“地面数字传输技术是数字电视宏大产业链的关链环节和宽带信息无线传输的研究热点。”杨知行教授告诉记者,“这项发明技术从数字电视领域成功切入以后,将广泛促进信息传输领域的相关技术优化升级。”
地面数字多媒体电视广播(DMB-T)系统支持的重要特性有:高信息量、高度灵活的操作模式、高度灵活的频率规划和覆盖区域。它可以通过选择不同的调制方案,支持固定、便携、步行或移动接收;能够通过分级调制,支持分级业务;能够通过选择不同保护间隔的工作模式,构建半径为16公里或36公里以内覆盖范围的单频网。
此外,DMB-T还能支持不同的多媒体业务应用,例如HDTV、SDTV、数据广播、互联网、消息传送等;也能支持多个传送网络协议,易于和其它的广播和通信系统接口。对于便携终端,它还能支持低功耗模式和手机看电视功能以及支持多种不同速率的工作模式。
杨知行教授介绍说,DMB-T技术目前已获得授权发明专利17项,其中3项被国家知识产权局确认为基础性发明专利,成为我国地面数字电视传输标准的自主知识产权体系的基础;对我国独立自主制订标准,形成坚实的技术壁垒,发展有自主知识产权的大规模产业,成长国民经济新增点等都将有重大的推动作用。
一路风雨一路歌
“前途光明,道路曲折”用这句话来形容这支科研团队再恰当不过了。在探索的道路上,他们不畏艰辛,攻克险阻,寻求真理。忆往昔岁月,可谓一路风雨一路歌。
迎接数字电视时代
数字电视是指用数字技术对电视信号进行处理、传输、存储、记录、接收及控制的系统。与模拟电视相比,数字电视具有收视效果好、图像清晰度高、音频质量高、传输效率高,抗干扰能力强等优点。数字电视可以提供全新的业务,借助双向网络,数字电视不但可以实现用户点播节目、自由选取网上的各种信息,而且可以提供多种数据增值业务。因此,数字替代模拟是广播电视技术的一场革命,也是我国产业的一次历史机遇。
抓产业机遇必须抓标准,抓标准只有靠创新,国际上,针对数字电视标准,已公布三种方案:欧洲数字电视标准DVB、美国数字电视标准ATSC、日本数字电视标准ISDB。
在我国,数字电视标准正在进行中。2005年6月,广电总局制定了我国模拟电视向数字化过渡时间表:2005年数字电视用户超过3000万;2008年全面推广地面数字电视广播2010年全面实现数字广播电视2015年停止模拟广播电视的播出。
根据广电总局的数字电视产业时间表,中国数字电视产业发展进程正在加速,中国数字电视相关产业链的内容提供商、电视(终端)制造商、网络运营商等多个重要环节早已蓄势待发。
我国数字电视地面传输标准特别工作组副组长龚克教授介绍说:“按照国家数字电视领导小组的意见,我国数字电视地面传输标准将在今年6月底以前出台。值得强调的是,这个标准不仅是一个基于创新技术的方案,而且是一个基于成熟的创新技术的方案。其基本技术和系统已在我国的二十几个省市进行了一定规模的成功的商业实验。”
知与行中的历练
现任清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室常务副主任、清华大学数字电视传输技术研发中心主任、全国数字电视标准化专家委员会委员、信息产业部数字电视标准工作协调组组长等多种头衔的杨知行教授,长期从事宽带信息传输技术领域的科研和教学工作,完成地面数字多媒体/电视传输系统、遥感卫星高速数据通用接收系统、高速光纤通信系统、数字微波通信系统等多项国家和部委等重大科研项目。
回忆起当初立项时的情形,杨知行教授向本刊记者透露:“当初我们研发中心提出了双向的、具有回传能力的‘蜂窝式数字电视传输系统’,还提出了用蜂窝技术单频组网。这样一开始就确定既要满足数字电视的基本需求、又要具备与下一步技术发展的可扩展性这两个条件。项目通过和国家广电总局之间进行的磋商,在后来不断的测试和演示中演变成目前比较成熟的清华大学地面数字多媒体/电视传输标准方案。”
作为对一种传输系统的研究,以杨知行教授为代表的课题组成员从开始就遇到了来自各方面的压力与考验。“开始的考验来自课题立项之初,当时相关部门已经安排其他单位进行攻关,因而清华的课题研究得不到资金支持,但我们又必须坚持下去、不断往前做,因为我们深信这个创新技术对国家有益。”
后来的考验接踵而至。“起初在清华大学做移动试验的时候,接通率非常低,一个简单的动作重复了好几年。经过数值采集、仿真系统分析、找到问题所在,修改算法,再做移动试验。”杨知行教授带领课题组克服了重重困难,“从2002年到2004年,欧洲标准的DVB-T由上海开始迅速推进到北京、长沙、青岛等地,市场方面造成极大压力。当时参与制定我国地面数字电视传输标准方案的几家单位也都希望让我国拥有具有自主知识产权的地面数字电视传输标准显示产业化能力,清华大学、上海交大分别将方案推到市场,在实际应用中去进行历练。”
“据我所知,除了国内一些地方在用DMB-T,包括外蒙、印尼和新加坡等地也都表达了极大的兴趣,希望能在实际中加以运用。”杨知行教授很兴奋地告诉记者,“这充分地说明了这个方案所具有的可扩展性及其使用中的拓展性,采用这个具有完整自主知识产权的方案后,可为国家节省大笔的专利费开支。”

历史机遇的选择
“我国的数字电视地面传输标准一定要突出欧洲标准的重围、数字电视是国家组织的研发,必须做出基础性的发明,而不仅是改进性的发明。”项目的主要完成人之一、龚克教授在接受《中国科技奖励))杂志的采访时,对数字电视地面传输标准进行了一番理性的分析 “数字电视地面传输技术是电视作为公共媒体的基本传输手段,以数字电视的地面传输技术作为突破口,之后可再将它扩展到有线传输、卫星传输乃至手机接收等其它领域。标准的制定首先要体现其公共媒体的特性。
“数字电视地面传输技术是自主创新重点跨越的领域之一、也是惠及亿万群众的高新技术。电子信息产业的数字化分为三个阶段,最先是数字计算机,之后是数字通信及其与计算机的结合所形成的数字信息网络,最后要实现数字化的将是广播电视领域。长期以来,通信和广播是分别发展的两支,后者较之前者对频谱利用率和数据传输速率和质量有更高的要求,恰恰是因为这个原因,才使得广播电视成为数字化最后的、也是最难的领域。然而,广播电视一旦形成数字化后,同样的技术再运用到无线通信领域中,将会成为下一代宽带无线通信发展的基础技术,将有可能实现在数字媒体基础上的通信、计算机和广播电视的三网互通。”
“我国有世界上最大的消费市场、最强的制造能力,如果再加上自主的技术标准、知识创新能力,就可以实现从一个电视制造大国变成一个技术强国的夙愿,电视的数字化革命无疑给我国电视产业的发展提供了一个难得的历史机遇。”
龚克教授对我国数字电视的发展前景十分乐观:“在技术上我们对数字电视是有充分信心的。首先,对于已有的城市电视用户来说,他们会享受到更高质量的服务,数字电视使画面的清晰度提高了、抵抗干扰的能力增强了,节目也更加丰富了;另外,对于没有电视的地区来讲,可以解决从无到有的问题,实现广播电视的‘村村通’。”
作为清华大学副校长,龚克教授向记者阐述了在高校进行科研工作的优势:“在高校进行科研是与人才培养紧密结合的,特别是做关于国计民生的重大科研项目时,可以让学生在实践的过程中去自主地运用知识、获取知识,并学会和他人协同地使用知识在这个过程中,还可以让学生切身地感觉到自己的科研工作与国家发展的密切关系。‘天下兴亡,匹夫有责’,只有在实践中才能真实地体会到这点,这也是清华几十年来培养人才比较成功的重要经验。”
