目前,全球范围内得到最为广泛部署的DTT(Digital Terrestrial Television,地面数字电视广播)标准是DVB-T——自从1997年以来,已经有超过70个国家部署基于该标准的地面数字电视广播网络。
随着地面电视广播网络模/数转换需求的进一步增大,加之无线频谱资源显得越来越宝贵,DVB(欧洲地面数字电视标准组织)就制定了无线频谱资源利用效率比DVB-T系统更高的下一代地面数字电视广播网络的商业需求。
随后制定的DVB-T2标准满足了相关需求:具有更大的系统容量、组网形式更为灵活、网络更为强健、无线频谱资源的利用效率更高(相比采取其他地面数字电视广播网络标准的系统,至少提高了50%),并能使得电视广播商与用户能够继续使用已有的发射/接收天线。
于是,DVB就组织其成员单位先后制定了DVB-T2标准的第一版本(以“EN 302 755”的形式发布)以及第二版本(其中新增了面向移动与便携式视听终端的DVB-T2-Lite)。
目前,DVB-T2已经成为全球最先进的地面数字电视广播系统。支持电视广播商向其用户提供标准清晰度电视、高清晰度电视、超高清晰度电视、移动电视与无线电广播等单一或者混合型业务。
同DVB-T一样,DVB-T2的物理层PHY采用了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)调制波形技术,这种基于大量子载波的信号传输体制增加了地面数字电视广播信号的强健性,加之DVB-T2也规定了各种不同的组网模式,从而使得地面数字电视广播的组网非常灵活。
此外,同DVB-S2(第二代卫星数字电视广播标准)及DVB-C2(第二代有线数字电视广播标准)一样,DVB-T2也采用了“LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)+BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquengham,)”这种FEC(前向纠错编码)机制,从而进一步增大了地面数字电视广播信号的强健性。
而且,在基于DVB-T2标准部署的地面数字电视广播网络中,子载波的数目、子载波之间保护间隔的大小(表现为物理带宽)以及导频子载波信号等均是可以灵活调整的,从而就可以面向任何类型、具有不同无线环境的无线传输信道进行开销优化。
另外,DVB-T2标准要采取了以下五大新兴技术:
(1)MPLP(Multiple Physical Layer Pipes,多个物理层管道)
其中,每个物理层管道承载相对应的业务数据,从而就可针对特定的接收环境(比如:室内天线、室外屋顶天线等)进行技术参数的单独调整与优化,以保证所需的传输质量。而且,由于接收终端仅需要解调某个物理层管道中传输的某个单项业务,而不再像以前那样对所有经过复用处理的业务进行解调,就可实现一定程度的节能降耗。
现在,MPLP的技术理念得到了推广:在有线电视网络领域有DVB-C2,而在地面数字电视广播领域,则为“云广播”。
(2)Alamouti编码
通过采取Alamouti编码技术,可以提高地面数字电视广播网络发射机的多样性,从而可增大小规模SFN(Single-Frequency Networks,单频网)的网络覆盖范围。
(3)CR(Constellation Rotation,星座旋转)技术
对于采取低阶调制技术的星座,通过实施基于CR的旋转,可进一步增强网络传输的稳健性。
(4)EI(Extended Interleaving,交织扩展)技术
其中包括比特交织扩展、时间交织扩展、频率交织扩展以及发射台交织扩展。
(5)FEF(Future Extension Frames,未来扩展帧)
FEF的设计目标在于:使得DVB-T2能与未来的相关后续演进前向兼容。比如,目前有一种发展较快的解决方案是:以DVB-T2的FEF帧来传输LTE广播/组播信号,以达到为移动宽带网络卸载/分流的效果。
FEF帧的另一种应用就是DVB-T2-Lite——可支持移动电视及便携式电视业务的提供,而且可以降低芯片的实施成本。DVB-T2-Lite被定义为DVB-T2的子集,而且还额外地增加了两档LDPC编码码率。基于DVB-T2-Lite标准的移动电视/视频传输网络中,每个物理层管道的数据传输速率被限定为4 Mbit/s。相比于DVB-T2,DVB-T2-Lite芯片的实现复杂度可降低50%。总之,FEF帧这种机制使得可以在同一个无线射频信道之中同时传输DVB-T2-Lite信号与DVB-T2-Base信号——而且,不论这两种格式的信号是否采取相同规格的FEF帧、是否具有相同的子载波间隔参数。