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《有线电视数字技术教程》

第一章 广播电视的数字化进程

在人类社会即将迈人新世纪之际，受益于科技进步带来的社会文明的人们，历数20世纪十大发明时，无不将电视作为最伟大的发明之一。电视以作用于人类视、听两个主要感观的广播方式，进人了全球60％以上的家庭，几乎遍及到人类活动的所有场所。电视作为普天下共享式的媒体，以跨越时空的传播特性 、超 越文字的感染能力，既丰富了人们的精神生活，又推动了人类社会的两个文明的建设，它对人类社会的政治、经济、文化及道德观念的影响，远胜于其它传播媒体。

1.1 大众传媒与有线电视
传播，是人类社会的信息传递活动，是人们表达情意的一种交往，因而，它伴随着人类社会的整个发展历程。
传播，早先译自“Communication”，尽管其意不十分确切，但一直沿用至今。对“传播”一词的概念，在1980年《新大英百科全书》中被定义为“思想及信息的传送（以区别于货物和旅客的运送），最基本的传播方式是透过形象（观看）和声音（聆听）；”在1988年我国出版的《社会科学辞典》中又被定义为“信息的交流和分享。”
大众传播，是传播中最重要的一种信息传递方式，其意在1970年前苏联出版的《简明哲学辞典》中解释为“借助技术手段（报刊、广播、电视、电影等）向为数众多的受传者传播信息（知识、精神、道德、法规等）的过程。”其中所指的各种技术手段，如今又被称之谓“传媒”，且又成为“Media”的意译，其意亦不十分确切，但已成为习惯用语。
大众传媒的功能，可归纳为传播信息、引导舆论、实施教育、提供社会服务及丰富文化娱乐等五个方面。其过程，最早由古希腊的哲学家亚里士多德总结了口语传播的五要素，即“说话的人、所说的话、听话的人、说话场合、说话效果”。到1948年，美国法学教授拉斯韦尔又将传播过程分析为“五W模式”，即“who（谁说）、 say what（说什么）、 in what channel（通过什么渠道传播）、 to whom（对谁传播）、 with whateffects（有什么效果）。”由于这五要素的英文字头均为“W”因而被称之谓“五 W模式”。
表1.1 公众对四大媒体的接触率
`
internet
电视
报纸
广播
美国
39%
99%
80%

中国
全国平均1.3%
城镇5.3%
全国平均90%
城镇98～99%
全国平均30%
城镇80%
城镇30%

随着科学技术的进步，尤其是从20世纪60年代开始的以信息技术为龙头的新技术革命的迅速推进，大众传媒的手段亦日新月异的发生了一系列变革。例如，计算机编辑、激光照排、电子出版等技术系统的广为采用，从根本上变革了传统的报刊出版、发行方式。而环幕、多声道数字电影的商业运行，则翻开了已有百年历史的电影新篇章。源起于20世纪20年代和30年代的广播与电视，在广播电视技术进步及其相关技术（微电子技术、计算机技术、微波技术、卫星通信技术及信息技术等）快速发展的推动下，已成为大众传媒中科技含最高、覆盖面最广、信息量最大、感染力最强、传播速度最快的现代大众传媒。从1993年美国提出“信息高速公路”概念以来，因特阿以TCP／IP通信协议从美国蔓延全球，以计算机多媒体技术实现图象、声音和数据的传播，网民以年翻番以上的速度增长，使因特网已成为第四大众传媒。据美国商业部1998年发表的《正在兴起的数字经济》调查报告统计，拥有5000万听众或观众或用户的经营时间，广播需要38年，电视则需13年，而因特网仅用4年。
表1．1是根据1998年9月有关统计作出的公众对四大媒体的接触率。由表可见，电视广播的接触率居四大媒体之首，而增长速度之快，却要数因特网。
有线电视始于1948年的美国，其发展已历经三个阶段：即作为无线电视的“中继”系统的公用天线电视系统（MATV）；具有前端插播节目能力的闭路电视系统（局域CATV）；及具有独立前端、传输干线、分配系统的城市有线电视网络（城域CATV）。我国有线电视最早的是1964年建在北京饭店旧楼的MATV，尔后是七、八十年代厂矿企业或社区的所谓“闭路电视”系统，如北京“燕化”的闭路电视系统，进人城市规模发展阶段则是在人十年代末、九十年代初我国政府颁发一系列有线电视管理法规以后形成的。据统计，我国1999年底已有约8000万户有线电视用户，居世界首位；城市规模有线电视，如北京、上海的用户均远超过200万户，居世界各大城市榜首，比英国（约187万户）、法国（约190万户）的全国用户都要多。有线电视作为一种“变革中的媒体”，给广播电视的发展带来“划时代意义的变革”。其“变革”至少可归纳为三个方面：一是使广播电视拥有了一个宽带、高质量的地面传输网络，从而奠定了广播电视“星网”结合的传输体制，导致了广播电视传输体制上的变革，有利于扩大覆盖率、提高人户率。其二，是使广播电视具备了多频道专业节目的播出能力，从类同的、有限的综合频道栏目化节目服务、转变为有几十、上百个专业频道的节目服务，导致了广播电视节目体制上的变革，有利于满足人民群众不断增长的精神文化生活需求。其三，是使广播电视适应了从基本业务向扩展业务、增值业务发展的综合信息服务的要求，即适应了市场经济的服务特征，变单一的节目服务为综合信息服务、无偿服务为有偿服务，导致了广播电视运行机制的变革，有利于增强广播电视的经济实力和产业化发展。显然，有线电视作为广播电视发展的崭新领域，其传播的信息量更大、业务内容更丰富、服务方式更灵活、受众参与性更强，因而其传播的效果更好，理应成为最有发展前景的现代大众传媒。

1．2广播电视的数字化进程
广播电视在20世纪七、八十年的发展历程中，以其特有的视听技术魅力征服人类、影响社会，其间的技术进步始终以扩大覆盖率、提高影响力（收视、收听率）、拓展传输手段、改善服务质量为目标。这些目标随着广播电视技术和相关技术的不断进步而逐步实现，然而根本性的变革却发生在近二、三十年来的模拟向数字技术的过渡阶段。
广播电视系统，无论用何种方式定位或采用何种结构，其系统的输人和输出在本质上都应是模拟信号，这取决于受众的视听特征。那为什么要“数字化”？其原因从目前看至少有以下三方面：
其一，是数字信号在抗干扰性和几乎无误差、完美的图像和声音的广播上，其性能要优于模拟信号。这是由于模拟信号是在时间和幅度上都连续的信号，因而在信号的采集、处理、记录、传送及接收的整个过程中所产生的非线性失真和引人的附加噪声、都是“累加”的，保真度再好的系统亦难以使信号“复原”。而数字信号是只有两个电平值（“l”和“0”）的离散信号，即在时间和幅度上都离散化的信号，尽管在传输过程中亦会衰减并受到噪声干扰，但由于用两个电平值构成的数字脉冲序列，在传输过程中可经“判定”而“再生”，只要“判定”无差错，接收端的“再生”信号就可与发射端的“原”信号一样；由于数字信号的“再生”并非“‘原”信号的复制，因而在理论上可认为是相当于将传输过程中引人的失真和噪声完全去除，即其抗干扰性和保真度要优于模拟信号。
其二，是数字信号的比特流可以在一个传输频道内复接、交织，因而可使辅助信号或数据信号与视音频信号一起被发射、传输、存储或处理，使原来的广播电视频道具有拓展综合信息广播的能力，增加了广播电视节目的多样性。
其三，是数字信号可使用基于冗余度缩减的压缩编码技术，以提高频谱利用率、增加系统可靠性、降低运行费用，使广播电视具有数字声广播、标准数字电视（SDTV）、高清晰度电视（HDTV）的传送能力。
显然，广播电视的数字化所带来的好处还不仅如此，譬如，数字化的系统设备，由于数字电路的集成度要比模拟电路较易做得高，因而有利于设备小型化和提高设备的可靠性。又譬如，数字视音频信号的处理、传输技术在本质上已与计算机处理、数字通信技术无异，因而广播电视的数字化可以借助于计算机技术、数字通信技术的发展而加快。
1·2·1广播的数字化进程
广播（Broadcasting）的概念，本应包括声音广播、电视广播及数据广播，然而通常所说的广播却仅指声音广播。广播按其传输方式可分为有线广括和无线广括两类，前者适用局部地区，如社区、楼宇、宾馆、饭店，后者则适用于城域或跨地域的覆盖、传输。
无线广播始于1920年11月在美国匹兹堡的威斯河豪斯公司的KD—KA广播电台，我国则在1923年。在近80年的漫长发展过程中，在科技进步的推动下，无线广播的工作频段（波长）从长波（150—350kHZ）发展到中波（526．5～1605．skHZ）、短波（2．3～26.1MHZ）广播，调制方式从调幅（AM）发展到调频广播（FM， 87～108MHZ），声道从单声道发展到双声道（立体声）；并在近一、二十年从地面广播发展到卫星广播，使广播具有更大的覆盖面，变革了仅用地面中继方式扩大覆盖的技术体制。
（l）数据广播始于调频多工广播。这是20世纪60年代初，在广播业受电视冲击而急剧衰退的情况下，寻求新的业务市场的数据广播业务。调频多工广播利用调频广播频带中的辅助通道来传送数据信息，为使附加的信息广播与原有的调频广播互不干扰，辅助通道的副载波频率应选在干扰最小处，即在 19kHZ导频的谐波57kHz、76kHz处，也可选干扰较小处的66．7kHz。调频多工广播开发的数据业务有如下两类：
· SCA业务
SCA（Subsidiary COmmunications Authorization）是指通过调频多工广播开展的"辅助通信授权”业务，亦称之谓调频（FM）副载波业务。美国FCC（联邦海信委员会）最终批准的频谱如图1·1所示。在五十年代末、六十年代初，FCC仅允许用67kHZ副载波信道（61～73kHZ），主要开发一些窄带业务，如背景音乐、教育节目、天气预报、市场信息，服务对象主要是超级市场、商社及宾馆、饭店；八十年代初， FCC放宽限制， SCA带宽增加，才增加开发了点对点的数据通信和无线寻呼业务，其数据率可达 1.9Mb／S～3Mb／S，为 FM台获取较多收益。

· RDS业务
RDS（Radio Data System）是指通过调频多工广播开展的数据通信业务。RDS选用FM频谱中的 57kHz（19kHZ导频的三次谐）为副载波，采用抑制副载波双边带差分编码调制方式传送信息，最大调制频偏≤± 4kHz。
RDS业务始于1973年德国运行的“汽车司机广播信息（ARI）”，专用于为汽车司机播送交通信息。1974年欧广联（EBU）在推荐ARI系统的同时，通过在德国、英国、瑞士、瑞典等国的试验、联合开发，于 1984年发表了欧广联RDS规范，1987～1989年间又发表了4个补充文件，1990年出版了“实施RDS系统的准则”。欧洲电工技术标准化委员会亦发表了RDS规范的增强文件（EN50067）。欧广联发表的一系列RDS的规范中，规定了RDS信号的频谱结构，如图1．2所示；也规定了传送信息的基带编码结构，如图1．3所示。并规定了RDS用于交通信息广播、无线寻呼、音乐或语言广播等系统时的 16种编码（目前已有 21种）。

显然，调频多工广播开发的SCA和RDS业务，具有调频广播电台大功率发射和高天线覆盖的技术优势，其覆盖面大、传输质量好、运行成本低等一系列特点被业界所认同，目前已被欧、美、日及亚洲一些国家广为采用。例如，欧洲各国大多用RDS开发为具有一系列交通通告功能的交通信息系统（TMC），并在尤里卡计划的推动下，系统的发射、接收及其编解码器均已商品化。美国则在SCA业务运行多年的基础上，于 1993年 1月通过了与RDS兼容的“RBDS”标准（B指广播），并将RBDS技术用于紧急报警系统（EMS）；例如，于 1992年 9月建在柏州杰菲逊郡（Jefferson County）的全郡报警与通告系统。我国从 1982年11月广东人民广播电台开办SCA音乐节目、尔后开办RDS寻呼业务以来，已有不少省级电台开办SCA业务；国家亦先后发布了GB4311．3—84的SCA广播与GB4311．4—87的调频广播双节目等两个国家标准，其中规定了副载波频率为67kHZ。
（2）数字声广括（DAB）是指用数字传输方式实现的声音广播。这是数字录音设备在80年代相继问世后，声音广播在传输方式上的一大突破。数字录音设备经历了从60～80年代初的模拟声数字化处理（PCM）和 80年代以来将PCM录音机一体化、高密度化的两个发展阶段，其标志是 1982年问世的激光唱片（CD）和1987年投放市场的数字录音机（DAT），两者的规格见表1．2。由表1．2可见，CD唱机和DAT录音机的动态范围之大、声道分高度之高、谐波失真之小，均优于模拟录音设备，其立体声录放效果亦非模拟录音设备所及，尤其是DAT比CD的高音更伸展、低音更清晰，因而很快被广播电台所采用。然而，人们欲用收音机听到像CD或DAT的效果，还有赖于广播传输的数字化，即所谓数字声广播——DAB（Digital Audio Broadcasting）。
表1.2 DAT与CD规格
参数
DAT（标准格式）
CD
功能
录、放
放
声道
双声道
双声道
取样频率
48KHz
44.1KHz
频率上限
22KHz
20KHz
量化
16bit
16bit
动态范围
96dB
96dB
声道分离度
96dB
96dB
谐波失真
≤0.03%
≤0.03%

DAB在欧洲源于从1987年元旦开始执行的尤里卡（Eureka） 147／DAB计划，其前期的理论基础工作是法国通信研究中心（CCETT）和德国广播技术研究所（IRT）奠定的；其系统的开发工作则是由尤里卡147数字音频广播联盟完成的。尤里卡 147／DAB计划的目标是： 4年内制定 DAB规范，并在全球实施数字收音机体系和数字录音机体系的商品化。该系统从1988年开始了成功的演示，1989年通过卫星广播，并在欧美及世界其它国家进行了测试，按计划完成了系统标准的制定——欧洲电信标准ETS300401，并经1992年4月在墨西哥召开的第七届世界广播联合会通过，1995年被国际电联（ITU）通过作为ITU—RBO．1130一1建议发布。国际电联发布的 ITU—RBO． 1130—1建议中规定了数字系统 A和 B两种标准，其中数字系统 A就是尤里卡 147／DAB系统标准。数字系统 A和 B两种标准，均适用于车载、便携和固定接收的提供高质量多业务的数字声广播系统，但系统A的设计是用于 300MHZ以下的地面、卫星及卫星与地面混合或有线方式的广播（1452～1492MHZ波段可作为数字系统A的扩充），系统A也可作为综合业务数字广播（ISDB）；而系统B是为卫星、地面和两者的混合的广播系统设计的，适用于任何广播频段。DAB在美国叫做数字音频无线电系统（DARS），在加拿大则称为数字无线电业务（DRS），称谓虽不一样，但系统标准统一于国际电联 ITU—RBO． 1131— l建议“使用移动、便携和固定接收机的卫星广播业务频段（频率范围在1400～2700MHZ）的数字声音广播系统”。该标准确定DAB的业务目标如下： ·数字音频的质量应像CD唱片一样好； ·适用于移动、便携和固定接收立体声广播； ·克服多径或其它干扰； ·频谱和功率效率应等于或优于调频广播； ·接收机应廉价。 从上述业务目标的确定，可以看出DAB标准的制定将数字声广播推向了实用阶段，尤其是其接收方式从固定接收扩展到汽车中的移动接收。在欧洲，1995年英、法、德等国已正式开始地面DAB广播，美、加、日则仍计划用卫星 DAB广播。我国是在 1996年底在珠江三角洲（广州、佛山、中山）进行了尤里卡 147／DAB试验，使用频率为85MHZ。

（3）DAB标准（ITU—RBO· 1130—l）是为实现其业务目标，按开放的分展模式进行规定和描述的，并给广播业者提供了根据实际情况进行选择的余地。
信源编码：规定在表示层。
显然，要实现数字声广播，首当其冲要解决的问题是如何降低数字信号的数据率，即数字信号的码率压缩问题。若不解决这一问题，则一路单声道信号的数据率就已达700Kb／S，在传输系统中将受限于信道容量而难以推广应用。在 DAB标准中，规定了音频信源编码采用 ISO／IEC标准 MPEG音频层 2的编码格式，即ISO标准11 72—3。这种子带压缩编码系统又称为Musicam系统，它采用的是建立在充分利用人耳听觉的“掩蔽”心理声学效应基础上的一种叫做感知编码（PercePtual Coding）技术。人耳的“掩蔽”心理声学效应可用图1．4说明如下：

·若一个单音在频率上接近另一个单音，但其声强效低，则将不会被人耳听到；亦即，弱音信号被强音信号“掩蔽”了。换言之，被“掩蔽”的弱音信号可以作为冗余信息压缩掉而不致影响声音的重放质量。
·每个声音都存在与之相关的一条“掩蔽”门限曲线，在该曲线下的另一个声音将不会被人耳听到；亦即，若能将量化噪声的频谱控制在掩蔽门限以下，则将使数字音频信号的信号噪声比得到改善。由于掩蔽门限曲线是频率的函数，因而实际上它是随声音频谱而变化的动态曲线。
采用感知编码技术的MPEG压缩编码／解码器的原理框图如图1．5所示。在编码器中的“心理声学模型”用来动态地确定掩蔽门限，即在该掩蔽门限下的多余的噪声是人耳无法听到的。由“心理声学模型”产生的信息被馈至一个“比特分配”模块，由该模块将各声道可用的比特以优化方式在频谱内进行分配。

虽然MPEG压缩编码既降低了传输信号的比特率，使传输信道的容量得以扩展，又可使量化噪声吻合人耳的听觉效应，但由于这种压缩方法属于“有损失”压缩技术，压缩比越高，音频质量损失越大。下表1．3所列为不同的压缩比所能满足的不同的音频质量。由表可见，要满足CD音质的传递，压缩比只能在1：14～1：12间选取。
表1.3各种声音质量的压缩比
声音质量
宽带（kHz)
声道
数据率（Kb/s)
压缩比
CD音质
＞15
双声道立体声
112～128
1：14～1：12
接近CD
15
双声道立体声
96
1：16
调频广播
11
双声道立体声
56～64
1：27～1：24
中波广播
7.5
单声道
32
1：24
短波广播
4.5
单声道
16
1：48
电话音质
2.5
单声道
8
1：96
 MPEG音频标准包括了三种不同的算法，称为层。层数越高，相应采用的压缩比越大，当然其复杂度、延时及对传输误码的敏感度也就越高。表 1． 4所列为 MPEG音频编码的三层（即 MPEG Audio layer—1，－2，－3，简写为 MP1、 MP2、 MP3）编码的压缩比及其立体声信号的数据率。
表1.4 MPEG音频编码格式
编码格式
压缩比
数据率（Kb/s)
MP1
1:4
384
MP2
1:6～1:8
256～192
MP3
1:12～1:14
128～112

DAB标准规定采用MP2编码格式，因而MPEG音频标准专门对MP2进行了优化。例如，它采用了具 有32个等宽子带划分的子带滤波器，将数字音频信号分成32个子带信号，滤波后变成由子带采样表示的音频输人信号，即子带样值。然后用人耳模型生成的一组数据来控制编码和量化。另外，DAB标准规定音频编码器对于单声道可工作在32、48、56、64、80、96、112、128、160或192Kb／S等多种码率；对于双声道或立体声，则编码器将产生两倍于单声道的码率。这种灵活的规定，给广播业者可根据声音质量和／或提供声音节目数量来进行不同码率选择的余地（参见表1．3）。例如，若选择单声 128Kb／S以上的码率，则立体声为 256Kb／S以上的码率，就可提供优于 CD音质的数字声广播质量。
传输系统：规定在数据链接层和应用层。
DAB标准（ITU—RBO． 1130—1）规定了系统功能，包括既可传递声音信号（即音频节目数据及有关的辅助数据），也可传送与声音节目无关的一般数据，还包括条件接收；并规定接收机可相应配备用于音频和数据的输出。为此，标准在传输方式中提出了三种可供选择的传输模式及其相应的系统传输参数要求，使系统可广泛地应用在3GHZ以下频段。表1．5所示为移动接收条件下，三种传输模式的系统传输参数。
表1.5 DAB系统传输参数
参数
模式Ⅰ
模式Ⅱ
模式Ⅲ
保护间隙（us）
246
62
31
最大有益时延（us）
300
75
37.5
最大频率范围
375MHz
1.5GHz
3GHz
总的幀周期（us）
96
24
24
空信号周期（us）
1297
324
168
总的码元周期（us）
1246
312
156
有效码元周期（us）
1000
250
125
载波数（N）
1536
384
192

由表可见，采用较高的频率，则最大的回波时延受到更多的限制。显然，模式Ⅰ适用于地面单频网，允许发射机离得最远；模式Ⅱ则更适用于本地单个发射机的地面广播，及1．5GHZ以下的卫星和地面混合广播，当然也可用于大、中规模的单频网（如 1．5GHZ）；模式Ⅲ则适用于卫星及补充的地面传输，也可用于 3GHZ以下的电缆传输。这些参数要求，都是在考虑到解决多径、移动接收情况下的多普勒频移及多径时延的情况下提出的；但在标准中也说明，在车速100km/小时接收时，噪声偶尔会在最高频率上和最严重的多径条件下造成最多ldB的衰减。
在卫星DAB广播中，信号传输由于建筑物、树木及其它反射物的阻塞，将产生非常严重的信号衰落，若低于门限点就有可能使信号中断。为此，在数字系统B的接收机设计过程中，开发了如下几种缓冲技术，使信号衰落得以一定补偿。
·时间分集技术（天线／接收机不同）：即用两个物理上独立的天线／接收机，接收和处理相同的信号。这种技术适用于一个卫星信号的情况，它将一个延时的数据流复用在原有的数据流上，希望至少有一个数据不受阻塞，接收机使两个数据流在时间上重新对齐，通过RS解码器的纠错标识，选择错误较少的一路。
·传输分集技术（卫星／发射机不同）：即相同的数据流用两个独立的发射机在不同的频率上发射，由相同的天线接收，然后分别处理。这种技术利用不同的接收机和卫星之间的方向角来保证至少有一个信号不被阻塞。
·同频技术（单频网）：即相同的数据流，用两个或更多的物理上独立的发射机在相同的频率上发射，接收到的混合信号再进行均衡处理。这种技术是采用地面同频转发器来解决卫星信号难以覆盖地区的信号接收办法，接收机必须采用均衡器。
信道编码：规定在物理层。
地面DAB广播中，信号传输同样会由于建筑物、树木及其它反射物的阻塞、反射、产生多径或受到干扰。为此，在数字系统A中规定了信道编码采用误码保护的卷积编码，平均编码率根据编码前后之比，可从 1／3（最高保护）到 3／4（最低保护）。不同的音频信源，根据保护率的要求，采用不同的平均编码率。例如，电缆网中音频业务的保护率要求就低于开路广播通道保护率的要求。卷积编码后时间交织的深度规定为16帧，以进一步提高移动接收的质量。
多径传播是由反射或传播介质的不均匀性引起的，其结果是造成信道中的频率选择性衰落，并对未经处理接收的数据流产生符号间干扰。为适应在多径环境下的移动、便携和固定接收的高码率数字声广播的要求，系统采用了4—DPSK（4一差值相移键技） OFDM（正变频分复用）调制方式。 OFDM是一种多载波调制系统。其基本概念是将数据信息分配在大量的独立载波上进行传输，这样每路载波上调制的码率可以很低，对应的码元周期就比信道的传输延时大得多；对接收机而言，只要回波短于保护间隙，就不会导致码间干扰，相反会增加接收的信号功率。在常用的频分复用中，对各个载波的单独滤波，可以使频谱不重叠，即各载波间没有码间符号干扰，但相应的频谱利用率却会降低。然而若载波间隔选定，使各载波在整个符号周期都是正交的，即使有一定的频谱重叠，各符号也能无干扰的被恢复。OFDM系统就是使载波间距与符号长度成反比来达到正交的，因此在一个通道中的载波数取决于符号长度。为获得最高的频谱效率，可令载波间隔等于符号周期的倒数，用逆快速付里叶变换（FFT）就可报方便地产生多路数字载波传输。在数字系统A标准中（见表1．5），对不同传输模式规定了不同的载波数N，可称之谓一个整集。OFDM系统一般可采用两种数字调制技术，一种是 n—QAM（正交调幅）调制，另一种是 n— DPSK，数字系统 A中推荐的是后者。
OFDM系统的另一个优点，是对于要求大范围覆盖的地区和密集的城市地区网络，利用 OFDM的抗多径干扰特性，可用单频网（SFN）运行，以得到较高的频谱和功率效率。在单频网中，提供相同节目的几个发射机工作在同一频率，这样可以减少所需的功率，同时可减少不同业务地区的距离；但要求多个发射机发出的信号在时间和频率上都必须精确一致，使各发射机重叠覆盖的任何接收点收到的最弱信号将是强信号的后置回波或前置回波。若各发射机相距很远时，所收到的信号时延较大，则系统就需要大的保护间隔。因此，在 SFN运行时， OFDM系统的主要参数选择取决于运行要求。
在国际电联发布的 ITU— RBO． 1130— 1建议书中，数字系统 A（即尤里卡 147， ETSI标准ETS300401）是作为附录 Ⅰ发表的，其发射／接收部分已经过开路实验，并在一些国家建立了演示系统，直至1995年后欧洲一些国家开始的DAB广播。数字系统B是作为附录I发表的，亦已通过低功率卫星进行了开路实验，直至欧美日等国开播的卫星DAB广播。因而在发表的系统标准中，均附有传输通道特性的测量结果。图1．6所示为数字系统A的射频信号频谱。
·图1．7所示，是数字系统A使用模式1、频率在226＊HZ高斯信道的误码率与载噪比的关系曲线。在移动和固定接收时的测量条件为：
数据信源码率 D=64kb／S，平均信道码率 R=0． 5
D=24Kb／s， R=0．375
测量时，在接收机前端加人高斯白噪声以调整载噪比C／N。

·图1．8所示，是数字系统A使用模式Ⅰ、在频率226MHZ 瑞利信道的误码率与载噪比的关系曲线。测量条件同上，测量时采用衰落信道模拟器。

·图1．9所示，是数字系统A使用模式Ⅱ、在频率1500MHZ瑞利信道的误码率与载噪比的关系曲线。测量条件同上，测量时也采用了衰落信道模拟器。
从图1．7～1．9所示的数字系统A的射频特性曲线可见，数字系统A的音频传输效果可以满足业务目标的要求，因为系统声音质量评估显示，误码率在10-4以下时已无可察觉的损伤。
1·2·2电视广播的数字化进程
1·2．2．l概述
电视广播，从1929年英国BBC采用机械扫描方式的无声电视实验广播以来，经历了从机械扫描到电子扫描、无声电视到有声电视、黑白电视到彩色电视的模拟电视技术发展阶段。其间，由于科技进步导致的变革，使电视广播成为大众传媒中最受人青睐的现代媒体。模拟电视广播受人关注的变革至少体现在三个方面：其一，是适用于全球不同地区的三种彩色电视标准制式（NTSC、PAL、SECAM）所奠定的电视广播技术体制，形成了电视广播完整的采、编、录、制、播系统。其二，是多元化传输方式（从无线到有线，从地面到卫星）所奠定的电视广播传输体制，形成了电视广播多节目、高质量的立体交叉覆盖网络。其三，是半导体集成电路技术和电子显象技术的发展，促使电视机内的电路缩小（集成度提高）、屏幕增大，功能增强、成本降低，形成了广阔的电视广播用户市场。其中，给人以巨大视觉魅力的彩色显象管，作为机内唯一的电真空器件，至今亦已历经五代的变化，即从最早的球面管发展到直角平面管、自然平面管、超平面管乃至最新的纯平面管（已从外平里不平的过渡型发展到外平里也平的真正全平面型）。
电视广播的数字化，既涉及到采、编、录、制整个节目制作过程的数字化，又涉及到从播出到接收的传输系统的数字化。亦即，只有前者而无后者的电视广播，不能称之语数字电视广播。换言之，数字电视广播实质上是全系统采用“0”和“1”符号表达的数字系统。据此概念出发，电视广播的数字化进程已历经卅余年，其间是一个从节目制作系统数字化到信号传输系统数字化的发展过程，也是一个从模拟向数字技术体制的过渡过程。因而，电视广播的数字化进程，至今仍在延续。从主要发达国家宣布的进程表可知，大致在2010年前后终止模拟电视，实现数字电视的新时代。例如，美国和日本宣布在2006年终止模拟电视体制，加拿大是在2007年，澳大利亚是在2008年底，英国、德国还有韩国宣布是在2010年。从总体情况看，电视广播采用数字技术的时间要晚于通信领域，尽管脉码调制（PCM）技术已早在1937年由A．Reeves发明。究其原因，大致有三个：
（1）电视信号是宽频带信号，数字化后的频带更宽，必须采用先进的压缩编码技术， 根据CCIR的601建议，525行／60场和625行／50场两种制式的复合电视信号都采用同一取样频率：即亮度（Y）信号取样频率为13．5MHZ，色差信号（R—Y，B—Y）的取样频率各为6．75MHZ；若按均匀量化PCM编码方式，每个取样按8比特量化，则可算得：
亮度信号的码率为13．5X8=108（Mb／s）
色差信号的码率为6．75X2X8=108（Mb/s）
亦即，编码后的数字电视信号码率为216Mb/S。通常，要发射或传送这种数码信号的信道带宽，至少应是码率的0．5～1倍，即要传送一路数字电视信号的信道带宽最低限度也在（108～216） MHZ，比传送一路模拟电视信号要大得多，显然难以成行。因而，必须采用先进的压缩编码技术，而这已是七十年代以后的事了，其突破性进展则是在近十年内。
（2）电视广播的数字化，有赖于半导体集成电路的发展。尤其是超大规模集成电路（VLSI）的迅速发展，才使高速 A／D和 D／A变换、 高速数字信号处理、大容量数据存储及变时的数据压缩等方面的半导体器件的性能不断提高。以适用于电视广播的数字化系统要求。
（3）电视广播的数字化还必须考虑业已造就的庞大的模拟电视设备市场。数字电视巨大市场的诱惑力，既带来发展动力，又造成兼容性能的技术难度。
我国的黑白电视广播，始于1958年7月1日；彩色电视广播，则始于1973年，比美国晚了约20年，比世界上大多数国家晚了约10年。但我国电视广播造就的用户市场却远大于世界各国，目前的电视机家庭已达约3．2亿户。我国HDTV的试播是在1999年10月 1日，转播我国五十周年庆典盛况；尽管我国在数字电视系统的研究晚于欧美日，试播的规模也不如 1998年底开始试播的欧美国家，但却标志着我国数字电视广播系统的研究及标准化的制订工作，已进人实质性阶段。然而，作为拥有全球最大的用户市场的电视大国，我国从模拟向数字电视技术体制的过渡，难度相对要大得多，终止模拟电视体制的日程可能也会晚于2010年。
1．2．2．2数字电视广播基础标准
电视广播的数字化进程中，一个很重要的技术积累阶段，是七、八十年代针对现行模拟彩色电视制式的主要缺陷，用数字技术开发改良电视（Extended Definition TV）制式，即 EDTV的开发阶段。这是一个基于与现行制式兼容的数字化开发过程，其目的是解决现行制式中色、亮度相互串扰引起的水平分解力降低和隔行扫描造成的行间闪烁及爬行等问题。在这一阶段中，日本在 1970年首先提出了高清晰度电视的开发计划，并于八十年代通过卫星广播与现行NTSC制式不兼容的MUSE制式高清晰度电视（HDTV），而在地面广播则采用与NTSC兼容的改良电视（EDTV）；美国推行了频分复用的高级兼容电视（ACTV）；西欧则推行时分制的MAC制式，乃至通过卫星广播的高清晰度电视HD—MAC制式。 改良电视的开发阶段，其技术积累对以后的数字电视技术体制的确立是很有贡献的。例如，其间在大量试验基础上，由国际电联的无线电通信部门（ITU—R）（即原国际无线电咨询委员会CCIR）以建议书方式发表的一系列有关数字电视的最基本的标准，尽管曾多次修改，但基本内容至今仍无多大变化。其中最重要的基础标准有：
（1） ITU—RBT· 601—5“演播室数字编码参数”（Studio encoding Paramaters of digital television for standard 4：3 and wide—screenl6：9 aspect ratios）。 该标准对电视信号数字编码的基本参数，作了详细的描述和规定，因而是数字电视的最基本的标准，从1982年制定以来，虽几经修改，但基本规定至今未有变动。例如，标准中规定了编码信号为分量信号（Y、Cr、Cb），取样频率对 Y信号是 13．5MHZ，对 CR和 CB信号均为 6．75MHZ（即所谓 4：2:2格式）；并规定了取样结构是正交结构，量化级为8bit，也可选用 10bit；也规定了按 PCM编码方式。
我国在 1993年 12月 30日，发布了相应的国家标准为 GB／T 14857—93“演播室数字电视编码参数规范”，并于1994年9月三日实施。该标准适用于我国625行50场、图像宽高比为4：3的国家标准GB3147（彩色电视广播）。在标准中没有ITU一RBT．601一5修改后加人的图像宽高比16：9的内容，留待我国制定高清晰度电视标准时一并考虑。
（2） ITU—RBT．656—3“符合ITU—RBT．601建议书（A部分） 4：2： 2格式的 525行和 625行数字分量电视信号的接口”标准（Interfaces for digital Component video signals In 525—line and 625—line television systems operating at the 4： 2：2 level of Recommendation ITU—RBT．601（Part A）。
该标准规定了数字电视设备相互连接的的机械方式（插头和各插头脚的信号）和电气信号的组成（串行码及并行码方式），因而也是数字电视的基本标准。
（3） ITU—RBT．799—2“符合ITU—RBT．601建议书（A部分） 4： 4： 4格式的 525行和 625行数字分量电视信号的接口”标准。
与上述三个基本标准相配合，国际电联还陆续发表了有关的系统测试、系统连接及其接口等方面的标准。例如，为测试数字电视系统引人的失真，必须对测试信号作一规定，这就是ITU—RBT．801—1“数字编码彩色电视信号的测试信号”标准；并在ITU—RBT．802—1“主观评价用的测试图像和序列”标准中，规定了53种静止和活动图像作为专用测试图像。又例如，为测试编码后的数字电视信号从一个演播室传送到另一个演播室，或从实况转播现场经一次分配网传送到电视中心的图像质量，就必须对馈给网和一次分配网规定技术要求和测试方法，于是又制定了ITU一RBT．800一2“通过馈给网和一次分配网传送4：2：2标准规定的数字电视信号的用户需求”标准及其它与接口标准有关的多个标准。
应该认为，上述数字电视基础标准的制定、颁布，为数字电视广播实施演播室的数字化奠定了基础。如果说，从七十年代开始的个别电视设备的数字化是数字电视发展的第一阶段，在那个阶段仅对演播室摄像信道的信号处理数字化、电视制式转换的数字化及数字切换、数字特技等个别设备的数字化做了工作；则可认为从八十年代开始的演播室的全面数字化，是数字电视广播的第二阶段。第二阶段对数字电视发展的贡献，还在于其间制定的基础标准中描述的一些基本概念、规定的一些测试方法，有助于下一阶段数字电视广播的发展。
1．2．2．3数字电视圈保质量的主观评价方法。
对于电视图像质量的评价，有主观评价和客观评价两种方法。客观评价，是在规定测试信号和测试方法的前提下，用