趙長華

天津廣播電視臺，天津 300000

主流數(shù)字廣播技術(shù)的對比分析

趙長華

天津廣播電視臺，天津 300000

本文首先指出了數(shù)字廣播的含義，強(qiáng)調(diào)其對傳統(tǒng)廣播的技術(shù)拓展，接著研究分析了主流數(shù)字廣播技術(shù)的工作原理，主要對DAB、DRM、HD Radio等進(jìn)行了分析，最后對主流數(shù)字廣播技術(shù)DAB、DRM、HD Radio的優(yōu)勢與發(fā)展前景進(jìn)行分析總結(jié)。本文研究成果將對分析主流數(shù)字廣播技術(shù)起到一定的參考作用。

數(shù)字廣播；DAB；DRM；HD Radio

1 數(shù)字廣播的含義

數(shù)字廣播即采用數(shù)字化手段對信息進(jìn)行加工處理的廣播技術(shù)。與傳統(tǒng)廣播的主要區(qū)別在于數(shù)字廣播是以數(shù)字信號的方式來傳遞信息。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)也得到很大程度地提升，在傳統(tǒng)廣播的基礎(chǔ)上，對信息傳遞形式進(jìn)行了拓展，即數(shù)字廣播不僅可以通過聲音傳遞信息，還可以通過視頻、文字、圖片等形式實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞。

2 主流數(shù)字廣播技術(shù)的工作原理

2.1 DAB

在DAB系統(tǒng)的發(fā)射端，會利用MUSICAN音頻編碼器對輸入的信號進(jìn)行處理，降低信號的數(shù)據(jù)率，并利用復(fù)合器對壓縮后的信號進(jìn)行復(fù)合處理，之后再通過COFDM編碼器與調(diào)制器的編碼與調(diào)制，輸出符合要求的COFDM基帶信號，中心頻率、帶寬分別為2.048MHz、1.536MHz。通過DAB發(fā)射機(jī)對COFDM基帶信號進(jìn)行再處理，轉(zhuǎn)換頻率，放大功率，使其轉(zhuǎn)換成高電平射頻信號，再利用天線進(jìn)行發(fā)射。

DAB系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的接收需要專門的接收設(shè)備來完成，且接收信號解調(diào)處理與發(fā)射端調(diào)制處理順序相反，解調(diào)處理完成后即可播放音頻廣播節(jié)目或提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。對接收信號中的高頻部分進(jìn)行頻率變換處理，轉(zhuǎn)換為基帶信號與中頻信號，再利用COFDM解調(diào)器將基帶信號處理成復(fù)合信號，接著通過解時間交織、維比特解碼等操作，輸出可供使用的模擬聲音信號。

2.2 DRM

音頻數(shù)據(jù)通過信源編碼與預(yù)編碼處理后格式達(dá)到傳輸要求；多路復(fù)用確定音頻與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的安全等級；為保證信息傳輸?shù)臒o誤差，信道編碼器對信號進(jìn)行再處理，填加冗余信息；映射單元對數(shù)字化編碼信息與QAM單元之間的映射進(jìn)行了定義；交織單元完成了QAM單元到區(qū)分頻域、時域的單元序列的處理，確保信號在時間—頻率彌散信道中傳輸?shù)目煽啃?；可利用?dǎo)頻發(fā)生器了解信道狀態(tài)，預(yù)估相應(yīng)信號的解調(diào)處理；等級不同的各個單元在OFDM單元映射器的處理下集中并在時頻柵格中暫存；利用OFDM信號發(fā)生器對信號進(jìn)行時間標(biāo)記，并完成各組信號單元的傳遞。這樣編碼映射發(fā)射端信號的工作全部完成。信號傳輸時利用調(diào)制器實(shí)現(xiàn)OFDM符號的模擬處理，再借助發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射。

接收端與發(fā)射端的處理過程完全相反，接收的信號需要通過主載頻解調(diào)、低通濾波A/D轉(zhuǎn)換與串并轉(zhuǎn)換處理，再利用FFT技術(shù)獲取相應(yīng)的符號數(shù)據(jù)。接著均衡數(shù)據(jù)，在完成譯碼判決與串并轉(zhuǎn)換后，則可輸出原始音頻與數(shù)據(jù)。

2.3 HD Radio

HD Radio系統(tǒng)的工作原理為：1）為減小比特率與傳送帶寬，利用iBiquity編解碼器對音頻內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化處理，并進(jìn)行壓縮，再將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行多路傳輸。2）數(shù)據(jù)經(jīng)過附加編碼處理則變?yōu)閺?fù)合信號。附加編碼過程主要分為加擾、前向糾錯（FEC）編碼與交錯。其中加擾則是為避免出現(xiàn)0或1的長字符串，將數(shù)據(jù)進(jìn)行“漂白”或打亂處理；FEC編碼，也叫做Viterbi收縮卷積編碼，提高信號在出現(xiàn)衰退或噪音條件下的可靠度；交錯增加了信號在頻率與時間的多樣性，進(jìn)而確保在發(fā)生信號損失時可以有效接收信號。3）將復(fù)合信號打包成型，再采取OFDM映射與生成對復(fù)合信號進(jìn)行處理。4）將處理后的復(fù)合信號與標(biāo)準(zhǔn)模擬信號一同發(fā)射。

3 主流數(shù)字廣播技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 DAB

同傳統(tǒng)FM技術(shù)相比，DAB系統(tǒng)的優(yōu)勢主要有：1）在30MHz～3GHz范圍內(nèi)均能正常工作，且在傳輸過程中有較強(qiáng)的抗衰落能力；2）能夠通過衛(wèi)星、電纜、地面來實(shí)行覆蓋，且傳輸?shù)穆曇糍|(zhì)量較高，不低于CD水平。不管是便攜接收還是移動接收，均能保證廣播質(zhì)量；3）DAB可在UEF、VHF、L波段工作，實(shí)行單頻網(wǎng)同步運(yùn)行可促進(jìn)頻譜資源的有效節(jié)約，并且同步網(wǎng)對發(fā)射機(jī)功率要求較低，無需更換大功率發(fā)射機(jī)；4）基于DAB廣播技術(shù)的DMB廣播，不僅可以滿足多套數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與聲音節(jié)目的同時傳輸，還可以滿足活動圖像節(jié)目的順利傳輸。3.2 DRM

與模擬AM廣播相比，DRM系統(tǒng)有以下優(yōu)勢：1）DRM占用的工作頻段小于30MHz，大大提高了中短波頻譜資源的利用率，使頻譜資源得到合理分配，自身具有較高的繞射水平、很強(qiáng)的穿透能力、很大的覆蓋面積，便攜式接收與移動式接收均可以正常使用；2）在覆蓋范圍相同的前提下，數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)所需的功率小于模擬調(diào)幅發(fā)射機(jī)，降低了發(fā)射機(jī)的功率，并提高其使用效率，提升了數(shù)字廣播的經(jīng)濟(jì)效益；3）在目前采用的9kHz或10kHz帶寬條件下，可通過數(shù)字信號處理技術(shù)與音頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對信號進(jìn)行處理，以增加信號傳輸過程中的可靠性，提高自身抗干擾水平，避免出現(xiàn)短波衰落的情況，最后確保通過調(diào)幅波段信號進(jìn)行傳輸?shù)囊糍|(zhì)滿足要求；4）在工作帶寬范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的共同傳輸，有利于逐漸過渡到全數(shù)字廣播時代；5）在滿足基本傳送要求的前提下，DRM系統(tǒng)還可以提供一定的附加業(yè)務(wù)。

3.3 HD Radio

HD Radio的主要優(yōu)勢有：1）可在現(xiàn)有頻率段內(nèi)正常工作，無需設(shè)置專門的頻率段；2）可滿足數(shù)字信號與模擬信號同時播出的要求，并可以將模擬廣播順利轉(zhuǎn)換為數(shù)字廣播；3）所需成本較低，可提供附加業(yè)務(wù)與節(jié)目，有很好的擴(kuò)展性；4）在較低頻率下工作，在室內(nèi)可順利接收。

4 發(fā)展前景

4.1 DAB

我國的某些省份在采用移動電視之前已經(jīng)將DAB技術(shù)引入國內(nèi)。然而，DAB技術(shù)在歐洲的覆蓋范圍較廣，由于國情相差較大，直接將DAB技術(shù)用于我國的廣播事業(yè)中，一方面會使投資成本增加，另一方面也會制約數(shù)字廣播技術(shù)的推進(jìn)。目前，DAB技術(shù)在我國覆蓋范圍較小，其發(fā)展也受到多方面的制約。

4.2 DRM

在我國，多數(shù)廣播為調(diào)幅廣播，而DRM系統(tǒng)也是一種數(shù)字調(diào)幅系統(tǒng)，因此其在國內(nèi)有很好的發(fā)展基礎(chǔ)。經(jīng)過長期的發(fā)展與推動，DRM系統(tǒng)得到廣泛的認(rèn)可，且在我國的市場占有率不斷地增加，覆蓋范圍不斷擴(kuò)廣、影響力逐漸增加。

4.3 HD Radio

當(dāng)下，我國正逐步完成數(shù)字廣播技術(shù)的過渡，由原有的模擬信號傳送轉(zhuǎn)換為直接傳送數(shù)字信號。HD Radio系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的同時傳送，還能直接傳輸數(shù)字信號。作為廣播電視的關(guān)鍵組成部分，廣播對廣電的整體發(fā)展將產(chǎn)生直接影響。廣電的發(fā)展得到國家的廣泛關(guān)注，HD Radio能夠在廣電的發(fā)展過程中起到良好的理論支撐作用。

5 結(jié)論

作為一種信息傳送工具，廣播在人們的日常生活中是不可缺少的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信息傳送的方式不斷增加，而廣播仍有著不可替代的地位。數(shù)字廣播是社會發(fā)展與科技進(jìn)步的產(chǎn)物，也是廣播的發(fā)展目標(biāo)。數(shù)字廣播同傳統(tǒng)廣播相比，有多方面的優(yōu)勢，因此，應(yīng)做好數(shù)字廣播技術(shù)的研究工作，推進(jìn)數(shù)字廣播技術(shù)，邁入全數(shù)字廣播時代。

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G2

A

1674-6708（2016）177-0052-01

趙長華，工程師，天津廣播電視臺，研究方向?yàn)閺V播電視技術(shù)。