【内容提要】 国家数字电视地面广播标准即将出台。深入了解国标方案，特别是对DMB-TH融合方案的知晓，将对当今风起云涌的项目建设起到重要的启示：一个地面波的广播网，完全可以支持“移动电视”与“手机电视”甚至更多的同类业务。本文通过上篇的“DMB-TH技术要点”和下篇的“工程应用及实测”，将揭示国标方案的技术内涵和工程概要。
【关键词】 DMB-TH TDS-OFDM LDPC 级联码 T/H混播 带宽规划
一. 前言
尽管我国数字电视地面广播（DTTB）标准迟迟不能出台，但到目前为止，全国进行地面广播试验的城市和地区已近40家，他们包括北京市、上海市、天津市、重庆市、深圳市、辽宁省（沈阳、大连）、吉林省、黑龙江省（哈尔滨、伊春）、内蒙古自治区、河北省（石家庄、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、沧州）、河南省（郑州、开封、洛阳）、山东省（青岛）、江苏省（南京、无锡）、江西省、安徽省（芜湖、马鞍山）、湖北省、湖南省（长沙）、广东省（广州）、广西壮族自治区、四川省（成都）、贵州省（贵阳）、福建省（厦门）、陕西省（西安）等。所选择的技术标准及方案是DVB-T、上海交大的ADTB-T和北京清华的DMB-T等3种。其中拥有试验许可证的不过几家，而正式运营许可的可以说一家也没有。追其根源，那是市场中“无形的手”的推力和“中国特色”的原由。
然而，国家广电总局自3月31日下发了《关于加强移动数字电视试验管理有关问题的通知》，要求未经批准的移动电视业务，必须在6月15日前停止运营；到4月27日再次下发《关于规范移动数字多媒体广播技术试验的通知》，不到一个月的两次重申：未经许可的“移动电视”和“手机电视”全部停止。一方面国家毕竟是机器，既是机器就要运转，而运转就必然要有方向；另一方面国标的DTTB即将超尘落定，曾培炎副总理在4月5日视察安彩集团时表达了国家的决心：“数字电视国家标准6月30日前一定出台。”也许“6月15日”就是写入文件的时间界定！
自从国家工程院对我国DTTB多种方案进行了专家评测，难分胜负的学术之争终究有了定论：自主知识产权的融合方案将成为国标的首选，就看谁能如约到达预期目标。“清华大学数字电视技术研究中心”于1999年完成了第一代的DMB-T（地面传输）设计初稿，在此基础上，于2005年12月完成第二代融合方案的设计，同时融入手持（Handheld）系统的内容，命名为DMB-TH。随后，通过“国家数字电视传输系统测试实验室”的系统测试。
辽宁的移动电视项目于2004年初对全国拥有试验案例的3种方案进行研究，8月安装占半壁江山以上的DMB-T发射设备，同期安装欧标DVB-T发射设备，9月28日完成为时3天的实测。经过二者实测指标和主观评价的对比，认为DMB-T方案并不逊色于DVB-T标准，特别是在信噪比门限上还有所提高，这不仅对紧密联系运营的接收终端提供了经济方案，也对日后国产化升级提供了便利条件。可是一再企盼的国标却不顾市场催人急，虚掩在“千呼万唤”之中“看热闹”，无可奈何的辽宁移动电视，步履蹒跚地在2005年国庆进入商用。
而今再看，无论是产业化程度还是技术成熟度都远不及DMB-TH的“AVS视频”，毕竟堂而皇之地成了国标；无论AVS是多么令人“不屑一顾”，毕竟还是大力助推了一把DMB-TH；从雾里看花到阳光明媚，只不过是历史长河中的暂短一瞬，随之而来的便是DTTB的熊熊热浪。此刻，面对即将出台的DTTB标准，恰好用得上未来学预测大师尼古拉斯·尼葛洛庞帝先生的最新箴言：“也许有一天这些将不再是梦想，但面对众多的项目，不是我们应该做什么，而是我们应该怎么做。”
诚然，几经反复的国标方案是个阶段性的“敏感问题”。尽管它的敏感性极强，但随着时间的推演，在既成事实以后，所有“敏感问题”都将化为友善的包容，因为DTTB国标的出台毕竟是中华民族的荣耀。因而，本文至4月中旬成文，一直在寻求最佳发稿期。时至今日，当读者能够读到这篇拙文时，所关注的一定将是融合方案成为国标的技术内涵和“我们应该怎么做”，而不是那些已经成为历史的“敏感”。
二. DMB-TH方案的技术要点
1.系统结构
2004年8月，按照“国家数字电视领导小组”的指示，中国工程院组成“联合工作组”，提出具有“单载波可选项”或“多载波可选项”的两个融合方案，以防止接收端同时存在两个可选项而使制造变得更为复杂。为此，清华数字电视研究中心在第一代DMB-T方案的基础上，根据我国现行电视广播频率规范，兼顾我国模拟电视接收机的持有量，通过现代通信技术向后兼容传统广播技术，以可选项融合了上海交大的单载波ADTB-T方案，以重新设计的信道纠错编码融合了总局广科院多载波TiMi方案，并以T/H业务混播方式融合了DMB-H，2005年底形成第二代的DMB-TH融合方案。第二代方案不仅使系统达到更强的纠错编码能力和更广泛的适应性，也使系统具有更为宽阔的多媒体信息应用服务。同时，成为DTTB国标的具有竞争力的候选方案。
DMB-TH融合方案的设计目标是建立移动电视业务的多媒体无线传输网络。通过多谱勒频移，将模拟无线广播的窄带时不变信道，向多径信道时延扩展为宽带时变的数字地面广播信道。使地面数字广播系统在HDTV时提供大于20Mb/s/8MHz净荷码率容量，在SDTV时提供大于5Mb/s/8MHz净荷码率容量；在多媒体信息服务时，提供64kb/s～30Mb/s净荷码率的不同数据传输需求。
数字电视地面广播传输系统主要是由信道编/解码和调制/解调两部分技术所构成。DMB-TH传输系统的前向纠错编码部分可分为两种模式：电视模式和多媒体模式；而信道调制部分也可分为两种模式：多载波调制模式和单载波调制模式。系统虽然建立在多载波基础之上，但以物理层的选项兼容单载波的ADTB-T方案。DMB-TH方案的系统物理层结构原理如图1所示。
DMB-TH传输系统的符号星座图采用QPSK、16QAM、64QAM。对于不同的前向纠编码模式，其符号星座图有所不同。采用电视广播前向纠错编码模式时，推荐使用均匀分布的64QAM符号星座图，其I和Q坐标的投影为（-7，-5，-3，-1，1，3，5，7）；采用多媒体综合数据业务服务前向纠错编码模式使用非均匀分布的64QAM符号星座图，其I和Q坐标的投影为（-9，-7，-4，-2，2，4，7，9）。非均匀星座图是为多层纠错编码所设计的。DMB-TH传输系统的多层分组乘积码分为三层。不同层按定义映射到64QAM星座符号的不同比特位，以具有不同程度的抗干扰能力。而多媒体数据流可以根据需要，给予不同的保护优先级。在单载波可选项中，由帧体数据处理插入双导频，对同频谱段的单载波提供DTV广播和数据通信的接口应用。
对于信道估计，在时域DMB-TH方案采用已知的周期伪随机（PN）序列作为参考信号，并以PN序列填充OFDM保护间隔，进而形成时域同步的正交频分复用调制（TDS-OFDM），同时，采用分级编码技术，使标清和高清电视信号传输得到兼容；以BCH（外码）+QC-LDPC（内码）的级联纠错编码技术，使误码纠错能力和信号调制性能更高。因而，DMB-TH融合方案能够适应多变复杂环境的无线传输，在城乡、湖泊、平原、丘陵等地物环境下，都能以快速变化的信道特征实现高效率、高可靠的移动传输。
在此前提下，DMB-TH方案具有信号覆盖半径不少于35公里（覆盖约3800平方公里）的单频组网能力，以简单天线支持室内固定接收和以车速为条件支持移动接收。在功能上具有支持传输HDTV、SDTV、音频、数据、短信息等多优先级多媒体数据码流的可扩展性，以便将来实现接收机定位、定时接收和双向交互业务，以及对用户的个性化信息服务等系统功能扩展。
2.自主产权的TDS-OFDM技术
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