广播电视技术发展国标地面数字电视传输技术分析

广播电视技术发展国标 地面数字电视传输技术分析

黄梅榆

三亚传媒影视集团有限公司 572000

摘要：广播电视的产生以及发展是人类社会科技进步的重要表现，同时也体现了人类传播信息能力的进一步提升。信息技术为人们的生活生产带来了较大的改变。在信息技术的发展推动下，我国自主研发的地面数字电视传输技术成为主流的广播电视信号传输重要媒介。在本文的分析中，主要对我国自主研发的国标地面数字电视传输系统的相关技术进行分析与探讨。

关键词：广播电视；地面数字电视传输技术；单频网；前端IP化

引言：在信息传递的过程中，最具权威性的主流传输媒介就是广播电视，在过去和现在都占据着十分重要的地位。广播电视行业的发展能够促进信息的传播与交流，还能够对国民经济的发展和相关产业发展起到重要作用。伴随着科学技术的发展，地面数字电视传输技术应运而生。地面数字电视信号传输技术相较于传统模拟信号传输技术具有多重优势，有效提升广播电视信号传输效率，提升频谱资源利用率。

1 地面数字广播电视技术执行标准

2006年8月我国颁布自主研发的国家地面数字电视标准——《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制（Digital Terrestrial Multimedia Broadcast）》（GB 20600-2006），并将其作为国家强制性标准在全国范围内推广使用^[1]。2011年，该标准成为继日本地面综合业务数字广播（ISDB-T）、欧洲数字视频地面广播（DVB-T)和美国高级电视系统委员会（ATSC）之后的第四个国际电信联盟认可的地面数字电视传输标准。2014年12月30日，国家广电总局与财政部联合印发了《关于实施中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的通知》（新广发[2014]311号）。《通知》明确工程由广电总局、财政部统一规划、统一标准、统一组织，各省（区、市）广电部门负责具体建设，在全国范围内加快发展地面数字电视。

2 地面模拟电视转向地面数字电视

2020 年 7 月 15 日，国家广播电视总局印发《关于按规划关停地面模拟电视有关工作安排的通知》，宣布全国各地的中央台节目地面模拟电视信号于 8 月 31 日前关停；而地方节目的地面模拟电视信号于 12 月 31 日前完成关停。地面模拟电视像地面数字电视的转换，意味着陪伴着亿万中国家庭几代人成长的模拟电视信号，正式与时代告别。地面模拟电视信号传输转向地面数字电视信号传输，是广播电视技术从黑白到彩色之后的第二次关键升级，从侧面也反映了科技的进步与社会发展。我国一个电视频道带宽为8MHz，模拟电视一个频道职能传送一套普通模拟电视节目，而通过地面数字电视技术一个频道内可传送6-10套标清标清数字电视节目，随着编码技术的改进，传送数量还将会进一步提高，极大地提高电视频道利用率，节约珍贵的频谱资源。

3 地面数字电视传输技术特点

3.1 前端系统IP构架

随着数字电视内容的增多和新兴业务的发展，传统基于ASI的传输模式已经很难适应快速发展的数字电视新业务，基于IP的数字电视传输方式经过多年不断的发展和进步，现阶段技术发展已经非常成熟，目前地面数字电视前端IP化在我国各省、市、县各级单位均广泛采用，并实现良好的播出效果。

3.1 AVS视频编码技术

地面数字前端采用的音视频信源编码标准AVS+是我国自主研发的音视频编码标准，被国际电信联盟（ITU）批准为IPTV（交互式网络电视）采用的三大视频编码格式标准之一。AVS+核心技术包括：8x8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。在我国数字视听产业“由大变强”的战略转型中，AVS+发挥了重要作用。原信息产业部批准成立的数字音视频编解码技术标准工作组（AVS工作组）打破音视频产业发展制约，主导制定了AVS1、AVS+、AVS++等标准，在我国销售的所有数字电视机都内置AVS功能，AVS已经成为我国数字电视支持的唯一视频编码标准。

3.3单频组网技术

基于频谱资源利用率及无线信号传输特性等，地面数字电视系统通常采用采用单频网（SFN：Single Frequency Network）技术作为组网方式传输信号。单频网是由多个不同地点的处于同步状态的无线电发射台，在同一时间、以同一频率发射同一信号，以实现对一定服务区的可靠覆盖^[2]。该组网方式可有效提高频谱利用率，节约宝贵的频谱资源；基于无线传输特性，对于信号覆盖盲点或盲区，可采用多补点同频发射方式解决；单频网技术还可以降低发射机设备成本，可使用多个较小功率发射机替代一个大功率发射机，减少电磁污染，增强覆盖均匀度，也可根据需要灵活调整覆盖区域。实现单频网技术要求同一时段同一区域整个广播电视网络使用同一频率，避免因重叠区时延产生的多径干扰，所以对信号覆盖重叠区时钟同步具有很高的要求。

3.4地面数字电视复用系统

复用器作为码流处理设备，是将符合标准的TS流进行过滤、重新复接，其功能有：输入多节目TS流（MPTS）节目分析、多路分解，码率调整、PCR校正、过载保护等，关键技术为PCR校正等。复用器将前端经过压缩、编码后的多个单节目或多节目传输流根据需要合成为一路传输流，有序分配频点资源。

3.5地面数字电视节目监控

地面数字节目监控包括节目源监控、节目编码监控及开路节目监控三个部分。由于节目源及节目处理一般集中在前端机房，开路节目监控反应了用户接收的节目，因此又分为前端节目监控和终端节目监控^[1]。

图1 节目监控示意图

3.6应急广播系统平台

依托地面数字电视信号传输技术，通过无线覆盖传输的方式，可实现应急广播平台的建设。应急广播系统是广播电视公共服务体系重要组成部分，也是国家应急体制中的重要组成部分。通过对应急广播功能的有效规划和合理建设，可提升地面数字电视技术的应用场景。目前我国多个省、市、县已实现应急广播平台建设，当存在突发事件时，应急广播可在第一时间内实现应急信息的播发，满足群众的知情权，保障群众生命安全，降低群众财产损失。

4 地面数字电视技术优势

4.1 图像与音效质量高

地面数字电视系统在进行视频与音频的传输过程中，相较于传统模拟电视具有十分明显的优势，通过特定的编码方式，可以很好的提升整体的传输效果。另外，在声音与图形质量的塑造上，也相应的可以保障较为清晰的效果。其次，数字电视也相应的具备着较高的抗干扰能力，特别是对于信号当中的暗纹跳动、雪花等问题，都可以实现良好的消除^[3]。

4.2 信号覆盖区较广

地面数字电视的信号传输，相较于传统模拟电视技术而言，有着更加广泛的传输空间，在地面数字电视信号传输标准的无线频谱中，可以实现传输数据的丰富化效果。对于进行信息的接收，也有具有十分明显的灵敏性与覆盖性。

4.3 便携性较高

地面数字模型的建设上，基于时域快速信息可视化技术，同时在各种高速载波的状态下可以很好的实现业务之间的开展与处理。而从技术层面上进行分析，系统在进行同步速度与信道估算速度的过程中，可以实现较高的信息传输效果。

总结：创新驱动发展战略，地面数字电视技术是具有我国自主研发技术背景，并且受国际电信联盟认可的数字电视技术，拥有多重技术优势，为广播电视安全播出提供可靠保障。

参考文献：

[1]数字电视国家工程实验室.数字电视前端系统[M].科学出版社,ISBN978-7-03-033634-7

[2]阳辉, 马杰, 潘长勇. 地面数字电视单频网组网技术[J]. 电视技术, 2006(2):4.

[3]白金晓.新媒体时代广播电视技术的发展与创新[J].网络安全技术与应用,2022(04):119-120.