15829_ATSC 3.0的技术亮点_网络版 (-09-09修订)

ATSC 3.0的技术亮点

                ATSC“训练营”报告的介绍

徐孟侠    2015-08-29  (-09-09修订)

 本文介绍ATSC 3.0草案标准制定的新进展后,介绍ATSC2015-05-13举办“训练营”发表的16篇幻灯片报告之技术亮点。其中有:创建用户移动接收的无线宽带互联网崭新服务为主、而固定接收传统服务为辅的广播业者新发送模式、效率更高的视频节目源频谱利用率、先进的信源编解码和信道编解码技术;其中包括采纳“层分复用(LDM)”新技术,可在6 MHz频道内、同时发送4K- UHDTV的固定接收传统服务及其720p-HDTV版的移动接收两种崭新服务;还有高级应急告警系统、充分个性化的交互式功能、生态系统和安全性等。

关键词  地面数字电视广播;ATSC 3.0

The Technical Highlights of ATSC 3.0

                An Introduction of ATSC “Bootcamp” Presentations

Xu  Mengxia

Abstract  After a brief review in the progress of ATSC 3.0 draft standard developments, the technical highlights of ATSC 3.0 are introduced in this paper, based on the 16 ppt presentations, reported in ATSC “Bootcamp” activity, including the creation of new delivering mode from broadcasters with new mobile reception of wireless broadband Internet as the main services, together with the traditional fixed reception as the supplementary, much higher spectrum efficiency for video sources; advanced techniques of source coding/decoding and channel coding/decoding, as well as adoption of Layered Division Multiplex- ing(LDM), as to simultaneously deliver 4K-UHDTV for traditional fixed reception services and its 720p- HDTV version for new mobile reception creative services in 6 MHz channel, together with an introduction in the Advanced Emergency Alerting System, the full personalized ability of interactivity, the ecosystem and security, etc.

Key words  DTTB,  ATSC 3.0


1

1.1 ATSC 3.0草案标准制定的概况 (2011秋至2014) [1]

a) 2011-10NAB(美国广播业者协会)新技术负责人Skip Pizzi代表ATSC PT-2(2规划团队)提出对ATSC 3.0多条需求(2012ATSC/ TG-3整理后为143)b) 2011-11-11ATSC11个各国机构在上海发布未来广播电视(FOBTV)倡议”宣言,表达联合制定全球通用广播电视系统标准的共同愿望并成立FOBTV国际组织 [2]

c) 2011-11-30负责制定ATSC 3.0草案标准的TG-3(3技术组)举行首次会议2013-03 -26TG-3发布对ATSC 3.0物理层征集提案(CfP) ”;在截至日期-08-23后共接纳11个提案其中1个来自中国由上海数字电视国家研究中心(NERC-DTV) [3] 牵头。2013-10-15-18TG-3举行3天会议:各提案单位详细介绍提案细节、共同讨论如何合作进行工作和组织实施。

[ 1.1] 中科院下属上海高等研究院上海交通大学参加;后来还有NERC3电视工业成员单位参加深圳TCL青岛海尔(均著名电视机公司)北京北广科技(中国最大的广播电视发射机公司);参加单位总数由3个增为6个。

d) 2014-06-24ATSC/TG-3主席Rich Cher- nock在中国烟台举行的“FOBTV峰会”,发表“ATSC 3.0进展”[4]。这是7个月来TG-3首次阶段性的公开报告

[ 1.2] ATSC 3.0物理层的工作是基础性的工作量最大。此报告有代表性。

1.2 ATSC 3.0 标准草案制定的近况 (2014秋至2015-07)

a) 网络报道 [5] :有3组合作单位宣称,可演示ATSC 3.0系统(都未获得ATSC授权!)i) 2014-10,美国Sinclair广播集团(SGB)宣布:与美国Technicolor合作,在其总部所在地华盛顿东北的Baltimore进行3.04K-UHDTV实验性广播ii) 韩国三星/美国Comark (发射机制造)/法国Teamcast(参与DVB-T2标准制定和推进)合作,在2015-01CEA(美国消费电子协会)年会展台上演示ATSC 3.04K-UHDTV系统。

iii) 2015-05,韩国LGE、其美国分部Zenith和美国GatesAir(广播集团)合作组成的Future- Cast联盟,在原对ATSC 2.0现场测试基础上,将动用大功率发射机(某电视台闲置多年)2015-07-01进行为期9个月的ATSC 3.0现场测试,而此计划已获美国政府FCC(联邦通信委员会)批准。其显著地形特征是:位于Palma的发射机之西侧是楼群人口密集的Cleveland城市中心;其北侧大湖北岸属加拿大地区,可接收其信号;而其余大部分地区则是起伏不大的郊区农场平原。

b.1) 2015-04-11-18NAB年会期间,ATSC主席Mark RicherTG-3主席Rich Chernock等专家都有报告。这是文献 [4] 8个月的又一次阶段性报告(但可估计其内容与训练营报告 [9] 大同小异,而后者则可能更为详细)

b.2) ATSC在此年会安排特殊展台演示ATSC 3.03大方面核心成果b.2.1) 西班牙Basque州立大学Pablo Angueira教授小组韩国电子通信研究院(ETRI)合作演示[ 1.3]ATSC 3.0的“层分复用(LDM)”技术 [6, 7]:在6 MHz频道内、其下分层(LL)提供4K-UHDTV崭新服务(数据率高,稳健性[robustness]如同过去接收2K-HDTV);而上分层(UL)则可同时提供720p-HDTV移动接收崭新服务(数据率较低,但稳健性极高载噪比门限值低于0 dB!)。而上下2分层则需同时采用可伸缩的(scalable)视频编码MPEG-HEVC/H.265(文献略)

[ 1.3] 从文献 [6] 看,西班牙巴斯克大学小组牵头,加拿大通信研究中心(CRC)和韩国ETRI合作,对ATSC 3.0物理层采纳LDM技术作出杰出贡献。发射机专家兼专栏作家Doug Lung报道 [8] 2015-01月底在华盛顿举行的某次会议期间,CRCETRI合作用实验室硬件系统(ETRI提供)在室内的桌子上微功率发射和接收、演示ATSC 3.0/LDM系统(上述ULLL两个分层);并附有数据和照片。

b.2.2) 中国NERC [3] 演示ATSC 3.0物理层的4K-UHDTV全链路,包括发送端 (从摄像机拍摄景物开始)自引导程序、信道编解码、视频编解码和接收端等技术 (4K-UHDTV的大屏幕显示)b.2.3) Triveni Digital为代表的3家美国公司演示ATSC 3.0各种具有个性化的交互式功能

上述3方面演示是代表ATSC 3.0进行的,展示其已获得的成果

c) ATSC按计划在华盛顿举行2项重要活动c.1) 2015-05-13举行训练营(BootCamp);共发表16篇幻灯片报告  [9] 2015-05-28ATSC网站全部发表!本文介绍其技术亮点

c.2) 2015-05-14举行广播电视会议”,在ATSC网站先发布其视频片断和照片后有快讯。其中特别是:超级高峰论坛由担任过FCC主席的Dick Wiley主持;而3位发言人则分别是NAB主席Gorton SmithNCTA(美国有线电视和电信协会)主席Michael PowellCEA主席Gary Shapiro(3位都担任多届)。他们一致认为 [1] ATSC 3.0在今后几年内将给电视带来“光明的未来(bright future)”。

[ 1.4] 著名律师Richard(小名Dick) E. Wiley1974 -031977-10担任FCC主席;1988-1996则担任FCC任命的“高级电系统顾问委员会(ACATS)主席他积极推动美国地面数字HDTV广播,并促进FCC1996 -12-24下午圣诞夜前夕、抢时间批准ATSC 1.0标准。而学法律的M. K. Powell1997-11起担任过FCC委员;而2001-012005-03担任过FCC主席

综合上述情况,笔者预计:ATSC 3.0物理层除解决“回传信道(Return Channel)”和音频编码技术,还有其他有关草案标准(SG-33, SG-34, SG-35SG-36)继续工作外,将转入样机的实验室测试和现场测试,为草案标准文稿提供所需的测试数据。

而且ATSC 3.0可望在2015年底前按期完成草案标准制定(FCC2016春夏批准?)还可望2016-08巴西里约热内罗奥运会期间进行实验性广播后,从美国启动其商业应用。因为,TG-3主席Rich Chernock已提出这个日程表( 1.1右下) [9.BC-1]

1.1  ATSC 3.0的总日程表

(左下:美国工业界包括广播业者)

[ 1.5] 笔者曾预报 [10]:乐观的估计是,美国在2016- 12圣诞节前启动ATSC 3.0的试验性广播;而不乐观的估计则延迟到2017年圣诞节前。

1.3 本文内容

下面各节介绍ATSC 3.0系列报告 [9] 中的新技术亮点:第2节讨论向用户提供无线宽带互联网为主崭新服务,以满足其日益增长的移动接收需求,又能提供传统固定接收为辅的4K- UHDTV崭新服务。第3节介绍它具有更高的视频节目源频谱利用率ATSC 3.01.0(1996)相比,具有~8.5关系。第4节介绍所采用的自引导程序、信源编解码、信道编解码(LDPC+不均匀星座图)层分复用技术;可在6 MHz频道内,同时提供4K-UHDTV固定接收崭新服务及其稳健性极高的(载噪比门限值低于0 dB) 720p- HDTV版之无线宽带移动接收崭新服务还有11.4声道的沉浸式环绕声的崭新服务5节则介绍其他突出技术亮点:如高级应急告警系统、各种交互式和个性化功能、生态系统和安全性等。而最后第6节则是结束语。

[ 1.6] 笔者把“分层复用”改为“层分复用(LDM)”,以便与时分复用(TDM)频分复用(FDM)对应。

[ 1.7] 本文的写作是在下载c.116篇幻灯片报告并完成中译稿后、还来不及分析b.1c.2更多资料条件下进行的。若有不足,谨请读者谅解。

2 优先向用户提供无线宽带互联网为主的崭新服务可满足其移动接收的需求

ATSC 3.0训练营报告共有16 [9] (笔者编号:BC-0BC-15),内容极丰富、涉及的创新非常广泛。ATSC理事会(Board)主席Glenn Reit- meier(美国NBC)c.2开幕式致辞中说:ATSC 3.0是来自各国110个机构和370多位专业人员组成“最宏大的大联盟(Grandest Alliance)共同合作的成果

[ 2.1] G. Reitmeier当年就是制定ATSC 1.0标准时、美国7个机构组成的“大联盟(Grand Alliance)”中David Sarnoff研究所的代表。他对1.0采纳HDTVMPEG-2视频编解码有突出贡献。

而当前信息社会的显著特点之一是:用户可通过各种移动接收设备(手持设备如手机和平板电脑、步行速度的或车载的、各类车载电视、直至高速铁路车厢内的移动电视接收)获取各类信息。而从广播业者的ATSC 3.0下一代广播平台(NGBP)”获取各类信息,其传输通道则是其崭新的无线宽带互联网服务(Wireless Broad- band Internet Services)(简称B-服务)。这就是说:电视台可向用户提供基于IP的无线宽带视频服务充分发挥其拥有影视节目源的优势

[ 2.2] 无线宽带服务迄今都由电信网络提供,其不足处:i) 基于“点对点”通信(逐个用户排队、先后连接);而广播业者的优势则是点到面(众多用户可同时接收)ii) 频谱特性不同:电信界的频谱主要在高端频谱,其波长较短,对各类物体的穿透能力较弱(室内接收);因而它无法与地面电视UHF波段(尤其低端)的性能相比拟!

此外,在发生天灾时(人祸”类似)无线电信网络出现拥挤AEA报告 [9.BC-0] 特别说:纽约市在沙尘暴天气时,空中的电信网络有25 %失效;而地面广播业者的信号则完全不受任何影响!

于是,广播业者今后的服务模式将是 [11]

i) 为主的B(宽带)-服务:用户出门时(On- The-Go)”可用其手持设备(手机/平板电脑)或车载电视,实现移动接收。当然“在家时”也可享受此服务。

ii) 为辅的T(传统广播)-服务用户在家时(In-The-Home)”可按传统屋顶天线实现固定接收和大屏幕电视机显示(还可配置崭新的11.4沉浸式环绕声设备或新型耳机!)

而提供B-服务,需解决“入门条件”:iii) MPEG传送层188字节(byte)的传送流(TS)换成2048字节的IP(互联网协议)节目流(PS;请参阅第5.2节图 5.4, 5.5);同时可节省头部开销约(1/188)(4/2048) = 0.2 %iv) 由于移动接收设备在使用时的位置具有随意性(天线增益也较低),再考虑其接收环境(楼群密集地区和室内)会有多个回波的情况,ATSC 3.0调制技术已按需求采纳正交频分多工(OFDM;多载波系统) [9.BC-2]

[ 2.3] 笔者认为:ATSC 3.0优先采纳OFDM是必需的、没有疑义的。但仅仅采纳OFDM没有同时采纳单载波系统(SCS)则具有片面性!而依据2006-08中国地面


2.1  ATSC 3.0物理层的框图

国标(DTMB)融合(merging)系统的经验:既有“混合的(hybrid)单载波/多载波系统(简称多载波系统)C= 3780可选项,又有单载波系统(SCS)C=1可选项;两者相辅相成可发挥其各自在不同应用中的优势 [11]

TG-3优先部署具有基础性的ATSC 3.0物理层工作;其原理框图见图 2.1 [9.BC-6];而其“体系结构”则可见图 2.2 [9.BC-6]


 


于是,广播业者采纳ATSC 3.0后,其“下一代广播平台(NGBP)”将投资而扩建为具有2个输出口的三网融合平台( 2.3) [9.BC-6] (文献 [4] [11] 都已引用)。而从图 2.3可看出:其右下端输出口就是无线宽带互联网,可提供为主的B-服务;而其中下侧的输出口就是传统广播服务(为辅的T-服务);而该图的左侧则可与计算机系统融合,实现“三网融合”!

[ 2.4] 笔者把services译为“服务”,不用“业务”(business);因任何服务型政府和商界都讲“服务”。

3 ATSC 3.0具有更高的视频节目源频谱利用率

ATSC 3.0发送视频节目内容频谱利用率1.0(A/53)相比,具有~8.5关系:其中~3.7来自MPEG-2视频编解码升级为MPEG- HEVC/H.265(4.1);而另有~2.3关系则来自1.0信道编解码升级为3.0。本节讨论后者。

[ 3.1] 笔者在 [10] 中曾按 [4] 的数据,把信道编码的改进估计为“~2、而整体~8倍”。本文据 [9] 中的新数据订正为“~2.3”和“~8.5”。

编码与调制组报告 [9.BC-2] 提供5计算机仿真率失真曲线图解;其中5(参考图 3.1)则是ATSC 3.0LDPC长码字和Gauss模型条件下,与ATSC 1.0/2.0DVB-T2的对比。

物理层组报告 [9.BC-5] 则给出图3.1。该图是Guass模型和LDPC长码字条件下获得的;中间的大批小符号点是ATSC 3.0工作点(即上面提及第1幅图解中可使用部分),其下方的连续曲线则是DVB-T2的结果。由此图解可看出:ATSC 3.0DVB-T2相比有显著改善i) 在总输出信息容量4 bit/s/Hz(6 MHz带宽时有效比特率为24 Mbit/s)以上的曲线右上方到右上端,改善1.0-2.0 dB(从水平方向看);与文献 [11] 1相比,又有


2.2  ATSC 3.0物理层的体系结构

[每张幻灯片右上角都有宣传口号(把接收机) 调谐到未来!]

显著改进!而在左下部分的移动接收应用。改善也有0.2 -1.0 dB来源是:3.0采纳LDPC编解码算法改进和不均匀星座图(NUC)调制而且高阶调制时改善较多!

其次,可从图3.1中分析ATSC 3.01.0 (A/53) 对比的结果如下(其中假设发射功率为1 KW,再把图解取其局部放大5倍如图3.1附图)


 


2.3  ATSC 3.0的概念性协议模型 [9.BC-6]

i) A/53在水平方向左侧的ATSC 3.0小圆点之坐标值为:~11.0 dB~3.30 bit/s/Hz;而A/53的是~14.7 dB3.23 bit/s/Hz(~14.7 dB恶化~0.5 dB后得现场测试值15.2 dB)ATSC 3.0的信息容量稍



3.1  附图

[(水平)SNR每格5 dB(垂直):每格2 bit/s/Hz]

 

3.1  ATSC 3.0链路的比特交织编码调制之效率 (bit/s/Hz)

高于A/53(~0.03bit/s/Hz6 MHz带宽的总有效比特率为~19.8 Mbit/s,比起A/5319.38 Mbit/s稍高),而门限值则低14.711.0 = ~3.7 dB相当~2.3倍!

这个结果与视频编码的~3.7关系(4.2)合计得出:ATSC 3.01.0相比视频节目源频谱利用率具有2.3x3.7= ~8.5倍关系


 


ii) A/53总有效比特率19.38 Mbit/s
若需1 KW功率可满足所需覆盖范围。则升级3.0后,若保持SNR不变(仿真值~14.7 dB)即可保证原覆盖范围及用户总数不变!但现在只需1000/2.3= ~435 W。再考虑仿真值恶化~0.5 dB (15.2 dB~14.7 dB之差),发射功率需由~435 W增为~485 W(~0.5 dB)。而后者仍不到原发射功率的一半当然,这是采纳SCS(单载波系统)而不是采纳OFDM(多载波系统)的结果

[ 3.2] 这说明:采用SCS后,只需原不到一半的发射功率、即可发送比原A/53稍高的有效比特率。但这时的视频编码HEVCMPEG相比还有~3.7倍关系,所以再稍为增加点功率便可发送14K-UHDTV崭新节目源42K-HDTV(都是T-服务!)。还剩下不到一半的功率则还可设计为:利用LDM技术而发送B-服务(功率的分配优先解决T-服务)!这就是笔者2014-04以来积极推荐SCS [10, 11] 的依据。因为,OFDM的接收门限值SCS相比,可能要高~3.0 dB

[ 3.3] 此外,以上没有讨论ATSC 3.0多种数据帧结构的头部开销ATSC 1.0单一模式的对比。而1.0有效比特率与总比特率之比例为828/(828+4)x(312/313) = 0.9920其头部开销仅0.80 %。而ATSC 3.0若采用 [ 4.2] 的最小开销GI=3/512 (0.596 %),再考虑其他可能开销后,也许刚刚能与1.00.80 %开销相比拟!

4 采用先进的信源编解码、信道编解码和层分复用技术

4.1 信源编码技术中的视频编解码技术[9.BC-9]

ATSC 3.0视频编解码共有5方面的自由度( 4.1) [9.BC-9]。而S34-1视频特别工作组(主席Allan Stein美国Technicolor)已一致同意的有:优先采纳MPEG-HEVC/H.265的主档次-104:2:0,每像素8-10-比特,还有整数和分数的图像帧频(最高60/)。而正在继续评估的有:可伸缩的HEVC/空间域可伸缩性、亮度级更精确的高动态范围(High Dynamic Range, HDR)范围更宽的彩色舌形图(Wider Color Gamut, WCG)更高的图像帧频(High Frame Rate, HFR)。此外,还有多视(multi-view)、多屏幕(multi-screen)3D-HDTV等方面的新技术。

4.1  ATSC 3.0视频编解的5方面自由度

4.2  3.0视频编解码各种技术特性集合

MPEG-HEVC/H.265视频编解码的典型压缩性能 [9.BC-9] 见表 4.1。图 4.2是视频编解码的各种技术特性集合;图 4.3WCG;而图 4.4则说明HDR的效果。


 


4.1  HEVC的典型压缩性能

4:2:0

50/60 Hz

+ HFR

+ HDR

+ WCG

+ HDR

+ WCG

+ HDR

+ WCG

+ HFR

HD HEVC

5 Mbit/s

6.2

5.9

5.4

6.4

7.7

4K HEVC

15 Mbit/s

18.6

17.8

16.3

19.3

23.0

原注:其中假设,对HDTVMPEG-AVC发送需要的典型比特率~ 9 Mbit/s

[ 4.1] 网络报道:2015-06IEEE在欧洲举行广播电视会议。有欧洲某小组报告主观测试结果是:采纳HDR新技术重新调整亮度级后,HDR单纯增加像素(2K增为4K;像素总数增为4)相比,HDR更为重要

ATSC 1.0发送1HDTV~18.5 Mbit/s4.1给出


 


ATSC 3.0采纳HEVC只需~5 Mbit/s2个数值是18.5/5= ~3.7关系 (2节依据)

4.2 信源编码中的音频编解码技术 [9.BC-10]

ATSC 3.0物理层的音频编解码技术由S34 -2组负责。该特别工作组在2013-08组成;除主席Jim Starzynski(美国NBC)和副主席Yeshwant Muthusamy(韩国三星)外,还设有2协调人Skip Pizzi(NABTG-3副主席)Paul Thom- son( CEA):后2在预验证(pre-certification)测试和推荐工作中发挥极重要作用

a) S34-2组的主要目标是:寻求2大方面的崭新音频编解码技术i) 充分的个性化功能;和ii)沉浸式环绕声”:在室内环境(或新型耳机)都可收听具有极鲜明的空间和距离定位之主观感知效果

b) 进程大致是2015-01-12收到3个提案;2015-03-10确定2个提案进入预认证阶段Dolby实验室MPEG-H联盟(由德国Fraun- hofer研究所、美国QualcommTechnicolor组成)  (DTS提案已遭淘汰);然后开始正式测试其后续计划是(2位协调人) 2015-07-15把测试报告提交S34-2;而2015-08-14则把“对音频系统的决定”提交S34-2

c) 已大致确定的有c.1) 充分的个性化:如对白(dialog)响度增强(用户可通过电视屏上显示的条带调节)多语种可选项(英语、西班牙语…常规的)多语种的文字描述(英文、西班牙文…常规的)用户获得节目源的途径 [9.BC-10] ( 4.5)响度动态范围调节(含自动调节) 等。


Rec.2020, DCI-P3, Rec. 709

 

4.3  范围更宽的彩色舌形图

4.4  从原标准亮度级重新调整到高动态范围亮度级


 


4.5  用户获得节目源的多种途径

[() 棒球节目来自某流媒体供应者或FOXATSC节目;() 2个流媒体供应者]

c.2) 提高音频编码效率192 kbit/s可发送原15.1声道环绕声节目源 (编码效率与AC-3384 kbit/s相比翻一番,即2倍关系);或总比特率384 kbit/s可发送:192 kbit/s5.1声道环绕声(音乐和效果声)+64 kbit/s英语对白+64 kbit/s西班牙语对白+64 kbit/s英语视频(小窗口显示)+64 kbit/s西班牙语视频(小窗口显示)

d在测试中的是7.4+4 (11.4) 沉浸式环绕声(immersive surround sound)”新技术之选定和所需之比特率。其室内配置见图 4.6 [9.BC-10] 。而手机或平板电脑上的新型耳机也可享受11.4沉浸式环绕声的某种空间和距离定位之主观感知,将是吸引音乐爱好者的崭新技术



4.6  用户获得多种途径的声源

[() LF-左前C-中间,RF-右前;LFE-超低频效果。(外圆) LS-作侧,LR-左后,RR-右后,RS-右侧。(内圆,配置在房顶) ULF-上左前,ULR-上左后,URR-上右后,URF- 上右前。]

4.3 ATSC 3.0物理层的信道编码技术

由于视频编码采纳HEVC标准(可伸缩部分有待最后确定其技术)信道编码技术就成为ATSC 3.0物理层的“重头戏”。本节介绍其有关技术亮点。可说明的是:ATSC 3.0物理层是时分复用(TDM)和频分复用(FDM)又采纳崭新的层分复用(LDM)”技术之灵活组合

4.3.1 ATSC 3.0“自引导程序”[9.BC-5, -3]

S32物理层主席Luke Fay(日本Sony美国分公司)在其19页报告 [9.BC-5] 中,除介绍该组的组织和系列技术特性(如前向纠错、不均匀星座图、率失真曲线( 3.1)LDMMIXO、网络的灵活性和保护间隔等各1)后,用3重点介绍自引导程序(bootstrap) (在结束语前还有频道的跨接和工作草案状态各1)。该报告在结束语中还提及:“物理层的起始点是在系统发现和信令的文稿中描述;而后者已可下载(ATSC某网址 [9.BC-5])这表明自引导程序的工作已基本完成


 


而负责该“程序”的S32-3组主席Nejib Ammar在其18页报告 [9.BC-3] 中也用3页介绍。笔者依据上述自引导程序6页内容介绍如下:

a) 自引导程序具有稳健性极高的功能:可实现所需服务频道的快速发现(discovery)”,以保证每个用户都可立即调谐到所需的服务频道 (并显示);可实现时间域和频率域的“粗略捕获 (coarse acquisition)”;可实现初始的(initial)信道估计同步信号采纳5 MHz带宽(指图 4.7的纵坐标频率域!)可用天文钟协调世界时(UTC)锁定 [9.BC-8] (参阅图 5.45.5)!而其数据帧负荷22 bit信令(signaling)可携带系统版本和核心的分层-1(L1)信令”:取样频率、信道带宽等;特别是EAS(应急告警系统) [9.BC-0] 前置码的选取以及到达下一个类似的“自引导程序数据帧”之大致时间(给出其数据超帧的大致周期!)

b) 其取样符号采纳TDMFDM相结合。图 4.7自引导程序符号(symbols)ATSC 3.0数据帧头部的结构 [9.BC-5];其水平坐标为时间域符号(每个1 bit);垂直坐标则是频率域符号(每个也是1 bit)。而自引导程序在图 4.7时间域的取样符号总数则取决于保护间隔(GI)的选取 ( 4.2)

4.7  自引导程序在3.0数据帧头部的结构


4.2  ATSC 3.0 物理层对保护间隔(GI)的规定

 

[ 4.2] 可举表 4.22组参数以说明GI的重要性i) GI=#1:符号数192对应8K, 16K32KFFT之比例为3/128, 3/2563/512ii) GI=#7符号数2048对应8K, 16K32KFFT之比例为1/4, 1/81/16于是:iii) GI=#1:若选用32KFFT,则图 4.7的自引导程序符号在时间域有192个符号(192 bit),其后面的数据帧体( 4.7后续的波形部分)则有32768个符号(合计32960个符号);两者比例为3/512iv) GI=#7:若选用8KFFT,则自引导程序符号有2048(2048 bit),其后续的数据帧体则有8192个符号(合计10240个符号);两者比例为1/4


c) 时间域设计:自引导程序符号由3结构A, B, C组成A2048个符号(2048 bit)BA移位后的504个符号(504 bit),而C则有A移位后的520个符号(520 bit)。其中A是基本的B(可作前缀或后缀)C(只作前缀) 都是由A派生的;而且3类数据结构按照CAB, CBA, CBA…循环重复。(6页报告未给出细节。)

d) 频率域设计S32-3报告 [9.BC-3] 给出带宽4.5 MHz的矩形频谱图说明:自引导程序符号在频率域是频移键控FSK信号在中心频率(取样频率?)上下固定偏置正或负的2.25 MHz频率之键控信号(新伪随机序列!)。其接收的自相关特性有极陡的信噪比特性!e) 自引导程序的稳健性极高接收门限值SNR < - 6 dB数据帧的误帧率 (FER) = 1 E-2 (这当然是指粗糙捕获前的特性,而不是牢固捕获后的特性)

此外,报告 [9.BC-3] 中还特别提及:“4个自引导程序符号携带22个信令比特”。此外,还采纳Zadoff-Chu序列与PN序列2运算后新生成的伪随机序列等新技术(6页报告提供的信息并不充分)

4.3.2 ATSC 3.0的比特交织编码调制 [9.BC-2]

S32-2编码和调制特别工作组主席Lachlan Michael(日本Sony美国分公司)在报告 [9.BC-2] 给出该组的工作领域和工作草案进展( 4.8):其中:a) 基带数据帧(BB-Frame)的组帧过程;在纠错编码前,先对输入数据作扰码( 4.9)b) 比特交织编码调制(Bit Interleaved and Code Modulation, BICM)共有3个串联的模块( 4.8中左)FEC(前向纠错)BIL(比特交织器)Mapper(映射器)

c) 前向纠错(FEC)的数据结构见图 4.10i) 信道纠错编码率(即奇偶校验比特数与有效信息负荷比特数之比例) 共有12个可选项

2/15(0.13), 3/15(0.23),……13/15(0.87)

ii) 内码采纳LDPC(低密度奇偶校验)编码,其码字长度有2类:

长码字64,800 bit短码字16,200 bit

直接引自DVB-T2标准(2009-07)iii) 外码则有3个可选项:采纳12 bitBCH纠错校验;或12 bit(?)CRC或不采用外码

d) 比特交织器(BIL;图 4.8中右)共有3个串联小模块:奇偶校验交织器按组交织和按块交织e) 映射器(Mapper, 4.8中左)把各有关比特映射到星座图上的各符号点:c.1) 采纳QPSK不均匀星座图(NUC, Non-Uniform Constellations) 调制ii) NUC对不同的信道纠错编码率配置不同形状的星座图2D-NUC用于


 


4.8  S32-2编码和调制组的工作领域和草案标准文稿进展

[(上;左到右) 输入格式 (数据打包、时间排序、BiBF组帧过程);…;BICM (FECBILMIMO DEMUXMAP)MIMO PR CODERLDM注入;FRM格式化/INT交织 (Time INTFrameFreq INT);波形 (PilotsMISOIFFTPAPRGuard IntPreamble);……]

16-QAM, 64-QAM256- QAM1D-NUC则用于1024-QAM4096-QAM [请参阅图 4.11-a-b)]iii) 采用NUC与不采用NUCn-QAMCNR (载噪比)改善,则请可见图 4.12的红色部分。

[ 4.3] S32-237页报告 [9.BC-2] 31-35 (结束语后) 附录列出NUC16, 64, 256, 10244096-QAM5页的全部星座图

f) 信息容量图解(Capa- city PlotShannon信息论的

 


 


4.9  基带数据帧的组帧过程

4.10  前向纠错(FEC)的比特流结构

4.12  ATSC 3.0调制的不均匀星座图改善

[() CNR (dB)() 信道编码率


4.11-a  16-QAM NUC

信道编码率=6/15

4.11-b  1024- QAM NUC

信道编码率=6/15

 

率失真曲线)4 [ 4.13 -a, -b), -c), -d)]

g) S32-2推荐数量有限的强制性 (mandatory) 工作点 ( 4.3);其中LDPC长码字共46个工作点(适合固定接收);短码字共28个工作点(适合移动接收) 合计74个强制性工作点:其信息容量曲线见 3.1分布仍较均匀 (已优选 4.13的工作点;大幅度删除没有使用价值的仿真结果)


 


4.11  3.0调制中不均匀星座图中

2个典型例子 [() 虚部;() 实部]

h) 时间域交织器( 4.8中右):可在时间域“分离爆发性误码i) 采用常规的卷积交织器(


 


4.14)可使交织深度最大达200 msii) 有交织深度较小的多个可选项;直至不采用时间域交织器(深度为0)iii) QPSK调制,还可把最大交织深度加倍。此外,还有iv) 多级时间域交织器(3串联处理小模块)单元(cell)交织器扭曲数据块交织器(数据帧的帧内交织)卷积交织器(相邻几个数据帧的帧间交织)

v) 而对于QPSK还可扩展为:把交织深度加倍。此外,还有常规的频率域交织器:在单个取样符号内进行交织处理,以抵御频率域的爆发性误码,如多径信道衰落导致的。

4.3.3 ATSC 3.0的波形和组帧技术 [9.BC-3]

S32-3(波形生成和数据帧组帧过程)主席



4.13-a  信息容量图解:AWGN-64,800 bit

4.13-b  信息容量图解:AWGN-16,200 bit

4.13-c  信息容量图解:Rayleigh-64,800 bit

[部分数据偏离曲线太多,没有使用价值!]

4.13-d  信息容量图解:Rayleigh-16,200 bit


4.13  ATSC 3.0 信息容量图解 [() 信息容量 (bit/s/Hz)() 归一化信噪比 (dB)]

[左上角小框,自上而下:圆点-QPSK,方块-16-QAM,菱形-64-QAM,心形-256-QAMx-1024-QAM,三角-4096-QAM]

 


4. 14  ATSC 3.0的时间域交织器

Nejib Ammar(韩国LGE美国分公司Zenith)的报告 [9.BC-3] 中,首先介绍该组工作领域:各种波形参数(频道带宽、FFT、保护间隔、导频信号、降低峰均功率比)LDM,自引导程序(4.3.1)和数据帧组帧等。现介绍如下:

a) 先给出由ATSC 3.0物理层体系结构框图( 2.2),导出本组的结构框图和各波形模块(后者为图 4.15)b) 波形的有关参数:基准档次(baseline profile)支持3类频道带宽:6, 7. 8 MHz;而FFT尺寸则采纳8K, 16K16K( 4.46 MHz频道道的载波间距和符号持续时间)


4.3  ATSC/S32-2 推荐的强制性工作点

c) 一组灵活的保护间隔(GI,表 4.2),可支持不同的网络:从多频网(MFN)到大尺寸的单频网(SFN);并已对6, 7, 8 MHz优化!

d) 导频信号:有分散导频(Scattered Pilots, SP)连续导频(Conti- nual Pilots, CP)2( 4.16) (DVB-T/T2共有3类不同!)


 


4.4  载波间距和符号持续时间(6 MHz频道)

e) 降低发射机的峰均功率比(PAPR)技术i) 音调保持(Tone Reservation)中的音调指子载波(subcarriers),代价是占用信息容量~1 %(对高阶调制效果较好)ii)有效星座图扩展:把星座图各点的边界扩展为预定义的掩模区域,可抑制


 


4.15  结构框图和各波形生成模块

其峰值(也是对高阶调制效果较好)

f) 层分复用(La- yered Division Multi- plexing, LDM)技术 [9.BC-3] (文献 [6, 7] ):一种新传输技术,可把具有不同的功率电平信道编码调制类型2或多个物理层数据流重叠使用于同一个视频(RF)频道( 4.17)


 

 


4.16  ATSC 3.0的分散导频(SP)和连续导频(CP)

[DxDy是协调不同频道带宽6, 7, 8 MHz的距离参数]

i) 双分层的LDM只有上分层(Upper Layer, UL)下分层(Lower Layer, LL)其中UL稳健性极高适合HDTV的便携式室内移动接收;而LL数据率较高适合多个HDTV4K- UHDTV的固定接收。

ii) 注入电平(inject- tion level) 参数确定总功


 


4.17  ULLL重叠

使用于同一个RF频道

率在ULLL两个分层之间的分配:它可在–3-7 dB之间以0.5 dB间距选用。例如:5 dB注入电平可将24 %的传输功率指派给LL,而76 %则指派给UL(增加纠错比例和功率!)

iii) 接收机首先UL解码;接着把它从接收信号中删除称为信号删除(signal canceling)技术;仅需模2运算可得LL信号!

iv) ULLL的典型例子可见表 4.5。其中UL的注入电平是


 


4.5  LDM传输系统的例子

 

-4 dB;“中数据率-1LL参数20.5 Mbit/s可提供4K-UHDTVT-服务,SNR=18.5 dB是过去OFDM系统提供HDTV所需的门限值;而UL则还可同时提供稳健性极高 (SNR= -2.0 dB!) 4K-UHDTV720p-HDB-服务。特别是:两者可在6 MHz频道内、以频谱重叠方式同时提供!

4.4 ATSC 3.0物理层服务频道的“跨接[9.BC-5]

S32物理层主席Luke Fay报告 [9.BC-5] 要点如下:服务频道的跨接(bonding)由多个分离的RF服务频道实现(例如,12 MHz是由26 MHz频道实现)。其总带宽可以是6, 7, 8 MHz任何合计数:如12, 13,16 MHz。其中不同频道可采用不同的OFDM参数;但调谐器则仍然需要采用常规6, 7, 8 MHz标准的。(这项技术措施特别适用于不同频道带宽的两个友好邻国的边境地区)这些频道可以是邻近频道,也可以是分离的(中间有空白的)

[ 4.4] 重点是2个频道,但原理上可动用多个。此项新建议可能是吸取中国地面国标DTMB发展宽带电视发射机组建多频道单频网(M-SFN)系统”的原理和工程实现之经验而采纳、并增添新意。请参阅


 


 

2014 -11赵章佑教授发表的文章 [12]

4.5 ATSC 3.0各种核心广播服务 [9.BC-4]

S32-4(各种核心广播服务)主席Jim Kutzner (PBS)报告先介绍该分组的3项活动a) 研究开发“载噪比/比特率计算器(calculator)”:在各种不同设置时,确定预期的载噪比性能。图4.18是该计算器的“快照”;图 4.19则是从图 3.1中筛选出2大类应用:单纯的时分复用和采用LDM。它们大约是 7.474个强制性工作点的一半去粗取精,所以称为“核心”!而此计算器的输出则可有表 4.6的结果。


 


4.6  载噪比/比特率计算器的输出例子

[km/h:每小时千米;m/h:每小时英里]

b) 研究开发“各种使用情况的计算器”:各种城市/郊区的地域特性;室外/室内/人行道/移动等接收环境。其中特别需要遵循下述图解


 


的循环 ( 4.20;笔者增加虚线框!):计算器结果与现场测试结果的反复校验,以后者为准。

c) 研究开发覆盖范围图解的案例,并已选定4(美国):首都华盛顿及所在的Columbia特区(VHFUHF)、旧金山(难度较大的地域)Geogia州的Atlanta (中等难度的地域)Iowa(PBSSFN)等。


 


4.18  载噪比/比特率计算器的快照

[需高档显示器;大量参数请查阅原文档]

4.19  推荐的2大类强制性运行工作点

[AWGN模型和LDPC长玛]


 


4.20  载噪比/比特率计算器的结果

与现场测试结果的对比循环图解

[虚线框是笔者增加的]

5 ATSC 3.0的其他技术亮点

5.1 高级应急告警系统 [9.BC-0]

高级应急告警系统(Advanced EAS)ATSCEAS-IT(实施团队)负责;它与TG-3密切合作。其主席Jay Adrik(美国GatesAir广播集团)报告[9.BC-0] 要点如下:a) 从过去经验讨论ATSC 3.0高级EAS的需求和广播业者的机遇

i) 波士顿马拉松爆炸案和纽约沙尘暴 [2.2] 教训:电信网络严重堵塞;“当我们特别



4.21-a  华盛顿Columbia特区 [5]

4.21-b  Iowa (PBS电视台)


 


5.1  用户接收到的NWS

电视台发送的WEA信息

[在所有节目中插入单画面或在上方叠加覆盖用的字幕条带显示,以及必要的特殊告警音频”]

需要它们时,它们看来毫无用处,至少是离可使用性太远…”。ii) 有益经验2014-08-25,美国东部NWS电视台发布有关水灾的气象应急告警(WEA)信息 ( 5.1) (5月安装的) 发挥积极作用。

iii) WEA信息太短小 (只有90个字符)难以动员人民群众如何采取主动的应对防护措施iv) 广播业者今后可向公众提供某种稳健性极高的EAS系统 (与电信蜂窝网完全无关)。需要重新评估广播业者在EAS中的主导作用而制定政策法规,其中包括电信界的LTEEAS突出时,需优先保证语音通信畅通无阻”而暂时大幅度减少其他次要服务。


5.2  美国的应急告警系统(EAS)协议

v) 除提供类似WEA的文字告警外,可提供更广泛的多媒体信息管道用于灾害前和灾害后的各方面救援工作vi) 需有政策法规的支持,保证任何接收端在出现EAS信息时可从待机睡眠状态被唤醒(wake-up)


 


发出告警双音频 (400/1000 Hz)”信号 (救护车的“打打滴滴”双音频)或机械震动,主动提醒用户关注,并显示相关的多媒体内容和指导书提示

b) 美国的EAS协议( 5.2)和通用的EAS协议(CAP):与友好邻国在保证主权前提下的某种“互联互通”(特别是边境相邻的地域)。原报告还有细节讨论和多种表现形式。

c) 崭新的ATSC 3.0高级EAS的主要技术特性EAS对准特定地理域的接收机;支持各类多媒体服务的发送,以支持增强的告警信息(如气象雷达图解、躲避路线、实况新闻和气象报告,特别是对“如何应对()”的各种指导建议)用户指导书则可向已获告警信息的消费者提供:如何快速自我引导、访问所有信息。必要时可提供一对一的双向之个性化服务(专家个别辅导,直至派遣直升机救援)。原报告还有大量细节和图解介绍。

5.2 ATSC 3.0的管理和协议 [9.BC-8, -6, -7]

S33管理和协议专家组主席Youngkwon Lim(韩国三星)在报告 [9.BC-8] 中给出该组的结构和工作( 5.3),并明确规定IP(互联网协议)作为ATSC 3.0管理层和协议层的基本单元(5.4, 5.5;可参阅第2节对B-服务入门条件的讨论)。这样,图 2.3右下方符合UDPTCP协议的数据流都以IP为基本单元而提交“广播”和“宽带”的输出。


 


5.3  S33专家组的结构和分工

该报告 [9.BC-8] 还给出S33-2服务的发布和个性化”特别工作组的要点如下:a) 服务发布的数据模型是基于OMA BCAST 1.0.1,其中某些元素取自OMABCAST 1.1和某些用于ATSC 3.0时的扩展。

b) 服务发布的各种片断 (frag- ments)和发送前的包装。c) 节目内容推荐的评分方法。d) 个性化特性将制定其数据模型和发送,其中包括用户的接入特性重播内容显示图解


 


(如图 4.5和图 5.1;特别是第5.1节讨论的“一对一个性化应急援助)

[ 5.1] ATSC 3.0新添“回传信道”,在个性化方面可实现多种崭新技术。这就是ATSC为何在2015-04NAB展台上,把ATSC 3.0充分个性化的交互式功能突出展示(b.2.3)

S33-1特别工作组(发送协议、服务信令和输入格式化过程)的共同主席Charles Lo(美国Qualcomm)报告 [9.BC-6] 要点是:a) 该组工作领域可见图 5.32列:服务的发送和同步。而相应的5个串联模块是:发送、同步、信令、误码复原和应急告急信息的插入。

b) 拟定ATSC 3.0的“概念性的协议模型( 2.3;涉及3.0全局的重点)c) 提出的媒体格式发送协议基本技术特性有:i) 具有2个可选项的ISO- BMFF作为流媒体(streaming media)格式:由ISO/ IEC 23008-1定义的多媒体处理单元(MCU) 或由ISO/IEC 23009 -1定义的DASH (HTTP上的动态自适应流


 


5.4  ATSC 3.0走向对IP友好的标准

媒体)

d) 介绍MPEG-DASH, 路由(ROUTE;在无方向性传送上的实时对象发送)MCUMPEG媒体传送协议(MMTP)有关特性。

e) 正在讨论服务分层信令的体系结构和数据模型;对“服务分层-2 (L-2,即数据链路分层)”有一定讨论 (而物理分层L1的部分内容见第4.3.1)

S33-3“交互式服务和伴随屏幕”特别工作组主席Madeleine


 


5.5  ATSC 3.0管理和协议的关键特性

Noland(女;韩国LGE美国分公司Zenith)报告 [9.BC-7] 要点是:a) 该组的4方面工作:如何支持重新分配(redistribution)、伴随设备协议、应用信令和回传信道(return channel)协议。b) 其中对重新分配的需求是:一旦出现ATSC 3.0的所有服务都不能向观众从某个移动视频便携式设备 (MVPD) 接收“广播电视服务”时 (如来自有线、卫星或IPTV),该系统应该在尽可能范围内,


 


保证接收机可通过另外的网络(例如无线宽带),来恢复失去的ATSC 3.0服务之所有分量。而对不同解决方案的讨论和评估的结果是:音频方案推荐Verance VP-1,而视频方案则推荐Sony (细节从略)c) 其余3方面工作仍在积极进行中,并给出工作日程表。

5.3 ATSC 3.0各种应用和表示层 [9.BC-13, -11, -12]

S34各种应用和表示层”专家组主席Made- leine Noland(女;Zenith)报告 [9.BC-13] 要点是:a) 该组下设5个特别工作组:S34-1,视频(4.1)S34-2,音频(4.2)S34-3,概念性模型;S34-4,可交互性(interactivity)和运行环境;及S34-5,可接入性。b) 介绍S34-3组提出的“服务的概念性模型(SCM;图 5.6)c) 扼要介绍视频编码和音频编码。d) 可交互性有HTML-5支持后适用于稳健性极高的运行环境;而可交互性则可有多个档次和多方面的应用。

e) 认识到字幕(closed captions, CC)在可接入性中的重要性,已把CC从视频组(S34-1)



5.6  灵活的服务模型 各种分量

出,而由新成立的S34-5可接入性组负责。

S34-4运行环境”特别工作组主席Bill Foote(韩国三星美国分公司)报告 [9.BC-11] 点是:a) 接收机的交互式平台需有各种可选的功能,以实现广播业者的各种应用;基于HbbTV 2.0ATSC 2.0;需要与CEA密切合作 (CEA将制定不同档次)b) 建议的技术特性集合有:调谐的应用接口


 


(API)遥控输入和触摸屏输入、伴随屏幕的应用/通信小图标(用户个人爱好的小甜饼(cookies))、多个同时的视频节目、可时移的(time-shift)交互性、广播业者的各种告示、各种链路和广播业者的“小图标集(widgets)”、个性化的数据结构、袖珍式激光盘驱动器协议、媒体控制(MPEG-CI)、图像帧缓存器的捕获、Java- script媒体数据流(MSE+扩展)、加密媒体的各种扩展、设备性能的报告、所处地理位置、设备的资源管理器、对多重应用的支持、对便携式设备的支持(含多视[multi-view])、使用情况的度量(measurements)等等。这些特性都显著增强接收机的个性化功能

S34-5可接入性(accessibility)”特别工作组主席Chris Homer(美国)报告 [9.BC-12] 要点是:a) 将制定描述各种用于ATSC 3.0系统的字幕其他可接入性需求之标准。b) 优先集中考虑用于ATSC 3.0的广播/宽带系统的各种字幕c) 新成立的小组;2015-03-30首次会议。d) 首先评估S31对各种字幕的需求。

e) S34-5对字幕的目标充分扩展,以支持所需的现存或未来的各类字幕;支持对所有各种3.0接收设备(电视机、手持的等)之发送;支持通过地面广播或无线宽带的发送;支持实时的和非实时的节目内容;可保证产品和广播业者服务符合FCC的各种法规。

5.4 ATSC 3.0的生态系统(ecosystem) [9.BC-14]

S35生态系统专家组主席Merrill Weiss(美国Merrill Weiss咨询公司)报告 [9.BC-14] 要点是:a) 该组的研究动机和目标:讨论“自上而下 (top-down)ATSC 3.0着重研究:各分层和其框图,包括个分层相互间的连接点;如何进行研究:过程、报告和日程表。b) 多个专家组提出需要制定生态系统;而后者的建模过程 (modeling) 则需要多方面的观点。

[ 5.2] ATSC 3.0在制定时,就考虑今后它可灵活采纳未来的各种技术改进和发展,不断进化(evolution),实现新版本与老版本的后向兼容逐步升级过渡而不会出现“摧毁性(disruptive)后果”。美国若在2016年内启动市场后,则可望每4-5年,更新一次版本!

[ 5.3] 本报告着重的“自上而下”可理解为:充分考虑顶层设计后、统筹全局、再下到各专家组;因而具有全局性的重要地位!pdf文档中大量框图在放大后才能看清!因其数量众多、笔者无力顾及。


 


5.1  ATSC 3.0生态系统的

各分组(AB两个大组)

 

c) 自上而下的ATSC 3.0生态系统之目标i) 生成各自框图:用多个分层表示3.0生态系统的技术特性;ii) 各种模型,足以覆盖较宽范围的各种可能情况;但又不明显代表某种特殊情况iii) 最终生成一个报告来解释3.0生态系统;iv) 有助于ATSC 3.0各种文稿的拟定、有助于ATSC 3.0的实施、有助于3.0最终实施者的培训。d) 生态系统制定过程()e) 划分为AB两个大组的生态系统各个分层( 5.1)

f) 生态系统的全部模块框图:生态系统的全部建模过程(包括5个阶段的工作流程)i)接收机的捕获ii) 节目内容的后期制作iii) 发布(release)发送(delivery;指到用户端) (例如由网络到分支机构)iv) 发射(空中广播(Over-The-Air, OTA)/ “推(push)OTT(Over-The-Top;从美式橄榄球术语借用)/“推-(push-pull))v) 由其他各类服务重新分配。

g) 日程表:只进行2密集的3天会议,努力完成本组


 


工作:2015-09-29-10-01San Diego-10-27-10-29San Diego

h) 自上而下的各个框图:视频(1-5)、视频(>5);音频;数据;宏数据;信息;节目内容识别符;安全性;同步;管理;分配;有分层的框图(整体、视频、音频、数据、信息、节目内容识别符、安全性、同步、管理和分配);以及有分层的模块框图(整体) 等,总计22幅图解 (本文从略)

5.5 ATSC 3.0的安全性 [9.BC-15]

S36安全性 (security) 专家组主席Adam Goldberg(美国Nagravision)的报告 [9.BC-15] 要点如下:a) 在回顾过去的情况后,提出ATSC 3.0安全性需解决支持下述4方面的技术:订购、按观看付费的视频、点播视频;宽带通信;各种应用;主屏幕和第二屏幕之间。b) 由于本组刚成立,暂时只能提供一些基本思路c) 例如,条件接收 (CA) 和数字版权管理 (DRM) 可有图 5.7的框图。

5.7  条件接收和数字版权管理的框图

d) 其中条件接收可参照ATSC 1.0 (A70-1) 规定:通用的加扰过程、多个“包装”可用于不同的密钥和权利以及同安全性硬件的接口;但并不具体规定某个条件接收系统。e) 剩下仅仅是对数字版权管理、无线宽带和应用安全性方面的初步考虑。

6 结束语

1) 本文介绍ATSC 3.0“训练营”活动 [9] 全部16篇报告中的技术亮点。其中突出:广播业者今后的服务是无线宽带互联网的移动接收服务(B-服务)为主,传统屋顶天线的固定接收和大屏幕显示(T-服务)为辅;ATSC 3.0的视频节目源频谱利用率与1.0相比为~8.5倍关系;并依据 [9] 提供的新数据,再次建议ATSC 3.0/3.1增加SCS(单载波系统)调制的可选项 [11]

2) ATSC 3.0 有望2016年秋在美国启动试验性广播,2017-2018年接着在加拿大、韩国和2-4个国家欧洲推广应用(DVB-T3)其来势将很猛!而中国地面国标的升级版DTMB-2.0究竟是“基本采纳”或“基本不采纳”ATSC 3.0?何时进行和完成?2020年底中国基本关闭地面模拟电视广播之前?

3) 但无论如何,ATSC 3.0新技术值得中国方方面面的老中青专家及研究生学习和借鉴;无论是广播电视领域的或非广播电视领域的,特别是不熟悉英语的。

[特别说明] 本文介绍的内容是以2015-05-13报告 [9] 为依据。但ATSC 3.0草案标准2015年底定稿前,有关内容会有变更。因此,需以最后公布的文稿为准!这也是ATSC主席Mark Richer给笔者邮件中特别提及的!

 

首先要感谢NERC-DTV夏平建、管云峰、王尧和何大治诸位教授提供的有关信息。其次要感谢 夏劲松教授(上海全波通信技术总监)2014 -102015-04初提供大量公开资料。

参考文献

[1] www.atsc.org , News Release (新闻发布) and News Letters (快讯).

[2] www.fobtv.org ;该网站由FOBTV的秘书处NERC- DTV负责。(注:发起单位后来增加2个,总共是13个。)

[3] www.nercdtv.org (上海数字电视国家研究中心网站).

[4] Rich Chernock, Update on ATSC 3,0 (ATSC 3.0的进展), FOBTV Summit (“未来广播电视”峰会), 2014-06-24, Yan-Tai, China (中国烟台).

[5] 请用“ATSC 3.0在网络上搜索;或访问www.TVTechnology.com ; www.TVNewsCheck.com 等网站。

[6] Jon Montalbán, et al, “Cloud Transmission: System Performance and Application Senarios,” IEEE Trans. Broadcasting, Special Issue on FOBTV, vol. 60, no. 2, June 2014, pp. 170-184.

[7] Pablo Angueira, Layered Division Multi- plexing: A technique to make flexible use of spectrum, DVB-T Tech. Model Conf., 2014-10, Geneva.

[8] Doug Lung, LDM-Stacking Signals for Improved Performance (层分复用把各种信号堆垒起来以改善性能), TVTechnology, 2015-02-08.

[9] 2015-05-13ATSC举办3.0训练营(Boot- Camp)活动共有16pdf幻灯片报告(2015 -05-21 10:38美国东部时间发布);读者可直接从 www.atsc.org/pdf/?dir=bootcamp 下载。其中IT组的1篇,负责制定3.0标准草案的TG-3组有15篇,如附表 (顺序是原来的:BC是笔者编号)

[10] Xu Mengxia, A Fast and Easy Way to Transit from ATSC 1.0 to 3.0, based on LDM+OFDM, for Mr. Mark Richer, the President of ATSC, 2015-04-17 ( www.ratiog.org ).

[11] 徐孟侠.ATSC 3.1版物理层的个人建议[J].电视技术, 2014, 38(24):23-33.

[12] 赵章佑.UHF频段数字电视宽带发射机语大区域M-SFN组网探讨[J];电视技术, 2014, 38(21):6-12.

ATSC 3.0“训练营”幻灯片

报告目录 (2015-05-13)

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