1、廣播電視無線傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀與新技術(shù)應(yīng)用甘肅省廣播電影電視總臺(tái)無線傳輸中心劉繼光廣播電視無線傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀與新技術(shù)應(yīng)用一、廣播電視無線傳輸技 術(shù)的現(xiàn)狀 一、廣播電視無線傳輸技 術(shù)的現(xiàn)狀 1、廣播電視發(fā)展歷史 廣播發(fā)展史： 形式： 有線廣播 無線廣播：中波、短波、調(diào)頻 應(yīng)用技術(shù)： 已調(diào)波放大、柵調(diào)、屏調(diào)、多重調(diào)制（屏簾同調(diào)等）、脈寬調(diào)制PDM、脈沖階梯調(diào)制PSM、數(shù)字調(diào)制DAM、中波和調(diào)頻同步廣播、數(shù)字音頻DAB等 1、廣播電視發(fā)展歷史 廣播發(fā)展史： 形式： 電視發(fā)展史： 電視發(fā)展史： 電視應(yīng)用技術(shù)（模擬）多制式共存：PAL正交平衡調(diào)幅逐行倒相制Phase-Alternative Line中國(guó)、德

2、國(guó)、英國(guó)和其它一些西北歐國(guó)家采用這種制式。這種制式幀速率為25fps，每幀625行312線，標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720576。 NTSC正交平衡調(diào)幅制National Television Systems Committee美國(guó)、加拿大和日本等。這種制式的幀速率為29.97fps（幀/秒），每幀525行262線，標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720480。 SECAM行輪換調(diào)頻制Sequential Coleur Avec Memoire，簡(jiǎn)稱SECAM制。采用這種制式的有法國(guó)、前蘇聯(lián)和東歐一些國(guó)家。這種制式幀速率為25fps，每幀625行312線，標(biāo)準(zhǔn)分辨率為720576。 電視應(yīng)用技術(shù)（模擬）多制式共存：PAL正交

3、平衡調(diào)幅逐行倒相制電視應(yīng)用技術(shù)（數(shù)字） 電視應(yīng)用技術(shù)（數(shù)字） 2、廣播電視無線傳輸現(xiàn)狀衛(wèi)星廣播-采用DVB-S2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已全部 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化中短波廣播-廣泛采用了PDM、PSM、DAM技術(shù)，采用了數(shù)字電路技術(shù)，故態(tài)化。但仍是模擬廣播。調(diào)頻廣播-大量采用數(shù)字電路技術(shù)，調(diào)頻同步廣播在東部已廣泛開始。美國(guó)等實(shí)驗(yàn)HDRAIO電視-大量發(fā)射機(jī)仍采用PAL-D形式進(jìn)行覆蓋，如西新工程、中央和省臺(tái)節(jié)目無線覆蓋工程等。地面數(shù)字電視已結(jié)束實(shí)驗(yàn)和進(jìn)入應(yīng)用階段，地面高清開始試驗(yàn)廣播。2、廣播電視無線傳輸現(xiàn)狀衛(wèi)星廣播-采用DVB-S2技 二、電視數(shù)字化 二、電視數(shù)字化 數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)1、衛(wèi)星 DVB-S2、有線電

4、視 DVB-C（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）3、地面數(shù)字電視美國(guó)的 ATSC 8-VSB歐洲的 DVB-T COFDM日本的 ISDB-T BST-OFDM上海交大ADTB-T清華 DMB-T 數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)1、衛(wèi)星 DVB-S2 名詞解釋多載波、單載波COFDMSPI，ASI接口；多徑干擾，多普勒頻移；數(shù)據(jù)載波星座：QPSK、16QAM、64QAM外編碼、外交織、內(nèi)編碼、內(nèi)交織；保護(hù)間隔；載波數(shù)（IFFT大?。㏒FN、MFN； 名詞解釋 名詞解釋信源、信源編碼；MPEG-2信道、信道編碼；-T、-C、-S；有效帶寬：2K：7.608258MHz 8K：7.611607MHz載波間隔： 2K：4.464k

5、Hz(896uS) 8K：1.116kHz(224uS) 名詞解釋 三、數(shù)字地面電視 三、數(shù)字地面電視 四、移動(dòng)多媒體廣播（手機(jī)電視） 四、移動(dòng)多媒體廣播（手機(jī)電視） 五、直播衛(wèi)星 五、直播衛(wèi)星 數(shù)字電視衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)正在全球各地，特別是英美等國(guó)家和地區(qū)蓬勃發(fā)展。隨著交互式電視、本地頻道、高清電視、多媒體業(yè)務(wù)的大量推出，以及新一代高功率、全Ka波段的高清電視直播衛(wèi)星的發(fā)射，直播衛(wèi)星正不斷提升在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，并迎來高清電視及多媒體應(yīng)用的時(shí)代。中國(guó)廣播電視數(shù)字化進(jìn)程主要實(shí)施“三步走”戰(zhàn)略。第一步是目前正在進(jìn)行的有線電視數(shù)字化。第二步是開展數(shù)字衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)，開始地面數(shù)字電視試驗(yàn)。第三步是全面推廣地面

6、數(shù)字電視。 數(shù)字電視衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)正在全球各地，特別是英美等國(guó)家和地區(qū)直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)開展情況 目前已有北美洲、南美洲、歐洲、亞洲、大洋洲、非洲的30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開展了衛(wèi)星直播業(yè)務(wù) 我國(guó)去年已成功發(fā)射第一顆直播衛(wèi)星，目前正式運(yùn)營(yíng)48套免費(fèi)節(jié)目直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)開展情況 目前已有北美洲、南美洲、歐洲、亞洲、大美國(guó)美國(guó)兩大直播衛(wèi)星電視運(yùn)營(yíng)商DirecTV和Echostar通過自有和租借的23顆直播衛(wèi)星（DirecTV 9顆，Echostar 14顆），能夠?yàn)橛脩籼峁┣в嗵讛?shù)字電視節(jié)目。截至2019年9月，DirecTV和Echostar分別有簽約用戶1568萬和1276萬，合計(jì)2844萬，基本已經(jīng)占到美國(guó)電

7、視用戶總數(shù)的25.3%。兩家公司僅在2019年第三季度的凈收入就分別高達(dá)3.7億美元和1.4億美元。 美國(guó)美國(guó)兩大直播衛(wèi)星電視運(yùn)營(yíng)商DirecTV和Echosta英國(guó) 日本英國(guó)最大的衛(wèi)星直播電視運(yùn)營(yíng)商BSkyB已有用戶817.6萬。BSkyB除了能夠提供同樣精彩的標(biāo)清和高清數(shù)字電視外，還積極與BT、Vodafone、Orange等通信運(yùn)營(yíng)商合作，推出了一些美國(guó)同行沒有的業(yè)務(wù)，例如Sky Anytime、Remote Record和Sky Talk。日本的Sky PerfecTV到2019年11月底已經(jīng)有直播衛(wèi)星用戶412.67萬 英國(guó) 日本英國(guó)最大的衛(wèi)星直播電視運(yùn)營(yíng)商BSkyB已有用戶8關(guān)于直

8、播衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)模式的設(shè)想 我國(guó)采用的空間段和地面段分別運(yùn)營(yíng)的方案與歐洲和日本的模式基本一致。空間段公司的收入主要來自于出租轉(zhuǎn)發(fā)器，而地面段公司直接面向終端用戶，它的運(yùn)營(yíng)情況將決定直播衛(wèi)星市場(chǎng)的發(fā)展前景。結(jié)合我國(guó)通信和體育文化等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，我們認(rèn)為地面段公司可將自己定位為平臺(tái)和內(nèi)容提供商。除做好提高廣播電視覆蓋率和推廣數(shù)字電視外，還要加強(qiáng)與各電視臺(tái)、影視發(fā)行制作公司、體育比賽和文藝演出轉(zhuǎn)播權(quán)擁有者，以及提供視聽內(nèi)容的網(wǎng)站的合作，整合和豐富節(jié)目資源；同時(shí)積極開展與各電信運(yùn)營(yíng)商和因特網(wǎng)接入服務(wù)提供商的合作，拓展直播衛(wèi)星節(jié)目的傳播途徑和受眾對(duì)象；還要積極開發(fā)定位明確、資費(fèi)合理的各種新業(yè)務(wù)，與接收機(jī)廠商

9、合作開發(fā)能拓展新業(yè)務(wù)的接收機(jī)終端并做好客戶服務(wù) 關(guān)于直播衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)模式的設(shè)想 我國(guó)采用的空間段和地面段分別運(yùn)營(yíng)直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)設(shè)想 1.普通業(yè)務(wù) （1）基本廣播電視業(yè)務(wù) 直播衛(wèi)星的首要作用是提高我國(guó)電視廣播覆蓋率，提高節(jié)目收視質(zhì)量，解決我國(guó)邊遠(yuǎn)和農(nóng)村地區(qū)群眾收看電視難的問題。（2）衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播移動(dòng)接收業(yè)務(wù) （3）標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視 直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)設(shè)想 1.普通業(yè)務(wù) 2.高端業(yè)務(wù) （1）高清晰度數(shù)字電視 （2）互動(dòng)電視、數(shù)字電視錄像和付費(fèi)點(diǎn)播（3）商業(yè)用戶服務(wù) 3.可進(jìn)一步拓展的業(yè)務(wù) （1）交通工具的移動(dòng)接收（2）與有線電視和地面廣播共享節(jié)目 （3）與第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的融合業(yè)務(wù) 4.客戶服

10、務(wù)也是一種業(yè)務(wù) 2.高端業(yè)務(wù) 帶內(nèi)同頻數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)FM IBOC HD-radio 帶內(nèi)同頻數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)FM IBOC HD-radio 概述 在廣播數(shù)字化進(jìn)程中，人們進(jìn)行了多種嘗試。其一就是調(diào)頻帶內(nèi)同頻道（FM IBOC- In Band On Channel ）。該系統(tǒng)主要在現(xiàn)有節(jié)目的同頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字同播，這無疑成為模擬向數(shù)字過渡的優(yōu)選方案。 概述 在廣播數(shù)字化進(jìn)程中，人們進(jìn)行了多種嘗試。其一就是調(diào)頻帶DAB發(fā)展現(xiàn)狀 1） Eureka-147 由歐洲共同體研究的寬帶數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)所占帶寬為1.5MHz，利用同一載波傳送多套節(jié)目。音頻編碼采用MPEG-1 Layer，信道

11、編碼采用可刪除卷積編碼以實(shí)現(xiàn)對(duì)重要性不同的數(shù)據(jù)使用不同的保護(hù)級(jí)別；采用OFDM調(diào)制和頻率、時(shí)間交織、可保證在移動(dòng)、便攜和固定條件下的接收質(zhì)量；系統(tǒng)既可傳送音頻也可傳送高速率數(shù)據(jù)；可組成單頻網(wǎng)，從而大大節(jié)省頻率資源。 DAB發(fā)展現(xiàn)狀 1） Eureka-147DAB發(fā)展現(xiàn)狀 2） IBOC 這是由美國(guó)研究的“帶內(nèi)同頻（In Band On Channel，IBOC）”數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)，它利用目前使用的調(diào)幅或調(diào)頻廣播電臺(tái)，將數(shù)字信號(hào)放在與模擬信號(hào)相同的頻帶內(nèi)或相鄰的頻帶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)中波AM和超短波FM的數(shù)字化，一個(gè)載波頻率只傳送一套節(jié)目。最大特點(diǎn)是，不改變?cè)瓉韽V播電臺(tái)的工作頻率和廣播業(yè)務(wù)，不需要新的頻

12、譜分配，模擬和數(shù)字可以同時(shí)廣播若干年，容易實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變。兩種方案的音頻編碼采用MPEG AAC，另外一種采用Lucent自行研究的EPAC；傳輸技術(shù)采用OFDM。 DAB發(fā)展現(xiàn)狀 2） IBOCDAB發(fā)展現(xiàn)狀3） Worldspace 它的目標(biāo)是建立非洲、南美和亞洲的衛(wèi)星廣播系統(tǒng)，目前正在測(cè)試，不久將進(jìn)入商業(yè)使用，該系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制和卷積編碼與塊編碼結(jié)合的連續(xù)信道編碼，音頻編碼采用MPEG Layer。DAB發(fā)展現(xiàn)狀3） WorldspaceDAB發(fā)展現(xiàn)狀4） DRM 它的目的是發(fā)展長(zhǎng)、中、短波（30MHz以下）數(shù)字音頻廣播，為了滿足不同的運(yùn)行條件，可以選用不同的傳輸模式。每一種傳

13、輸模式用信號(hào)帶寬相關(guān)參數(shù)和傳輸效率相關(guān)參數(shù)定義。DAB發(fā)展現(xiàn)狀4） DRMIBOC技術(shù)特點(diǎn) 1） FM IBOC系統(tǒng)無需新的頻率分配，新數(shù)字系統(tǒng)將于現(xiàn)行模擬廣播兼容，在現(xiàn)有的FM頻段內(nèi)施行，因而大大節(jié)省了寶貴的頻率資源。 2） FM IBOC系統(tǒng)將提高聲音保真度。它能提供接近CD質(zhì)量的聲音，滿足了聽眾對(duì)音樂質(zhì)量的要求。 3） FM IBOC采用OFDM調(diào)制技術(shù)，可以適應(yīng)固定、便攜和移動(dòng)接收的環(huán)境，具有抗頻率選擇性衰落和時(shí)間選擇性衰落的能力，魯棒性好。IBOC技術(shù)特點(diǎn) 1） FM IBOC系統(tǒng)無需新的頻率IBOC技術(shù)特點(diǎn) 4） FM IBOC系統(tǒng)無需新的頻率配置，也無需新的頻率分配規(guī)劃，對(duì)于廣播

14、電臺(tái)來說數(shù)字化改造的耗資相對(duì)較少，因此在施行新數(shù)字聲音廣播服務(wù)時(shí)，這將明顯減少管理機(jī)構(gòu)的管理壓力。 5） FM IBOC系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的調(diào)頻廣播電臺(tái)提供了一個(gè)逐步數(shù)字化的升級(jí)改造方案，提高了原有廣播電臺(tái)的業(yè)務(wù)容量并且使其具有一定的靈活性。在過渡期內(nèi)，模擬廣播和數(shù)字廣播同播，這不僅減小了廣播數(shù)字化過程帶來的沖擊，并且使得聽眾可以很快從數(shù)字音頻廣播中獲得益處。IBOC技術(shù)特點(diǎn) 4） FM IBOC系統(tǒng)無需新的頻率IBOC技術(shù)特點(diǎn) 6） FM IBOC系統(tǒng)將不會(huì)破壞現(xiàn)有FM電臺(tái)經(jīng)濟(jì)完整性。每個(gè)現(xiàn)有廣播電臺(tái)均可在相同或更大的服務(wù)區(qū)域?qū)F(xiàn)有頻率波段升級(jí)到數(shù)字化。因此，也保留了廣播臺(tái)所擁有的聽眾市場(chǎng)。 7）

15、FM IBOC系統(tǒng)采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，將可以采用低成本的數(shù)字接收機(jī)。用于模擬聲音廣播接收機(jī)的大多數(shù)組件，仍可用于數(shù)字聲音廣播接收機(jī)。IBOC技術(shù)特點(diǎn) 6） FM IBOC系統(tǒng)將不會(huì)破壞現(xiàn)有FIBOC廣播實(shí)現(xiàn)的可行性 就我國(guó)目前的FM廣播的發(fā)展?fàn)顩r而言，IBOC方案具有非常適合于我們國(guó)情的特點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景。 第一、我國(guó)幅員遼闊，城市距離較遠(yuǎn)，而在FM波段，電波直線傳播，接收范圍有限，因而造成在具體的一個(gè)地方的FM電臺(tái)相對(duì)較少，電臺(tái)的頻點(diǎn)距離相對(duì)較遠(yuǎn)，因而給FM IBOC技術(shù)的可靠應(yīng)用提供了很好的條件，而且大量的空置的頻點(diǎn)給實(shí)驗(yàn)測(cè)試提供了便利的條件。 第二、我國(guó)的頻譜資源緊張，管理部門很難批

16、準(zhǔn)一個(gè)單獨(dú)的頻段給一個(gè)新興的、市場(chǎng)尚不成熟的無線應(yīng)用業(yè)務(wù)，這將給數(shù)字音頻廣播技術(shù)的實(shí)驗(yàn)、推廣和普及帶來很大阻力，而IBOC技術(shù)不用占用新的頻譜資源，在政策層面上為數(shù)字音頻廣播的推廣掃清了障礙。IBOC廣播實(shí)現(xiàn)的可行性 就我國(guó)目前的FM廣播的發(fā)展?fàn)顩r而言IBOC廣播實(shí)現(xiàn)的可行性 第三、我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，國(guó)民的消費(fèi)能力有限，對(duì)新技術(shù)推廣帶來的成本要求較嚴(yán)，相對(duì)舊有技術(shù)，若非在所能享受到的服務(wù)上有極大的提高，較高造價(jià)的產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣將步履維艱，困難重重，而FM IBOC系統(tǒng)相對(duì)低廉的接收機(jī)和相對(duì)較小的電臺(tái)改造成本為其發(fā)展注入了活力。 第四、FM IBOC技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)模擬廣播到數(shù)字廣播的平滑過渡的特

17、點(diǎn)給電臺(tái)、聽眾、市場(chǎng)甚至技術(shù)本身以相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和機(jī)會(huì)去發(fā)展壯大成熟，使得該技術(shù)有著很頑強(qiáng)的生命力。 第五、在我國(guó)當(dāng)前的數(shù)字音頻廣播的制式尚未最后確定，具體的數(shù)字聲音廣播業(yè)務(wù)也尚未開展的情況下，F(xiàn)M IBOC提供了一個(gè)相對(duì)較寬的信道可用來傳送數(shù)據(jù)量較大的數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)，有著廣闊的應(yīng)用前景。IBOC廣播實(shí)現(xiàn)的可行性 第三、我國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，國(guó)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 在IBOC方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)階段，可采用軟件無線電的設(shè)計(jì)思想：構(gòu)造一個(gè)具有開放性，標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化的通用硬件平臺(tái)，將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)方式、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成，并使寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，以研制出具

18、有高靈活性，開放性的新一代無線通信系統(tǒng)。技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 在IBOC方案技術(shù)實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)階段，可采用 TMS320DRI250功能框圖 TMS320DRI250功能框圖 FM IBOC數(shù)字聲音廣播系統(tǒng) IBOC數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)的分層模型 IBOC系統(tǒng)采用基于開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型ISO OSI（International Standards Organization Open Systems Interconnection）標(biāo)準(zhǔn)的分層模式，IBOC系統(tǒng)的協(xié)議層實(shí)際上共分為5層，分別為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、編碼層和應(yīng)用層 FM IBOC數(shù)字聲音廣播系統(tǒng) IBOC數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)的分IBOC系統(tǒng)的

19、數(shù)字節(jié)目業(yè)務(wù)類型 FM IBOC支持幾種不同的數(shù)字節(jié)目業(yè)務(wù)，其中包括主節(jié)目業(yè)務(wù)MPS（Main Program Service）、電臺(tái)信息業(yè)務(wù)SIS（Station Information Service）、高級(jí)應(yīng)用業(yè)務(wù)AAS（Advanced Application Service）。IBOC系統(tǒng)的數(shù)字節(jié)目業(yè)務(wù)類型 FM IBOC支持幾種不同IBOC頻譜及波形 在FM IBOC系統(tǒng)中，共有三種基本的數(shù)字廣播方式1、混合方式Hybrid、2、增強(qiáng)型混合方式Extended Hybrid、3、全數(shù)字方式All Digital。這三種廣播方式中的數(shù)字信號(hào)均采用正交頻分復(fù)用OFDMIBOC頻譜及波形 在FM IBOC系統(tǒng)中，共有三種基本的FM OFDM 波形正交交疊子載波長(zhǎng)符號(hào)時(shí)間 改善了抗多經(jīng)衰落COFDM 抗選擇性衰落和非均勻性干擾固有的靈活性N OFDM 子載波模擬主信號(hào)N OFDM 子載波FM OFDM 波形N OFDM 子載波模擬主信號(hào)N OFD混合方式Hybrid的頻譜 混合方式Hybrid的頻譜 Hybrid（混合方式）Hybrid（混合方式）Extended Hybrid（增強(qiáng)型混合方式） Extended Hybrid（增強(qiáng)型混合方式） 混合波形 主數(shù)字?jǐn)U展數(shù)字主模擬 FMPrimary LowerPrimary