地面广播电视传输系统简介

CTTB地面广播电视传输系统简介

概述：

国家标准委于2006年8月18日，批准标准号为GB 20600-2006的《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》地面数字电视标准。该标准于2007年08月01日正式实施。

2008年1月1日，地面数字电视在北京开播，转播中央电视台的高清综合频道和中央电视台、北京电视台的6套标清频道，这标志着我国地面无线广播电视数字化正式启动。5月5日，北京电视台奥运高清频道开播。奥运会期间，上海、天津、沈阳、青岛、秦皇岛等奥运城市以及广州、深圳播出了地面数字电视，转播了中央电视台的高清频道，推动了高清电视一体机发展。2008年，总局共组织制订了13项地面数字电视配套标准，其中有9项已颁布实施。

2009年，将全面推进地面数字电视的网络建设。广电总局对地面数字电视的发展计划是2009年，准备覆盖100个城市；将在这些城市开通两个数字电视频道，一个播高清，一个播标清，标清主要播中央和地方现有的节目，用于模拟和数字的同播，在其余的地级城市是开通一个数字电视频道，就播标清节目。

我国将投入25亿元财政资金，争取在3~5年在全国全面覆盖地面数字电视（333个地级市和2861个县，覆盖90%以上的人口）。“第一个阶段在37个大中城市转播中央电视台高清节目，同时有标清频道同播节目。”

中国2015年停止地面模拟电视播出。

地面数字电视标准英文标识为CTTB（中国地面电视广播）

一、原理

CTTB（中国地面电视广播）使用新的纠错编码技术——LDPC，有更好的误码性能。

进行了支持互联网的扩展设计，以适应未来信息的数字化、多样化和多媒体扩展。

设计灵活的接口，支持国际通用的MPEG2-TS流数据格式，可以支持任何类型的视频压缩和数据格式，如MPEG2，MPEG4等。

此外，还采用了与自然时间同步的分层复帧结构，来支持单频网。单频网不但能够更好的支持移动数字电视服务，而且能够解决由当个发射台无法覆盖的盲区问题。

DMB-TH地面数字传输系统的射频带宽8MHz(有效带宽7.56MHz),可提供20种数据率的选择（从4.8Mbps—32.4Mbps）。

二、单频网

定义

单频网是由处于多个不同地点、处于同步运行状态的发射台组成，它们在同一时间以相同的频率发射相同的节目，以实现对一定服务区的可靠覆盖。

优点

（1）利于频率规划，节约频率资源，提高频谱利用率；

（2）多点同频发射，可使覆盖盲区获得较好覆盖；

（3）降低发射成本，节约功率，降低高频辐射影响，改善环保；

（4）在覆盖区中移动接收不需要换频。

实现条件

（1）节目由广播中心馈送到同步网中的各个发射台；

（2）（2）有统一的同步参考时钟进行同频。

技术原理

由于采用了TDS-OFDM技术，系统信号帧与绝对时间同步以及采用了OFDM调制方式，DMB-TH有实现单频网的先天优势。

同步网中主发射台以外的其他发射台，将有效数据在分配网中的传输延迟、主发射台发来的同步信号、本发射台收到的GPS同步信号进行综合计算，得出该发射台发射信号的时间。

在中心发射台，单频网络适配器每隔一个大帧（560ms）在传输流中插入余割控制包，它包含同步的时间标签（来自GPS接收机的1pps到大帧开始的时间差）和到下一级发射台的最大延迟）。

三、单站设备

发射台设备配置包括：

MPEG2编码器、复用器、DMB-T/H数字激励器、DMB-T/H数字发射机、天馈线系统（可用模拟的系统）。

测试设备：场强仪、功率计、频谱仪、标准接收天线、GPS定位仪。

表1、发射台设备配置清单

四、组建单频网需要的设备

组建单频网除单站设备外，还需：单频网适配器、GPS接收机、具有单频网功能的DMB-T/H调制器。

单频网设备清单：

五、覆盖规划

在保留余地的情况下，不同调制方式时的最小规划场强如下：

QPSK：35dBμv/m

16QAM：45dBμv/m

64QAM：50dBμv/m

无线覆盖与发射条件（发射功率、天线高度和增益）地理环境、实际的建筑物分布、覆盖规划范围有密切关系。

六、系统性能、容量与节目

地面数字电视广播系统基本性能如表所示。

GB 20600-2006 标准规定了从4.813 Mbps 到32.486 Mbps 范围一系列可用的比特率，即系统净荷数据率。在规划时，应该对不同种类业务所需比特率有一个规定。由于视频编码产生的损伤与压缩算法、压缩比特率、压缩级联次数密切相关，因此对播出末级采用何种码率应与采集、收录、编辑、上载等环节进行综合考虑。对于MPEG-2 的SDTV 系统来讲，大多数的电视节目在最终播出采用4Mbps 到5Mbps的比特率可以达到比较满意的质量，而一些画面较为苛刻的电视节目（如体育比赛）可能需要6Mbps或更高的比特率才能达到令人满意的效果。对于HDTV 节目，采用MPEG-2 视频压缩算法，目前20Mbps的比特率可以达到较好的质量。随着信源编码技术的提高以及新算法的成熟，开展各种业务所需比特率也将不断降低。

采用MPEG-1 层II 立体声编码的音频码率通常为192kbps 或256kbps，根据目前的测试结果，某些新的算法可以在128kbps 达到较好的质量。5.1 声道环绕声可以采用320kbps 到448kbps 的比特率，具体比特率的选择主要取决于压缩算法。

模拟电视通过选择RF 频道来选择电视节目，而地面数字电视广播可以在单个频道内提供多个节目，电子节目指南（EPG）将会帮助观众选择节目。EPG 所需的比特率依赖于传输的节目数量、提供节目信息的详细程度和播发周期等，目前一般需要200kbps 到1Mbps。

如果系统具有条件接收功能，前端需要播发EMM、ECM 等信息，因此需要为CA 系统预留一定的带宽。CA 系统使用的比特率主要取决于其实现方式和用户数量，以及是否使用了同密的多个CA，目前一般需要100kbps 到500kbps。

如果系统开通了数据广播业务，前端需要播发数据广播业务信息，因此还需要为数据广播系统预留一定的比特率。其使用的比特率主要取决于数据广播的业务种类和具体需求，应根据应用需求计算所需的比特率。

在总体上，对每种业务可以分配一个固定比特率，也可以使用可变比特率。一些MPEG 编码和复用设备允许对每个业务提供比特率动态控制，如统计复用。它可以根据业务内容

动态分配各个业务所用的比特率。