日本的数字地面电视广播制式ISDB-T

2006-06-23 12:12:11来源:广播电视网络技术 作者:北京广播学院 教授 张永辉热度:

概述

大家知道,在高清晰度电视广播方面,日本是最先投入大量人力、财力开展研制工作的,在方案和参数选择上几经改进,最后确定了高清晰度电视的演播室节目制作参数、MUSE频带压缩方式和调频传输制卫星广播方式,综合一起即构成所谓的Hivision HDTV制式,并已于10年前正式播出。在国际上,它对下一代广播电视的开发起了先导作用。然而,Hivision虽然在频带压缩中采用了数字处理技术,使压缩比达到4:1,但在随后的压缩信号输出和调制传输中仍为模拟的亮度、色差信号时分复用形式,压缩后的信号带宽为8.1MHz。因此,只能通过日本的频道带宽24MHz的卫星通道进行传输,而不能够在带宽为6MHz的地面频道中实现HDTV电视广播。

后来,欧洲国家为了与之竞争,联合制定了EU-95计划,推出其HD-MAC制式,最后确定了从MAC制向HD-MAC过渡的HDTV卫星广播方式,扫播参数为1250/50/2:1/16:9(Hivision为1125/60/2:1/16:9),采用数字处理技术后亦实现了4:1的频带压缩比,信号带宽为8.4MHz,也需用频道带宽27MHz的欧洲卫星通道进行传输。然而,随后由于美国开发其全数字HDTV的方案,使Hivision 和HD-MAC都显得技术不先进,Hivision因已经在广播不好改变,而欧洲则放弃了HD-MAC。

全数字HDTV在美国由FCC最终批准的标准为“ATSC数字电视标准”(1995年),它应用于HDTV的地面电视广播中。欧洲则转而首先着眼于研制常规电视的全数字化广播(SDTV)进一步再开发全数字HDTV。在SDTV中,欧洲按传输媒体的不同而分为DVB-S、DVB-C和DVB-T三类。DVB-S为通过卫星传输的DVB(数字视频广播),DVS-C为通过有线(光纤、电缆)传输的DVB,DVB-T为通过地面电波传输的DVB。前二者于1994年制订出标准,DVB-T则于1996年5月制订出标准。美、欧的诸种HDTV、DVB制式,图像信号的信源编码均采用了MPEG-2压缩标准(ISO/IEC13818-2),信道编码则依据传输媒体的不同而在大体相同的基础上又各有差异,高频调制方式亦随传输媒体的不同而采用了不一样的方式。

上面的ATSC、DVB-S、DVB-C和DVB-T都已先后地正式播出。在此形势下,日本自然不甘落后,但由于卫星中已采用Hivision广播多年,不便于停播或改变制式,所以主要研究的便是全数字的地面电视广播制式。(需要指出,卫星传输和有线电视的全数字电视广播制式,无论SDTV或HDTV,在信道编码和高频调制方式上各国有基本一致的认同标准。)结果,日本确定的数字地面电视广播(DTTB)制式为ISDB-T(综合业务数字广播-地面传输),或称DIBEG(数字广播专家组)制式。

一 ISDB-T概要

1 总体情况

日本采用的地面传输制式不限于单独传输数字电视(图像和伴音),也包括了独立的声音和数据广播,这几者可以单独存在或任意地组合,构成在带宽6MHz内的一路节目或多路节目。ISDB-T系统包括发送部分和接收部分,发送部分的输入是信源编码部分的输出,发送部分的输出是加给发射机输入端的中频已调制信号,在发射机内上变频成射频信号去往馈线和天线。TSDB-T在信源编码中,图像信号也按MPEG-2的压缩标准。根据Rec.ITU-R BT.601-5,对于SDTV,图像源格式应是720(704)×480像素数,取样频率为4:2:0模式。至于声音信号的信源编码,日本既未采用MPEG-2的压缩标准(ISO/IEC13818-3),即所谓的MUSICAM(掩蔽型通用子带综合编码和复用),也未采用ATSC中的Dolby AC-3(音频编码-3)标准,而是采用基于MPEG-4的AAC(高级AC)压缩方式。ISDB-T系统中的接收部分,输入信号是COFDM调制的射频信号,输出信号是加给信源解码部分输入端的信道解码信号。图1中简要示明了系统框图。

2 ISDB-T的传送带宽

为了与地面电视广播的原频道规划(每频道6MHz)相适配,ISDB-T中每个频道的传送带宽为(432KHz×13+4KHz)=5.62MHz或(432KHz×13+1KHz)=5.617MHz。这里,是以每432KHz作为一个独立的OFDM(正交频分复用),6MHz内可包含13段OFDM。而每个OFDM段由数据段和导频信号组成,或者说OFDM段是指在数据段中加入各种导频信号后于432KHz带宽内传送的信息数据流。每个数据段可以独立地指定其载波调制方式(16QAM、64QAM、QPSK或DQPSK)、内码编码率(1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8)、保护间隔比和时间交织深度等。

作为对比,欧洲DVB-T 8MHz或7MHz的每路频道是作为一个总体来处理的,对全部载波的调制方式只能是一种(16QAM、64QAM或QPSK),内码编码率基本上是一种(1/2、2/3、3/4、5/6、或7/8),保护间隔比也只能是一种(1/4、1/8、1/16或1/32)。由此可见,ISDB-T在这些方面其信号处理与DVB-T基本上相同,但是更灵活些,可按电视、声音、数据的不同需求优化地选用。

3 传送信号形式

ISDB-T中,根据ISO/IEC13818-1(MPEG-2,系统)实施传送信号的复用。每一个物理通道(6MHz)为一个基本TS(传送流),其中13个OFDM段可构成有统一参数选择的单一大块,也可以分为具有不同参数选择的几个块层,最多为4个块层。接收端接收时,可以对13段OFDM整体接收,也可以部分接收,即只接收13段OFDM里中央的一段OFDM,图2示出了不分块层整体接收和分块层部分接收的两种情况。

由图可见,一个块层内包含的OFDM段的数目并无限定,可多可少?lt;13),而部分接收时总是接收中央的一段,即是接收一个物理通道(6MHz)内基本TS流的一部分。
4 传送参数
ISDB-T的每432KHz内载波间隔有4KHz与1KHz两种。另外,为了接收端能抗多径干扰,在每个有效符号持续期Tu(=1/载波间隔)上增加一个保护间隔持续期△,按规定△/Tu的取值有4种(1/4、1/8、1/16、1/32)。因此,一个OFDM段的传送参数如表1所示。

至于整个ISDB-T物理通道6MHz内的传送参数,如表2所示。

责任编辑:DVBCN编辑部

为您推荐

《卫星电视广播地面接收设施管理规定》的实施细则

第一条根据国务院颁布的《卫星电视广播地面接收设施管理规定》(以下简称《管理规定》)第十三条规定,制定本实施细则。第二条广播电影电视部是卫星电视广播地面接收设施(以下简称卫星地面接收设施)的归口管理部门,会同公安部、国家安全部负责全国卫星地面接收设施管理工作。地方各级广播电视行政部门是当地的卫星地面接收设施的归口管理部门,会同地方各级公安部门和国家安全部门负责本辖区内的卫星地面接收设施的管理工作。广播电视行政部门的职责是对卫星地面接收设施实行归口管理,审批卫星地面接收设施的设置,组织对卫星地面接收设施的生产、销售、使用情况进行检查;公安部门的职责是查处抗拒、阻碍管理部门依法执行公务的违法行为,协

韩国移动运营商有望明年推出地面移动电视服务

近日有消息称,韩国KFT公司和LG电信公司有望于明年早些时候销售带有接收地面电视功能的手机。KTF和LG电信公司就销售具备收看电视节目功能的手机,已与基于地面的数字多媒体广播(DMB)服务运营商进入了最后的谈判阶段。

地面移动数字电视:路向何方?

编者按:路是人走出来的。关于大大小小的方向问题,交给领导者和实践者去把握,这里提出的地面数字电视方向问题,不过是旁观者对地面数字电视的看法。我们也希望更多关心我国数字电视发展的人们带来他们自己的观点。好像变化是在悄然之间进行,突然有天发现公交车上的电视居然在接收电视台播放的节目,而不是在一条公交线上重复千万次折磨到我们厌倦的广告,嘿,边走边看不仅仅是在科幻小说和科幻片里看到的场景了。后来总是在不同媒体看到关于数字电视的各种消息,久了,咱老百姓也慢慢分得出数字电视有天上、地面和有线的区别,同时也了解到在我国,地面数字电视更多的是在地面移动电视方面发展。城市越来越大,生活节奏越来越快,交通工具越来

展望地面数字电视(一)

数字电视,是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。它具有许多优点,如可实现双向交互业务、抗干扰能力强、频率资源利用率高等,它可提供优质的电视图像和更多的视频服务(如交互电视、远程教育、会议电视、电视商务、影视点播等)。按信号传输方式分类:数字电视可以分为地面无线传输(地面数字电视)、卫星传输(卫星数字电视)、有线传输(有线数字电视)三类。与有线和卫星传输方式相比,在信道状况、应用需求等方面,地面传输方式更为复杂。在地面数字电视传输系统方案的选择上争议最大。然而,数字电视地面广播的推广和产业化将带来新的经济增长点,世界各国都非常重视其标准的制定及相关的知识产