DRM技術在AM廣播中的應用簡介

李文君

【摘 要】我國的廣播電視無線傳輸覆蓋包括衛星傳輸覆蓋，微波地面傳輸，中、短波發射覆蓋，電視調頻發射覆蓋以及未來的直播衛星覆蓋和雙向的數字電視、數字音頻（多媒體）地面覆蓋。傳統的AM短波廣播數字化播出，是未來AM廣播的發展方向。DRM廣播由于改善了收聽質量，并可提供數據增值服務，因而大大提高了AM廣播的市場競爭力，它是AM廣播今后發展的必然趨勢。

【關鍵詞】DRM；AM；數字化

1 AM廣播現狀與發展

1.1 AM廣播的歷史與現狀

始于20世紀20年代，30MHz以下的中、短波調幅廣播以其覆蓋范圍大、傳輸距離遠、接收機簡單、價格低廉等突出優點，成為世界上傳播信息的重要手段之一，一直被世界各國作為首選信息傳播的技術手段。特別是從20世紀90年代以來，調幅廣播的重要性更加明顯。為了提高發射機的穩定性，效率和安全性，從屏調機、PDM到PSM發射機，調幅廣播在不斷的更新換代。但受自身傳播特性的影響，電波在空中長距離傳輸后受到電離層、天氣等的影響，收聽質量一直沒有大的改善。傳統的調幅廣播主要存在以下缺點：

（1）在傳輸過程中易受干擾，傳輸質量不高。對中波來說，晚上的電波衰落現象嚴重，直接影響收聽質量；對短波來說，不僅存在同頻、鄰頻干擾，電離層的變化也會影響收聽質量。

（2）業務單一。一部發射機使用一個載波頻率，傳送一套單聲道聲音廣播節目，不能實現多媒體廣播。

（3）可傳輸的帶寬小于4.5kHz（人耳的可聞聲域為20kHz），不能滿足人們日益增長的要求。

調幅廣播的這些缺點嚴重影響和制約它的發展。目前，調幅廣播正面臨著來自電視、互聯網、通訊等其它信息產業的巨大挑戰，雖然占據獨特優勢的調幅廣播方式不可能被其它傳媒手段所取代，但在世界經濟高速發展，人們對文化娛樂、信息等要求不斷提高的形勢下，尋找調幅廣播的出路，使之適應時代的要求已迫在眉睫。

1.2 AM廣播系統需要數字化

當今世界己進入到一個嶄新的數字時代，數字技術正深刻地改變著人們的傳統觀念、生活方式和工作方式，也正深層次地影響著傳統的媒體業。新技術的應用使傳統的AM廣播受到極大的沖擊。與高速發展的計算機、航天航空、通信、互聯網等技術領域相比，AM廣播的傳輸節目單一，由于電離層變化和頻率選擇性衰落而易受固有傳輸的干擾、收聽聲音質量不高以及愈演愈烈的頻譜過度占用等問題，正面臨其它數字媒體手段的巨大挑戰，聽眾數量下降。

DRM系統的設計可滿足在30MHz以下頻段進行在各種電磁環境下數字廣播業務的要求。DRM標準可為廣播電臺提供工作模式的適當選擇，使傳輸能力與質量、可靠性與抗干擾之間達到最優的平衡。DRM系統具有同步廣播能力，數字節目信號便于存儲、交換、傳輸、處理、加密和聯網，可遠距離、大面積覆蓋。

1.3 AM廣播系統的數字化發展

多年來許多國家致力于調幅廣播數字化的研究和開發，進行了大量的實驗和探索。為了選擇合適的、世界統一的數字AM系統，1998年3月在廣州成立了世界數字廣播組織DRM（Digital RadioMondia1）。經過多年的努力，終于產生了全世界統一的數字AM技術標準，即DRM數字AM規范。1999年國際電聯審批通過了“長中短波地面發射數字聲音廣播的業務需要”的建議書。2003年DRM組織在世界無線電大會上最終通過有關數字廣播技術標準。目前，數字聲音廣播技術日趨成熟，在歐洲已開始投入使用。

2 DRM系統主要技術特點

（1）具有國際通用的數字AM技術標準DRM系統是在全世界范圍內使用的統一的數字AM標準，仍使用原有的30MHz以下頻段的長波、中波和短波頻段，仍使用現有的發射臺、現有的頻率，不需要新增頻譜或規劃，不存在十分復雜的頻率重新規劃問題。

（2）具有從模擬傳輸到數字傳輸的平滑過渡DRM系統能夠在一個9～10kHz帶寬的頻道內提供模擬和數字業務。模擬和數字信號既可以共用同一頻道，也可以占用不同頻道；既可以將數字信號占用模擬頻道鄰近的一個完整的頻道，也可以占用與模擬頻道徹底分開的另一個完整的頻道。

（3）頻譜利用率高。DRM系統設計的工作帶寬為9～10kHz。對于某些特定的情況，可以使用多個半頻道帶寬（每個半頻道帶寬為4.5kHz）。在同一頻道中可同時提供兩個或者更多的業務，使用單頻網可提供非常大的覆蓋范圍而僅僅使用一個頻道。

（4）系統的可靠性大大提高。DRM系統可以通過選擇多種工作模式，保證系統可以和已知傳播頻道特性進行良好匹配，從而大大提高系統的可靠性，降低電波衰落效應的可感覺度。因此衰落、噪聲、干擾對DRM傳輸系統的影響遠遠小于對模擬傳輸系統的影響。

（5）可利用現有的發射系統。DRM系統可以用更低輸出功率的發射機覆蓋和模擬發射機相同面積的區域。DRM機比模擬機約小6dB。基本上不需要更新發射機，僅需要對現有的發射機進行技術改造，就可以用一部發射機同時傳輸數字信號和模擬信號，實現兼容。

（6）便捷的調諧、選臺功能。DRM系統傳輸節目相關數據和電臺識別碼，接收機通過自動頻率切換，由電臺識別碼自動在0.5s內完成，實現快速調諧頻率和選臺操作，聽眾在毫不察覺的情況下，很容易選擇自己想要收聽的廣播電臺和節目內容

3 DRM系統的工作原理

3.1 系統概述

DRM系統被設計成可以工作在低于30MHz，即工作在長、中、短波段，為了滿足不同的運行條件，可以選用不同的傳輸模式。

信號帶寬相關參數：定義了頻率帶寬的總量和一種傳輸模式所用的結構。最終信號結構可以分配在一個必須遵守的和可選擇的組中。所有DRM接收機必須能處理所有必須遵守的結構。

效率相關參數：選擇不同的效率相關參數，允許在容量（可用比特率）與抗噪聲、多徑干擾和多普勒效應之間進行折衷。

3.2 系統結構

3.2.1 主業務信道（MSC）

主業務信道包括了DRM多路復用中包含的所有業務的數據。多路復用可以包含一到四種業務，每一種業務既可以是音頻，也可以是數據。MSC的總比特率是由DRM信道的帶寬和傳輸模式決定的。

3.2.2 快速訪問信道（FAC）

快速訪問信道為接收機提供進行快速搜索的業務選擇信息。

3.2.3 業務描述信道（SDC）

業務描述信道給出怎樣對MSC解碼、怎樣找到發射相同節目的替換頻率的信息，并給出在多路復用中的業務的歸屬。

3.2.4 信源源編碼器和預編碼器

信源編碼器和預編碼器可以保證將輸入數據流適應成合適的數字傳輸格式。

3.2.5 多路復用器

將保護等級與所有數據和音頻業務結合起來。

3.2.6 能量擴散

能量擴散的目的是為了避免出現某些特定信號形式的可能性，能量擴散可以通過給定的偽隨機二進序列來實現。

3.2.7 信道編碼器

信道編碼器是通過增加信息冗余來保證傳輸的準無誤差，并將數字編碼信息映射到QAM單元中。

3.2.8 單元交織器

單元交織器將連續的QAM單元展開為在時域和頻域都分開的準隨機的單元序列，以便提供在時間一頻率彌散信道中的可靠的傳輸。

3.2.9 導頻發生器

導頻發生器為接收機提供信道狀態信息，估計信號的相關解調。

3.2.10 OFDM單元映射器

OFDM單元映射器將不同等級的單元集中起來并把它們放在時頻柵格中。

3.2.11 OFDM信號發生器

OFDM信號發生器以相同的時間序將每個單元組轉換成時域來表示的信號，通過插入保護間隔對信號的一部分進行重復，就可以從這些信號的時域體現得到連續的OFDM符號。

3.2.12 調制器

在傳輸中，調制器將OFDM符號的數字形式轉換為模擬形式。

4 總結

在我國的城市中中、短波的收聽人群在逐步減少，但農村和偏遠地區的廣播接收是以中、短波為主。我國廣播的大面積覆蓋仍然依靠中、短波。DRM廣播由于改善了收聽質量，并可提供數據增值服務，因而大大提高了AM廣播的市場競爭力，它是AM廣播今后發展的必然趨勢。

[責任編輯：王楠]