數字電視標準解讀第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五報告提綱國標地面數字電視廣播技術介紹國標地面數字電視現場測試及工程驗證第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標地面數字電視廣播技術介紹第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國家強制性標準頒布2006年8月，國家強制性標準“數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制”GB20600-2006頒布，將于2007年8月強制執行。標準規定了在UHF和VHF頻段中，每8MHz數字電視頻帶內，數字電視地面廣播傳輸系統信號的幀結構、信道編碼和調制方式。標準適用于地面傳輸的數字多路電視/高清晰度電視固定和移動廣播業務的幀結構、信道編碼和調制系統。地面數字電視業務采用技術必須符合該標準定義。第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五地面數字電視系統組成有線/衛星節目源數字信號源編碼器復用器數字發射系統地面調制地面發射數據業務數字電視接收系統地面解調信源解碼數字電視顯示發端調制技術獨立顯示天饋、發射塔本地節目一體顯示收端解調技術第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖為保證傳輸數據的隨機性，輸入的碼流數據需要擾碼。擾碼本原多項式：X15+X14+1第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖前向糾錯編碼由BCH（762，752）和LDPC碼組成.LDPC碼采用了三種不同的碼率：LDPC（7488，3048）;LDPC（7488，4572）;LDPC（7488，6096）第8頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖本標準包含以下幾種符號映射關系：64QAM、32QAM、16QAM、4QAM、4QAM-NR。(1)4QAM與4QAM+NR的符號映射對應于高速移動服務業務的需求，可以支持標準清晰度電視廣播，能夠兼顧覆蓋范圍和接收質量的服務需求。(2)4QAM與16QAM符號映射可對應于中碼率服務業務的需求，可以支持多路標準清晰度電視廣播，能夠兼顧覆蓋范圍和頻率資源利用的服務需求。(3)32QAM與64QAM符號映射對應于高碼率服務業務的需求，可以同時支持高清晰度電視和多路標準清晰度電視的廣播。

第9頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖本標準采用了時域符號卷積交織技術以提高抗脈沖噪聲干擾能力。第10頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖本標準采用了WALSH序列擴頻保護的系統信息傳輸方式，用于識別載波模式、LDPC碼率、映射方式、交織深度4個幀體模式符號32個調制和碼率等模式符號3744個數據符號系統信息（36個符號）+數據（3744個符號）第11頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖幀體數據塊復接系統信息后，用C個子載波調制。有兩種工作模式：C=1或C=3780。在載波數C=1模式下，作為可選項，對幀頭和幀體經過組幀后形成的基帶數據在±0.5符號速率位置插入雙導頻。在載波數C=3780模式下使用頻域交織，將調制星座點符號映射到幀體包含的3780個有效載波上。

第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖幀頭有3種選項：PN420，PN595，PN945PN595采用10階最大長度的偽隨機二進制序列（m序列）的截短，即長度為1023的m序列的前595個碼片，該序列具有平坦的頻譜特性，便于高速同步、均衡的充分訓練。幀頭信號的平均功率與幀體信號的平均功率相同，進一步降低峰均比。

第13頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖本標準采用了創新的幀信號結構。該結構是周期性的，以信號幀為基本單位，每個信號幀由訓練序列、系統信息、幀體數據三部分組成。

第14頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標發端系統框圖基帶后處理（成形濾波）采用平方根升余弦（SquareRootRaisedCosine，SRRC）濾波器進行基帶脈沖成形。SRRC濾波器的滾降系數α為0.05。第15頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標技術特點使用能實現信道估計與均衡的PN序列作為幀頭3類幀頭：PN420，PN595，PN945，全部采用單載波調制使用先進的LDPC碼信道編碼3種碼率：0.4，0.6，0.8；抗衰落的系統信息保護直接序列擴頻保護第16頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標支持的傳輸數據率（Mbps）內碼碼率0.40.60.8PN4204QAM-NR--5.4144QAM5.4148.12210.82916QAM10.82916.24321.658

32QAM--27.072

64QAM16.24324.36532.486PN5954QAM-NR--5.1984QAM5.1987.79710.39616QAM10.39615.59320.791

32QAM--25.989

64QAM15.59323.3931.187PN9454QAM-NR--4.8134QAM4.8137.2199.62616QAM9.62614.43819.251

32QAM--24.064

64QAM14.43821.65828.877國標中其它選項有：交織深度、載波模式、幀頭循環、導頻插入。第17頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五我們已實現的國標參數介紹總體思路： 繼承單載波系統在固定覆蓋上的優勢，突破單載波系統支持移動接收、單頻網的技術瓶頸，進一步考慮多模一體機的實現完成多載波系統的研發。幀體數據處理：C=1或C=3780典型幀頭格式為PN595，該種格式結構簡單，更適合快速同步與均衡，并且保證了低的峰均比三種信道編碼碼率（0.4、0.6、0.8）均可支持，同時也提供了僅使用0.8碼率編碼就可以支持高、中、低碼率傳輸的可能，大大減少了芯片復雜度，有利于成本的降低4QAM-NR調制模式更適合超高速的移動接收4QAM調制方式提供更高碼率（10.396Mbps）的移動接收16QAM調制模式可以支持更低接收門限的高碼率固定接收32QAM調制模式能提供更高碼率（26Mbps）的固定接收2種交織方式均可支持正交序列聯合擴頻序列的方式來保護傳輸中的系統信息雙導頻插入，更利于同步捕獲，同時支持無雙導頻第18頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五一套可滿足各類需求的國標模式模式幀體數據模式幀頭格式星座映射方式LDPC編碼效率雙導頻交織方式傳輸速率（Mbps）低碼率C=1PN5954QAM-NR0.8有長交織5.1981-2路標準清晰度電視節目中碼率C=1PN5954QAM0.8有長交織10.3962-5路標準清晰度電視節目高碼率C=1PN59516QAM0.8有長交織20.7914-10路標準清晰度電視節目，或1-2套高清晰度電視節目甚高碼率C=1PN59532QAM0.8有長交織25.9895-13路標準清晰度電視節目，或1-2套高清晰度電視節目第19頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標技術優勢-數據結構ATSCDVB-T國標數據結構以幀、場、段組成數據結構。每一幀先分成兩個數據場每場又有313個數據段，每場第一個數據段是數據場同步，每段共832個符號，前4個符號為段同步以OFDM符號為數據結構的基本單元，一個符號包括循環段前綴（CP）和數據段，數據段在頻域上又分為數據子載波、連續導頻、離散導頻、傳輸參數信號（TPS）以幀為基本單元，一幀包括確知信息幀頭，系統信息，數據幀體三部分國標數據結構比ATSC更規整，插入了更多的已知信號，有利于對信道估計、同步的支持；相對于DVB-T，數據效率更高，幀頭對應DVB-T的CP的開銷，系統信息開銷只相當于DVB-T的TPS。

第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標技術優勢-單載波接收ATSC:單導頻同步,不魯棒；傳統均衡器，無法對付強多徑信道和動態信道DVB-T:循環段前綴+導頻同步，頻譜效率低；頻域信道估計，難以支持高速移動接收第21頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標技術優勢-高斯門限高斯門限反映了系統的綜合性能，特別是信道編解碼的性能5Mbps10Mbps20Mbps25Mbps國標1.9dB5.8dB12.4dB15.5dBATSC15dBDVB-T3.1dB7.7dB13.5dB18dB注：上表中DVB-T的性能是仿真理論結果，實際性能還有惡化，國標性能結果是實驗室硬件測試結果第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：接收靈敏度工作模式最小信號接收電平（dBm）低碼率-99.82中碼率-95.88高碼率-89.47甚高碼率-85.91注：測試值越小，接收機的接收靈敏度越高。以上的測試結果完全可以滿足數字電視地面傳輸的覆蓋范圍要求，其性能與目前已有的其它數字電視地面傳輸標準相比，在傳輸相近的數據率時有3dB到6dB的優勢。上海東方明珠單點覆蓋經對比，交大方案用一塔發射就能超過歐洲標準用四塔組網發射的覆蓋效果！第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：同頻保護率測試項目名稱同頻保護率干擾模式C/I（dB）高碼率PN595多載波PN595單載波+雙導頻模擬干擾數字-4.6-7.1數字干擾數字12.212.9均衡LMS算法能夠驅動均衡器成為窄帶凹陷的濾波器，保證均衡輸出的信號時“平”的。所以自適應的對付單頻干擾。模擬電視信號實際就是3個單頻信號。注：測試值越小，表示系統的抗同頻干擾能力越強。第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：上、下鄰頻保護率測試項目名稱上、下鄰頻保護率干擾模式C/I（dB）高碼率PN595多載波PN595單載波+雙導頻模擬干擾數字-28.4-30.1數字干擾數字-23.6-23.6均衡LMS算法能夠驅動均衡器成為窄帶凹陷的濾波器，保證均衡輸出的信號是“平”的。所以自適應的對付窄帶干擾。鄰頻信號實際就是窄帶信號。注1：調制器輸出未加濾波器；注2：測試值越小，表示系統的抗鄰頻干擾能力越強；從測試結果可以看出，國標的這些模式抗鄰頻性能已經達到啟用鄰頻的要求第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：峰均比性能測試項目名稱峰值平均功率比百分數峰值功率與平均功率比（dB）高碼率低碼率PN595多載波PN595單載波+雙導頻PN595多載波PN595單載波+雙導頻99%6.445.096.504.5599.9%8.206.228.295.8599.99%9.727.019.586.56注：測試值越小，表示系統對功率放大器的線性動態范圍要求越低。

值得注意的是，當采用PN420或者PN945作為幀頭模式時，由于幀頭功率加倍，單載波調制方式峰均比會有一定的惡化。

第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：抗靜態信道能力信道模型幀頭PN595，16QAM，LDPC碼率=0.8幀頭PN595，4QAM-NR，LDPC碼率=0.8單載波多載波單載波多載波BrazilA14.214.82.72.8BrazilB16.219.53.45.6BrazilC15.917.73.13.9BrazilD16.119.53.37.0China615.518.33.24.2第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：4QAM-NR高速移動接收測試項目名稱動態多徑信道下的最大頻移多徑模型最大頻移12徑瑞利信道649Hz注：測試值越大，表示系統抗動態多徑干擾和高斯噪聲能力越強。在使用UHF頻段時，最大多普勒頻移649Hz意味著約900公里的移動速度，而其它數字電視地面傳輸系統已公開的最多也只有150Hz左右。430km/h第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：單頻網針對國標單載波的單頻網方案則向各個發射點傳送信道編碼后的數據，并在數據中間加入系統同步信息，然后再通過光纖傳送到各個發射點。從發射點接收到數據后，只需要經過一定的延時后再進行調制即可進行發射。這樣做的優點在于：可有效地降低從發射點處的設備成本。實現方案1（無需GPS）：第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標系統技術性能：單頻網實現方案2（用GPS）：數字電視前端10MPPS10MPPS10MPPS單頻網適配器網絡適配分配網網絡適配網絡適配調制器1GPS發射機調制器NGPS發射機GPS單頻網適配器：是將時間信息包（TIP）和組幀所需的空包插入到輸入的TS流中。根據不同的模式將每秒所需傳輸的MPEG包組好，同時在一秒中插入N個（N為可選參數，如1，2，4，8，16，32，64）帶有時間信息和系統信息的TIP包，用于調制器端的比特同步和系統信息檢測。調制器：根據接收到的TS流中的TIP包所指示的系統信息和時間信息，將對應的MPEG包放置到秒幀對應的位置，實現了比特同步。同時，根據全球定位系統（GPS）的秒脈沖（PPS）和10M時鐘，實現了各臺調制器之間信號時間的同步。第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標交大技術發端知識產權介紹(主要)共計16項專利覆蓋整個發端系統

第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標交大技術收端知識產權狀況(主要)共計36項專利覆蓋整個收端系統

第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標交大技術優勢大范圍單頻組網：利用均衡技術，突破保護間隔長度的限制，設臺距離可達500公里（對抗200us的0dB多徑）高速移動接收：支持超過430km/小時（UHF頻段）的移動接收技術成熟可靠：對抗信號失真能力強，便于快速、低成本工程建設與制造便于頻譜規劃：顯著的抗鄰頻、同頻干擾能力，便于模數同播階段的頻譜規劃自主知識產權：擁有完整的系統與實現專利第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標地面數字電視現場測試及工程驗證第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五地面數字電視傳輸標準北京測試

----國標室內、室外固定接收性能根據廣電總局科技司技科字[2006]271號《廣電總局科技司關于下達國家數字電視地面傳輸標準大功率測試工作的通知》的要求，廣電標委會測試組在多次會議和多方協調的基礎上，形成了大功率測試工作方案。2006年10月10日至2006年10月20日，測試組開展了地面數字電視傳輸標準大功率發射條件下（2kW）室外和室內固定接收性能測試。第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五測試模式模式模式參數碼率MbpsA1C3780，PN420，16QAM+0.8LDPC21.658B1C1，PN595，16QAM+0.8LDPC20.791A2C3780，PN420，64QAM+0.6LDPC24.365B2C1，PN595，32QAM+0.8LDPC25.989A3C3780，PN420，4QAM+0.4LDPC5.414B3C1，PN595，4QAM-NR+LDPC0.85.198CDVB-T，8K模式，64QAM+2/3編碼22.12Mbps

第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五序號測試地點測試項目工作模式A1A2A3B1B2B3C1廣電總局規劃院信號電平（dBm）-61.3-61.2未測-60.2-60.0未測-61.3接收情況正常正常未測正常正常未測正常最低接收電平（dBm）-77.1-74.9未測-77.9-73.9未測-73.32廣電總局辦公大樓信號電平（dBm）-35.7-35.9未測-34.2-33.7未測-35.2接收情況正常正常未測正常正常未測正常最低接收電平（dBm）-78.6-76.7未測-79.2-75.9未測-74.13北航信號電平（dBm）-64.1-63.9-64.2-63.0-62.9-62.4-64.3接收情況正常正常正常正常不正常正常正常最低接收電平（dBm）-72.3-68.9-86.0-74.6---86.8-72.24中國傳媒大學信號電平（dBm）-64.5-63.6-63.8-63.4-62.2-61.8-64接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-70.6-71.5-86.0-74.2-71.1-85.5-70.85七星園小區信號電平（dBm）-48.0-48.1-47.3-46.7-46.5-46.1-47.9接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-78.2-75.7-87.7-79.6-75.5-87.8-73.76亮馬河飯店信號電平（dBm）-57.5-57.5-57.5-54.1-54.2-53.9-56.6接收情況正常正常正常正常正常正常不正常最低接收電平（dBm）-72.7-71.7-85.4-76.0-69.1-87.2不正常7亦莊信號電平（dBm）-37.6-35.5-34.9-36.6-36.6-35.8-38.0接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-79.2-76.7-87.7-79.4-75.7-88.3-74.88世紀金源酒店信號電平（dBm）-43.0-43.2-43.3-42.4-42.1-41.5-43.0接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-77.2-71.2-89.9-78.2-73.3-90.7-73.0第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五序號測試地點測試項目工作模式A1A2A3B1B2B3C1廣電總局規劃院信號電平（dBm）-72.8-72.7未測-71.8-71.8/-60.2未測-73.1接收情況接收失敗接收失敗未測正常接收失敗未測接收失敗最低接收電平（dBm）----未測-72.7--未測---2廣電總局辦公大樓信號電平（dBm）-51.9-52.0未測-50.5-50.1未測-51.8接收情況正常正常未測正常正常未測正常最低接收電平（dBm）-79.2-75.9未測-78.7-76.0未測-74.53北航信號電平（dBm）-64.2-64.3-62.8-62.4/-62.3-61.8-64.3接收情況接收失敗接收失敗正常正常接收失敗正常正常最低接收電平（dBm）-85.8/-71.4--/---86.3-71.04中國傳媒大學信號電平（dBm）-76.2-76.1-76.3-75.0-74.6-74.2-76.5接收情況接收失敗接收失敗正常正常接收失敗正常接收失敗最低接收電平（dBm）----86.6-75.0----87.2--5七星園小區信號電平（dBm）-66.3-66.6-65.5-63.9-64.3-64.3-65.3接收情況正常正常正常正常正常/正常正常最低接收電平（dBm）-75.8-73.3-84.6-75.8-70.6-85.4-71.86亮馬河飯店信號電平（dBm）-71.6-71.7-71.3-70.1-69.8-69.1-71.3接收情況接收失敗正常正常正常接收失敗正常接收失敗最低接收電平（dBm）----72.4-86.7-76.6---86.9--7亦莊信號電平（dBm）-64.3-64.3-64.6-63.5-63.4-62.9-65接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-77.2-75.6-88-78.1-74.3-87.9-73.98世紀金源酒店信號電平（dBm）-67.3-67.4-67.4-65.7-66.2-65.5-67.2接收情況正常正常正常正常正常正常正常最低接收電平（dBm）-75.1-75.2-88.3-77.7-72.6-89.2-73.9第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五地面數字電視傳輸標準湖南長沙測試

----復雜鄰頻環境下的國標性能本次測試組織單位為湖南省廣電網絡傳輸中心，測試目的是在實際廣播環境下，進行國標技術應用性能測試。本次測試，國標單載波技術所采用的發射及接收設備由上海高清提供；國標多載波技術所采用的發射及接收設備由凌訊公司提供。本次測試采用了相同的天饋系統，相同的實際發射功率，相同的傳輸碼率，相同的接收地點和接收天線。上海高清使用了國產的200瓦數字發射機；凌訊公司使用了日本東芝公司生產的300瓦數字發射機。第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標湖南長沙測試－測試環境本次測試完全針對實際應用環境。測試地點選擇豐富，覆蓋了山區和城市等復雜地理環境。測試頻道選擇在17頻道（發射功率200瓦），該頻道在長沙受到16頻道和18頻道的強鄰頻干擾，16頻道模擬發射功率2萬瓦，距離16頻道發射點僅8公里。這樣的接收環境在我國具有代表性：既有相對簡單的測試點，用于驗證系統的基本能力；也有復雜信道環境下的測試點，用于驗證系統的普適性；大多數測試點有不同強度的鄰頻干擾，用于驗證系統在我國地面數字電視應用上的可靠性。典型頻譜：第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標湖南長沙測試－固定接收測試結果單載波固定模式1（傳輸速率20Mbps)，定向天線接收： 單載波20個測試點均能正常工作，平均靈敏度-85.53dBm，而歐洲標準即使在完全理想的實驗室環境中，靈敏度要求是-82.6dBm(18.1Mbps)，這意味著國標單載波系統在達到同樣接收效果的情況下，發射功率只需要歐洲標準的1/2。單載波固定模式2（傳輸速率26Mbps)，定向天線接收：單載波20個測試點均能正常工作，平均靈敏度-82.14dBm，而歐洲標準即使在完全理想的實驗室環境中，靈敏度要求是-78.5dBm(24.13Mbps)，這意味著國標單載波系統在達到同樣接收效果的情況下，發射功率只需要歐洲標準的1/2。單載波固定模式3（傳輸速率20Mbps)，全向天線接收：單載波18個測試點能正常工作，平均靈敏度-83.67dBm，未能正常接收的2個點中，有一個點接收功率已經小于了理論值，不可能接收成功；另一個點接收信干比已經小于了理論值，不可能接收成功。第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五國標湖南長沙測試－移動接收測試結果傳輸速率為5Mbps和10Mbps，交大總體測試效果完全達到預期水平，基本不受鄰頻和信道的影響，僅和接收功率有關交大出錯路段全部是場強過低+同頻干擾嚴重，典型頻譜如下：紅色：接收功率小于-80dBm黃色：接收功率大于-80dBm，小于-70dBm綠色：接收功率大于-70dBm第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五上海崇明固定覆蓋測試第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五上海崇明固定覆蓋測試覆蓋測試將以向化廣播站為半徑往東至團結沙、東灘濕地，往南北分別至長江邊，往西至豎新鎮，臨近南門，共28個測試點，測試點的接收功率覆蓋強信號（-60dBm以上）、中等強度信號（-60dBm至-70dBm之間）以及弱信號（-70dBm以下），測試點包含各種地形，包括濕地、村莊、公路等

。第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五上海崇明固定覆蓋測試結論通過崇明向化發射站45、46頻道發射端的測試，證明“神州家家通”系統已實現單個頻道23Mbps的傳輸容量下可傳輸10套SDTV，表明該系統具有高效的傳輸能力；45、46數字頻道和47模擬頻道連續三個頻道采用多工器共用一套天饋系統，證明該系統具有優越的抗數字、模擬鄰頻的性能，提高了頻譜的利用率。在45、46頻道各200W的發射功率和120米發射天線的條件下，實現了半徑達28公里的有效覆蓋，充分證明了“神州家家通”系統可實現大范圍可靠覆蓋及弱信號的接收。即在相同的覆蓋范圍條件下，所需的發射功率較小；在相同的發射功率條件下，覆蓋范圍較大。第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五ADTB-T與DVB-T上海現場對比試驗

---虹橋廣播大廈單點覆蓋場強分布黃>-55dBm(>52dBuv)藍>-75dBm(32-52dBuv)紅<-75dBm(<32dBuv)第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五ADTB-T與DVB-T上海現場對比試驗

---虹橋廣播大廈單點覆蓋接收成功率ADTB-T95.13%DVB-T61.17%綠：100%藍：>95%黃：>90%紫：>85%紅：<85%第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五ADTB-T與DVB-T上海現場對比試驗

---東方電視臺單點覆蓋場強分布黃>-55dBm(>52dBuv)藍>-75dBm(32-52dBuv)紅<-75dBm(<32dBuv)第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期五ADTB-T與DVB-T上海現場對比試驗

---東方電視臺單點覆蓋接收成功率ADTB-T8