13数字电视广播技术应用和发展（PPT49页).ppt

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1、DTMBDTV Technology R&D Center1上节内容上节内容v手机电视的需求手机电视的需求v手机电视主要技术问题：功耗灵敏度手机电视主要技术问题：功耗灵敏度vDVB-H T-DMB One Segment MediaFLO时间分片降低功耗更强的信道编码、更窄带宽提高灵敏度DTMBDTV Technology R&D Center2本节内容本节内容v数字电视传输小结数字电视传输小结 v数字电视近阶段发展数字电视近阶段发展IPTVEoC（Ethernet over Cable）v数字电视广播未来展望数字电视广播未来展望DTMBDTV Technology R&D Center3传输

2、技术主要线索传输技术主要线索v应用需求应用需求 灵敏度（C/N门限、SNR、脉冲单频同播干扰）信道特征（时间选择性、频率选择性）服务质量（数据率、实时性、多业务(用户)复用）v对应主要解决对应主要解决信道编码信道估计和均衡（帧结构）多天线MIMO技术帧结构高阶调制v合理帧结构合理帧结构:导频插入(时域训练序列和频域导频)信道估计和同步多业务复用多址(多用户)复用方式、双工方式DTMBDTV Technology R&D Center4实例实例1 ATSC系统系统v应用需求应用需求 灵敏度C/N门限要低、和模拟同播要求抗各种干扰信道特征室外固定定向接收（静态短时延信道）服务质量支持HDTVv对应

3、主要解决对应主要解决信道编码（级联RSTCM编码，交织）信道估计和均衡单载波判决反馈均衡训练序列24ms插入一次高阶调制（8VSB，等效64QAM）DTMBDTV Technology R&D Center5实例实例2 DVB-T系统系统v应用需求应用需求 灵敏度，同ATSC信道特征室内（外）的便携（固定）接收（动态长时延信道）单频网应用（超长时延信道）服务质量支持HDTV，分级接收v对应主要解决对应主要解决信道编码（级联RS卷积编码，交织）信道估计和均衡OFDM技术频域分散导频每四个OFDM符号循环一次高阶调制（64QAM和分级调制）DTMBDTV Technology R&D Center

4、6实例实例3 车载移动电视车载移动电视v应用需求应用需求 灵敏度比固定接收要求更低（低增益接收天线）信道特征大面积覆盖（几十公里）和移动（100Hz）服务质量支持SDTV，分级接收vDVB-T推荐使用2K模式+QPSK+1/2编码改进信道估计算法(时域和频域插值)多天线vISDB-T2k 和 4k 模式用于移动业务DQPSK 调制可用于手持接收设备(低功耗）。可选的时间交织可提高服务质量。多天线DTMBDTV Technology R&D Center7实例实例4 手机电视手机电视v应用需求应用需求 灵敏度比移动接收要求更低（更低增益接收天线）信道特征大面积覆盖（几十公里）和移动（100Hz）

5、服务质量支持CIF或QCIF,节能,节目切换时间,支持多套手机节目vDVB-HMPE-FEC（灵敏度）4K 模式和深交织（移动性能）时间分片省电(帧结构)-节目切换慢(5秒)同步时间慢造成分片大vISDB-T仅使用1段频谱(One-segment),仅400K带宽(灵敏度)节目切换快,功耗大DQPSK 调制低功耗DTMBDTV Technology R&D Center8小结小结n重点理解方案的帧结构重点理解方案的帧结构/信道估计信道估计(调制调制)/信道编信道编码码nOFDM 在众多新制定的国际标准中得到采用，在众多新制定的国际标准中得到采用，属于能得到不断发展和提高的新技术属于能得到不断发

6、展和提高的新技术,具有广具有广阔的前景阔的前景结合结合LDPC：COFDM结合多天线：结合多天线：MIMI-OFDM结合多用户：结合多用户：OFDMA结合结合TDD双工方式：双工方式：TDD-OFDMDTMBDTV Technology R&D Center9多址多址/多用户复用方式多用户复用方式FDMA：不同用户分配到不同频带TDMA：不同用户分配到不同时间片（Time Slot）30 kHzFDMAUser 1 User 2 User 3200 kHzTDMAUser 1User 2User 3使用带宽使用带宽使用带宽使用带宽可以结合可以结合OFDM来实现来实现OFDMADTMBDTV T

7、echnology R&D Center10双工方式双工方式v下行链路和上行链路下行链路和上行链路TDD、FDD双工方式频率分隔频率分隔:反向信道或上行信道反向信道或上行信道 Up-Link:前向信道或下行信道前向信道或下行信道 Down-Link FDD时间时间时间时间 TDDBTSMSDTMBDTV Technology R&D Center11主要无线标准主要无线标准DTMBDTV Technology R&D Center12802.16 系列标准系列标准DTMBDTV Technology R&D Center13802.16dOFDM系统，使用系统，使用256点点FFTAlamou

8、ti空时分组码，双天线发射空时分组码，双天线发射DTMBDTV Technology R&D Center14802.16d OFDM模式帧结构模式帧结构v分为分为TDD和和FDD结构结构v用户占用不同用户占用不同Burst（TDMA)v每个每个Burst含有多个含有多个OFDM符号符号q TDD TDD 帧结构帧结构q FDD FDD 帧结构帧结构DTMBDTV Technology R&D Center15802.16e OFDMA模式模式 帧结构帧结构v OFDMA 多址方案采用时间和频率联合的二维多址方案多址方案采用时间和频率联合的二维多址方案OFDM符号时间多址子载波频域多址DTMB

9、数字电视广播近期发展DTMBDTV Technology R&D Center17电视系统的发展电视系统的发展v1950s 黑白地面电视广播v1960s 彩色电视广播v1970s 有线电视系统v1980s 卫星电视系统(FM调制)v1990s 第一代数字电视传输标准数字卫星电视（如DVB-S）数字有线电视（如DVB-C,ATSC-16VSB)数字地面高清电视（如DVB-T,ATSC,ISDB-T)v2000s Cable modem（电缆调制解调器）,VoIP over Cable IPTV(VOD，VoIP，Internet，P2P，流媒体，QoS/QoE)移动电视(通过手机频道、地面电视广

10、播频道、卫星频道)宽带无线移动多媒体（(Wi-Max,无线Mesh网状网,HSPA)很多新技术融入到广播行业中很多新技术融入到广播行业中DTMBDTV Technology R&D Center18数字电视广播发展数字电视广播发展Networks/Affils1950sUHF1960sCable1980sDBS1995IPTV2000sDigital Cable1998InternetBroadbandVODWiFi3G多业务 VOD点播 InternetDTMBDTV Technology R&D Center19近期发展方向近期发展方向-融合多媒体广播和服务融合多媒体广播和服务v支持移动/

11、手持设备的多媒体广播多种手机电视标准多种手机电视标准v3D-TV和多视角成像（Multi-viewpoint）vIPTV和Internet TVv新一代地面、有线和卫星广播系统DVB-S2/T2/C2ATSC2.0,ISDB-T2多业务 VOD点播 InternetDTMBDTV Technology R&D Center20IPTVDTMBDTV Technology R&D Center21同时支持同时支持Internet&视频多媒体视频多媒体Internet视频点播视频点播有线和卫星信道有线和卫星信道3G传统广播网络传统广播网络PCMobile PhoneTV手机电视广播手机电视广播支持

12、支持Internet连接的电视连接的电视DTMBDTV Technology R&D Center22Internet 连接和交互连接和交互22+or+&DTMBDTV Technology R&D Center23IPTV概念概念IPTV（Internet Protocol Television）俗称）俗称交互式网络电视。是利用宽带网的基础设施，以交互式网络电视。是利用宽带网的基础设施，以家用电视机家用电视机+网络机顶盒（网络机顶盒（TVSTB）、计算机）、计算机（pc）、手机等智能设备作为主要终端设备，集）、手机等智能设备作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，通过互联网

13、、多媒体、通讯等多种技术于一体，通过互联网协议（互联网协议（IP）向家庭用户提供包括数字电视）向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。在内的多种交互式服务的崭新技术。v传输网络形式多样传输网络形式多样以太网、ADSL等3G、Wimax无线网有线Cable网络（广电双向网改造）和手机电视一样属于和手机电视一样属于“三网融合三网融合”的应用的应用目前国内主要是电信和联通在推广目前国内主要是电信和联通在推广DTMBDTV Technology R&D Center24IPTV系统结构图系统结构图DTMBDTV Technology R&D Center25IPTV特点特点v改变了传

14、统的单向广播式的媒体传播方式，用户可以改变了传统的单向广播式的媒体传播方式，用户可以按需接收，实现用呼吁媒体内容提供商的实时交互，按需接收，实现用呼吁媒体内容提供商的实时交互，从而更好地满足用户个性化需求。（交互电视）从而更好地满足用户个性化需求。（交互电视）vIPTV和数字电视之间既是竞争关系，又是互补关系和数字电视之间既是竞争关系，又是互补关系从业务范围和覆盖的用户群看，最终是互相竞争的可以将IPTV看成是数字电视的一种技术实现手段数字电视侧重广播，特别是高清晰度电视业务IPTV可以侧重宽带交互型多媒体业务，两者有可能形成一定程度的业务互补局面DTMBDTV Technology R&D

15、Center26IPTV业务业务vIPTV业务将以通信为导向的业务和以内容为导向的业务紧密地联系在一起，它可以提供的业务种类主要包括电视类业务、通信类业务，以及各种增值业务。v电视类服务是指与电视业务相关的服务视频点播（视频点播（VOD)直播电视直播电视时移电视（时移电视（Time-Shifted TV）v通信类服务主要是指基于IP的语音业务、即时通信服务和电视短信等；v增值业务则是指电视购物、互动广告和在线游戏等等。在IPTV发展初期，IPTV的业务主要以电视类服务为主。DTMBDTV Technology R&D Center27IPTV的关键技术的关键技术v视频编码技术视频编码技术v流媒

16、体技术（流媒体技术（Streaming Media）v内容传送技术（内容传送技术（CDN）v组播技术组播技术DTMBDTV Technology R&D Center281.视频编码技术视频编码技术(和地面广播相同）和地面广播相同）编码技术是多媒体通信中使用的基本技术之一。编码技术是多媒体通信中使用的基本技术之一。多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常大，尤其是视频数据，其编码技术甚至会在较大程度大，尤其是视频数据，其编码技术甚至会在较大程度上影响业务质量，因此视频编码技术在上影响业务质量，因此视频编码技术在IPTV中的地中的地位非常重要。

17、位非常重要。目前，国内外已经开展的目前，国内外已经开展的IPTV业务基本上都是业务基本上都是使用使用MPEG-2编码方式。编码方式。目前的趋势是，使用更加适合于流媒体系统的目前的趋势是，使用更加适合于流媒体系统的H.264/MPEG-4/AVS DTMBDTV Technology R&D Center292.流媒体技术（流媒体技术（Streaming Media）流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，让终端用户能够边压缩处理后放到网络服务器上，让终端用户能够边下载边观看，而不需要等到整个多媒体文件下载完下载边观看，而不需要

18、等到整个多媒体文件下载完成便可以即时观看的技术。成便可以即时观看的技术。DTMBDTV Technology R&D Center303.内容传送技术（内容传送技术（CDN）IPTV的业务主要包括单播业务和组播业务，数据的业务主要包括单播业务和组播业务，数据流量非常大，因此需在宽带城域网络之上部署内容分流量非常大，因此需在宽带城域网络之上部署内容分发网络（发网络（CDN），经过策略部署可以改善流媒体服），经过策略部署可以改善流媒体服务质量，并有效降低骨干网的压力。务质量，并有效降低骨干网的压力。对用户来说，通过对用户来说，通过CDN系统，得到响应的时间被系统，得到响应的时间被缩短，数据传输的稳

19、定性被提高，从而提高了网络服缩短，数据传输的稳定性被提高，从而提高了网络服务的总体性能。务的总体性能。DTMBDTV Technology R&D Center314.组播技术组播技术 组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）一次、组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）一次、同时发送单一数据包到多个接收者的网络技术。同时发送单一数据包到多个接收者的网络技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。在播组的地址才能接收到数据包。在IPTV里，组播源往往里，组播源往往仅有一个，即使用户数量成倍增长，主干带宽也不需要仅

20、有一个，即使用户数量成倍增长，主干带宽也不需要随之增加，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的随之增加，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条主干链路上只传送单一视频流，即所谓任何一条主干链路上只传送单一视频流，即所谓“一次一次发送，组内广播发送，组内广播”。DTMBDTV Technology R&D Center32直接流媒体下载利用TV连接Internet（分辨率已经和PC显示器相同）交互信息和TV节目相关或者无关支持支持Internet连接的连接的HDTV CES 2009DTMBDTV Technology R&D Center33交互信息和交互信息和TV节目有关节目有关仅显

21、示本用户关心信息提供比赛相关信息，供观众随时查看DTMBDTV Technology R&D Center34广电有线双向改造广电有线双向改造EoCEthernet over CoaxDTMBDTV Technology R&D Center35EoC用于数字电视双向化改造用于数字电视双向化改造v双向化才能真正发挥数字电视优势双向化才能真正发挥数字电视优势2010年上半年，全国有线数字电视用户数量已突破6500万户 数字电视转换仅仅多增加了几个频道，收看电视的方式几乎没有改变双向互动是开展数字电视增值业务的前提v双向化提升广电竞争能力，实现三网融合双向化提升广电竞争能力，实现三网融合电信的IP

22、电视在各大城市对用户的争夺十分激烈冲击广电传统业务v双向化提升广电网络经营管理能力双向化提升广电网络经营管理能力网络管理、运营支撑都需要双向网络v广电提出下一代广播电视网（广电提出下一代广播电视网（NGB）10年规划年规划2009年2019年以有线电视数字化和移动多媒体广播电视为基础以自主创新的“高性能宽带信息网”技术为支撑主要特性是“全程全网”、“互联互通”、“可管可控”双向化是前提DTMBDTV Technology R&D Center36NGB双向化演进三个阶段双向化演进三个阶段v初级阶段初级阶段每户接入带宽达到210Mbps以网络建设为主，逐步开展增值业务系统吞吐率50200Mbps

23、 v中级阶段中级阶段每户接入带宽可达到2030Mbps，迈入NGB-EoC高带宽时代，支持以高清视频点播为标志的高带宽增值业务需求系统吞吐率 400600Mbps v高级阶段高级阶段每户接入带宽可达到100Mbps美国“100 million homes100Mbps connection”计划实现NGB-EoC演进的最终目标系统吞吐率2Gbps 当前主流当前主流ADSL的户均物理带宽为百的户均物理带宽为百KHz，户均最大信息带宽，户均最大信息带宽8MbpsNGB演进和演进和“三网融合三网融合”发展的瓶颈是接入带宽发展的瓶颈是接入带宽DTMBDTV Technology R&D Center3

24、7宽带接入技术分析宽带接入技术分析 光纤到小区FTTZ光纤入户FTTH光纤到楼FTTBv主流的宽带接入技术主流的宽带接入技术有线：有线：HFC、FTTx、xDSL.无线：无线：3G、LAN、WiMax、卫星、卫星.v家庭宽带方式业界已成为共识：光进铜退家庭宽带方式业界已成为共识：光进铜退光纤入户光纤入户vFTTB+同轴电缆宽带接入方案同轴电缆宽带接入方案 目前满足高清目前满足高清IPTV和和NGB带宽要求的最经济可行的接入方案带宽要求的最经济可行的接入方案 广电已建成大量有线网络可资使用，无需重复建设广电已建成大量有线网络可资使用，无需重复建设-拥有全世界最大同轴电缆接入网（实际覆盖的用户数超

25、过3亿户）-拥有最密集的城域网光节点数（每个光节点覆盖的用户不超过500户）同轴电缆信道带宽资源丰富、信道质量高同轴电缆信道带宽资源丰富、信道质量高 -拥有最宽的户均物理频谱资源（平均每户8-10MHz）-信道质量优于电力线、电话线和无线DTMBDTV Technology R&D Center38EoC技术技术vEoC基于基于FTTB+同轴电缆网络结构，实现最后同轴电缆网络结构，实现最后100米宽带接入米宽带接入vEoC全称全称“Ethernet over Coax”基于同轴电缆来承载以太网业务和其他各种综合业务，实现有线电视网络用户宽带接入 vEoC技术方案包括基带技术方案包括基带EoC和

26、调制和调制EoC基带EoC（无源EoC）将以太网基带信号直接在有线中传输调制EoC（有源EoC）通过各种数字调制技术在有线中传输以太网数据v调制调制EoC分为高频调制分为高频调制EoC和低频调制和低频调制EoC两类两类低频EoC（2MHz65MHz）HomePlug AV、HomePlug BPL、HomePNA方案方案高频EoC（8001500MHz）MOCA、Wi-Fi降频方案降频方案DTMBDTV Technology R&D Center39EoC 应用示意图应用示意图FTTB deviceEOCMaster modemRFRFININEtherINEtherINRFRFOUTOUTS

27、 SP PEoCmodemEoCmodemEoCmodemEoC by-passSPSPSPSP同轴同轴同轴同轴光纤光纤DTMBDTV Technology R&D Center40同轴电缆的频率规划同轴电缆的频率规划DTMBDTV Technology R&D Center41同轴电缆的频率响应同轴电缆的频率响应DTMBDTV Technology R&D Center42同轴电缆频率特性同轴电缆频率特性v低频调制低频调制EoC信道信道优势是链路衰减低，覆盖范围大、对有线电视信号影响小低频（50MHz）按每百米电缆衰减每百米电缆衰减5dB计算，覆盖范围可达1300米频谱资源有限，系统可扩展性

28、不高线路上低频耦合噪声大v高频调制高频调制EoC信道信道频谱资源丰富，系统可扩展性高线路干扰和外部噪声耦合较小缺点是链路衰减大，尤其是1200MHz以上频段，部分现有有线网络需要更换分支、分配器件高频（1000MHz）按每百米电缆衰减每百米电缆衰减15dB计算，覆盖范围为430米q同轴分支器反射引起多径，通道的特性类似于无线的环境同轴分支器反射引起多径，通道的特性类似于无线的环境DTMBDTV Technology R&D Center43EoC已有标准已有标准vMoCA，同轴电缆多媒体联盟（，同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写，制定了物理层

29、和数据链路层的规范；）的缩写，制定了物理层和数据链路层的规范；vWi-Fi联盟（无线局域网），该标准定义物理层和媒体访问联盟（无线局域网），该标准定义物理层和媒体访问控制控制(MAC)规范；规范；vHomePNA是是Home Phoneline Networking Alliance(家庭电家庭电话线网络联盟话线网络联盟)的简称；的简称；vHomePlug Powerline Alliance(家庭电力线网络联盟家庭电力线网络联盟)；vHINOC（高性能同轴电缆接入技术）（高性能同轴电缆接入技术）MOCA的简化版 DTMBDTV Technology R&D Center44EoC方案技术参数

30、方案技术参数1标准标准MOCAWi-Fi降频降频HomePlug BPLHomePlug AVHomePNA 3.1(ITU-T G.9954)EoC类型类型高频高频EoC高频高频EoC低频低频EoC低频低频EoC低频低频EoC工作频段工作频段800MHz-1500MHz960MHz-1060MHz2MHz-62MHz5MHz-30MHz12MHz-44MHz/32MHz-64MHz信道带宽信道带宽50MHz40MHz28MHz25MHz32MHz系统系统吞吐率吞吐率最大速率最大速率270Mbps实际约实际约100Mbps最大速率最大速率108 Mbps实际约实际约50Mbps最大速率最大速率

31、200 Mbps最大速率最大速率200 Mbps实际约实际约80Mbps最大速率最大速率320 MbpsDTMBDTV Technology R&D Center45标准标准MOCAWi-Fi降频降频HomePlug BPLHomePlug AVHomePNA调制方式调制方式OFDM子载波数量：子载波数量：256OFDM子载波数量：每频子载波数量：每频道道64或或52个子载波个子载波OFDM（BPSK1024QAM）子载波数量：子载波数量：1024或或896OFDM（BPSK1024QAM）子载波数量：子载波数量：1155个，可用个，可用917个个FDQAM，16个个子载波子载波MAC层工作层

32、工作模式模式TDMACSMA/CATDMACSMA/CACSMA/CATDMA/Advance单信道用户单信道用户数数3125664253126芯片升级芯片升级下一代芯片实际吞下一代芯片实际吞吐率达到吐率达到200Mbps符合符合802.11n标准，标准，吞吐率达到吞吐率达到120150Mbps下一代芯片符合下一代芯片符合P1901标准，吞吐标准，吞吐率达到率达到140Mbps2010年底推出支年底推出支持持P1901标准芯片标准芯片吞吐率达到吞吐率达到300Mbps2011年推出支持年推出支持G.hn标准芯片，标准芯片，支持支持400M电力电力载波载波PLC芯片芯片EoC方案技术参数方案技术

33、参数2DTMBDTV Technology R&D Center46数字电视广播未来展望数字电视广播未来展望DTMBDTV Technology R&D Center47多媒体广播发展多媒体广播发展-Broadcast 2.0“Anything,anytime,anywhere”“to deliver information and entertainment to audiences,at home and on the go.-Quality -Quantity -Mobility -Interactivity -Platform independenceDTMBDTV Technolog

34、y R&D Center48Broadcast 2.0宽带多媒体广播研究方向宽带多媒体广播研究方向v交互和人机接口v3D-TV和多视角TVv家庭影院和家庭节目制作v显示和电池技术v超高清晰度电视系统（现有高清的16倍）Super High-Definition video v移动宽带多媒体和数据Mobile broadband multimedia and datacasting;v信源编码和传输技术v射频器件和IC技术硅硅Tunerv频谱分享和重利用技术DTMBDTV Technology R&D Center49PPT内容具体讲述一个问题一种信道编码的算法原理、性能如DVB-S2的LDPC

35、LTE中的Turbo码一种同步或信道估计方法(说明算法原理、性能）一种OFDM（如DVB-T）的符号同步和载波同步方法;一种OFDM（如DVB-T)信道估计算法数字电视传输关键技术调研（说明技术原理、技术的优势)DVB-T2系统（或WiMax）中的降低峰均比方法DVB-T2的相位旋转技术DVB-H系统中的时间分片技术DVB-T2的发射分集技术DVB-T的分级调制技术数字电视网络应用(数字电视各种应用平台）某种手机/手持数字电视标准的特点（如T-DMB、CMMB）IPTV（或Internet TV）特点交互电视（Interactive TV）（基于有线或者无线宽带）其他H.264编码特点3D电视原理