增加发射容量以应对下一代数字地面广播的需要

张强

日本NHK以美国ATSC的标准为基础，在2003年开始尝试商业化的地面数字广播的运行。考虑到今后超高清点时发展的大容量的信息服务的需要，开始研发大容量的数字发射技术以适应下一代数字地面广播的需要。日本使用了超多层的OFDM的框架和双极性的MIMO技术运用在调制和解调制设备构成高容量的传输系统。

目前电视已经发展到HDTV的高清时代，但是对于到达2020年的下一代的电视来说是超高清的电视要求，视频图像其分辨率达到4000线，像素是目前HDTV高清标准的16倍，音频也从5。1声道的高清环绕要求发展为22。2声道的立体空间音频。超高清将在10年左右时间运用于多种范围，如广播电视，电影，教育等等。为了适用超高清的电视广播需要就要研究超大容量的传输技术来适用新的数字地面广播的技术需求。

表中:超高清最少是以100英寸以上的屏幕，屏幕高度为120公分左右，观看距离为90公分 。 三星UA32D4000N的高清电视，46.3公分，外观尺寸，1.8到2.5米。

针对这样的电视要求，在无线数字传输中日本NHK在使用超多层OFDM和双极性MIMO技术使单个频道的传输容量可以达到60Mbps。OFDM是我们所熟知的数字地面的传输技术，在数字广播中目前采用64QAM的载波调制，6比特/字节，使用超多层OFDM是将载波调制提升到1024QAM，10比特/字节。

使用超多层OFDM就解决了在单个频道的6M带宽上传输60M字节数据的问题，而双极性MIMO技术可以用于解决发射调制信号和接收解调的问题，双极性MIMO技术是从水平和垂直两个方向极来同时发射或接收信号，这个接收是完全分开的，然后再联合处理调制或者解调信号，是对双极化波进行发射和接收，其天线采用8振子的水平和垂直天线。

在NHK的实际测试中是使用了4套H.264编码的节目进行传送，每套可以有15Mbps的数据传输，足够支持目前所预计的超高清的要求。在误码率的测试结果中分别列出了IF中频，RF射频，场的水平，垂直极性的误码率情况，以及联合双极性同时工作的合成误码参数。

根据NHK关于地面广播在2010年给ATSC的报告，我们可以看到电视的发展从高清到超高清的发展速度是飞速的，从黑白电视，从模拟电视到数字电视，数字电视到高清电视的发展是指数形态的发展，超高清或者还不明晰的下一代电视可能在2020年就要来到，而数字地面广播如何适应电视发展带来的高容量的要求也成为目前中国地面电视发展的一个重要环节。

中国的地面广播目前还在模拟信号的阶段，在过渡到数字地面广播的时候电视技术却已经从高清到超高清了。

中国数字地面广播是采用AVS自主编码技术，基本是和MPEG2在一个基础上，而传输发射和接收使用的也是QAM 技术，是中国的DTMB标准， 是采用时域同步的正交频分复用调制方式(TDS-OFDM)。目前是32QAM为主，可以在6~8M带宽上传输6~8套标清数字节目或1~2套高清数字节目，目前央视，上海等实际都是16QAM 的，中国标准是要求在64QAM，也只到达高清的要求。

按照国家计划是在2015年结束模拟信号播出，CCTV—中央电视台已经开始高清的地面电视广播了。这个相对于目前日本，美国，欧洲的电视发展特别是大容量数据信息的电视研究有很大的差距，如何尽快研制出符合地面广播发展需求的大容量的传输系统已经成为目前地面数字传输技术发展的主要问题。