04.集中力量深入開展技術(shù)研究開發(fā)工作

1、集中力量 深入開展技術(shù)研究開發(fā)工作高清晰度電視研究開發(fā)總體組一、高清晰度電視研究開發(fā)總體組概況一九九五年，高晴晰度電視（hdtv）研究開發(fā)總體組經(jīng)原國家高清晰度電視研究開發(fā)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)成立。其主要成員由經(jīng)全國范圍選拔的青年技術(shù)專家組成，是一個非實體但其主要人員全時參與開發(fā)工作的全國性技術(shù)協(xié)作組織?？傮w組當(dāng)時的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)我國第一套數(shù)字高清晰度電視功能樣機(jī)硬件系統(tǒng)研究開發(fā)的技術(shù)組織和協(xié)調(diào)。從九六年開始，在政府有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，總體組組織多家高校、研究所和企業(yè)，先后研制成功我國第一代（1998年）、第二代（1999年）和第三代（2000年）數(shù)字高清晰度電視樣機(jī)系統(tǒng)，培養(yǎng)了近百名數(shù)字電視

2、技術(shù)和管理專才，技術(shù)成果已申報國家發(fā)明專利26項并將在今年內(nèi)計劃達(dá)到40項以上，為我國掌握數(shù)字電視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、研究確定數(shù)字電視體制標(biāo)準(zhǔn)以及推動數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化初步奠定了人才和技術(shù)基礎(chǔ)?？傮w組現(xiàn)有全時參加工作的技術(shù)骨干近60人，在數(shù)字電視系統(tǒng)總體設(shè)計、廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)方案設(shè)計與實現(xiàn)、編碼傳輸和接收機(jī)設(shè)備研制等方面具備國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)實力，并通過多次的全套系統(tǒng)開路廣播實驗得到驗證?？傮w組與國內(nèi)企業(yè)、研究單位有密切的協(xié)同合作關(guān)系，是提供數(shù)字電視試驗區(qū)國產(chǎn)設(shè)備的主要單位之一。同時，總體組還與美、歐、日等國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織和公司建立了長期技術(shù)合作和交流關(guān)系。二、專項一期工程總體組工作完成情況1999年上半年，國

3、家計委批復(fù)了專項一期工程實施方案，重點(diǎn)是圍繞國慶五十周年慶典數(shù)字高清晰度電視轉(zhuǎn)播試驗活動，完成數(shù)字高清晰度電視廣播發(fā)射系統(tǒng)和50臺接收機(jī)等開發(fā)任務(wù)，在原有技術(shù)成果基礎(chǔ)上，為制定我國數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步作好準(zhǔn)備。根據(jù)國家計委批復(fù)，專項一期工程以總體組為核心組織實施，總體組負(fù)責(zé)研制系統(tǒng)的編碼發(fā)射部分及信道接收部分，康佳、tcl等15家企業(yè)聯(lián)合組成的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聰明負(fù)責(zé)接收機(jī)整機(jī)開發(fā)。系統(tǒng)的傳輸方案使用總體組提出的兩種方案完成。經(jīng)過與企業(yè)的共同努力，總體組用了不足八個月的時間，按時完成了所規(guī)定的任務(wù)，研制成功第二代樣機(jī)系統(tǒng)。1999年9月，系統(tǒng)順利參加了國家廣電總局組織的轉(zhuǎn)播試

4、驗演練，接受了國務(wù)院和國家計委等領(lǐng)導(dǎo)的檢查，通過了國家有關(guān)質(zhì)檢中心對接收機(jī)的檢驗，以自主開發(fā)的系統(tǒng)方案和設(shè)備成功完成了國慶五十周年慶典現(xiàn)場的高清晰度電視轉(zhuǎn)播試驗任務(wù)，在北京地區(qū)共安裝15個接收地點(diǎn)，接收機(jī)項盒和電視機(jī)共安裝46臺（套）。國慶期間，系統(tǒng)還參加了北京國床五十周年成就展和深圳高新技術(shù)成果交易會。通過參與這一系列重要播出試驗活動，使總體組的技術(shù)方案和設(shè)計能力不僅得到了錘煉和驗證，而且還強(qiáng)化了與電視臺和企業(yè)的技術(shù)協(xié)作。繼國慶五十周年轉(zhuǎn)播試驗活動之一，總體組按專項一期計劃要求，在2000年度繼續(xù)開展了高清晰度電視測試試驗系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)（第三代樣機(jī)系統(tǒng)）、專項試驗區(qū)方案設(shè)計和所需設(shè)備研制、數(shù)

5、字電視關(guān)鍵芯片初步設(shè)計以及接收機(jī)軟件開發(fā)等工作。數(shù)字電視傳輸方案深入研究是總體組該年度的工作重點(diǎn)，在多次開路試驗所得到的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析比較國內(nèi)外已有方案的特點(diǎn)并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，總體組提出的兩種傳輸方案已具備作為標(biāo)準(zhǔn)侯選方案向國家提交的條件。另外，總體組研制的高清晰度電視編碼器、系統(tǒng)復(fù)用器、數(shù)字調(diào)制器等設(shè)備已接近實用要求，新組建了在系統(tǒng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)軟件和接收機(jī)芯片方案設(shè)計等產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)的研發(fā)力量，完善了數(shù)字電視系統(tǒng)調(diào)試和測試的設(shè)備環(huán)境，可以為專項試驗區(qū)開展各種試驗工作提供方案、設(shè)備和人員等方面的支持和服務(wù)?？梢哉J(rèn)為，總體組在專項一期工程中所承擔(dān)的任務(wù)已勝利完成。三、總體組在傳輸方案研究

6、方面的進(jìn)展情況 介紹 如前所述，在政府有關(guān)部門的大力支持下，總體組及其成員單位在數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的研究開發(fā)方面有了大量的技術(shù)積累和實踐經(jīng)驗，共開發(fā)出兩種傳輸方案。在單載波技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)出一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、達(dá)到世界頂尖水平、應(yīng)用廣泛、兼容性強(qiáng)、價格低廉的全數(shù)字地面廣播系統(tǒng)-高級數(shù)字電視地面廣播（簡稱adtb-1系統(tǒng)）；在多載波技術(shù)領(lǐng)域針對歐洲dvb-t系統(tǒng)的不足和弱點(diǎn)，自主開發(fā)出一套基于ofdm技術(shù)的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)（簡稱dttb/ofdm系統(tǒng)）。這兩個系統(tǒng)是經(jīng)過了前面介紹的三代樣機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)工作積累才逐步達(dá)到完善的。通過這些年的持續(xù)不斷的研發(fā)工作，總體組了解和掌握了世界相關(guān)先

7、進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上有進(jìn)一步創(chuàng)新，培養(yǎng)并保留了一批技術(shù)骨干。正是由于共同的信念-制定我國自主的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，才使這批優(yōu)秀的人才聚集在一起，通過自身的努力和與國外先進(jìn)企業(yè)的交流合作，才能夠使這支研發(fā)隊伍在技術(shù)上站在世界的前沿。同時，總體組建立了豐富和較為完備的測試手段，為數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)提案的研發(fā)提供了有力支持和保障。系統(tǒng)的應(yīng)用及對我國數(shù)字電視地面廣播需求的支持adtb-t系統(tǒng) 有高的凈數(shù)據(jù)率以支持傳遞高清晰度電視圖象（在單個8mhz頻道中為地面?zhèn)鬏斕峁┐笥?5mbits/sec的數(shù)據(jù)容量）； 有靈活的傳輸模式以支持固定接收、便攜接收、步行接收和移動接收等業(yè)務(wù)； 有多模式傳輸方案支持

8、在單個8mhz頻道中同時提供多種業(yè)務(wù)； 有分層調(diào)制方案以支持分等級業(yè)務(wù)； 有靈活的頻譜規(guī)劃和覆蓋能力以支持單頻網(wǎng)、同頻轉(zhuǎn)發(fā)和縫隙填補(bǔ)； 支持多種應(yīng)用，如高清晰度電視、標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視、數(shù)據(jù)廣播、國際互聯(lián)網(wǎng)、訊息、交互業(yè)務(wù)等； 支持高度可靠的移動數(shù)據(jù)傳輸； 支持各種傳送層/網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如mpeg-2、ip等。并且易于和其它廣播、通信系統(tǒng)互聯(lián)互通； 與現(xiàn)有模擬電視系統(tǒng)的相互干擾較小得益于較小的信號峰值功率與平均值功率之比以及較低的系統(tǒng)信噪比門限； 提供高碼率的電纜應(yīng)用模式。 dttb/ofdm系統(tǒng) 高數(shù)據(jù)凈荷率，為地面?zhèn)鬏斕峁┐笥?4mbits/sec數(shù)據(jù)傳輸能力（8mhz帶寬）。 靈活的傳輸模式，

9、以支持固定、便攜、步行式移動接收方式，采用分層調(diào)制方式支持同一頻道中同時傳輸不同的接收方式業(yè)務(wù)。 靈活的頻譜規(guī)劃和覆蓋形式，以支持單頻網(wǎng)、同頻轉(zhuǎn)發(fā)和縫隙填補(bǔ)。 系統(tǒng)的重要特性簡介adtb-t系統(tǒng) 采用先進(jìn)的信道編碼（turbo碼/格狀編碼調(diào)制/卷積碼和里德-所羅門編碼）以降低系統(tǒng)c/n門限由此可降低發(fā)射機(jī)功率以及加大覆蓋范圍； 采用最新設(shè)計的、先進(jìn)的導(dǎo)頻安排方法在各種惡劣的信道傳輸條件下保證快速、可靠的系統(tǒng)載波和時鐘恢復(fù)； 采用先進(jìn)的調(diào)制方案使系統(tǒng)載波和時鐘恢復(fù)互不串?dāng)_，由此得到可靠的接收、優(yōu)異的性能和較低的接收機(jī)成本； 采用最新設(shè)計的、先進(jìn)的時哉均衡器方案逐符號跟蹤信道變化、調(diào)整參數(shù)，以提供

10、對快速變化多徑的跟蹤能力，由此實現(xiàn)可靠的移動接收和室內(nèi)接收； 采用最新設(shè)計的、先進(jìn)的時域信道估計和均衡方案以提供對付大的和長的多徑的能力，由此實現(xiàn)單頻網(wǎng)、同頻轉(zhuǎn)發(fā)和縫隙填補(bǔ)； 采用最新設(shè)計的、先進(jìn)的數(shù)據(jù)輔助和與糾錯解碼結(jié)合的時域均衡器方案以降低系統(tǒng)在多徑接收條件下的c/n門限，這有助于實現(xiàn)室內(nèi)、便攜、步行和移動接收； 采用擴(kuò)頻方案保護(hù)系統(tǒng)重要信息，使系統(tǒng)在0db時也能保持同步。 采用最新設(shè)計的、先進(jìn)的時域同步方案提供快速、穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)同步，所以系統(tǒng)將支持突發(fā)信息傳輸； 由于是單載系統(tǒng)，可以采用有效的手段對付相位噪聲，所以系統(tǒng)可以使用一個廉價的雙轉(zhuǎn)換調(diào)諧器工作于vhf/uhf頻段，并提供卓越的

11、與模擬電視兼容的能力； 采用充分的時域交織以提供強(qiáng)大的對付脈沖噪聲的能力和移動接收能力。dttb/ofdm系統(tǒng)采用先進(jìn)的信道編碼（turbo碼/卷積碼和里德-所羅門編碼）以降低系統(tǒng)的c/n門限。在調(diào)制信號中加入多種導(dǎo)頻信號，有利于接收機(jī)實現(xiàn)定時載波恢復(fù)和對付動態(tài)多徑實現(xiàn)移動接收。 采用充分的時域交織以提高抗脈沖噪聲和移動接收能力 采用10mhz采樣有利于利用gps定時實現(xiàn)單頻網(wǎng)。系統(tǒng)的參數(shù)表1給出了基于單載波offset qam(oqam)調(diào)制的adtb-t系統(tǒng)的參數(shù)。表2給出了基于多載波qam調(diào)制的dttb/ofdm系統(tǒng)的參數(shù)。 表1 adtb-t系統(tǒng)的參數(shù)名稱 參數(shù)信道帶寬 8mhz有效帶

12、寬 7.14mhz調(diào)制方式4oqam、16oqam、64oqam、256oqamoq傳送層協(xié)議mpeg-2，ts系統(tǒng)信息1：16擴(kuò)頻保護(hù)凈數(shù)據(jù)率地面廣播4oqam423-127mbps12.7-25.4 mbps16oqam64oqam25.4 mbps電纜、mmds：64oqam電纜：256oqam38.1 mbps50.8 mbps內(nèi)碼1/2,2/3,tcm或1/2,1/3turbo編碼外碼：reed-solomon碼t=rs（207，187）導(dǎo)頻功率分配03（頻譜兩側(cè)滾降職db處）0 ）表2dttb/ofdm系統(tǒng)的參數(shù)名稱參數(shù)模式2k 8k信道帶寬8mhz有效帶寬7.622mhz 7.6

13、18mhzofdm載波數(shù)1516 6241數(shù)據(jù)載波數(shù)1392 5568導(dǎo)頻載波數(shù)169 673保護(hù)間隙6.4-51.2 25.6-204.8載波間隔4.88khz 1.22khz數(shù)據(jù)載波調(diào)制方式64qam、16qam、qpsk、dqpsk內(nèi)碼1/2,2/3,3/4,5/6,7/卷積碼或1/2turbo碼外碼reed-solomon碼，t=8，rs（204，188）凈碼率qpsk16qam64qam5.01-10.63mbps10.02-21.26mbps15.03-31.89mbps傳送層協(xié)議mpeg-2,ts四、未來工作設(shè)想和建議 總體組的現(xiàn)有組織形式和結(jié)構(gòu)已不能適應(yīng)專項工作深入開展的需要。

14、應(yīng)以實現(xiàn)國家整體利益為第一需要，整合國內(nèi)已形成的重要研究開發(fā)力量，特別是整合國內(nèi)圍繞數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)所形成的主要技術(shù)力量，淡化各個單位和團(tuán)體的局部利益，盡快組建國家數(shù)字電視工程中心，集中力量協(xié)助數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)測試和制定工作的完成，為國家繼續(xù)培養(yǎng)和保持一支數(shù)字電視研究的骨干隊伍，深入開展數(shù)字電視的基礎(chǔ)研究和尖端技術(shù)研究，保證我國數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展的持續(xù)性和先進(jìn)性。國家數(shù)字電視工程中心根據(jù)我國的經(jīng)濟(jì)實力和人才現(xiàn)狀，技術(shù)的研究開發(fā)目前只能采用聯(lián)合集中的組織形式。應(yīng)該以數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)制定工作中已形成的多家技術(shù)侯選方案、多家技術(shù)力量的現(xiàn)狀為契機(jī)，盡快組織成立國家數(shù)字電視工程中心。中心可由國內(nèi)高校、研究所、

15、電視臺和企業(yè)等發(fā)起組建。在專項期間，中心是非贏利性質(zhì)的機(jī)構(gòu)實體，是專項的技術(shù)研發(fā)抓總單位，研究提出與國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃配套的數(shù)字電視研發(fā)計劃，承擔(dān)專項交付的數(shù)字電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)方案研究和數(shù)字電視基礎(chǔ)技術(shù)研究等課題任務(wù)。中心主要管理和技術(shù)骨干全時參加中心工作，淡化各單位的局部利益。從長遠(yuǎn)發(fā)展角度，中心將成為支撐我國數(shù)字電視事業(yè)和產(chǎn)業(yè)不斷向前推進(jìn)的基礎(chǔ)研發(fā)、人才培訓(xùn)、技術(shù)推廣示范的基地。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)方案的測試工作在制定數(shù)字電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時，例如數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、綜合業(yè)務(wù)廣播標(biāo)準(zhǔn)、多媒體家庭信息平臺標(biāo)準(zhǔn)等，由于其基礎(chǔ)性和其發(fā)射接收兩端緊密關(guān)聯(lián)性的特點(diǎn)，對技術(shù)方案能否進(jìn)行充分、公正、準(zhǔn)確的測試，是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作的關(guān)

16、鍵環(huán)節(jié)。專項對此項工作應(yīng)予高度重視。借鑒國外成功經(jīng)驗，建議系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的測試工作由數(shù)字電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化專家委員會直接負(fù)責(zé)，專門組織由廣播、制造企業(yè)、科研等方面專家參加的測試工作組，負(fù)責(zé)制訂測試計劃并實施測試，測試結(jié)果向?qū)＜椅瘑T會提交。有待開展的基礎(chǔ)研究課題為保證我國數(shù)字電視基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)的持續(xù)性和先進(jìn)性，并為產(chǎn)業(yè)化提供共性技術(shù)儲備和支持，有必要盡快開展以下三項基礎(chǔ)研究課題： 軟科學(xué)研究分析比較國內(nèi)外數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，全面提出我國數(shù)字電視技術(shù)研究開發(fā)計劃，包括技術(shù)突破方向、可行性、計劃安排、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)策略和持有狀況等內(nèi)容，為科學(xué)制定我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)規(guī)劃提供基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)。 數(shù)字電視先進(jìn)技術(shù)開發(fā)演示平臺在已有的數(shù)字電視廣播傳輸硬件平臺基礎(chǔ)上，開展更加適用于寬帶網(wǎng)絡(luò)傳送和接入的數(shù)字視音頻編碼和數(shù)據(jù)通信的新算法和協(xié)議研究，如mpeg-4編碼標(biāo)準(zhǔn)、“藍(lán)牙”接入技術(shù)、數(shù)據(jù)廣播協(xié)議、交互功能協(xié)議等的分析、比較與實現(xiàn)。另外，還應(yīng)開展多媒體（壓縮）數(shù)據(jù)的高級編輯、表達(dá)技術(shù)、數(shù)字節(jié)目轉(zhuǎn)換與顯示的協(xié)議和算法研究。這些協(xié)議和算法的結(jié)果將通過一個開放性的數(shù)字電視先進(jìn)技術(shù)開發(fā)演示平臺來綜合體現(xiàn)。 數(shù)字電視芯片設(shè)計和基礎(chǔ)軟件模塊開發(fā)為及時固化自