管云峰

數(shù)字電視國(guó)家工程研究中心/上海高清技術(shù)總監(jiān)

電視之所以吸引人有兩大重要因素：一是真實(shí)性，二是低成本傳輸，因?yàn)椴捎玫氖菑V播方式?，F(xiàn)在世界范圍之內(nèi)，電視的發(fā)展已經(jīng)多樣化，這也使得做電視的難度越來越大。在國(guó)際上也是這樣，做傳輸?shù)娜耸艿綗o線接入強(qiáng)烈的沖擊，做終端的人又受到iPad等多種類終端的沖擊，而且更糟糕的是無線數(shù)字電視的頻譜在各國(guó)都被競(jìng)爭(zhēng)者覬覦并面臨被部分占用的形勢(shì)。所以，電視的發(fā)展現(xiàn)在很多都是跟著網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)無線通信的發(fā)展在被動(dòng)地進(jìn)行，現(xiàn)在的各種的應(yīng)用也都帶有網(wǎng)絡(luò)和無線通信的概念。

從全球來看，電視的發(fā)展方向可總結(jié)為：1）“沉浸”式的體驗(yàn)需求。無論是超高清還是3D電視，都是發(fā)展方向，其中，超高清在日本是重點(diǎn)推行的一種技術(shù)。我們看好超高清和高清3D，因?yàn)檫@是電視的本行，換句話說，這個(gè)也有助于牢牢占住頻譜、開展新業(yè)務(wù)和提升用戶體驗(yàn)。第二，移動(dòng)的概念已經(jīng)無所不在，泛在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也是電視要考慮的。第三就是社交網(wǎng)絡(luò)，社交網(wǎng)絡(luò)的各種媒體和應(yīng)用如微博也好，Twitter也好，已對(duì)社會(huì)帶來的一種革命性的改變，電視在其中的地位和作用是需要考慮的。還有就是混合廣播網(wǎng)絡(luò)，有代表性的是HbbTV、HybridCast等，這是廣播界迫于壓力而希望和無線通信廠商、網(wǎng)絡(luò)接入以及網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商等取得共贏的一種技術(shù)發(fā)展方向。再有是大容量非實(shí)時(shí)推送廣播。有調(diào)查顯示，以視頻為主的富媒體數(shù)據(jù)5年內(nèi)將增長(zhǎng)66倍，在壓縮率很難大幅度提高的情況下如何實(shí)現(xiàn)？不過大多數(shù)用戶關(guān)心的是同樣的視頻內(nèi)容，再加上基礎(chǔ)器件發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，存儲(chǔ)器越來越便宜，這些因素使得混合廣播和無線通信的技術(shù)成為很可能的發(fā)展方向，也就是廣播系運(yùn)營(yíng)商承載大量帶寬，提供公共視頻業(yè)務(wù)，與無線通信運(yùn)營(yíng)商合作提供PushVOD服務(wù)，對(duì)用戶端來說是雙向?qū)崟r(shí)點(diǎn)播的體驗(yàn)。在講網(wǎng)絡(luò)、社交、泛在、沉浸等性質(zhì)的同時(shí)，需要記住廣播的特點(diǎn)，即公益性的服務(wù)，包括重大活動(dòng)、全家娛樂、緊急廣播和對(duì)弱勢(shì)全體的支持。廣播頻譜有一部分要交出去，這也是發(fā)展的一種趨勢(shì)，數(shù)字化帶來了頻譜的節(jié)省，但如果把“沉浸”性提上去，同時(shí)又牢牢抓住公益性特點(diǎn)，有理由說，進(jìn)入數(shù)字化后廣播頻譜被大部分保留也是應(yīng)該的。這方面，認(rèn)知無線電技術(shù)是使矛盾減弱的技術(shù)之一。

在傳輸上，美國(guó)ATSC2.0設(shè)想得很復(fù)雜，目前還在醞釀階段，比較新的就是移動(dòng)的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)A/153文件。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)值得學(xué)習(xí)的是其標(biāo)準(zhǔn)體系，A/153完整詳細(xì)，這樣推一整套標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)使產(chǎn)業(yè)界形成一個(gè)合力。ATSC還主要進(jìn)行了與原標(biāo)準(zhǔn)的兼容性設(shè)計(jì)，引入了時(shí)隙和MH包的概念，做時(shí)分復(fù)用，用增加訓(xùn)練序列等技術(shù)來支持移動(dòng)。

歐洲下一代數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-C2，S2，T2都已經(jīng)在推廣階段。很重要的一點(diǎn)是，這些標(biāo)準(zhǔn)已將整個(gè)流程統(tǒng)一，從輸入處理（input processing）、比特交織編碼與調(diào)制、數(shù)據(jù)切片（data slice）與幀重建到OFDM生成。C2也采用了OFDM調(diào)制，信道編解碼采用了LD?PC，引入物理層管道概念（PLP）以應(yīng)對(duì)不同服務(wù)具有的不同門限要求。無論是DVB-S2，T2還是C2，其目的都是要比上一代標(biāo)準(zhǔn)額外增加30%的傳輸效率或者門限下降7 dB。DVB-T2系統(tǒng)架構(gòu)與C2一致，采用COFDM，增加16K，32K子載波模式，增加了旋轉(zhuǎn)映射選項(xiàng)，增加Ala?mouti發(fā)射分集，在一些國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入商用階段。

日本沒有明確提出第二代標(biāo)準(zhǔn)，但其數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展無外乎以下幾方面：1）對(duì)于超過保護(hù)間隔的多徑信道的均衡新算法；2）干擾消除器用于更穩(wěn)定接收地面信號(hào)；3）8天線輸入的空間分集接收；4）迭代譯碼技術(shù)；5）高階QAM調(diào)制，即1024QAM；6）雙極化MIMO技術(shù)；7）發(fā)射分集MISO（STBC）。

所以對(duì)于無線通信與數(shù)字電視傳輸技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)為：1）向空間要增益（發(fā)射分集、接收分集、MIMO）；2）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，包括分布式接入、多點(diǎn)覆蓋等；3）對(duì)IP的完全支持；4）采用高階星座調(diào)制技術(shù)，增加訓(xùn)練序列/導(dǎo)頻等已知信息的比例，發(fā)展LDPC等高效信道編碼技術(shù)；5）自適應(yīng)調(diào)制、物理層多管道（PLP）、盡力傳輸；6）認(rèn)知（智能）無線電。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)最值得我們學(xué)習(xí)的是其形成的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)要與前一代標(biāo)準(zhǔn)保持兼容，形成寬帶、智能的通信網(wǎng)絡(luò)。

而目前我國(guó)地面數(shù)字電視廣播現(xiàn)狀特點(diǎn)為：大面積固定覆蓋是地面廣播的主流業(yè)務(wù)，方式有模數(shù)同播、高標(biāo)清同播以及中央地方節(jié)目同播；農(nóng)村大面積、多節(jié)目固定覆蓋應(yīng)用；協(xié)同、互補(bǔ)的聯(lián)合廣播覆蓋服務(wù)體系。在農(nóng)村，廣電總局現(xiàn)在也在考慮“T+S”的協(xié)同覆蓋，地面解決本地節(jié)目，衛(wèi)星解決公共節(jié)目（中央臺(tái)）覆蓋，這是農(nóng)村地區(qū)最好的一種覆蓋方式。中國(guó)發(fā)展地面數(shù)字電視廣播，我認(rèn)為這不光是技術(shù)問題，還需要廣播、產(chǎn)業(yè)、用戶的全方位政策支持，包括廣播覆蓋資金、終端產(chǎn)業(yè)政策和終端國(guó)家補(bǔ)貼。而未來的我國(guó)地面數(shù)字電視發(fā)展需要考慮國(guó)外數(shù)字電視的發(fā)展以及我國(guó)的現(xiàn)狀特點(diǎn)，解決一個(gè)平衡問題，我們現(xiàn)在提出的一個(gè)口號(hào)就是CRUISE，內(nèi)容包括可管可控（Controllable）、富媒體內(nèi)容（Rich media content）、泛在覆蓋網(wǎng)絡(luò)（Ubiquitous network）、沉浸用戶體驗(yàn)（Im?mersive sense）、混合社交網(wǎng)絡(luò)（Social Communication）、智能體驗(yàn)終端（Smart Experience）。對(duì)于未來的融合，希望出現(xiàn)“四融合”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括有線和無線的融合、廣電與電信的融合、室內(nèi)與室外的融合以及終端的融合。

總結(jié)一下，未來我國(guó)的地面數(shù)字電視發(fā)展需要重視以下3個(gè)方面：1）傳輸技術(shù)。依托以現(xiàn)有國(guó)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)可靠的20 Mbit/s的移動(dòng)接收和26 Mbit/s固定接收；發(fā)展空間分集技術(shù)，提高發(fā)射分集增益和接收分集增益；研發(fā)更高頻譜效率的傳輸方案，固定接收達(dá)到38 Mbit/s。2）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。要研究混合廣播技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、雙向組網(wǎng)技術(shù)、認(rèn)知無線電技術(shù)等。3）終端技術(shù)。主要是SoC芯片設(shè)計(jì)，包含更強(qiáng)大的CPU，各類網(wǎng)絡(luò)接收能力，多格式解碼；智能終端技術(shù)，包含操作系統(tǒng)、Internet網(wǎng)絡(luò)支持，新型的人機(jī)界面技術(shù)；高級(jí)安全技術(shù)。

最后介紹一下數(shù)字電視國(guó)家工程研究中心，工程中心就是聯(lián)合政府、企業(yè)、廣播以及運(yùn)營(yíng)商，起到橋梁溝通作用，工程中心是由上海高清、上海交大、清華以及國(guó)內(nèi)大的整機(jī)廠商組建而成，希望能夠突破共性技術(shù)，提供公共服務(wù)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，主要任務(wù)就是數(shù)字電視知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理及授權(quán)，未來的工作還是推廣國(guó)內(nèi)核心芯片，研究未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和終端融合，研究和制定相關(guān)政策，還有一項(xiàng)很重要的就是知識(shí)產(chǎn)權(quán)的積累與使用。

上海高清作為工程中心的數(shù)字電視核心芯片的一個(gè)提供者，配合工程中心做一些芯片設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作。在芯片研發(fā)上依托現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)，希望在現(xiàn)有國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上使其性能發(fā)揮到極限。標(biāo)準(zhǔn)推廣不應(yīng)僅僅是一個(gè)傳輸標(biāo)準(zhǔn)去做，芯片也不能僅僅用一個(gè)傳輸芯片去支持，這就需要全面考慮主芯片設(shè)計(jì)。主芯片上，要考慮支持多格式特別是AVS的，高清、網(wǎng)絡(luò)、智能的主芯片的設(shè)計(jì)。另外考慮讓設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)先把支持國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的芯片做一做，從中總結(jié)教訓(xùn)、積累經(jīng)驗(yàn)，為我們下一步的技術(shù)發(fā)展奠定一個(gè)好的基礎(chǔ)。