随着地面数字电视广播需求的日益改变,原有的地面数字电视广播系统已经无法满足用户的需求,也无法为广播业务提供商带来更多的效益。基于此,美国高级电视业务顾问委员会（Advanced Television Systems Committee,ATSC）制定了美国新一代数字电视标准——ATSC3.0。ATSC 3.0的应用需求、设计目标和技术路线,特别是采用的以互联网协议（Internet Protocol,IP）为中心的协议栈架构,对于可能有类似需求的国家和地区无疑具有很高的参考价值。目前我国正大力研究和推行电信网、互联网和广播电视网的三网融合,研究基于双向IP的新一代广播无线网络系统,特别是在其中具有中枢控制和调度作用的广播网关,将对我国大力发展新一代数字电视广播系统提供具有实际意义的参考价值。本文的主要工作包括三个内容,第一个针对现有商用广播网关数据调度时采用静态带宽分配方案存在严重的带宽资源浪费的弊端,提出了以统计复用思想为基础的CANDA（Compare AND Adapt）算法,实现了码率自适应和带宽动态分配。该算法在ALP封装中的ROHC（Robust Header Compression）模块计算每一个物理帧时长下的数据流的实时码率,并通过采用最佳α取值的指数加权移动均值函数对实时码率做平滑处理,从而统计出实时所需带宽。当所需带宽短暂小幅超过57Mbps时,CANDA算法通过调整物理帧长的方法提高系统的传输带宽。而对于所需带宽长时间超过57Mbps时,CANDA算法利用调度器与信号源之间的通信告知信号源适时降低数据流的编码率。和现有广播网关相比,采用CANDA算法对数据进行调度的广播网关提高了带宽资源利用率和传输内容的多样性。本文的第二个内容针对台到端链路传输协议的内层封装存在冗余信息传输的问题,提出将ROHC技术应用到STLTP中。ATSC3.0的RTP内层封装中IP和UDP是固定不变的,在发端和收端仅用于分别提取所需的前导符数据和Timing数据,在无线传输链路中没有网络层寻址的用途。因此将ROHC应用到STLTP中节省了RTP内层封装IP/UDP包头的开销,在保证解压缩成功率和传输鲁棒性的前提下提高了系统的传输效率。本文的第三个内容介绍了本人在硕士期间参与的两个重点项目,分别是ATSC3.0专用回传信道下行链路的实现和基于MIMO（Multiple Input Multiple Output）的4K超高清节目传输链路的实现。专用回传信道下行链路实现了对上行和下行数据的调度与传输,为专用回传信道的提案纳入ATSC3.0标准中提供了下行保障。基于MIMO的4K超高清节目传输链路的实现过程中,解决了发端功率匹配和收端频谱重叠的问题,从而实现了业内首次在外场环境下基于MIMO的4K超高清节目传输。