讓中國標準引領中國產業(yè)走出去

記國家科技進步一等獎項目“DTMB系統(tǒng)國際化和產業(yè)化的關鍵技術及應用”

記者　劉蔚如

獲得科技進步一等獎后，楊知行教授和潘長勇研究員合影。

　　登上人民大會堂的領獎臺之前的十幾天，71歲的清華大學電子系教授楊知行再一次結束了尼泊爾、柬埔寨、老撾之行。十年間，他早已數(shù)不清多少次為了項目奔赴海外。而這項由楊知行領銜的清華大學數(shù)字電視中心團隊完成的“DTMB系統(tǒng)國際化和產業(yè)化的關鍵技術及應用”項目，在1月9日召開的2016年度國家科技獎勵大會上榮獲了科技進步一等獎。

　　DTMB是中國數(shù)字電視強制性國家標準，其第一起草人正是楊知行。2011年底，在楊知行等人的努力下，DTMB正式成為國際電聯(lián)標準，與美、歐、日等標準共同構成地面數(shù)字電視四大國際標準，被國際電聯(lián)譽為“1972-2012年全球數(shù)字電視發(fā)展四十年的一個重大里程碑事件”。

　　“對于應用科學來說，標準就是一種前沿技術。這種技術的競爭不憑借論文，而是憑借市場，以占領市場為目標，標準就是其中制勝的武器。”秉持這樣的信念，楊知行帶領著團隊走上了DTMB系統(tǒng)的國際化和產業(yè)化之路，這一路雖走得艱辛，但他們從未退縮。

“在國民經濟主戰(zhàn)場打一個翻身仗”

　　長期以來，中國的彩電制造量和保有量都是世界第一，然而在數(shù)字電視時代前的黑白、彩色電視兩個階段，中國的電視標準都是選用歐洲的標準，沒有自主的核心技術知識產權，國內的相關產業(yè)一直都只能賺取加工費。1996年，美國和歐洲相繼建立了各自的數(shù)字電視標準，使得美、歐的標準成為了數(shù)字電視領域最早的兩個國際標準。1999年，國家數(shù)字電視領導小組成立，提出中國數(shù)字電視要自主制定標準。

 楊知行與師生進行技術攻關。

　　“電視是國家重要的產業(yè)領域，適逢數(shù)字電視取代模擬電視的變革時代，如果把我們掌握的通信技術應用到數(shù)字電視領域，一定能夠做出國際領先的成果，將會給我國的相關產業(yè)帶來發(fā)展機遇。”回想起投身這一項目的緣起，楊知行依然很激動地說：“我們做應用科學研究的，應該要在國民經濟的主戰(zhàn)場打一個翻身仗！”

　　于是，以楊知行為代表的一批清華人，開始了數(shù)字電視標準的研究工作，然而從起步開始，他們就面臨著困境。團隊成員潘長勇曾對楊知行說：“我本來做遙感衛(wèi)星領域的事情做得挺好，科研經費也穩(wěn)定，您卻讓我來做這個事情，經費沒有，文章不好發(fā)，還一天到晚要被派出去。”雖然只是句玩笑，卻也真實的反映了他們曾面臨的困難。直到2003年清華大學信息技術研究院成立，時任清華大學副校長龔克組建了由楊知行作為學術帶頭人的數(shù)字電視技術研究中心，部分電子系教師和海內外引進人才組成了中心團隊，學校投入了985二期經費支持，開啟了團隊攻關的征程。

　　當時，美國的數(shù)字電視標準采用了全時域的信號處理方式，而歐洲標準采用了全頻域的處理方式，兩者各有優(yōu)劣。“這時我們就充分發(fā)揮了后發(fā)優(yōu)勢，看到了這兩種標準的優(yōu)勢和缺陷，于是采用了時域和頻域信號協(xié)同處理的方式，創(chuàng)新出‘時域同步幀頭+頻域數(shù)據(jù)幀體’的TDS-OFDM信號幀結構，在避免缺陷的同時，將歐、美標準的優(yōu)勢結合了起來。”楊知行說。這種信號處理方式大幅提高了頻譜效率、同步性能和信道估計精度，多項專利被國家知識產權局評估為基礎性發(fā)明，成為學術界公認的一種新型OFDM技術體制，豐富和完善了多載波傳輸理論。此外，楊知行和團隊還發(fā)明了一種適用于復雜的地面數(shù)字電視傳輸環(huán)境的LDPC糾錯編碼專利技術，成為國際上第一個在數(shù)字電視領域采用LDPC碼的標準，不僅大幅度提升了系統(tǒng)的接收性能，更引領了后來標準的技術方向。

　　2006年，國務院批準頒布了這一標準。由于采用了最新的關鍵核心技術，這一具有完全自主知識產權的中國DTMB標準的系統(tǒng)頻譜效率、信號接收性能、移動接收性能、同等功率覆蓋范圍等各方面都明顯優(yōu)于其他標準。

探索具有示范效應的國際化推廣模式

　　標準的意義在于應用，因此，成為國家標準對于楊知行和團隊來說，只是萬里長征走出了第一步，讓DTMB走向國際，是他們更大的心愿。

　　很快，DTMB與歐洲標準在香港有了第一次碰撞。歷經三個多月，針對各種應用場景進行了各項測試，DTMB在技術上顯示出了明顯優(yōu)勢。2007年，香港宣布放棄歐洲標準采用DTMB標準，這使得團隊成員們對DTMB走向國際市場充滿了信心。于是從2007年到2009年，在中關村科技園管委會的支持下，以清華大學為首，由100多家企業(yè)參與組建了中關村數(shù)字電視產業(yè)聯(lián)盟，開始了在中、南美洲的DTMB標準推廣。

楊知行和他的學生們在實驗室共享研究成果的喜悅。

　　沒想到第一站在古巴的測試就給團隊出了一個大難題。測試結果同香港一樣，DTMB明顯優(yōu)于歐洲標準，但古巴卻提出由于帶寬不同，不認可這一測試結果，要求中國團隊在3個月之內修改帶寬。DTMB標準已在國內強制性實施，接收芯片已經批量生產，再做修改談何容易！但是考慮到DTMB未來的國際化之路，團隊日夜攻關，提出了一系列創(chuàng)新技術，成功研制了DTMB增強系統(tǒng)，增補了DTMB標準支持多業(yè)務廣播和多帶寬可選的功能。

　　帶著新的DTMB增強系統(tǒng)，團隊在委內瑞拉、秘魯?shù)葒疫M行了一輪又一輪的測試。楊知行至今還清楚地記得，委內瑞拉工信部部長曾在測試前對他說：“你們的技術可能不如歐洲，測試結果大概比不過歐洲、美國和日本”。然而實際上，9個測試點的數(shù)據(jù)“一邊倒的中國贏，而且贏得非常多，優(yōu)勢非常明顯”，楊知行回憶說，“所有人都傻眼了，覺得不可思議。”在秘魯數(shù)字電視委員會給總統(tǒng)的報告里，中國標準在技術上取得了第一，這一報告也得到了南美洲各國的普遍認可。

　　2年多的時間里，潘長勇幾乎每隔2、3個月就去一次南美洲。在秘魯?shù)臏y試分別在海濱城市、高原城市、熱帶雨林地區(qū)進行，幾個月的測試結束后，潘長勇變得又黑又瘦。雖然已經60多歲，楊知行也沒少往南美洲跑，每次都要坐30多個小時的經濟艙。

2012年楊知行向到訪的剛果金政府代表團介紹中國數(shù)字電視標準。

　　在這些測試中，DTMB的技術優(yōu)勢得到了充分展現(xiàn)，但讓楊知行和團隊成員們感到意外的是，多數(shù)國家最終卻沒有選用DTMB標準。“廣播電視是政府喉舌和普惠全民的基礎設施，其標準遴選是國家行為，涉及國家利益，因此我們很難單純依靠技術優(yōu)勢贏得市場。”楊知行無奈地說，“我們非常辛苦地做DTMB的國際推廣，轟轟烈烈地干，結果卻很悲壯。”但這段歷程并不是一無所獲，國家開始更加重視DTMB的對外推廣，國家發(fā)改委等8個部門聯(lián)合組建了DTMB海外推廣工作組，推動DTMB成為國際標準的工作也提上日程。

　　“國際化包括兩方面，一是標準化，二是推廣應用。”潘長勇說，“想要國際化，就要成為國際標準。”國際電聯(lián)的數(shù)字電視國際標準建立以來，除了一開始就包括的美國標準和歐洲標準，日本標準是唯一后來加入的，日本人用了將近5年的時間完成。已有的三個國際標準都已在全球范圍內進行產業(yè)化推廣多年， 新興的DTMB標準與之市場競爭，這種情況下讓對方同意接受DTMB標準，無異于“與虎謀皮”。團隊成員、電子系教授宋健和信研院研究員潘長勇一起作為主要骨干參與了這一過程，國際會場上的“唇槍舌劍”和會場外的博弈，壓力和焦慮伴隨著他們。厚積薄發(fā)，2011年宋健和潘長勇第三次來到國際電聯(lián)的會議時，一切終于水到渠成，DTMB標準成為了國際電聯(lián)正式標準。“標準是一個完整的體系，僅有樹干還不行，我們要讓它長成參天大樹，還需要很多樹杈，以及不斷向它輸送養(yǎng)分。”潘長勇說，“所以我們一直在不斷完善DTMB標準體系，以及推動它的演進和發(fā)展。”

2015年楊知行在巴基斯坦與巴國家廣電局和國家電視臺領導交流。

　　而在推廣應用方面，2009年，國家發(fā)改委批復由清華大學牽頭籌建數(shù)字電視國家工程實驗室，負責數(shù)字電視海外推廣應用和技術演進研究。在工作組的領導下，逐步形成了國家主導和企業(yè)主導兩種模式，目前在亞、非、拉地區(qū)已有14個國家或地區(qū)（含中國)采用DTMB標準，覆蓋全球近20億人口。

從標準到產業(yè)鏈

　　10多年前開始數(shù)字電視標準研究工作時，楊知行并沒有料想到，自己會把一個標準做成了產業(yè)鏈，然而在后來一步步的實踐中，他和團隊真的做到了。

　　“再好的技術標準也需要把產品做到有競爭力，才能真正到國際市場上參與競爭。”楊知行說，“但是這件事情技術難度比較高，投入很大，沒有企業(yè)愿意承擔。”這時候，學校和院系的領導給予了團隊支持，鼓勵他們自己研制產品。“這本來并不是我們擅長的領域，但也只好‘趕鴨子上架’了。”楊知行笑道。

DTMB標準第一起草人楊知行與其團隊開發(fā)的標準測試樣機。

　　他們很快就取得了成果，完成了DTMB系統(tǒng)成套的實現(xiàn)技術和算法代碼，并創(chuàng)新實施了一種專利處置與實現(xiàn)技術分離操作的機制，把全部專利貢獻國家的同時，實現(xiàn)技術和算法代碼轉讓國內外近20家企業(yè)，合同金額累計過億元，推動了我國DTMB產業(yè)鏈及專利池建設。團隊還通過自主開發(fā)數(shù)字電視一體機、機頂盒及其接收專用芯片，多模式地面數(shù)字電視發(fā)射機及其單頻組網設備等DTMB系列產品，實現(xiàn)了DTMB系統(tǒng)產業(yè)化和產業(yè)鏈建設并開展市場應用，近3年實現(xiàn)DTMB相關產品的銷售額達674億元。在國內，DTMB標準已強制實施，覆蓋全國過半數(shù)人口，其接收功能已標配到國內市場銷售的電視機，國家廣電部門也正在開展全國覆蓋工程建設。

　　回顧這一過程，楊知行發(fā)現(xiàn)他們已經逐步實現(xiàn)了以標準輸出為龍頭，通過標準帶動產品輸出，通過產品帶動文化出口，集技術、標準、產品、服務、金融、文化為一體的海外推廣應用產業(yè)鏈模式。

　　能夠從最初的種種困境走到今天，楊知行認為離不開信念和團隊。他說：“從我的老師吳佑壽院士到我，再到現(xiàn)在挑起重擔的宋健和潘長勇，我們都有堅定的信念，要在這條道路上堅持走下去。”而這個團隊中的全體成員，也因為這個信念始終牢牢地團結在一起，并在堅持的過程中不斷成長。

　　過去的10多年，楊知行和團隊通過理論創(chuàng)新、技術突破、標準制定、產業(yè)化和產業(yè)鏈建設、國內外推廣應用，促進我國數(shù)字電視行業(yè)跨越式躋身世界前列，成功占領了國際同類標準的技術制高點。近年來，歐洲推出了第二代數(shù)字電視國際標準，楊知行和團隊也創(chuàng)新了DTMB演進系統(tǒng)，于去年成為國際標準，正在產業(yè)化和國際化過程中。新一輪的競爭已經開始，楊知行滿懷信心地表示：“我們已經搶占了制高點，還要繼續(xù)堅持不懈做下去，保持在數(shù)字電視標準領域的引領地位。”

（清華新聞網1月9日電）

編輯：常 松