数字电视系统的关键技术及标准概述
方形像素:在ATSC标准中采纳了"方形像素"(Square Picture Eelements),因为它们更加适合于计算机;而DVB标准最初没有采纳,最近也采纳了。此外,范围广泛的视频图像格式也被DVB采纳,而ATSC对此则不作强制性规定。
系统层和视频编码:DVB和ATSC标准都采纳MPEG-2标准的系统层和视频编码,但是,由于MPEG-2标准并未对视频算法作详细规定,因而实施方案可以不同,与两个标准都无关。
音频编码:DVB标准采纳了MPEG-2的音频压缩算法;而ATSC标准则采纳了AC-3的音频压缩算法。
信道编码:两者的扰码器(Radomizers)采用不同的多项式;两者的里德—所罗门前向纠错(FEC)编码采用不同的冗余度,DVB标准用16B,而ATSC标准用功20B;两者的交织过程(Interleaving)不同;
在DVB标准中网格编码(Trellix coding)有可选的不同速率,而在ATSC标准中地面广播采用固定的2/3速率的网格编码,有线电视则不需采用网格编码。
调制技术:卫星广播系统中DVB标准采用QPSK,而ATSC标准不涉及卫星广播。有线电视系统中DVB标准采用任选的16/32/64QAM,而ATSC标准采用16VSB,两者完全不同。地面广播系统中DVB标准采用具有QPSK、16QAM或64QAM的COFDM(2K个或8K个载波);而ATSC标准采用8VSB。
5、三种数字地面广播系统的比较
ISDB-T和欧洲的DVB-T非常类似,可以说是经修改的欧洲方案,传输方案仍是COFDM,使用的编码方式相同,调制方法也相同,也分为2K和8K两种模式。因为日本电视射频带宽为6MHz,所以载波数、载波间隔有所差别。ISDB-T与DVB-T、ATSC ATV的比较如下:
6、DVB、ATSC和ISDB成员近况
据悉,DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区),主要集中在欧洲并遍及世界各地,我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。ATSC成员30个,其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个,中国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。ISDB筹划指导委员会委员17个,其他成员23个,其成员都是日本国内的电子公司和广播机构。
五、中国的数字电视标准
1、中国的卫星数字电视标准
中国卫星数字电视采用QPSK调制方式,与欧洲、美国和日本采用的标准相同。由于中国限制个人直接接收卫星数字电视节目,所以目前是由有线电视台集中接收数字电视信号,并将其转化为模拟信号通过有线网络传输给广大用户收看的。
2、中国的有线数字电视标准
中国有线数字电视的标准还在报批过程中,预计采用QAM调制方式,与欧洲、美国和日本相同。中国有线数字电视的发展基础较好,且播出所需的投入成本较小,已经在部分大中型城市试播。有线数字电视因不受国家政策限制,有可能会得到很快推广。
3、中国的地面数字电视标准
数字电视地面广播与数字卫星广播相较,有容易普及、接收价格低廉的特点;与数字有线电视广播相较,则较不易受城市施工建设、自然灾害、战争等因素造成的网络中断影响。因此,在传输状况、应用需求等方面,地面传输方式更加复杂,全球各地在地面数字电视传输系统方案的选择上争议也最大。
自2001年4月起,中国国家广电总局便开放数字电视广播系统的规格建议书的提交;并已在2001年10月开始在北京、上海及深圳三地进行数字地面广播标准的测试工作,在2002年至2003年间测试完成之后,开始进行最后标准的制定,目前还在制定过程之中。
目前中国各方面提交的地面数字电视标准提案共5套,分别是:
国家HDTV总体组(The HDTV Technical Executive Experts Group)一号提案:高级数字电视广播系统(ADTB-T);
国家HDTV总体组(The HDTV Technical Executive Experts Group)二号提案:数字电视地面广播系统(BDB-T/OFDM);
广电总局广播科学研究院(Academy of Broadcasting Science, State Administration of Radio, Film and TV)的射频子带分割双载波混合调变系统(CDTB-T);
清华大学(Tsinghua University)地面数字多媒体电视广播传输协议(TDS-OFDM based DMB-T);
成都电子科技大学(Chengdu Electronic Technology University)的同步多载波扩频地面数字电视传输系统(SMCC/COFDM)。
目前,这五种标准中,呈现出清华大学与上海交大的两种标准对垒之势。