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DTMB

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DTMBGB 20600-2006,全称 Digital Terrestrial Multimedia Broadcast,即地面数位多媒体广播),原名DMB-T/H(Digital Multimedia Broadcast-Terrestrial/Handheld,即数位多媒体广播-地面/手持),是中国数码影像广播标准,由中华人民共和国制定有关数位电视和流动数位广播的制式。该制式将会服务中国一半的电视观众,尤其在郊区农村地区。DTMB现时为中国大陆、香港澳门古巴巴基斯坦老挝柬埔寨采用。

DTMB有多重副载波英语Subcarrier(简称“多载波”)与单一副载波(简称“单载波”)两种模式[1];香港和澳门使用多载波模式,中国大陆则两种皆有使用。此外DTMB只制定了资料传送标准为MPEG-TS,但没有规定广播串流编码制式。以香港为例,2012年10月28日前同步广播频道及新频道曾经分别使用MPEG-2 Part 2H.264作为广播的影像编码,但现时所有数码广播频道都已经使用H.264广播;声音编码则可从AC3MP2以及DRA之间选择[2]。中国大陆则推行AVS及其升级版本AVS+为影像编码标准,但也有使用MPEG-2者;音频标准一般采用DRA,也有少部分地区使用AC3或者其它音频解码标准[3]

2012年9月至11月,香港电台曾联同亚洲电视电视广播有限公司测试四项新技术,包括3D电视传送、PN420传送、以及DTMB-A及E-DTMB[4]

历史

由中国上海交通大学研发的ADTB-T制式和清华大学/北京凌讯华业科技研发的DMB-T都希望能成为中国所采用的全国制式。事实上,中国不少城市在DTMB推出之前,已利用机顶盒,分别采用ADTB-T、DMB-T和欧洲的DVB-T制式来进行数位广播。经过漫长的利益博弈,在没有公开第三方比较测试效果的情况下,DTMB以上两个制式的简单融合成为最终官方认可的方案。

2001年5月16日,清华大学宣布,该校已提出具有完整自主知识产权的地面数位多媒体/电视广播传输系统,并与清华同方合作设计专用集成电路[5]

2011年12月,DTMB正式成为国际标准。

主要技术特点

  • 1 传输效率或频谱效率高

在欧洲DVB-T中,用于同步和信道估计的导频载波数量占总载波的10%。DTMB的PN序列放在OFDM保护间隔中,既作为帧同步、又作为OFDM的保护间隔。欧洲DVB-T C-OFDM用10%的子载波传送用于同步和信道估计等的导频信号,同时存在循环前缀的保护间隔,而TDS-OFDM将时间保护间隔同时用于传输信道估计信号,因此DVB-T系统的传输效率只能达到国标DTMB系统的90%。传输效率在多载波技术和单载波技术进行比较时,被认为是多载波技术的弱点,DTMB的核心技术正是针对解决这个问题而开发的。

  • 2 抗多径干扰能力强

多载波系统和单载波系统相比,OFDM系统具有抗多径干扰的能力,抵抗多径干扰的大小相应于其保护间隔的长度。由于国标的时间保护间隔中插入的是已知的(系统同步后)PN序列,在给定信道特性的情况下,PN序列在接收端的信号可以直接算出,并去除。去掉PN序列后的OFDM信号与时间保护间隔为零值填充的OFDM信号等价,而时间保护间隔为零值填充的OFDM与时间保护间隔为周期延拓的OFDM在同样信道下的性能是等价的。而且,在多径延迟超过时间保护间隔的情况下,DTMB仍能工作。TDS-OFDM可以把几个OFDM帧的PN序列联合处理,使抵抗多径干扰的延时长度不受保护间隔长度的限制,而传统的OFDM保护间隔长度设计要求必须大于多径干扰的延时长度。

  • 3 信道估计性能良好

在AWGN信道下,TDS-OFDM的信道估计性能优于C-OFDM。这是由于TDS-OFDM用于信道估计的PN序列具有20dB左右的扩频增益,同时又没有C-OFDM做信道估计时特有的插值误差。尽管DTMB的样机功能还有待改善,但其AWGN信道的测试结果仍优于基于C-OFDM的国内外系统。 对于多径信道,TDS-OFDM的PN序列与多径信道造成的干扰信号是统计正交的。虽然TDS-OFDM信道估计的性能无法在原理上与C-OFDM直接比较,但是它与其他传输系统中采用PN序列进行信道估计的性能相当。

  • 4 适于移动接收

移动接收产生了多普勒效应和遮挡干扰,使传输信道具有随时间变化的特性(时变特性)。而需要强调的是任何OFDM系统的信号处理都是基于信道传输特性准时不变的假设(应用FFT的基本条件),即在一个OFDM符号的时间内,假设信道是不变的,信道的变化被认为是在OFDM符号间发生的。TDS-OFDM的信道估计仅取决于OFDM的当前符号,而C-OFDM的信道估计需要4个连续的OFDM符号。因此,C-OFDM在移动情况下,要考虑4个OFDM符号的信道变化影响,而TDS-OFDM只需考虑1个OFDM符号的信道变化影响。可以看出,DTMB系统比欧洲 DVB-T更适于移动接收。

制式使用概况

中华人民共和国

中华人民共和国已于2007年8月1日实行该制式,并且在一些城市(如深圳)已经大规模应用。目前中华人民共和国内各地的地面数字电视信号除了有转播部分同时在模拟电视播出的频道,还有一些高清频道。部分城市的公交移动电视频道亦采用此方式。大部分城市使用AVS或AVS+格式用作视频编码,也有一些城市使用H.264MPEG-2格式。目前中国正在实施“中央广播电视节目无线数字化覆盖工程”,推动包括央视的12个标清频道(CCTV-1、2、4、9~15、17、CGTN主频道)在内的电视频道在各地通过地面数字电视系统播出。

CMMB移动电视退出市场后,由于适合移动接收的特性,DTMB也开始占领中国内地的移动电视市场,多个厂家推出了可接收DTMB信号的移动设备。

DTMB-A用于4K/8K超高清电视广播

2019年4月1日,清华大学北京信息科学与技术国家研究中心宋健团队负责的中国首次地面数字电视4K频道技术试验试点项目在嘉兴市广播电视中心成功通过验收。

在嘉兴开展的地面数字电视4K频道技术试验,经国家广电总局立项批复,由国家广电总局设计院设计、国家广电总局广科院论证、国家广电总局规划院检测。项目采用清华大学自主创新的DTMB-A地面数字电视传输技术和中国传媒大学超高清视频节目IP切换系统,验证了地面数字广播传输4K甚至8K超高清视频的可行性,为探索结合区块链技术支持可管可控安全播出,支持4K、8K、VR、多屏直播等需求的新型宽带信息网络架构打下了良好基础。

DTMB-A系统于2015年成为国际电联标准。采用多项自主研发的创新技术,提出一种灵活帧结构,实现多种数据业务动态复用,满足多媒体信息传输灵活和高效的要求;创新编码调制方式和纠错编码方法,在提升传输系统的频谱效率的同时降低了数字电视接收终端的实现复杂度;增强单频组网能力,有利于实现地面数字电视广播系统更好的信号覆盖。[6]

香港

香港在2007年12月31日晚上7时,正式开启慈云山发射站的数码地面电视信号,覆盖香港总面积的40至50%,包括港岛北部、九龙半岛、沙田部分地区、大屿山东部。而在2008年,飞鹅山金山青山九龙坑山南丫岛的发射站将会完成兴建,届时覆盖率将会逹75%。在2009至2011年,其馀23个发射站相继启用后,数码地面电视广播将覆盖香港99%人口。

在DTMB的基础上,香港在启播时选用了MPEG-2H.264分别作模拟同步播放频道和新数位频道的影像编码,以MPEG-1 Audio Layer IIAC-3作声音编码,字幕系统和电子节目指南(EPG)则采用DVB制式[7],互动功能由广播商自行决定,电视广播有限公司选用了MHEG-5制式[8]。2012年10月28日起,所有播放频道均以H.264影像编码格式广播[9]

接收仪器

由电讯管理局发出的基本版机顶盒标签(目前已取消此标签)
由电讯管理局发出的基本版机顶盒标签(目前已取消此标签)
升级版机顶盒标签
升级版机顶盒标签

在香港,数码地面广播可以外置接收器(机顶盒)或者一体式电视机(综合数码电视机)接收。

接收器分为基本版及升级版,前者仅能接收4条以数码模式同步广播的现有免费频道;后者可接收所有高清电视和标清电视节目频道,以及提供额外的文字资讯等功能,初时售价为二千多港元或以上,但其后价格下降至最低约700港元。电讯管理局已提供认证服务,机顶盒生产商可分别在所属机顶盒,贴上“基本版接收器”或“升级版接收器”标签,供消费者识别[10]。由于原有的4条同步广播频道已经改用H.264编码格式,所以技术上只能处理以MPEG-2视讯格式编码频道的基本版接收器已经无法收看任何香港数码电视频道。通讯事务管理局已将“基本版接收器”从标签计划移除,而直至移除之前,仍未有一部合格的基本版接收器推出市面。

不过香港现有建筑物的公共天线系统,需要经过微调才能接收数位广播,否则公共天线使用者将未能接收新的数位广播频道[11]

另外,要使用TVB的互动功能,需要购买符合MHEG-5标准的中间件规格的解码器,TVB亦自行推出了名为“TVB互动功能”的标签计画[8]

澳门

澳广视于2008年7月15日开始以DTMB制式进行数码电视广播。目前澳门地面数码电视广播共有15个频道,其中71-79频道为转播中国内地电视频道,91-97频道为澳广视自办频道。[12]

采用国家和地区

数码地面电视广播系统,紫色显示为采用DTMB的地方。
数码地面电视广播系统,紫色显示为采用DTMB的地方。

亚洲

中东

北美

参考资料

  1. ^ 多载波技术源自DMB-T标准,使用多载波的还有DVB-TCOFDM技术;单载波技术源自ADTB-T标准;使用单载波的还有ATSC8VSB技术
  2. ^ 电讯管理局(2007年11月12日):《政府当局提供有关数位地面电视广播的文件(投影片资料)》,立法会资讯科技及广播事务委员会
  3. ^ 截止20日 8大城市地面数字电视推进情况[永久失效链接]
  4. ^ 新数码地面电视广播技术测试. RTHK. 2012-12-23. (原始内容存档于2012-12-27). 
  5. ^ 中国数字电视广播传输技术获得突破
  6. ^ 我国首次地面数字电视4K频道技术试验试点项目通过验收. 清华大学. 2019-04-04. 
  7. ^ (英文)Office of the Telecommunications Authority. Technical Specification for Digital Terrestrial Television Baseline Receiver Requirements (PDF). Hong Kong: Office of the Telecommunications Authority. 2007年6月. (原始内容 (pdf)存档于2008-12-30). 
  8. ^ 8.0 8.1 电视广播有限公司. 要享受TVB互动功能服务 MHEG-5中间件为必然之选. 电视广播有限公司新闻稿. 2007年11月28日 [2007年11月28日]. 
  9. ^ 修订《电视通用业务守则-技术标准》. OFCA. 2012-09-28. 
  10. ^ 数位广播Q&A 互联网档案馆存档,存档日期2007-12-14.,原载香港《明报》,2007-11-28。
  11. ^ 供应商忧公共天线未升级 得物无所用 互联网档案馆存档,存档日期2007-12-13., 原载香港《明报》,2007-11-28。
  12. ^ 澳门日报. 澳广视测试数字电视广播. 2008年7月16日 [2008年7月16日]. (原始内容存档于2008年8月2日). 
  13. ^ CNTV English 页面存档备份,存于互联网档案馆 2013年3月21日检索

外部链接

中华人民共和国:

香港:

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