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【文章摘要】
农村收看电视问题一直是国家关心的“三农”问题，解决农村群众收看好数字电视对社会发展有着重要的作用。
【关键词】
农村数字电视、DTMB—T传输技术
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
随着社会的发展，以及科学技术的进步，数字电视的应用在农村互联网建设对农村经济、文化的发展有着十分重要的意义,而从工程的简易化、接入方式的适应性广泛以及投入的成本考虑，无线宽带网络正是适合农村网络建设的一种先进方式。乡村住户分散、密度不高，有线方式建设工程量大、性价比低，同时存在基础设备管理和维护的问题。
乡村的普遍特点是山高谷深的地形地貌和农村住户居住比较分散，非常适合无线网络的应用，通过无线覆盖的方式为乡村提供宽带网络接入，可以大大降低施工复杂程度，节省网络综合成本，工业级的无线网络设备可以在长期无人值守的状态下稳定运行，并且方便自由的无线网络可以让用户更加随意和自如的享受先进技术带来的乐趣。
采用DTMB-T技术来发展农村网络、拓展农村数字电视用户市场的工作思路。通过该技术，可以使广大农村家庭可以收看中央3、5、6、8等加密频道，更重要的是可以收看未能上星的节目和市、县本地新闻及科技新农的科普栏目。
一、DTMB传输标准
DTMB，全称Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting，在数字电视地面、有线、卫星传输方式中，数字电视地面传输系统环境最为复杂，也因其技术要求最高、受众广而备受关注。地面系统的标准化工作也十分重要。目前已有美国高级电视系统委员会（ATSC）、欧洲数字视频地面广播（DVB-T）和日本地面综合业务数字广播（ISDB-T）三个国际电联批准的地面数字电视广播传输国际标准。1999年我国设立数字电视研发及产业化并成立国家数字电视领导小组，明确宣示自主制定技术标准。针对我国数字电视应用的具体标准，2006年推出了我国数字电视地面标准DTMB。
在国家广播电影电视总局支持下，我国于2006年8月18日正式颁布了《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(GB20600-2006)地面数字电视广播传输标准，实现了固定电视和公共交通移动电视的数字电视信号传送。DTMB于2007年8月1号成为中国广播业地面电视信号的强制标准。 为中国广播业提供视频传送设备的所有数字电视系统供应商将采用该标准中的数字视频调制知识产权(IP)。 DTMB标准同时使用了时域同步正交频分复用和残留边带复用技术。
本文主要讨论Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting-terrestrial（数字电视地面传输系统）DTMB-T在农村广播电视中的应用。
二、技术特点
国标DTMB以时域正交频分复用（TDS-OFDM）调制技术为核心，形成了自有知识产权体系，具有自己鲜明的技术特点。
1、 传输效率或频谱效率高
在欧洲DVB-T中，用于同步和信道估计的导频载波数量占总载波的10%。国标DTMB的PN序列放在OFDM保护间隔中，既作为帧同步、又作为OFDM的保护间隔。
欧洲DVB-T C-OFDM用10%的子载波传送用于同步和信道估计等的导频信号，同时存在循环前缀的保护间隔，而TDS-OFDM将时间保护间隔同时用于传输信道估计信号，因此DVB-T系统的传输效率只能达到国标DTMB系统的90%。
传输效率在多载波技术和单载波技术进行比较时，被认为是多载波技术的弱点，国标DTMB的核心技术正是针对解决这个问题而开发的。
2、 抗多径干扰能力强
多载波系统和单载波系统相比，OFDM系统具有抗多径干扰的能力，抵抗多径干扰的大小相应于其保护间隔的长度。由于国标的时间保护间隔中插入的是已知的（系统同步后）PN序列，在给定信道特性的情况下，PN序列在接收端的信号可以直接算出，并去除。去掉PN序列后的OFDM信号与时间保护间隔为零值填充的OFDM信号等价，而时间保护间隔为零值填充的OFDM与时间保护间隔为周期延拓的OFDM在同样信道下的性能是等价的。而且，在多径延迟超过时间保护间隔的情况下，国标DTMB仍能工作。TDS-OFDM可以把几个OFDM帧的PN序列联合处理，使抵抗多径干扰的延时长度不受保护间隔长度的限制，而传统的OFDM保护间隔长度设计要求必须大于多径干扰的延时长度。
3、 信道估计性能良好
在AWGN信道下，TDS-OFDM的信道估计性能优于C-OFDM。这是由于TDS-OFDM用于信道估计的PN序列具有20dB左右的扩频增益，同时又没有C-OFDM做信道估计时特有的插值误差。尽管国标DTMB的样机功能还有待改善，但其AWGN信道的测试结果仍优于基于C-OFDM的国内外系统。 对于多径信道，TDS-OFDM的PN序列与多径信道造成的干扰信号是统计正交的。虽然TDS-OFDM信道估计的性能无法在原理上与C-OFDM直接比较，但是它与其他传输系统中采用PN序列进行信道估计的性能相当。
4、 适于移动接收
移动接收产生了多普勒效应和遮挡干扰，使传输信道具有随时间变化的特性（时变特性）。而需要强调的是任何OFDM系统的信号处理都是基于信道传输特性准时不变的假设（应用FFT的基本条件），即在一个OFDM符号的时间内，假设信道是不变的，信道的变化被认为是在OFDM符号间发生的。TDS-OFDM的信道估计仅取决于OFDM的当前符号，而C-OFDM的信道估计需要4个连续的OFDM符号。因此，C-OFDM在移动情况下，要考虑4个OFDM符号的信道变化影响，而TDS-OFDM只需考虑1个OFDM符号的信道变化影响。可以看出，国标DTMB系统更适于移动接收，其移动特性优于欧洲 DVB-T 系统。测试结果证明，国标DTMB系统的高清电视移动接收性能居国际领先水平。
2011年12月，国际电信联盟在修订地面数字电视国际标准时，将我国的数字电视地面多媒体广播系统DTMB标准纳入其中，DTMB标准也正式成为继美、欧、日之后的第四个数字电视国际标准。
三、技术优势
DTMB系统能有效支持包括高清晰度电视（HDTV），标清电视（SDTV）和多媒体数据广播等多种业务，同时完全满足大范围固定覆盖和移动接收需要。DTMB整体性能超过了地面数字电视已有的过级标准，相比于商业化推广最为成功的DVB-T系统，器快熟捕获和同步跟踪更稳健；系统频谱利用效率改善超过10%；支持单天线高清电视移动接收；移动性能更好；系统信噪比门限改善接近50%，覆盖性能更好；抗脉冲干扰能力强。
数字电视地面传输标准集中了传输领域里最新的技术。它解决了很多实际问题。解决包括解决宽带问题、高速移动问题、覆盖范围大等问题。
四、农村广播数字电视传输技术应用
广播数字电视传输DTMB-T技术方案是在省级中心机房搭建DTMB信号节目集成平台，经省-市-县-乡光网络传输到发射站点，再经发射机向空间发射无线信号，通过机顶盒接收。
1、省级中心机房节目传输
前端节目传输平台需要通过节目的编码，接入媒体路由器DCM，加入CA加扰系统以及运行支持系统，将IP数字信号传输至地级前端，前端系统拓扑图如下：
2、地市级前端传输平台
地市级传输平台只要功能是将省级IP信号进行调制，将DVB-C信号与DTMB-T信号混合传输至各县机房传输系统，拓扑图如下：
3、县乡传输系统
县级传输网络中可进一步加入本县自办节目，采用1550nm直调技术将自办节目调制到1550nm信号上混入网络进行传输，确保乡镇用户能通过无线数字电视接收到县级自办节目。拓扑图如下：
4、系统建设要求
（1）、光缆线路
光缆线路指信号引入点至发射设备间的线路。其按光缆线路工程实际施工情况。
（2）、发射机平台及站点建设
该部分工作内容包括发射设备、UPS电源安装，自立门型杆、防雷接地网建设、电源线铺设、取电及辅助设施安装等。
五、结束语
2005年国家十一五计划明确提出加快农村数字电视建设，实现电视“村村通”。《国务院关于非国有资本进入文化产业的若干决定》规定：“非国有资本可以建设和经营有线电视接入网，参与有线电视接收终端数字化改造”。广电总局也正论证将地面数字电视的开展纳入“村村通”系统工程之中，彻底解决农村的电视问题。
目前，國内外几十个厂家在地面电视的专用芯片、收发系统、组网设备、测试仪表等方面都有参与，产业链是很完整的。DTMB-T传输技术将作为下一步弄广播电视数字电视的主要传输方式。
农村收看电视问题一直是国家关心的“三农”问题，解决农村群众收看好数字电视对社会发展有着重要的作用。
【关键词】
农村数字电视、DTMB—T传输技术
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
随着社会的发展，以及科学技术的进步，数字电视的应用在农村互联网建设对农村经济、文化的发展有着十分重要的意义,而从工程的简易化、接入方式的适应性广泛以及投入的成本考虑，无线宽带网络正是适合农村网络建设的一种先进方式。乡村住户分散、密度不高，有线方式建设工程量大、性价比低，同时存在基础设备管理和维护的问题。
乡村的普遍特点是山高谷深的地形地貌和农村住户居住比较分散，非常适合无线网络的应用，通过无线覆盖的方式为乡村提供宽带网络接入，可以大大降低施工复杂程度，节省网络综合成本，工业级的无线网络设备可以在长期无人值守的状态下稳定运行，并且方便自由的无线网络可以让用户更加随意和自如的享受先进技术带来的乐趣。
采用DTMB-T技术来发展农村网络、拓展农村数字电视用户市场的工作思路。通过该技术，可以使广大农村家庭可以收看中央3、5、6、8等加密频道，更重要的是可以收看未能上星的节目和市、县本地新闻及科技新农的科普栏目。
一、DTMB传输标准
DTMB，全称Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting，在数字电视地面、有线、卫星传输方式中，数字电视地面传输系统环境最为复杂，也因其技术要求最高、受众广而备受关注。地面系统的标准化工作也十分重要。目前已有美国高级电视系统委员会（ATSC）、欧洲数字视频地面广播（DVB-T）和日本地面综合业务数字广播（ISDB-T）三个国际电联批准的地面数字电视广播传输国际标准。1999年我国设立数字电视研发及产业化并成立国家数字电视领导小组，明确宣示自主制定技术标准。针对我国数字电视应用的具体标准，2006年推出了我国数字电视地面标准DTMB。
在国家广播电影电视总局支持下，我国于2006年8月18日正式颁布了《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(GB20600-2006)地面数字电视广播传输标准，实现了固定电视和公共交通移动电视的数字电视信号传送。DTMB于2007年8月1号成为中国广播业地面电视信号的强制标准。 为中国广播业提供视频传送设备的所有数字电视系统供应商将采用该标准中的数字视频调制知识产权(IP)。 DTMB标准同时使用了时域同步正交频分复用和残留边带复用技术。
本文主要讨论Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting-terrestrial（数字电视地面传输系统）DTMB-T在农村广播电视中的应用。
二、技术特点
国标DTMB以时域正交频分复用（TDS-OFDM）调制技术为核心，形成了自有知识产权体系，具有自己鲜明的技术特点。
1、 传输效率或频谱效率高
在欧洲DVB-T中，用于同步和信道估计的导频载波数量占总载波的10%。国标DTMB的PN序列放在OFDM保护间隔中，既作为帧同步、又作为OFDM的保护间隔。
欧洲DVB-T C-OFDM用10%的子载波传送用于同步和信道估计等的导频信号，同时存在循环前缀的保护间隔，而TDS-OFDM将时间保护间隔同时用于传输信道估计信号，因此DVB-T系统的传输效率只能达到国标DTMB系统的90%。
传输效率在多载波技术和单载波技术进行比较时，被认为是多载波技术的弱点，国标DTMB的核心技术正是针对解决这个问题而开发的。
2、 抗多径干扰能力强
多载波系统和单载波系统相比，OFDM系统具有抗多径干扰的能力，抵抗多径干扰的大小相应于其保护间隔的长度。由于国标的时间保护间隔中插入的是已知的（系统同步后）PN序列，在给定信道特性的情况下，PN序列在接收端的信号可以直接算出，并去除。去掉PN序列后的OFDM信号与时间保护间隔为零值填充的OFDM信号等价，而时间保护间隔为零值填充的OFDM与时间保护间隔为周期延拓的OFDM在同样信道下的性能是等价的。而且，在多径延迟超过时间保护间隔的情况下，国标DTMB仍能工作。TDS-OFDM可以把几个OFDM帧的PN序列联合处理，使抵抗多径干扰的延时长度不受保护间隔长度的限制，而传统的OFDM保护间隔长度设计要求必须大于多径干扰的延时长度。
3、 信道估计性能良好
在AWGN信道下，TDS-OFDM的信道估计性能优于C-OFDM。这是由于TDS-OFDM用于信道估计的PN序列具有20dB左右的扩频增益，同时又没有C-OFDM做信道估计时特有的插值误差。尽管国标DTMB的样机功能还有待改善，但其AWGN信道的测试结果仍优于基于C-OFDM的国内外系统。 对于多径信道，TDS-OFDM的PN序列与多径信道造成的干扰信号是统计正交的。虽然TDS-OFDM信道估计的性能无法在原理上与C-OFDM直接比较，但是它与其他传输系统中采用PN序列进行信道估计的性能相当。
4、 适于移动接收
移动接收产生了多普勒效应和遮挡干扰，使传输信道具有随时间变化的特性（时变特性）。而需要强调的是任何OFDM系统的信号处理都是基于信道传输特性准时不变的假设（应用FFT的基本条件），即在一个OFDM符号的时间内，假设信道是不变的，信道的变化被认为是在OFDM符号间发生的。TDS-OFDM的信道估计仅取决于OFDM的当前符号，而C-OFDM的信道估计需要4个连续的OFDM符号。因此，C-OFDM在移动情况下，要考虑4个OFDM符号的信道变化影响，而TDS-OFDM只需考虑1个OFDM符号的信道变化影响。可以看出，国标DTMB系统更适于移动接收，其移动特性优于欧洲 DVB-T 系统。测试结果证明，国标DTMB系统的高清电视移动接收性能居国际领先水平。
2011年12月，国际电信联盟在修订地面数字电视国际标准时，将我国的数字电视地面多媒体广播系统DTMB标准纳入其中，DTMB标准也正式成为继美、欧、日之后的第四个数字电视国际标准。
三、技术优势
DTMB系统能有效支持包括高清晰度电视（HDTV），标清电视（SDTV）和多媒体数据广播等多种业务，同时完全满足大范围固定覆盖和移动接收需要。DTMB整体性能超过了地面数字电视已有的过级标准，相比于商业化推广最为成功的DVB-T系统，器快熟捕获和同步跟踪更稳健；系统频谱利用效率改善超过10%；支持单天线高清电视移动接收；移动性能更好；系统信噪比门限改善接近50%，覆盖性能更好；抗脉冲干扰能力强。
数字电视地面传输标准集中了传输领域里最新的技术。它解决了很多实际问题。解决包括解决宽带问题、高速移动问题、覆盖范围大等问题。
四、农村广播数字电视传输技术应用
广播数字电视传输DTMB-T技术方案是在省级中心机房搭建DTMB信号节目集成平台，经省-市-县-乡光网络传输到发射站点，再经发射机向空间发射无线信号，通过机顶盒接收。
1、省级中心机房节目传输
前端节目传输平台需要通过节目的编码，接入媒体路由器DCM，加入CA加扰系统以及运行支持系统，将IP数字信号传输至地级前端，前端系统拓扑图如下：
2、地市级前端传输平台
地市级传输平台只要功能是将省级IP信号进行调制，将DVB-C信号与DTMB-T信号混合传输至各县机房传输系统，拓扑图如下：
3、县乡传输系统
县级传输网络中可进一步加入本县自办节目，采用1550nm直调技术将自办节目调制到1550nm信号上混入网络进行传输，确保乡镇用户能通过无线数字电视接收到县级自办节目。拓扑图如下：
4、系统建设要求
（1）、光缆线路
光缆线路指信号引入点至发射设备间的线路。其按光缆线路工程实际施工情况。
（2）、发射机平台及站点建设
该部分工作内容包括发射设备、UPS电源安装，自立门型杆、防雷接地网建设、电源线铺设、取电及辅助设施安装等。
五、结束语
2005年国家十一五计划明确提出加快农村数字电视建设，实现电视“村村通”。《国务院关于非国有资本进入文化产业的若干决定》规定：“非国有资本可以建设和经营有线电视接入网，参与有线电视接收终端数字化改造”。广电总局也正论证将地面数字电视的开展纳入“村村通”系统工程之中，彻底解决农村的电视问题。
目前，國内外几十个厂家在地面电视的专用芯片、收发系统、组网设备、测试仪表等方面都有参与，产业链是很完整的。DTMB-T传输技术将作为下一步弄广播电视数字电视的主要传输方式。