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完全解密中國數字電視地面傳輸標準

來源:電子工程專輯 更新日期:2006-07-22 作者:佚名
    經過多年競爭和數次延遲,中國即將推出期待已久的地面數字電視標準。該標準將覆蓋固定和移動終端,并最終為中國一半以上的電視觀眾提供服務,特別是那些生活在郊區和鄉村的電視觀眾。

  盡管官方沒有正式宣布該標準的名稱,但是,被稱為“地面/移動數字多媒體廣播——DMB-T/H”的標準暗示了終止小規模試驗歐洲DVB-T標準的信號,并且為中國——全球最大的電視和移動電話市場——的移動電視服務樹立了一個新的競爭方案。

  來自中國方面的消息說,官方即將正式頒布新標準,最快可能本周頒布。此次發布將終結兩所大學之間的方法差異巨大的地面傳輸標準的激烈競爭。

  DMB-T/H是北京清華大學和上海交通大學各自研究成果的“結合”,兩所大學都希望提供唯一的技術,但是,誰都不能從技術上或政治上達到該目標。

  結果與其說是他們研究成果的結合,不如說是兩種調制方案的共存—清華采用時域同步正交頻分復用(OFDM)而交通大學采用殘留邊帶調制。

  “跟802.16一樣,中國新的數字電視標準提供單載波和多載波的選擇,”Legend Silicon公司總裁Lin Yang說。Legend Silicon是一家位于加州Fremont、與清華大學交往密切的公司。

  中國將在VHF III和UHF頻譜范圍內部署數字電視,通道帶寬為8MHz。交通大學的那部分標準成為ADTB-T(先進數字電視廣播-地面標準)。與美國的DTV標準一樣,ATSC 8-VSB是基于單載波頻率。

  支持者表示,ADTB-T技術讓信號以更低的功率傳播更遠的距離,用戶終端能夠較好地檢測弱信號。它提供了防止鄰道干擾的手段并以較高的波特率提供更佳的性能,使之成為HDTV流向固定終端的良好備選技術,上海高清晰數字技術工業公司ASIC設計部門的管理人員Yao Wang表示。該公司與交通大學有合作關系。

  但是,與ATSC不同,交通大學的ADTB-T也可以提供移動電視服務。在上海,自從2004年起一直進行的試驗就利用5臺發射機向大約2000個終端廣播,其中1600個終端位于出租車上。移動電視業務還在山東省威海的公共汽車上進行了測試,而固定電視業務則在其它五個城市和地區展開。

  清華大學認為,DMB-T建議不僅僅有利于為固定終端、而且有利于為移動設備如手機和PDA提供視頻和數據廣播。

  DMB-T選擇了歐洲和日本的OFDM調制方式,其4K載波采用四相移鍵或四調幅制式,但是,它用時域同步OFDM(TDS-OFDM)與歐洲和日本標準加以區別。

  為了滿足多媒體業務的需求,TDS-OFDM采用高達32Mbps的數據率,目的是更好地同步移動和突發數據廣播。

  但是,TDS-OFDM與OFDM不同,它通過插入偽噪聲序列來做同步和信道估算,從而在數據塊之間提供保護間隔。

  領導開發DMB-T的清華大學教授王興軍指出,“在COFDM中,在保護間隔內什么都沒有,所以,通過利用那部分做信道估算,可以節省大約10%的載波部分的容量。此外,在時域恢復中,精度和響應時間將比采用COFDM技術更具有優勢,它利用了一個頻域處理。一般地說,與DVB-T相比,我們可以增加3dB的靈敏度。”

  通常來說,廣播電視樂于采用OFDM方法,它是DVB-T/H、ISDB-T、T-DMB和Media-Flo的基礎。清華大學DMB-T的試驗正在大約30個城市進行,遠遠超越了交通大學的ADTB-T。

  可是,現在不清楚的是,是否所有眾多的數字電視——固定和移動電視——都將支持TDS-OFDM和VSB調制方式。

  王興軍指出,解調器應該兩種規范都支持,甚至在手機中也應該支持。他表示,比在單芯片上集成兩個解調器更好的辦法是利用新技術實現雙模解調。該新技術的細節現在尚不得而知。

  另一方面,通過給予廣播商對調制方式的選擇權,“也許政府將讓市場作出選擇”,Legend Silicon的Yang強調,“新的中國數字電視標準的意圖是讓單載波和多載波盡可能地融合。”

  最初,中國計劃在2003年發布地面數字電視草案,并從2004年開始轉換,但是,行業組織和政府官員設法在兩所大學的研究之間作出了折衷,使標準“更具競爭力”,這使雙方競爭激烈。

完全解密中國數字電視地面傳輸標準之二

     在那時候,技術上差異還非常大,Legend Silicon的Yang透露。但是,研發團隊已經用兩年時間來協調他們的研究。

  “這不再是蘋果與橙的比較,”Yang說,“幀大小、P/N序列、同步數據,一切都是一樣的,唯一的差異是信號是采用頻域定義的數據,還是時域定義的數據。”

  他認為,中國標準更接近日本的ISDB-T、而不是歐洲的DVB-T標準,因為中國和日本都把低功耗考慮為主要的規范。中國的DMB-T/H也在那一點具有獨特性,與DVB-H不同,地面和手持設備的設計都是采用完全相同的頻譜。

  與ISDB-T一樣,中國標準將在移動設備上支持HDTV,而歐洲的DVB-T現在僅支持標準清晰度。中國的新標準還不同于T-DMB—最初由韓國為移動電視開發的標準。T-DMB是基于Eureka-147音頻廣播標準,以較低數據率發送,并且是面向小型便攜式設備如手機和PDA做的設計。

  韓國的T-DMB和中國的DMB-T/H之間的主要差異在于:前者以較低的帶寬利用多個較小的信道,而且必須為信道分隔使用更多的頻譜;后者以更高的帶寬利用更寬的信道,以提高頻譜利用率,但是,折衷是稍微較高的接收機成本。

  一些中國企業已經拿到或正在試用DMB-T/H的芯片。Legend的解調器能處理DMB-T和ADTB-T,并且工作在面向手持設備的低功耗芯片上,Legend的工程副總裁Dinesh Venkatachalam透露。

  上海高清晰數字技術公司正在開發支持新標準的兩種解調方式的第二代芯片,其它正在設計芯片的公司包括杭州國芯和上海奇普科技。在手持設備中,Microtune表示計劃擴充包括中國DMB-T/H的移動調諧器生產線。

  但是,跨國公司在機頂盒業務中更為謹慎。“我們正在關注該標準,”意法半導體大中國區副總裁Bob Krysiak表示,“我們認為,我們已經掌握這兩種組合,但我們必須等到它的發布,然后,我們將乘該規范墨跡未干盡快準備實施相應的產品計劃。”科勝訊也采取等待觀望的態度,“我不能說什么時候我們將推出一款芯片,但是,我們參與其中并跟蹤規范的變化。”科勝訊公司寬帶媒體處理副總裁Henry Derovanessian表示。

  機頂盒制造商和一些電視制造商如海爾、三星及LG也已經設計出基于DMB-T/H標準的原型機。但是,中國電視和機頂盒制造商還不清楚要多長時間消費者才會采用移動數字電視服務,那將影響到電視制造商集成數字解調器的步伐。“希望集成了數字解調器的電視今年能上市,但是,普及至少要10年,”電視制造商長虹電器的設計工程師Chunguang Wang表示,“大量的家庭還是用機頂盒收看數字電視,要改變這種情況并非一朝一夕,而政府鼓勵利用機頂盒作為加快普及數字電視的途徑。”

  緩慢的轉移

  確實,下一個挑戰將是加速模擬到數字電視的轉移,中國已經計劃到2008年擁有1億數字電視家庭,到那時候,就可以如期采用HDTV轉播北京夏季奧林匹克運動會。到2015年將停播模擬電視廣播。

  但是,中國現在的轉換速度很慢。政府提供的數據顯示,到2005年底,只有410萬家庭用上了數字電視服務,大多數通過有線電視網絡。雖然比前年的1百萬數字有大幅提高,但是,距離政府去年確定的3000萬家庭的目標還很遠。

  存在的障礙包括機頂盒的成本和服務質量問題,并且缺少刺激用戶進行轉換的、有競爭力的內容。地面轉換可能面臨類似的挑戰,位于北京的Marbridge咨詢公司的分析師Mark Natkin表示。

 

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