高精度数字电视广播授时技术研究

利用电视信号进行时间频率传递由来已久，我国早在上世纪70年代就开展利用卫星电视信号进行时间频率传递研究。随着模拟电视体制向数字电视体制转变，特别是随着我国地面广播技术标准DTMB出台，根据数字地面广播电视在城市复杂环境高覆盖特点，开展数字电视地面广播信号进行时间频率研究具有一定应用价值，是对我国以卫星授时、长波授时为主的授时服务体系的有效补充。本项目立足于我国数字电视地面广播标准DTMB标准，旨在从数字电视地面广播时间频率插播方法、发射基站时间同步以及广播电视信号传播时延估计三方面开展研究，完成关键技术实验，提出我国DTMB授时技术方案，预期达到100ns授时精度。其中关键技术在于基于DTMB的时间频率插播方法和利用PN码填充帧头的传播时延估计。该项目的顺利实施将填补我国数字电视授时技术空白，对扩充现有授时服务体系，发展新授时手段具有重要意义。

项目主要进行了基于地面广播DTMB标准的信号体制分析和研究，实现了在不改变数字广播电视信号体制、不改动广电广播发射系统设备、不影响广播电视节目正常播出的前提下进行高精度授时的方法。课题主要研究了数字电视时延测量技术、时频信号插播技术、数字电视基站同步技术以及授时信号接收技术等关键技术，并制定了相关技术方案。由于我国DTMB系统建设慢于预期，DTMB系统资源有限，课题组未能获得电视台时间频率信号插播条件，因此只完成了DTMB信号接收和伪距测量的授时技术实验。.　　经过与江苏广电的合作，课题组在项目后期利用广电数字卫星电视系统进行了基于DVB-S标准的数字电视授时方法研究，制订了主要技术方案，进行了相关技术试验，并获得了较为理想的实验结果。利用江苏广电数字卫星电视信号，实现了好于100纳秒的授时精度。.　　在DTMB授时研究方面，课题首先提出了通过测量DTMB信号伪距获得时间信号传播时延的方法，并制定了相关技术方案。研制了实验接收机，实现了对电视台DTMB广播信号的捕获和处理，获得了初步的伪距测量结果，接着提出利用数字电视信号TS码流进行时间频率信号搭载的方法。.　　数字卫星授时技术研究方面，课题组主要进行了数字卫星电视广播信号中授时电文的插播方法、数字卫星电视广播时间信号的传播时延估计方法、数字卫星电视广播授时信号的高精度测量技术的研究。根据以上研究结果，制订了总体技术方案，研制了数字卫星电视时间频率插播系统和授时接收机实验样机。在江苏广电数字电视节目成功实现了时间频率信号的插播，获得了理想的实验结果。.　　课题研究成果依托现有广电基础设施，实现了在不改变数字广播电视信号体制、不改动广电广播发射系统设备、不影响广播电视节目正常播出的前提下完成高精度授时的目标。由于我国数字电视信号与早期模拟电视信号体制完全不同，不能采用早期模拟卫星电视授时技术。国内外没有相关技术和经验可以借鉴。课题组提出了一项全新的授时技术手段，解决了在不改变现有数字电视广播信号体制的前提下，进行高精度时间传递的难题，填补了数字电视授时技术空白。.　　课题研究成果为我国广大时间频率用户提供了一种自主的、高精度的、可靠的时间频率服务冗余技术手段，对于构建卫星地面一体的高精度数字电视授时网以及建立和丰富我国时间频率体系起到了积极的作用。