魏星

近年來(lái)隨著數(shù)字廣播音頻的出現(xiàn)和應(yīng)用，數(shù)字音頻廣播越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)和歡迎，但是許多人并不了解數(shù)字音頻廣播。本文主要結(jié)合自己的工作從含義、技術(shù)、過(guò)程、特點(diǎn)四個(gè)方面來(lái)淺談數(shù)字音頻廣播。

數(shù)字音頻 廣播 技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與廣播電視技術(shù)迅速融合，加快了廣播電視領(lǐng)域的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，逐步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)廣播電視中心設(shè)備系統(tǒng)和播出控制系統(tǒng)的智能化管理，使整個(gè)錄制、編輯、編審、播出等呈現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特征，也就是說(shuō)無(wú)線電廣播進(jìn)入了數(shù)字音頻廣播技術(shù)時(shí)代。數(shù)字音頻廣播實(shí)現(xiàn)了從播音室至接收機(jī)傳送的各種業(yè)務(wù)的數(shù)字化，能夠提供清晰、高保真的高質(zhì)量的無(wú)線電業(yè)務(wù)。當(dāng)前我國(guó)大部分大中型電臺(tái)都采用了數(shù)字音頻廣播技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采錄、編排、播出系統(tǒng)的數(shù)字化，這是積極響應(yīng)國(guó)家廣電總局《2001年至2010年廣播影視事業(yè)發(fā)展計(jì)劃綱要》《廣播影視科技“十五”計(jì)劃2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃》的中關(guān)于我國(guó)廣播電視在2010年要基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化要求的體現(xiàn)，是我國(guó)廣播技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。

一、數(shù)字音頻廣播的含義

數(shù)字音頻廣播，簡(jiǎn)稱DAB（Digital Audio Broadcasting），是數(shù)字廣播系統(tǒng)，主要是借助于多媒體技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)廣播電視中心設(shè)備系統(tǒng)和播出控制系統(tǒng)的智能化管理，使整個(gè)錄制、編輯、編審、播出等實(shí)現(xiàn)數(shù)字化呈現(xiàn)出數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特征，實(shí)現(xiàn)了從播音室至接收機(jī)傳送的各種業(yè)務(wù)的數(shù)字化，完全克服了模擬廣播電波多徑傳播過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲、失真等質(zhì)量問(wèn)題，能夠?yàn)槁?tīng)眾提供清晰、高保真的高質(zhì)量的無(wú)線電業(yè)務(wù)。數(shù)字音頻廣播（DAB）適合于移動(dòng)、固定或便攜式接收，聲音質(zhì)量完全可以與CD相媲美，不僅能夠傳送聲音廣播節(jié)目，而且能夠傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、圖等。數(shù)字音頻廣播（DAB）的傳輸系統(tǒng)功率小，可以實(shí)現(xiàn)同步網(wǎng)運(yùn)行，能夠節(jié)約頻率、節(jié)約能源、電磁污染低，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

二、數(shù)字音頻廣播使用的技術(shù)

1.MUSICAM信源編碼技術(shù)。信源編碼技術(shù)，就是通過(guò)對(duì)信源數(shù)據(jù)率進(jìn)行壓縮，達(dá)到用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量的目的。DAB使用的信源編碼方法叫做掩蔽型自適應(yīng)通用子頻帶集成編碼復(fù)用，簡(jiǎn)稱MUSICAM（Masking Pattern adapted Universal Sub-band Integrated Coding and Multiplexing）。屬于子頻帶編碼，就是把寬帶的聲音信號(hào)的頻譜分割為寬度均為750Hz的32個(gè)子頻帶，每個(gè)子頻帶獨(dú)立受控進(jìn)行數(shù)據(jù)率壓縮，凡是在本子頻帶同聽(tīng)閉以下的頻譜成分都不編碼、不傳送，處于同聽(tīng)閉以上的頻譜成分用多少比特進(jìn)行量化，也就是說(shuō)只對(duì)人耳能聽(tīng)得見(jiàn)的音頻信號(hào)成分進(jìn)行編碼，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效壓縮，并能夠高效利用可用的頻譜。

2.COFDM信道編碼技術(shù)。信道編碼技術(shù)，簡(jiǎn)稱COFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing），就是編碼正交頻分復(fù)用。C指信道編碼，可以使信息傳輸更具可靠性。通常，人為在所傳的信息中加進(jìn)冗余，目的是當(dāng)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，可以通過(guò)信道解碼發(fā)現(xiàn)和修正差錯(cuò)，恢復(fù)出正確的信息。OFD指正交頻分，許多頻譜成正交關(guān)系的副載波，彼此間隔△f=l/符號(hào)有效期，形成一個(gè)寬帶系統(tǒng)，傳送的數(shù)據(jù)被分配在每個(gè)副載波上，每個(gè)副載波是窄帶的子信道，傳送低的數(shù)據(jù)率，每個(gè)副載波采用四相差分相移鍵控（4DPSK）方法調(diào)制，符號(hào)持續(xù)期長(zhǎng)，抗符號(hào)間干擾能力強(qiáng)。M指復(fù)用，就是利用多載波寬帶系統(tǒng)同時(shí)傳送多套聲音節(jié)目和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

3.采用COFDM調(diào)制技術(shù)。COFDM調(diào)制技術(shù)就是“編碼正交頻分復(fù)用”（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex），是一種有效利用頻譜的多載波數(shù)字調(diào)制方案。COFDM系統(tǒng)是根據(jù)將信息在大量相互接近且成正交關(guān)系的載頻之間分割的原理進(jìn)行的，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)把一個(gè)無(wú)線電信號(hào)分配在1536個(gè)不同的載頻上，并且有一定的時(shí)延。每一載頻之間相隔1KHz，其中每一載頻用差分正交移相鍵控進(jìn)行獨(dú)立調(diào)制，復(fù)用的數(shù)據(jù)信息全部在這些載波頻率上，并且這些載頻形成一個(gè)頻率區(qū)塊，共占有約1.54MHz的頻譜寬度。每個(gè)載頻的符號(hào)率很低，符號(hào)周期很長(zhǎng)，加之時(shí)間上保護(hù)間隔的設(shè)置，對(duì)多徑反射有很好的保護(hù)等作用。另外COFDM采用的先進(jìn)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)方法可以保障接收質(zhì)量。

4.同步網(wǎng)技術(shù)。DAB同步網(wǎng)又稱單頻網(wǎng)（Single Frequence Network， 即SFN）。就是指同步網(wǎng)中的所有發(fā)射機(jī)都使用中心頻率相同的DAB頻率塊，精確同步的調(diào)制信號(hào)，能夠營(yíng)造多徑效應(yīng)。在發(fā)射臺(tái)之間的距離和布局確定的情況下，各發(fā)射臺(tái)的功率可以相益，因此，發(fā)射臺(tái)的所需要的發(fā)射功率較低，通常只有幾百W到1KW。

三、數(shù)字音頻廣播的過(guò)程

DAB廣播的過(guò)程并不復(fù)雜，首先把要播出的音頻節(jié)目和相關(guān)信息如文本、圖像等準(zhǔn)備好，然后把數(shù)據(jù)傳送到發(fā)射機(jī)，進(jìn)行數(shù)字壓縮處理，其中包括MUSICAM編碼、卷積編碼和時(shí)間交織。處理后的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)至MSC復(fù)用設(shè)備變成復(fù)用流子幀MSC，再與FIC、SC等子幀在傳輸復(fù)用設(shè)備中復(fù)用成發(fā)射前的數(shù)據(jù)流。然后數(shù)據(jù)流在數(shù)字廣播階段再經(jīng)過(guò)頻率交織和COFDM信道編碼后，最后被傳送到發(fā)射機(jī)向外輻射廣播。

四、數(shù)字音頻廣播的特點(diǎn)

1.抗干擾能力強(qiáng)，音質(zhì)好。數(shù)字音頻廣播（DAB）傳輸系統(tǒng)采用COFDM、時(shí)間交織和頻率交織等技術(shù)措施，能夠避免多徑反射干擾，提高了抗多徑干擾的能力，有利于接收信號(hào)的增強(qiáng)。同時(shí)，數(shù)字音頻廣播（DAB）傳輸系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力不僅可以消除傳輸過(guò)程中的噪聲和失真，而且還可以修正傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)，能夠?yàn)槁?tīng)眾提供清晰、高保真的高質(zhì)量的無(wú)線電業(yè)務(wù)。

2.發(fā)射功率要求降低，利于節(jié)能環(huán)保。數(shù)字音頻廣播（DAB）采用COFDM通路編碼技術(shù)，信號(hào)內(nèi)容分配在眾多的頻率上進(jìn)行傳送，占用頻寬l.5MHz，它在同一單頻網(wǎng)內(nèi)采用相同的發(fā)送頻率，這樣各發(fā)射機(jī)之間的信號(hào)強(qiáng)度正好起到相互補(bǔ)充的作用，不僅提高了接收效果，而且有效地降低了發(fā)射機(jī)的功率。

3.應(yīng)用范圍廣。數(shù)字音頻廣播（DAB）的接受方式靈活多樣，適合于移動(dòng)、固定或便攜式接收。不僅在固定或便攜的情況下能夠獲得很好的接收質(zhì)量，即使是高速移動(dòng)的情況下仍然能夠獲得高質(zhì)量的接受效果，聲音質(zhì)量完全可以與CD相媲美。

4.多樣化的業(yè)務(wù)內(nèi)容。數(shù)字音頻廣播（DAB）系統(tǒng)是一種多媒體廣播系統(tǒng)，不僅可以像模擬廣播一樣傳送各種高質(zhì)量的廣播節(jié)目，而且還能夠傳輸各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和圖像信息等，如交通信息、天氣預(yù)報(bào)、尋呼業(yè)務(wù)、商用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，甚至靜止圖像和低速圖像信息。

5.組網(wǎng)方式靈活、覆蓋面積大。數(shù)字音頻廣播（DAB）組網(wǎng)方式靈活，既可以采用地面廣播的形式，又可以采用衛(wèi)星廣播或地面、衛(wèi)星混合廣播等形式。通過(guò)靈活的方式組建單頻網(wǎng)絡(luò)，不僅可以大面積地組織DAB廣播網(wǎng)，使廣大接收地區(qū)乃至全國(guó)處于同一DAB的覆蓋之下，而且可以大大提高了邊緣地區(qū)的接收質(zhì)量。

6.提高了頻譜利用率。數(shù)字音頻廣播（DAB）的傳輸系統(tǒng)允許同步網(wǎng)運(yùn)行，提高了頻譜利用率。DAB采用了有效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，使原來(lái)一個(gè)聲道需要的約768kbps的碼率降低到100kbps左右，有利于充分利用頻率資源。

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