DVB、DAB技术介绍

DVB、DAB技术介绍

DVB、DAB技术介绍

近年，广播电视的移动接收是个热点，尤其是电视广播的移动接收,

本来，无线电广播在它诞生的时候，其特点之一就是它摆脱了原有的连

线而有一定的移动性，但在早期，这种移动性主要受电源供电、设备尺

寸的限制，基本上没有办法实现，移动接收带来什么技术问题也没有提

到议事日程上。在电子管时代，器件的尺寸比较大，耗电也多，真正的

“移动”只在军事方面，便携式的收音机也有，但一直不能普及。到了晶

体管时代，收音机小到可以放在口袋里，广播的移动接收算是在一定程

度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多，

所以至今还没有得到解决。

随着社会的进步，信息技术的发展，移动接收成为发展方向之一。

比如移动电话，它现在的普及程度已经不低于固定电话。广播电视虽然

有很长的历史，但移动接收的进展却不尽人意。即使是调频广播，在汽

车高速行驶中的接收也往往遇到困难。所以广播电视的移动接收引起广

电界的重视。

移动接收的考虑因素

移动接收和固定接收有很多不同。实际上，移动接收的提法比较笼

统，它可以细分为便携式接收、低速移动接收和高速移动接收，它们在

接收过程中遇到的问题是不一样的。

所谓便携式接收，某个意义上是相对固定的接收，只不过是接收机

易于携带，经常从一个地点拿到另一个地点进行接收。对广播来说，这

不是难事，但对模拟电视来说就不容易了，因为模拟电视的接收要求良

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好的定向天线，这就使不同接收点上的接收效果大不相同。对于高场强

地区使用拉杆天线的电视机，一旦更换了接收机的位置，天线必须重新

调整以便取得较好的效果。而对于一般场强的地区，室外天线是少不了

的，这就限制了接收的移动性，即使是便携式接收也要看天线安装的条

件允许不允许。

低速的移动接收是指以每小时几公里的速度移动（如人的步行）时

的接收，比如边走边听广播就是很典型的例子。高速移动接收是指在汽

车上的接收。汽车的速度一般在每小时120公里以下,当然，超过这个速

度的接收，如飞机上的接收可以列入超高速接收。

在接收机的形式方面，人们可以把接收机分为台式机，车载式，便

携式，手持式等等。

在信号条件方面，移动接收碰到的主要问题有信号的衰落、“重影”、

多普勒效应等。造成信号衰落的原因既有在移动过程中走入阴影区而产

生的遮挡性衰落，也有因电波多径传输而造成的衰落（这两种衰落的表

现和影响是不同的）。多径传输不仅造成信号的衰落，也会造成模拟电

视图像的重影，数字系统误码率的增加。

在系统方面，移动接收还要考虑覆盖网的建设，接收机的耗电，接

收天线的安装等问题。

从基本原理考虑，模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的，因为

模拟信号的处理十分复杂和困难。为了解决移动接收中遇到的问题，广

播电视信号必须首先实现数字化。今天谈论的移动广播电视实际集中在

对不同的数字广播电视系统的移动接收性能进行分析和比较。

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移动接收制式

众所周知，地面数字电视广播系统目前有多种制式，除了国外正在

使用的几种标准外，还有我国自己提出的若干种制式。这些制式总体上

可以分为单载波方式和多载波方式两类，美国用的ATSC是单载波的,

欧洲的DVB-T是多载波的。在上世纪，这些制式提出来的时候，实际

上并没有充分考虑电视的移动接收问题。当这些系统投入使用后，人们

发现多载波用的OFDM调制似乎更适合移动接收。但经过一段时间的

努力，人们发现单载波方式并非不能实现移动接收，而是两种方式在移

动接收时各有优缺点。

在欧洲，针对DVB-T在移动接收中的不足，人们提出了一种DVB-H

的制式专门用于移动接收，而原有的数字音频广播也发展到播出多媒

体，下文将重点比较DVB-H和DAB的差别。

DAB适合于多媒体的分发，而DVB-H则是来自DVB的最新标准，

它们有不同的历史：

DAB是在1988到1992年间开发的。系统当初主要打算作为音频

广播,但对传送数据和多媒体业务也有准备。尽管到目前为止在许多国家

没有达到普及的程度，但DAB业务已经在多个国家开始。在英国，预

计到2004年底之前，英国的DAB接收机的销售将超过一百万台。在德

国，虽然卖出的DAB接收机比在英国要少，但数字也正在稳定地增加。

DAB系统，尤其是它的传输网络，是以1.5m的天线高度作为户外的接

收而设计的。因此，DAB为汽车接收提供良好的覆盖。

DVB系统是一个系列，包括了卫星、有线、地面等几个标准。它

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的地面广播版本DVB-T是在上世纪90年代中期开发的。它当初主要是

打算使用屋顶天线,为手提式的和静止的接收使用地面DVB系统。系统

的设计受到接收机价格的强烈影响。为了使接收机更便宜，它没有使用

时间交织，而时间交织对移动接收是很有益的；作为代替，它使用了卫

星系统DVB-S相同的纠错方法。

DVB-T接收机的普及是令人鼓舞的。在德国的柏林,2003年从模拟

转换到数字电视之后，卖出的DVB-T接收机达到250,000台。不同的

欧盟赞助项目，如ACTS-MOTIVATE(1998-99)，MCP(2000-2001)和

CONFLUENT(2002-2003),对DVB-T用作移动和手提式接收进行过考

察，也对接收机进行了优化。结论是，使用（双天线）分集接收机技术

可以使DVB-T实现高速移动接收。

在对DVB-T的移动性进行测试的时候，也提出了DVB-T在移动环

境下是否适合其他多媒体应用的问题。像诺基亚这样的移动电话制造商,

对通过DVB-T的高数据率的应用提供移动的多媒体服务特别感兴趣。

其动机是，在移动电话商业价值链中，电视是最后一个不在手上的链路。

由于用DVB-T向移动电话广播有缺点，所以有了制定以DVB-T为基础

的，专用于手持接收机的标准的主意。这方案叫做DVB-H。DVB-H的

基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式

的，移动的和室内的环境中，使用单一天线接收多媒体业务。

DAB和DVB-H在技术上的异同

从总体上看,DAB和DVB-T/H传输系统是以相同的调制和编码技

术为基础的，这就是编码正交频分频复用(COFDM)。它们之间的差别主

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要是在特定的区域，如载波间隔，载波调制，FFT的大小（也就是副载

波的数量）等等。

FFT大小：DAB在一个1.5MHz的信道里，可以应用256，512，

1k和2k的FFT；DVB-H可以在5，6，7或8MHz带宽的信道中应用

2k,4k和8k的FFT。

时间分片：DVB-H的时间分片是一种在接收机上节省功率的新机

制。如果在没有业务传输的那些时间段，接收机可以断开,那么就可以节

省电池的电力。DVB-H的时间分片意味着数据是以突发脉冲串的方式

传输的,这些脉冲串从几毫秒到几秒之间。这项技术以下列二个与业务有

关的问题的折衷为基础：业务需要什么数据率？而在接收机这边应当节

省多少电池的电力?

DAB也是用串的形式传输数据的。这种“数据脉冲串”是DAB帧的

一部份，帧跟随在一个无效符号后，持续24ms。

时间交织：DVB-H没有采用时间交织，因为DVB-T标准不提供时

间交织：DVB-T原先不是作为高速移动接收而设计的。DAB从一开始

就是为移动接收而设计的。时间交织解决了在单天线的移动接收条件下

的衰落问题。时间交织把突发误码分配在一个较大的时段上，使得FEC

能够校正这些误码。在移动接收中，更有可能出现的是突发误码而不是

单个误码。在DAB中，时间交织工作在16个“数据串”上。一个数据串

持续24ms，使得时间交织工作在384ms上。

不相等的误码保护(UEP)：不相等的误码保护意味着在解码过程中,

较重要的比特的保护优于较低重要性的比特。DAB支持UEP。这意味

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着对解码过程，比特是依照它们的重要性进行保护的。这对移动和便携

接收是非常重要的，因为一般来说，恶劣的接收条件是无可避免的，在

恶劣的接收条件下的服务性能是关键问题。借助UEP，通过设计相对于

主业务保护的不同的误码保护类型,就可以把失效特性对客观或主观的

服务品质实现最佳化。DVB-T/H没有准备UEP。这意味着，那些损害

某些重要信息(例如控制信息)的误码只能像那些不明显的比特那样来保

护。对于用户，不明显的比特是否被破坏是不要紧的，他们最关心的是，

重要的同步是否丢失。

多协议封包-前向误码纠错(MPE-FEC)：在DVB-H中，多协议封包

结合附加的前向纠错(FEC)，是用来改善单天线的移动接收的。但是这

种误码保护只在一个时间片工作。但传输的误码通常不是单个的误码而

是作为突发误码串出现的，如果时间片被扰乱太多，业务就丢失，不仅

在时间片的期间，也延伸直到下个时间片被传输的期间。MPE-FEC是

一个在较高的协议层的附加FEC，能够校正在较低层上的剩余误码,但

只能在某个范围内。因此，DVB-H对它的有效比特没有独立的保护。

现在计划进行进一步的实验室测试和现场试验，以研究带和不带

MPE-FEC两种情况下，只用一个天线的DVB-H的接收性能。DAB不

使用MPE-FEC，因为这只是在一个较高的传输层上的一个附加的误码

保护机制。不过在DAB中使用MPE-FEC或类似的误码保护系统也不

是问题。WorldDAB协会现在正在考虑DAB标准的扩展，它会包括像

DVB-H那样基于MPE-FEC的误码保护方案，或者如DVB-T和DVB-S

标准所用的,MPEG-2传输流的基于R-S码。

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