DRM數字廣播的應用與發展情況概述

唐 艷

（國家無線電監測中心哈爾濱監測站，哈爾濱 150010）

1 引言

廣播已有百年歷史，在通信技術迅猛發展的今天，廣播也正朝著數字化方向不斷發展。

傳統的模擬調幅廣播具有覆蓋范圍廣、接收成本低、適合固定和移動接收等優點，一直被世界各國作為實現地區性及國際性廣播覆蓋最好的手段之一，但也存在著聲音質量差、業務種類單一、容易被干擾等缺點。隨著數字衛星廣播、數字音頻廣播DAB等現代數字廣播技術的出現，模擬調幅廣播的數字化就顯得尤為迫切。

近年來，歐美發達國家十分重視模擬調幅廣播的數字化，進行了大量的基礎研究和試驗，提出了多種模擬調幅廣播的數字化方案和標準，國際上應用較多的是HD Radio和DRM。2002年10月，美國聯邦通信委員會FCC將HD Radio確定為美國調幅數字廣播標準，已在美國境內多個城市進行了試播。由于HD Radio系統所有核心專利均由美國iBiquity公司持有，使用該技術的廣播運營商和廠家均需得到iBiquity公司授權并向其繳納專利費用，因此，HD Radio技術在世界范圍內的使用和推廣受到了阻礙。1998年3月，在中國廣州成立了DRM國際組織，該組織主要致力于開發在世界范圍內的中短波數字廣播標準。經過多年的努力，基本實現了中短波數字廣播標準的統一。DRM作為目前相對成熟且非專利的中短波數字化技術，得到了國際上的普遍認可，被國際電聯廣播業務組ITU-R確定為全球短波波段數字聲音廣播的惟一制式和標準。從2003年6月開始，世界上多個國家開始了DRM試播，我國也在多個城市建立了試驗網并開展過多次試驗。

2 DRM數字廣播技術特點

2.1 概念及分類

DRM是一種全球通用的開放式數字廣播系統標準，適用于所有廣播頻段，包括長波、中波、短波、調頻頻段乃至甚高頻。DRM數字廣播的分類如圖1所示，包括DRM30和DRM+兩個標準。最初提出的DRM30是為30MHz以下的中短波調幅廣播數字化提出的解決方案，后來又擴展到調頻頻段和III波段的下半段從而形成了DRM+。

圖1 DRM數字廣播的分類

2.2 技術優勢

DRM數字廣播相比于傳統的模擬調幅廣播系統具有以下優勢：

⊙ 在信號覆蓋相同的情況下，能降低發射機功率，有利于節約能源和減少電磁環境污染，更低的能源消耗被稱之為“綠色能源”。

⊙ 能夠顯著提高音質，DRM30能夠達到高品質立體聲音質，DRM+能夠達到CD級音質。

⊙ 抗干擾性能好，可以消除傳輸過程中的噪聲和失真的累積，采用糾錯編碼措施，可以糾正傳輸過程中出現的差錯。

⊙ 數字信號便于存儲、交換、處理和計算機連接。

⊙ 采用數字壓縮技術，提高了頻譜利用率。

⊙ 在所規定的帶寬內，可以同時傳送一路模擬和一路數字信號，便于逐步向全數字廣播過渡。

⊙ 數字廣播還能夠提供附加多媒體業務的數據傳輸，可實現應急預警等特殊功能需求。

3 DRM數字廣播的應用與發展

3.1 全球DRM數字廣播的應用情況

圖2為2015年國際高頻協調組織HFCC公布的世界范圍內DRM數字廣播的應用情況。其中，標記為藍色的國家和地區已經進入DRM30/DRM+數字廣播的常規播出階段，標記為黃色的國家和地區處于正在或者計劃進行DRM30/DRM+的試播階段。可以看出，DRM數字廣播在德國、法國、俄羅斯及印度等國家和地區發展相對成熟，已經逐步向常態化、實用化、商業化發展。與此同時，其他國家和地區也在積極發展自己的DRM數字廣播。

圖2 世界范圍內DRM數字廣播的應用情況（圖片來源HFCC）

DRM組織定期發布DRM數字廣播的常規播出時間表及各大洲播出時長，圖3為2015年夏季各大洲DRM播出時長。通過比較各大洲的播出時長不難看出，歐洲是DRM播出時間最長的地區，這與DRM數字廣播技術在歐洲的高認知度和高速發展密不可分。緊隨其后的是亞洲和大洋洲，近年來這些地區逐步提升了DRM數字廣播技術的發展速度。雖然目前非洲地區DRM數字廣播的常規播出時間并不多，但越來越多的非洲國家對DRM技術產生興趣，未來的發展值得期待。需要注意的是，美洲2015年夏季暫停了DRM數字廣播的常規播出，但DRM試播工作仍在開展。

圖3 2015年夏季各大洲DRM播出時長（數據來源：DRM）

3.2 主要國家和地區的DRM數字廣播

（1）印度。2007年印度開始進行短波DRM數字廣播試驗，2009年位于印度新德里的短波發射機正式提供常規播出的短波DRM數字廣播服務。發展到2011年11月，AIR（All India Radio）廣播電臺每天播出短波DRM節目時長達到16小時。2013年10月印度AIR廣播電臺公布了短波數字廣播發展計劃，逐步將短波發射機更新和替換為數字發射機，以便更好的提供國際數字廣播服務。到2014年年底，AIR廣播電臺的短波數字廣播服務可以覆蓋印度人口總數的70%左右。對于DRM+標準，印度也于2011年5月在新德里開展了試驗工作。

（2）日本。日本是個自然災害較多的國家，為了更好的利用DRM在實現應急預警方面的技術優勢，日本政府決定再次投資短波DRM數字廣播項目。計劃在2013年至2015年期間增設四個功率為300千瓦的短波DRM發射機，預計到2015年8月四部發射機將全部交付并投入使用。針對不同需求擴展服務內容，有利于推動DRM數字廣播技術的進一步發展。

（3）新西蘭。新西蘭位于太平洋西南部，是大洋洲惟一一個能夠提供常規播出短波DRM數字廣播的國家。新西蘭RNZI（Radio New Zealand International）廣播電臺擁有一個100千瓦的短波DRM發射機。發展到2015年，RNZI廣播電臺每天播出短波DRM數字廣播節目時長達到20小時，其服務范圍包含本國以及大洋洲的其他島嶼。

（4）非洲國家。近兩年來，越來越多的非洲國家對DRM技術產生濃厚興趣，一些國家正在準備或者已經開始了短波DRM試驗工作。2012年3月，尼日利亞開始進行短波DRM數字廣播試驗。2013年，阿爾及利亞采用了DRM技術并進行了短波DRM試驗。2014年，在南非首都比勒陀利亞也著手進行了短波DRM試驗。除了上述國家之外，贊比亞和坦桑尼亞等非洲國家也對開展DRM數字廣播的試驗工作表達了強烈意愿。

（5）巴西。巴西從2015年3月開始對亞馬遜地區進行短波DRM數字廣播試驗。目前，只有短波和中波可以覆蓋亞馬遜地區和巴西的農村地區。亞馬遜州作為巴西的第一大州，包括了98%的亞馬遜熱帶雨林，DRM數字廣播的投入使用將使這些地區的人們體驗到數字廣播的益處。

4 DRM數字廣播的接收與解碼

現階段實施DRM數字廣播可不改變現有頻率劃分和頻譜分配，同時原模擬發射機只需增加相應的數字化改造模塊即可繼續使用，易于實現從模擬到數字的平穩過渡。

對于DRM數字廣播的收聽者來說，由于受到缺乏民用DRM接收機的制約，目前采用軟件接收機是一個比較好的方法。WINRADIO公司在DRM數字技術發展之初就參與其中，一直在進行相關研究與實驗，其G3系列的接收機可提供DRM數字廣播的接收與解碼。以WR-G33DDC短波接收機為例，使用軟件秘鑰激活DRM模式后，只需設置好頻率并選擇DRM模式即可收聽DRM數字廣播。

為了方便聽眾獲取準確的DRM數字廣播播出計劃和頻率表，DRM組織定期發布并提供更新。表1為2015年夏季對亞洲地區DRM數字廣播時間表，根據該表選取15795kHz頻點，在北京時間19點45分至21點15分時段內收聽了DRM數字廣播，如圖4所示。DRM廣播信號的信噪比SNR（Signal-to-Noise Ratio）表明了接收信號的質量，對于可靠地音頻輸出，SNR需要超過一個確定值（通常為15dB）。只有達到這個門限，才會將接收到的DRM數字廣播解碼，否則接收機靜音并顯示“no signal”代替SNR值。DRM廣播標簽通常是伴隨廣播音頻一同發送的，包含臺站ID和廣播相關的節目信息。如果信號質量達到解碼要求，廣播標簽將根據DRM廣播內容自適應改變。

表1 2015年夏季對亞洲地區DRM數字廣播時間表

圖4 DRM接收與解碼

5 結束語

數字廣播是廣播技術發展的必然趨勢，它將傳統模擬廣播的單一聲音業務拓展為能同時傳遞聲音、文字及數據等多種多媒體應用的數字業務，為傳統廣播業務的發展開辟了更廣闊的應用空間。我國是一個調幅廣播大國，擁有的模擬臺站數量多、功率大、覆蓋面廣，且用戶數量巨大。雖然我國在DRM系統設備研制和試驗研究方面取得了一定進展，但與世界范圍內其他國家相比，我國的數字廣播事業仍處于發展的初級階段。充分利用我國豐富的廣播資源，加強DRM數字廣播技術的研究與應用，對發展我國數字化廣播事業和推動國民經濟建設具有重要意義。■

[1]http://www.drm.org/?page_id=151

[2]http://www.hfcc.org/delivery/HFCC-IBD_DRM.phtml

[3]孫偉.DRM數字廣播的發展與應用.中國無線電，2013