发射机构成，MIP 插入器通过数字电视分配网向不同的发射机发送传输参数信令。
例如：调制方式，保护间隔，纠错码格式等信令，使所有的发射机都工作在同一模式下。
为了保持整个单频网的同步，必须将MIP插入器及发射机中所有的调制器和激励器同步到GPS上面，保证同一频率同一时间，同一比特的黄金定律。
此外，MIP插入器还可以远程调节每个发射机的时间延迟和发射功率，方便单频网集成。
图1：中国数字地面电视标准单频网演示系统图1. 奇妙的单频网2006年8月颁布的国标地面电视标准GB20600-2006包含了VSB单载波技术与TDS-OFDM的多载波技术，多载波信号由一系列不同级别的帧结构构成。
与传统的DVB-T(H)中的保护间隔不同，TDS-OFDM中的帧头中传送PN序列，这一创新不仅会方便接收端的信道预估及同步，同时提供了实现单频网的功能，在图1中的一个8 MHz 带宽内我们定义了三种传输模式以及与其对应的三种帧头长度，保护间隔越长发射机间的距离越大，传输的有效比特率越低。
带宽8 MHz 8 MHz 8 MHz帧头模式FH-Mode 1 FH-Mode 2 FH-Mode 3保护间隔1/9 1/6 1/4数据帧持续时间500 s 500ss 500帧头间隔持续时间55.56 s 125 s 78.7 s发射机最大传输距离17 km 24 km 38 km图2：国标三种传输模式在过去10年间，单频网（SFN）技术被有效的使用在DVB-T(H)数字地面电视网络覆盖方面，单频网（SFN）为广播运营商带来如下好处：扩展网络覆盖，提高开路信号的鲁棒性及抗干扰性，方便移动电视接收，填补现有网络的空隙，单频网（SFN）能够采用相对较小的发射机功率达到多频网（MFN）大功率的覆盖效果。
2. 频谱仪在单频网（SFN）测试中的局限性安装并调试一个单频网并不是一个简单的事情，为了使一个单频网正常运行，网络内部的每一个发射机都必须严格遵守单频网的“黄金定律”同一比特，同一时间，统一频率。
地面无线数字广播电视设计
地面无线数字广播电视设计地面无线数字广播电视（DTTB）是指利用地面发射台向用户提供数字电视和广播信号的技术。
相比传统的模拟电视和广播，DTTB具有更高的画质、更多的节目选择和更快的信号传输速度，因此在全球范围内得到了广泛的推广和应用。
本文将从DTTB的设计原理、技术特点、系统架构等方面进行详细介绍，力求为读者提供全面的了解。
一、DTTB的设计原理DTTB的设计原理主要包括信号源、信号调制和调制信号的发射三个环节。
信号源是指将来自摄像头、录音棚等信号源采集到的模拟信号转换成数字信号的设备，信号调制是指将数字信号转换成调制信号的过程，发射是指将调制过的信号通过天线发射出去。
信号源方面，DTTB采用了数字信号处理技术，将模拟信号经过A/D转换器转换成数字信号，再经过压缩编码技术对信号进行压缩，以便降低信号传输的带宽和提高信号传输的效率。
这样一来，用户所接收的节目画质和音质将会得到极大的提高。
信号调制方面，DTTB采用了OFDM（正交频分复用）技术。
OFDM技术是一种将信号划分成若干个子信道，每个子信道独立传输一部分数据的技术，通过这种方式可以显著减小信道传输过程中的干扰，并且提高了信道的利用率。
OFDM技术还可以克服传统调制技术在多径传输环境下的性能衰减问题，从而保证了信号的稳定传输。
发射方面，DTTB采用了地面发射方式，通过设置不同的发射台和相应的天线，可以将信号准确、稳定地传输到用户终端设备上，从而实现数字电视和广播信号的覆盖。
DTTB的设计原理主要包括采集模拟信号、将其转换为数字信号并经过处理和压缩、采用OFDM调制技术和地面发射方式。
这些技术手段的组合使得DTTB具备了高画质、高音质、高可靠性等特点，从而满足用户对数字电视和广播的需求。
二、DTTB的技术特点1.高清画质DTTB的数字传输和压缩技术可以使得传输的视频画面更加清晰，能够满足用户对高清晰度节目的需求。
与传统的模拟电视相比，DTTB的画质有了很大的提升，用户可以享受更加逼真的视听体验。
数字电视地面广播系统介绍
扰码
• 为了保证传输数据的随机性以便于传输信 号处理，输入的数据码流数据需要用扰码 进行加扰。（能量扩散）
• 扰码是一个最大长度二进制伪随机序列。 该序列由下图所示的线性反馈移位寄存器 生成。其生成多项式定义为：G(x)= 1+ x14+x15
前向纠错编码
• 前向纠错编码由外码（BCH）和内码 （LDPC）级联实现。编码效率共三种， FEC码的具体参数见下表。
-30
-40
-50
-60
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
相 对 于 中 心 频 率 fc的 频 率 值 （ MHz）
射频信号
• 基带信号经过上变频后形成最终发射的射 频信号，信号-3dB带宽为7.56MHz。考虑 到滤波器的滚降因素，系统最终占用的带 宽为7.938MHz。
地面数字电视广播发射机构成
（1）激励器 激励器主要用于音、视频编码和数字预校
星座映射
• 前向纠错编码产生的比特流要转换成均匀的nQAM（n： 星座点数）符号流。 我公司使用的是16QAM。每4比特对 应于1个星座符号。FEC编码输出的比特数据被拆分成4比 特为一组的符号（b3b2b1b0），该符号的星座映射是同 相分量I = b1b0；正交分量Q = b3b2，星座点坐标对应的I 和Q的取值为-6，-2，2，6。其星座映射见下图。
复用
• 对交织后的数据符号进行组帧。
• 本系统的数据帧结构如下图所示，是一种四层结构。其中，数据帧结构的基 本单元为信号帧，信号帧由帧头和帧体两部分组成。超帧定义为一组信号帧。 分帧定义为一组超帧。帧结构的顶层称为日帧（Calendar Day Frame, CDF）。信号结构是周期的，并与自然时间保持同步。
地面数字电视国家标准DTMB技术解读
地面数字电视国家标准DTMB技术解读杨知行〔清华大学数字电视传输技术研发中心主任、教授〕国标DTMB技术方案及性能指标国标DTMB提供的地面数字多媒体业务包括HDTV、音频、视频、数据播送和交互多媒体等，重要特性包括：★高信息容量：为HDTV节目提供大于24Mb/s的单信道码率。
★高度灵活的操作模式：通过选择不同的调制方式和地址信息，系统能够支持固定、便携、步行或高速移动接收。
★高度灵活的频率规划和覆盖区域：使用单频网和同频道覆盖扩展器/缝隙填充器的概念，通过选择不同保护间隔的工作模式可构建16公里和36公里覆盖范围的单频网。
★支持不同的应用： HDTV、SDTV、数据播送、互联网、消息传送等。
★支持多个传送/网路协议，例如 MPEG2 和 IP 协议集。
易于与其他的播送和通信系统连接。
★在OFDM 调制系统〔TDS-OFDM〕中实现了先进的信道编码和时域信道估计/同步方案，降低了系统 C/N 门限，以便降低发射功率，从而减少对现有模拟电视节目的干扰。
★支持便携终端低功耗模式。
★支持多种工作模式〔已经实施的局部工作模式，详见表1〕。
传输速率可选范围5.414～32.486 Mbps；调制方式可选QPSK、16QAM、64QAM；保护间隔可选55.6ms、125ms；内码码率可选0.4、0.6、0.8。
图1 国标DTMB的传输数据率〔Mbps〕点击此处查看全部新闻图片国标DTMB方案构成如图1所示。
电视节目或数据、文本、图片、语音等多媒体信息经过源编码、信道编码后，通过一个或一个以上的发射机发射出去，覆盖一定区域。
根据地面数字多媒体电视播送的效劳需求、传输条件和信道特征，国标DTMB传输系统采用了创新的时域同步正交频分复用〔TDS－OFDM〕单多载波调制方式。
这种调制方式，主要针对地面数字多媒体电视播送传输信道线性时变的宽带传输信道特性〔频域选择性与时域选择性同时存在的传输信道〕所设计。
由于TDS－OFDM适用于具有多径干扰和多普勒频移的传输信道，因此其同样适用于地面数字多媒体电视播送以外的其他宽带传输系统。
中国数字电视地面广播标准系统介绍
GB20600-2006中国数字电视地面广播标准系统介绍■标准号：GB 20600-2006■标准名称：数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制■批准日期：2006-08-18■实施日期：2007-08-01■标准性质：强制标准■国标系统综述GB20600-2006具有自主创新的特点，提高系统性能的关键技术有：实现快速同步和高效信道估计与均衡的PN序列帧头设计和符号保护间隔填充方法、低密度校验纠错码(LDPC)、时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)调制、与自然时间同步的可寻址的多层信道帧结构、系统信息的扩频传输方法等。
本标准支持4.813Mbit/s～32.486Mbit/s的系统净荷传输数据率。
数字电视地面广播传输系统是广播电视系统的重要组成部分，不但必须具有支持传统电视广播服务的基本功能，而且还要具有适应广播电视服务的可扩展功能。
数字电视地面广播传输系统支持固定(含室内、外)接收和移动接收两种模式。
在固定接收模式下，可以提供标准清晰度数字电视业务、高清晰度电视业务、数字声音广播业务、多媒体广播和数据服务业务；在移动接收模式下，可以提供标准清晰度数字电视业务、数字声音广播业务、多媒体广播和数据服务业务。
数字电视地面广播传输系统支持多频网和单频网两种组网模式，可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数，并支持多业务的混合模式，达到业务特性与传输模式的匹配，实现业务运营的灵活性和经济性。
■国标系统框图数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码流到地面电视信道传输信号的转换。
输入数据码流经过扰码器(随机化)、前向纠错编码(FEC)，然后进行比特流到符号流的星座映射，再进行交织后形成基本数据块，基本数据块与系统信息组合(复用)后并经过帧体数据处理形成帧体，帧体与相应的帧头(PN序列)复接为信号帧(组帧)，经过基带后处理转换为输出信号(8MHz带宽内)。
该信号经变频转换为射频信号(UHF 和VHF频段范围内)。
地面数字电视
“地面数字电视”的电视信号是通过电视塔向空中广播，再由用户以天线的方式接收下来的传统电视接收方式。
地面高清信号的接收方式
接收地面高清信号的方式有两种，一种是天线+机顶盒+电视机（包括液晶电视、等离子、背投等各种各样的电视机），另一种是天线+数字一体机，比如东芝X3300、***500系列。
大家可以看到，无论使用哪种方式，都需要天线。
地面信号频率划分
电视广播共分为四个波段，即Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ波段。
Ⅰ波段频率范围为48.5KHz-92MHz，可接收1-5频道。
Ⅲ波段频率范围为165MHz- 223MHz，可接收6-12频道。
Ⅲ波段频率范围为470MHz-566MHz，可接收13-24频道。
Ⅴ波段频率范围为606MHz-958MHz，可接收25-58频道。
Ⅰ波段和Ⅲ波段又统称为甚高频（VHF）波段，VHF波段的信号波长为米波。
Ⅳ波段和Ⅴ波段又统称超高频（UHF）波段，UHF波段的信号波长为分米波。
TDMB——数字地面电视技术
技术Special TechnologyI G I T C W 专题100DIGITCW2020.060 引言众所周知，模拟电视图像信号的产生、处理、传输到复原的整个过程基本上都是在模拟制式下完成的，它的特点是采用时间轴取样，每一帧在垂直方向取样，以残留边带幅度调制方式传送电视图像信号。
为了避开人眼对图像重现的敏感频率，同时降低频带宽度，我们又将一帧图像分奇、偶两场进行扫描，使传统的模拟电视易受干扰、存在闪烁、重影、亮色互串等问题得到改善。
随着网络、通信数字技术的快速发展，数字电视广播取代模拟电视广播已经是当下的发展趋势，地面数字电视广播也正是在这种科学技术变革中产生和发展起来的。
2006年推出了我国数字电视地面标准DTMB ，2011年12月国际电信联盟将我国的（DTMB ）标准纳入其中，国标（DTMB ）出现前，已有美国高级电视系统委员会（ATSC ），欧洲数字视频地面广播（DVB-T ）和日本地面综合业务数字广播（ISDB-T ）三个国际电信联盟批准的地面电视广播传输的国际标准。
国标DTMB 以时域正交频分复用TDS-OFDM 调制为核心技术，拥有了自有的知识产权体系，具有明显的综合技术优势和自己鲜明的技术特点。
功能上优良的可扩展性可满足我国地面数字传输要求。
在许多的通信工程应用和实验中都证明了该方案和现有的模拟电视传输频道制式兼容，而且支持移动和便携式终端。
国标（DTMB ）采用了（BCH ）码和低密度奇偶校验（LDPC ）码级联的形式，由于（LDPC ）码优越的性能，国标（DTMB ）在抗干扰等方面具有非常好的性能。
采用了正交频分复用（TDS-OFDM ）独特的调制技术，在同步性能上明显优于传统（CP-OFDM ）系统，而且优于采用训练序列代替循环前级，接收机可以通过训练序列进行信道估计，从而可以节省传统（CP-OFDM ）系统中的领域导频，提高了频谱的利用率。
1 信道编码和调制（1）信号源的编码目的就是使信号源减少冗余，更加经济高效地传输，压缩技术是最常见的应用方式，相应地为了对抗信道中的噪声和衰减，提高抗干扰及纠错能力就采用信道编码技术和人为增加冗余（如校验码等）来实现。
地面数字电视发射系统介绍及调试
Байду номын сангаас
广播与电视
文章编号：１６７４４５７８（２０１８）０５００７７０３
地面数字电视发射系统介绍及调试
樊菊萍
（山西广播电视无线管理中心，山西 太原 ０３００１２） 摘 要：本文对地面数字电视概况、技术特点及系统组成进行了阐述，并且对我台实际使用的 数字电视发射机原理及应用中的调试过程进行了详细介绍。 关键词：地面数字电视；发射机；调试 中图分类号：ＴＮ９４８．５３ 文献标识码：Ａ
１ 地面数字电视的技术特点
１）支持单频网组网工作，可以有效扩大覆盖面 积。
２）在一个模拟电视频道内可以传送多套电视 广播节目，以 ６４ＱＡＭ调制为例，单位频谱利用率可 达 ６ｂｔ／Ｈｚ，有效的提高了频谱利用率。
３）为了达到便携接收、固定接收和高速移动接 收的目的，提高抗多普勒频移、抗多径干扰的能力， 采用了先进的前向纠错（ＦＥＣ）技术。
在多部发射机共用一副发射天线时，需要在发 射机和天馈线之间增加多频道合成器（多工器），我 台两部数字发射机即使用多工器共用一部天线发 射。
补点器起到补充覆盖的作用。地面数字电视信 号受地形地貌的影响，在覆盖区域内会存在阴影区； 采用同频转发设备，定向补充覆盖，来弥补覆盖不到 的区域。
４）发射辅助设备包括发电机、稳压器及机房监 控系统等。
数字电视技术主要分为地面数字电视、卫星数 字电视（ＤＶＢ－Ｓ；ＤＶＢ－Ｓ２）和有线数字电视（ＤＶＢ －Ｃ；ＤＶＢ－Ｃ２）三种。
地面数字电视广播标准： １）美国 是 ＡＴＳＣ、ＡＴＳＣ－Ｈ／Ｍ 标准 ２）欧洲 是 ＤＶＢ－Ｔ／Ｈ、ＤＶＢ－Ｔ２标准 ３）中国采用的是 ＤＴＭＢ－Ａ、ＤＴＭＢ标准 ４）日本采用的是 ＩＳＤＢ－Ｔ标准 地面数字多媒体广播有 Ｔ－ＤＭＢ、ＣＭＭＢ、ＤＡＢ 三种形式。
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系统架构
地面数字电视系统，包括中央内容播出前端、地方内容 播出前端和地面UHF波段发射系统。地面数字电视系统构架 如图所示。Fra bibliotek节目源：
中央节目： 接收中星6B转发器上的CCTV-1高清 和CCTV-7标清上星节目；
地方高清节目：由地方提供符合规划参数本地高清 节目。
地方标清节目：由地方提供符合规划参数的省一套、 市一套标清节目。
系统设备由总局无线电台管理局招标采购，形成固定资产归 无线电台管理局所有。
地面数字电视节目播出方式如下：
（1）有省级高清电视节目的省（直辖市、自治区）、在其 省会城市使用两个频道播出地面数字电视信号，一个频道播 出CCTV-1高清和CCTV-7标清节目；另一个频道播出本省 高清、省一套标清和市一套标清节目。
（2）没有省级高清电视节目的省（直辖市、自治区）在省 会城市采用一个频道播出地面数字电视信号，播出CCTV-1 高清、CCTV-7标清、省一套和市一套标清节目。
（3）除直辖市、省会城市和以外的城市均采用一个频道播 出地面数字电视信号，播出CCTV-1高清、CCTV-7标清、 省一套和市一套标清节目。
1.频率规划
由总局科技司牵头，无线局、广科院、规划院等相 关单位联合各省局对全国所有地市级以上城市地面 数字电视实施频率进行统一规划，确定各城市地面 数字电视发射频率。
2.实施方案制定
3.实施方案
本实施方案包括节目源引接方案、发射机解决方案、 天馈线解决方案、供电解决方案、网络监控方案和 设备清单六部分。
日期
工作任务
工作内容
6月28日
初步设计 完成初步设计定稿、审批工作
7月31日前 8月10日前
设备招标 工程建设
一期完成33部发射机，107个基础设施条件相对成 熟城市的107套天馈线和全部前端设备，同时招标 所需新建铁塔；
完成17个城市的17部发射机、17套天馈线和前端设 备安装任务；
8月26日前
设备生产、 完成61个新增城市以及浙江杭州和湖南长沙第二频 供货 道的63部发射机、63套天馈线和前端设备的供货；
一.实施目标 二.实施思路 三.技术方案介绍 四.实施方案介绍 五.实施计划
地面数字电视是广播电视公共服务的重要组成
部分，可以免费提供多套高质量的标清和高清节目， 满足人民群众不断增长的视听新需求。目前已完成 了105个城市的地面高清和标清电视节目的开通， 按照总局统一规划，无线电台管理局将在2010年 完成全国337个地级以上城市的地面数字电视节目 的开通工作。
数字电视，发射机采用高清和标清混播的方式进行，一 个频道播出一套高清和2-3套标清节目，可采用以下两 种模式播出：
A模式：多载波方式：C=3780，调制方式32QAM， FEC=0.8，PN945，交织720，总码率24.064Mbps。
2） B模式：单载波方式：C=1，调制方式32QAM， FEC=0.8，PN595，交织720，总码率25.989Mbps。
数据信号接口适应其他格式 ：
国标数字电视地面传输所定义的是传输的物理层参 数以确保为业务数据提供可靠的传输通道，目前的 数据接口引用MPEG2标准，若采用其它数据格式， 则需根据相应的接口要求进行相应的接口适配。
节目源技术参数： 考虑到有线电视、卫星电视全部采用MPEG-2编码方式，产
业成熟，建议地面数字电视节目仍沿用MPEG-2编码，但是 可根据产业发展情况，由总局主管部门确定AVS编码试点的 城市名单进行相关的技术试验工作。目前中央节目源的技术 参数为： CCTV-1高清上星节目视频码率为18Mbps，音频为AC3编 码方式码率为448Kbps。 CCTV-7标清上星节目为统计复用码率。 根据上述地面数字电视模式和技术参数说明，系统中采用具 有初步统计复用功能的复用器对目前的节目源进行调整，调 整后的电视节目源具体参数，如下表所示：
0.448 AC3
中一高清视频 中一高清伴音
14 MPEG-2
0.448 AC3
省一套标清 视频
中七标清视频
中七标清视频
2
<7.6 MPEG-2
中七标清伴音
省一套标清 伴音
市一套标清 视频
市一套标清 伴音
<7.6 MPEG-2
中七标清音频
省一套标清 视频
省一套标清 伴音
<9.6 MPEG-2
市一套标清视 频
节目源引接方案 发射机解决方案 天馈线解决方案 供电解决方案
节目监看方案
CCTV-1高清和CCTV-7标清卫星节目监看采用提 供的卫星接收机解码分别输出HDMI和AV信号到显
示屏进行监看。地面数字电视高清和标清节目分别 采用机顶盒接收信号送到显示屏进行监看，如图6 所示。
2010年下一阶段地面数字电视工程实施计划
发射系统构成：
激励器：将接收到的复用数据流经过信道编码和 OFDM调制，成帧后产生广播信道中频信号,经上变 频后，送入功率放大器，遵循标准GB 206002006，《数字电视地面广播传输系统帧结构、信 道编码和调制》。
U波段发射机：将调制后经上变频的U波段信号放大 后，发射到目标覆盖区域，供终端接收。
表2 省内其他城市地面数字电视业务规划表
节目播出方案（二）
节目播出方案（三）
序号
节目播出方案（一）
节目名称
码流(Mbits/s)
备注
节目名称
码流 (Mbits/s)
备注
节目名称
码流 (Mbits/s)
备注
中一高清视频
16 MPEG-2
1
中一高清伴音
0.448 AC3
省级高清视频 省级高清伴音
16 MPEG-2
市一套标清伴 音
3
播出模式
用于具备省级高清节目的省 （自治区直辖市）省会城市第
一频点
用于具备省级高清节目的省（自治区直辖市） 省会城市第二频点
用于其他城市
考虑到电视射频频率目前主要用在VHF/UHF电视频段， 我国标准模拟电视频道的无线带宽是8MHz，数字电视 地面广播传输信道也按照8MHz来配置。重点发展高清
1．有省级高清节目的省 2．没有省级高清节目的省，省内所有城市的播出节目安排参照表2。
频道 第一频道
地面高清数字电视
地面标清数字电 视
CCTV-1高清
CCTV-7
第二频道
地方高清
省一套 市一套
表1 省会城市地面数字电视业务规划表
地面高清数字电视 CCTV-1高清
地面标清数字电视 CCTV-7 省一套 市一套