DTMB—A与ATSC3.0物理层关键技术对比浅析

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一种多帧头联合自相关DTMB

现代电子技术Modern Electronics TechniqueApr.2022Vol.45No.82022年4月15日第45卷第8期0引言频谱感知技术可以获取频谱空穴的实时信息，从而使认知无线电系统高效地利用频谱资源。

数字电视频带是认知无线电技术中的常用频带之一，在低信噪比环境中对相关频带内的主用户信号进行频谱感知是认知无线电技术中的一项重要课题。

DTMB⁃A 是由清华大学数字电视技术研究团队和北京数字电视国家工程实验室联合开发的DTMB 系统的演进版本。

2019年12月，DTMB⁃A 被采用为国际电信盟（ITU ）最新公布的全球第二代数字电视传输标准之一，与欧洲DVB⁃T2、美国ATSC 3.0并列为国际三大第二代数字电视标准，目前已在多个国家和地区得到广泛应用[1]。

目前，对于数字电视频带内的频谱感知问题，许多研究人员针对不同的标准和场景提出了一系列有效的解决方案。

文献[2⁃3]分别针对DVB⁃T 和ATSC 标准给出了相应场景下的频谱感知算法，但由于这两种标准的帧结构与我国自主研发的DTMB 系列标准并不兼容，因此DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.08.001引用格式：黄云川，张超，潘长勇.一种多帧头联合自相关DTMB⁃A 频谱感知算法[J].现代电子技术，2022，45（8）：1⁃5.一种多帧头联合自相关DTMB⁃A 频谱感知算法黄云川1，张超1，2，潘长勇1，2（1.清华大学电子工程系，北京100084；2.北京信息科学与技术国家研究中心，北京100084）摘要：为保障信息传输的可靠性，需通过频谱感知技术获得频谱空穴的实时信息，使数字电视系统得以正常接入空穴进行工作。

针对现有感知算法感知效率低、在多径信道下的抗干扰性差等问题，文中提出一种多帧头联合自相关算法（DIPNAC ）。

该算法的创新性在于针对信号帧中的多载波伪随机序列（PN⁃MC ），将不同帧头自相关的加权累积结果作为统计量，从而充分利用感知时间内的检测信息。

ATSC和DVB的区别

高级电视系统委员会（Advanced Television Systems Committee, ATSC）是为数字电视制定一系列标准的协会，ATSC数字电视标准包括高清晰数字电视、标准数字电视、数据广播、多声道环绕音频以及卫星数字广播标准。

目前采用ATSC的国家有美国、加拿大和韩国。

2009年美国将全面停止模拟电视的播放，ATSC制数字电视的销量将会大幅度增长，因此，国内许多厂家纷纷瞄准了ATSC标准的数字电视产品的研发。

由于我国大部分数字电视工程师都具有一定的DVB产品的开发经验，而DVB和ATSC的标准虽然在原理上相似，但实际的标准还是存在着很大的差异。

本文的主要目的是帮助 DVB开发人员了解ATSC标准。

本文并不涉及两种标准在物理层面（如调制解调）的差别，而主要讨论上层协议的区别，主要集中在如下四个方面：●音频压缩●服务信息系统●条件接收系统●数据广播1，音频压缩ATSC 数字电视接收器必须具备Digital Audio Compression (AC-3)音频压缩算法的解码能力，算法的具体细节可以参考文献[2]。

AC-3算法与ISO/IEC 13818-3（参考文献[3]）相比，在多通道编码方面的表现比较出色。

AC-3一共包含有5.1个声道：左前（L）、中央（C）、右前（R）、左环绕（Ls）、右环绕（Rs）和一个超重低音（LFE）。

超重低音频宽是其它几个声道的1/10，因此称为5.1声道。

通道的结合方式有1/0、1+1/0、 2+1/0、3+1/0、2/1、3/1、2/2、3/2这8种，其中斜杠前表示前声道的个数，斜杠后表示后环绕声的个数，在8种组合中都可选择加设超低音通道。

对比DVBDVB的音频压缩算法必须遵从ISO/IEC 13818-3[3]标准，因此ISO/IEC 13818-3模块对DVB的接收系统来说是必不可少的；相比之下，ATSC采用的是AC-3标准，因此，ISO/IEC 13818-3对于ATSC接收器来说是可选模块，而AC-3音频解码模块是不可缺少的。

ATSC制数字电视机顶盒研究

ATSC制数字电视机顶盒研究概述随着科技的不断进步，数字电视的广泛普及，数字电视机顶盒的研究也变得越来越重要。

本文将重点介绍ATSC制数字电视机顶盒的相关研究，并对其技术特点予以分析。

ATSC制数字电视机顶盒ATSC制数字电视机顶盒是一种可将数字电视信号转换为可视信号的设备。

它是由ATSC标准制定委员会所制定的数字电视标准制定的。

ATSC（美国数字电视标准委员会）是由美国广播业界和其他参与相关产业的机构组成的组织，专门研究数字电视的相关技术和标准。

ATSC制数字电视机顶盒主要分为两种，一种是标准数字电视机顶盒，另一种是高清数字电视机顶盒。

标准数字电视机顶盒一般为标清分辨率，属于较早的数字电视设备；而高清数字电视机顶盒则支持高清分辨率，是目前数字电视市场上的主流产品之一。

ATSC制数字电视机顶盒的主要功能：1.将数字电视信号转换为可视信号2.实现电视节目的播放和录制3.支持电视节目的时移功能4.支持电视节目的网络点播5.增加了多媒体功能，可以播放图像、音乐、视频等文件技术特点ATSC制数字电视机顶盒采用了一些先进的技术，以实现更加高效和便捷的用户体验。

下面介绍一些常见的技术特点：1.高清显示ATSC制数字电视机顶盒支持高清分辨率，并提供了更为清晰、细腻、自然的屏幕显示效果。

这种技术特点对于电影院效果的重现、游戏画面的展示、文本和图像的清晰显示等方面都有着非常重要的应用。

2.数字信号传输ATSC制数字电视机顶盒采用数字信号传输技术，大大提高了传输效率和可靠性。

数字信号的传输质量主要受到信道干扰和传播距离的影响，但相比于模拟信号，数字信号的传输质量要更稳定，信号传输距离也会更远。

3.音视频压缩技术ATSC制数字电视机顶盒采用了现代音视频压缩技术来减小电视信号的数据量，从而降低了传输成本。

这种技术特点适用于网络电视、视频服务等领域，同时还可减少视频文件的储存空间，使得更多的文件储存在较小的空间内。

4.数据流处理ATSC制数字电视机顶盒采用了先进的数据流处理技术，可兼容精确的视频和音频信息。

浅析中国地面数字电视传输标准DTMB国际推广

浅析中国地面数字电视传输标准DTMB国际推广作者：邵晶来源：《卷宗》2016年第01期摘要：随着全球经济一体化发展，国家之间的经济贸易往来日益密切，要在未来掌握国际贸易的主动权，拥有国际标准无疑是具有国际竞争力的有力因素之一，所以，我们要大力将我国标准推出国门。

本文简要描述了DTMB进行国际推广的背景，国际推广的进程和前景以及给我们的启示。

关键词：意义；启示；推广进程；推广前景1 引言电视作为人们日常生活接收信息和享受娱乐的一个重要媒介之一已有百余年历史，从第一台电视问世到如今进入数字化电视时代，人们生活的方方面面也相应有了巨大的变化。

在中国DTMB尚未被国际电联认定为地面数字电视广播国际标准前，国际上已有三大标准分别是：分别是美国标准（ATSC）、欧洲标准（DVB-T）和日本标准（ISDB-T），同时这三个标准正在进行商业化推广和商业广播，这方面的历史和详细进展情况见参考文献。

2006年8月18日，中国地面数字电视标准《GB20060-2006数字电视广播传输系统帧结构、信道编码和调制》颁布，并于2007年8月1日正式实施，这意味着中国地面数字电视标准的诞生。

从20世纪末我国就已对数字电视进行自主研发，在国家标准颁布后，2011年12月6日，中国DTMB标准成为国际上第4家被国际电信联盟（ITU）正式认定的数字电视国际标准。

2 DTMB提出的背景（1）国内背景1.国家战略政策和实施中国是一个电视产销大国，早在1999年朱镕基总理提出，由国家纪委牵头，国标委、经贸委、科技部、信产部、广电总局等六部委联合成立国家数字电视领导小组，明确指明制定具有自主知识产权的国家标准。

历经十几年的发展，中国的地面数字电视国家标准于2006年8月18日正式颁布，并于2007年8月1日正式实施。

另外，在北京、上海和深圳相继成立国家数字电视工程中心和实验室。

2.国内市场简述根据2003年广电总局发布了《广播影视科技“十五”计划和2010年远景规划》，数字电视将在国内进行大力推广并将全面取代原有模拟广播电视。

ATSC数字电视原理剖析

数字电视机系统构成
（5）音频解码器
音频解码由单片兼容 MPEG－2和 AC－3的音频解码器完成，不需要外部存储器。解码过程中，主控 CPU可以通过 8bit数据接口或者通过I2c接口来控制音频解码器。音频解码器可接收 MPEG－1，MPEG－2，AC-3和PCM多种音频数据输入，具有三路双声道PCM数据串行输出接口和一个S ／PDIF数字音频输入口。
数字电视机系统构成
（1）调谐器（Tuner）调谐器通过I2c总线来控制，完成高频调谐并输出
中频信号。有些调谐器没有I2c总线，而是由3根控制线来设置调谐参数，此时要求机顶盒的主控芯片带有一定数量的PIO编程端口。另外，信道解调器根据中频信号幅度，通过AGC信号来调节调谐器输出的中频信号幅度，使其稳定在一定的范围之内。中频信号输出幅度通常较小，需要经过中频放大器，然后送入8VSB解调器。
数字电视机系统构成
（3）主控CPU
主控CPU实现操作系统的各种控制功能，同时完成TS流解复接。一方面，主控CPU解析来自前端送入的TS流，提取相关的PSI表，并利用PID过滤器来分离音视频ES或PES流，实现TS流解复用。另一方面，主控CPU管理多个进程，如视频解码、音频解码、红外遥控、键盘响应、前端解调和TS解复用等，控制着接收机的解码全过程。
三种标准在信源编码方面相似，都采用MPEG-2视频压缩，高清晰度电视图像常用格式为1920×1080，每秒60场/50场隔行，最大的区别是信道调制和传输方式的不同。因此三种制式接收机的视广播和接收系统基本原理
发送端包括信源编码（音视频编码），码流复用，信道编码和调制。传输网络既可以是地面广播，也可以是有线电视和卫星接收。调制信号到达接收端，先进行信道解调形成基带TS流，然后进行解复用，形成音视频PES／ES流分别解码，最后输出音频和视频信号。

超高清电视时代的新一代地面数字电视广播技术(下)

超高清电视时代的新一代地面数字电视广播技术（下）作者：肖振华程宏安贵江刘新同来源：《传播与制作》2019年第06期四.美国ATSC 3.0的发展及应用尽管ATSC1.0地面数字电视广播系统非常普及，其基础性的构成技术已经使用了20年。

技术在不断演进，观众的期望也在日益提升。

美国高级电视系统委员会（ATSC）启动了新一代广播电视系统研究工作，即ATSC 3.0。

ATSC 3.0的宗旨是提供更高品质的音视频，提升观众的电视观看体验；改善和提高固定和移动设备接收的灵活性；提高访问的便捷性、个性化和互动性。

ATSC还为更广泛的设备提供电视内容，以满足消费者不断变化的消费行为和偏好。

同时，ATSC正在努力提升广播服务平台的附加值，扩大其覆盖范围，开辟新的业务模式。

与2008年推出的DVB-T2相比，ATSC3.0最重要的进展不在效率的提高上。

ATSC3.0首先是从需求调研入手，ATSC3.0技术组（TG3）下面成立了四个专家组，分别是系统需求（S31）、物理层（S32）、管理与协议层（S33）、应用与表述层（S34）。

根据S31收集到的应用需求，进行物理层、协议层、应用层的设计。

ATSC3.0的最大亮点有两个：第一是完全放弃了广播TS流，转而采用以IP为中心的技术方案。

再者，在此基础上实现的网络融合——未来广播网络可以和电信网及互联网真正融合起来。

从前的制播环节尽管已经实现了IP化，但是传输仍然采用TS流方式，到用户接收端，所有IP接收设备仍需一次转换才能实现观看。

ATSC3.0以后，电视台制作的节目，不仅可以通过广播网络进行分发，也一样可以通过互联网和电信网进行分发，相同的协议采用使得无论是通过什么网络传输的数据流在到达用户端后都可以同步协同呈现。

以多语种为例，当该节目在西班牙语播出的时候，过去的做法要么是所有西班牙語听众都通过互联网通道进行点播，占用大量带宽，要么是将西班牙语的IP流重新解复用、解码，再复用成新的TS流下发到广播通道。

ATSC 3.0物理层技术介绍与讨论

的灵活性；提高访问的便捷性、个性化和互动性、相较ＡＴＳＣ
消费习惯和行为发生了深刻变化，新的电视业务形态也不断
涌现，特别是对广播业者而言，在北美地区．鉴于此，ＡＴＳＣ（美国先进
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ATSC3.0关键技术及优势应用研究

37. 1 简介ATSC3.0是由全球性组织ATSC （Advanced Television System Committee）制定的新一代数字电视广播标准，该组织面向全球范围征集技术方案，并最终采纳了中国提案的五个技术模块。

因此ATSC3.0标准对中国新一代地面数字电视广播体系的制定有着不可忽视的参考意义。

ATSC3.0技术组（TG3）于2011年成立，经过5年的调研工作，最终于2016年完成标准的制定。

其工作主要包括针对全球的系统应用需求的速率要求较高的业务则在数据流B 进行，划分不同的侧重点，大大提高了效率以及频带利用率。

2.2 BICM比特交织编码调制方式（Bit-interleaved Coded Modulation）是一种编码调制技术，其系统框图如图2所示。

BICM 在编码器与调制器之间加入了比特级的交织器，以获得在瑞利衰摘要: ATSC3.0标准是新一代的地面数字电视广播系统标准体系，能够提供给用户4K 超高清的高质量节目，同时具有先天的灵活性与互操作性，并且在频谱利用及传输效率上都有着非常突出的表现。

此外，对于广播服务覆盖范围的扩大及商业模式新领域的拓展方面，ATSC 3.0都发挥着极其重要且不可忽视的作用。

本文将探讨ATSC3.0的关键技术及优势，并介绍ATSC3.0的应用等情况。

关键词：ATSC3.0 关键技术优势应用图1 频谱层分复用结构图38. 包组成了MMTP 包。

这种媒体感知的分类形式可以交叉存储数据包，减少处理延时，同时更高效地处理传输错误[2]。

图3为单个MPU 的媒体感知示例。

2.4 数字水印技术数字水印技术在ATSC3.0中的应用主要是为了实现数字版权保护与内容上的协同[4]。

其原理如图4所示。

在ATSC3.0系统中，通过将原始传输的内容以增加数据载荷的方式嵌入水印信息，在经过数据传输压缩后，接收端能够原样将嵌入的信息检测提取出来，恢复出所增加的数据载荷内容加以分析，从而实现版权的保护。

为什么要采用ATSC3.0标准

为什么要采用ATSC3.0标准
佚名
【期刊名称】《广播与电视技术》
【年(卷),期】2015(0)6
【摘要】为何要采用ATSC 3.0标准?这个问题有很多答案,而那些于早些时候刚刚参加完一年一度的ATSC广播电视会议和ATSC3.0训练营的人们来说,他们已经对于广播供应商如何在未来满足观众的对本地新闻、紧急预警、最喜爱节目以及网络与广播融合的无缝体验的迫切需求这个问题上有了全新的见解。

的确,向基于IP的电视广播系统转变是未来电视行业的基础。

【总页数】1页(P50-50)
【关键词】ATSC;广播电视;本地新闻;全频道;训练营;最优化;广播设备;高清电视;音频编码;互联网协议
【正文语种】中文
【中图分类】TN931
【相关文献】
1.美国批准下一代电视标准ATSC3．0部署 [J], ;
2.美启用ATSC
3.0标准将冲击我国相关产业 [J], 路莎;王妮娜;邢军
3.美国下一代电视标准ATSC3．0将逐步落地 [J],
4.ATSC3．0标准将为电视台带来新的服务与收入 [J],
5.ATSC3．0标准将在2017美国广播电视展前准备就绪 [J],
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超高清蓝光产品技术规范颁布ATSC30进入“候选标准”阶段

标准与规划超高清蓝光产品技术规范颁布超高清蓝光系列光盘的技术规范，除了光盘本身的视频容量以外，诸如Dolby Atmos和DTS:X这样的基于对象的音频格式支持也是必不可少的。

新发布的超高清蓝光系列光盘的技术规范，能够支持最大可达3840×2160的分辨率，以及高动态范围（HDR）。

蓝光光盘协会（B D A）日前宣布，他们已完成了超高清蓝光系列产品的技术规范制定。

BDA同时还推出了一款新的商标，用于超高清系列的蓝光产品。

超高清蓝光系列产品的技术规范代表了消费型电子产品业、I T行业以及节目制作业全球领先品牌所做的工作。

新的技术规范的推出，将进一步推动超高清电视节目通过超高清的蓝光系列光盘，呈献给数量飞速增长的超高清电视用户。

BDA促销委员会主席Victor Matsuda表示：“近年来，蓝光系列的光盘为家用设备中的高清画质和高质量音频制定了参照标准。

而现在，超高清的蓝光系列设备将会为家用超高清娱乐设备做同样的事情。

蓝光系列光盘的技术承载力，特别是其庞大的存储空间和较高的数据传输速率，将确保其为广大观众呈现无可比拟的、持续的、可重复的超高清体验。

”除了提高分辨率,已完成的超高清蓝光系列产品的技术规范还涉及一系列影响因素,这是提升家用娱乐设备用户体验的重要手段。

不过，除了将可支持分辨率的上限提升到3840×2160外，超高清蓝光格式还能够支持传输色域范围显著扩大的信号，并且可以传输高动态范围和高帧频率的节目。

B D A同时指出，下一代基于对象的沉浸式音频格式，将以超高清蓝光系列产品的技术规范为基础形成。

通过可选的数字电桥功能，相关的技术规范能够提升电视节目拥有者的使用价值。

具体方式是在实践中形成一种观念，即购买电视节目可以保证其用户不论是在家还是使用移动设备，都可以看到相应的节目。

在相关的技术规范约束下，超高清蓝光播放器一定是能够播放现有版本的蓝光光盘。

超高清蓝光设备的准入许可证颁发工作将在今年夏天正式启动。

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文献引用格式：方逸群，乔赫元，韩志会，等．ＤＴＭＢ— Ａ与ＡＴＳＣ３．０物理层关键技术对比浅析［Ｊ］．电视技术，２０１７，４１（４／５）：１１９— １２５．
ＤＴＭＢ－Ａ与ＡＴＳＣ３．０物理层关键技术对比浅析
方逸群，乔赫元，韩志会，彭
（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽
虎
合肥２３０００９）
摘要：ＤＴＭＢ－Ａ是中国自主研发的地面数字电视广播传输标准，其主要的性能指标达到并超越了欧洲的第二代地面数字电视标准ＤＶＢ — Ｔ２。美国ＡＴＳＣ３．０作为广播与宽带的混合网络，它的诞生引起了业界的极大关注。主要对ＤＴＭＢ — Ａ和ＡＴＳＣ３．０
的发展具有一定的参考意义。关键词：ＤＴＭＢ — Ａ；ＡＴＳＣ３．０；ＤＴＦＢ；ＢＩＣＭ；物理层管道；信号帧；层分复用
ＡｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｔｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｂｅｔｗｅｅｎＤＴＭＢ— ＡａｎｄＡＴＳＣ３．０
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤＴＭＢ —Ａｉｓｓｅｆｒ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｉｇｉｔａｌｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｙ，ｔｒｈｅｍａｉｎｐｅｒ — ｆｏｒｍａｎｅｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｗｈｉｃｈｍｅｅｔａｎｄｅｘｃｅｅｄｔｈａｔｏｆＤＶＢ－Ｔ２，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｅｒｅｓｔｒｉａｌｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌＴＶｓｔａｎｄａｒｄｉｎ
ＦＡＮＧＹｉｑｕｎ，ＱＩＡＯＨｅｙｕａｎ，ＨＡＮＺｈｉｈｕｉ，ＰＥＮＧＨｕ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＯｐｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＴｏｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
ｔｗｅｅｎＤＴＭＢ—ＡａｎｄＡＴＳＣ３．０［Ｊ］．Ｖｉｄｅｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，４１（４／５）：１１９—１２５．
中图分类号：ＴＮ９４９．１９７文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１６２８０／ｊ．ｖｉｄｅｏｅ．２０１７．ｈ４．０２３
物理层所采用的关键技术进行一个简要对比分析，不仅比较了这两种标准共有的前向纠错编码、星座映射、比特交织等技术，
还介绍了ＡＴＳＣ３．０标准中ＢＩＣＭ、ＬＤＭ等技术。论文总结了ＤＴＭＢ — Ａ和ＡＴＳＣ３．０各自ＡＮＧＹＱ，ＱＩＡＯＨＹ，ＨＡＮＺＨ，ｅｔ１．Ａａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｔｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒｂｅ．
Ｅｕｒｏｐｅ．ＡＳａｈｙｂｒｉｄｎｅｔｗｏｒｋｏｆｂｒｏａｄｃａｓｔａｎｄｂｒｏａｄｂａｎｄ，ｔｈｅｂｉｒｔｈｏｆＡｍｅｒｉｃａｎＡＴＳＣ３．０ｈａｓａｒｏｕｓｅｄｇｒｅａｔｃｏｎｃｅｒｎｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓ — ｔｙ．ＴｈｒｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｔｐｈｙｓｉｃｌａｌａｙｅｒｂｅｔｗｅｅｎＤＴＭＢ— ＡａｎｄＡＴＳＣ３．０，ｗｈｉｃｈｎｏｔｏｎｌｙｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｆｏｒｗａｒｄｅｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃｏｄｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｍａｐｐｉｎｇａｎｄｂｉｔｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇｉｎｔｈｅｂｏｔｈ