主流數字廣播技術的對比分析

趙長華

天津廣播電視臺，天津 300000

主流數字廣播技術的對比分析

趙長華

天津廣播電視臺，天津 300000

本文首先指出了數字廣播的含義，強調其對傳統廣播的技術拓展，接著研究分析了主流數字廣播技術的工作原理，主要對DAB、DRM、HD Radio等進行了分析，最后對主流數字廣播技術DAB、DRM、HD Radio的優勢與發展前景進行分析總結。本文研究成果將對分析主流數字廣播技術起到一定的參考作用。

數字廣播；DAB；DRM；HD Radio

1 數字廣播的含義

數字廣播即采用數字化手段對信息進行加工處理的廣播技術。與傳統廣播的主要區別在于數字廣播是以數字信號的方式來傳遞信息。當前，隨著科學技術的快速發展，數字技術也得到很大程度地提升，在傳統廣播的基礎上，對信息傳遞形式進行了拓展，即數字廣播不僅可以通過聲音傳遞信息，還可以通過視頻、文字、圖片等形式實現信息的有效傳遞。

2 主流數字廣播技術的工作原理

2.1 DAB

在DAB系統的發射端，會利用MUSICAN音頻編碼器對輸入的信號進行處理，降低信號的數據率，并利用復合器對壓縮后的信號進行復合處理，之后再通過COFDM編碼器與調制器的編碼與調制，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發射機對COFDM基帶信號進行再處理，轉換頻率，放大功率，使其轉換成高電平射頻信號，再利用天線進行發射。

DAB系統中數據的接收需要專門的接收設備來完成，且接收信號解調處理與發射端調制處理順序相反，解調處理完成后即可播放音頻廣播節目或提供數據業務。對接收信號中的高頻部分進行頻率變換處理，轉換為基帶信號與中頻信號，再利用COFDM解調器將基帶信號處理成復合信號，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

音頻數據通過信源編碼與預編碼處理后格式達到傳輸要求；多路復用確定音頻與數據業務的安全等級；為保證信息傳輸的無誤差，信道編碼器對信號進行再處理，填加冗余信息；映射單元對數字化編碼信息與QAM單元之間的映射進行了定義；交織單元完成了QAM單元到區分頻域、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的可靠性；可利用導頻發生器了解信道狀態，預估相應信號的解調處理；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信號發生器對信號進行時間標記，并完成各組信號單元的傳遞。這樣編碼映射發射端信號的工作全部完成。信號傳輸時利用調制器實現OFDM符號的模擬處理，再借助發射機進行發射。

接收端與發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、低通濾波A/D轉換與串并轉換處理，再利用FFT技術獲取相應的符號數據。接著均衡數據，在完成譯碼判決與串并轉換后，則可輸出原始音頻與數據。

2.3 HD Radio

HD Radio系統的工作原理為：1）為減小比特率與傳送帶寬，利用iBiquity編解碼器對音頻內容進行數字化處理，并進行壓縮，再將數字數據進行多路傳輸。2）數據經過附加編碼處理則變為復合信號。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0或1的長字符串，將數據進行“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，進而確保在發生信號損失時可以有效接收信號。3）將復合信號打包成型，再采取OFDM映射與生成對復合信號進行處理。4）將處理后的復合信號與標準模擬信號一同發射。

3 主流數字廣播技術的優勢

3.1 DAB

同傳統FM技術相比，DAB系統的優勢主要有：1）在30MHz～3GHz范圍內均能正常工作，且在傳輸過程中有較強的抗衰落能力；2）能夠通過衛星、電纜、地面來實行覆蓋，且傳輸的聲音質量較高，不低于CD水平。不管是便攜接收還是移動接收，均能保證廣播質量；3）DAB可在UEF、VHF、L波段工作，實行單頻網同步運行可促進頻譜資源的有效節約，并且同步網對發射機功率要求較低，無需更換大功率發射機；4）基于DAB廣播技術的DMB廣播，不僅可以滿足多套數據業務與聲音節目的同時傳輸，還可以滿足活動圖像節目的順利傳輸。3.2 DRM

與模擬AM廣播相比，DRM系統有以下優勢：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，數字調幅發射機所需的功率小于模擬調幅發射機，降低了發射機的功率，并提高其使用效率，提升了數字廣播的經濟效益；3）在目前采用的9kHz或10kHz帶寬條件下，可通過數字信號處理技術與音頻數據壓縮技術對信號進行處理，以增加信號傳輸過程中的可靠性，提高自身抗干擾水平，避免出現短波衰落的情況，最后確保通過調幅波段信號進行傳輸的音質滿足要求；4）在工作帶寬范圍內，可實現數字信號與模擬信號的共同傳輸，有利于逐漸過渡到全數字廣播時代；5）在滿足基本傳送要求的前提下，DRM系統還可以提供一定的附加業務。

3.3 HD Radio

HD Radio的主要優勢有：1）可在現有頻率段內正常工作，無需設置專門的頻率段；2）可滿足數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換為數字廣播；3）所需成本較低，可提供附加業務與節目，有很好的擴展性；4）在較低頻率下工作，在室內可順利接收。

4 發展前景

4.1 DAB

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

4.2 DRM

在我國，多數廣播為調幅廣播，而DRM系統也是一種數字調幅系統，因此其在國內有很好的發展基礎。經過長期的發展與推動，DRM系統得到廣泛的認可，且在我國的市場占有率不斷地增加，覆蓋范圍不斷擴廣、影響力逐漸增加。

4.3 HD Radio

當下，我國正逐步完成數字廣播技術的過渡，由原有的模擬信號傳送轉換為直接傳送數字信號。HD Radio系統不僅能夠實現數字信號與模擬信號的同時傳送，還能直接傳輸數字信號。作為廣播電視的關鍵組成部分，廣播對廣電的整體發展將產生直接影響。廣電的發展得到國家的廣泛關注，HD Radio能夠在廣電的發展過程中起到良好的理論支撐作用。

5 結論

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。隨著科學技術的進步，信息傳送的方式不斷增加，而廣播仍有著不可替代的地位。數字廣播是社會發展與科技進步的產物，也是廣播的發展目標。數字廣播同傳統廣播相比，有多方面的優勢，因此，應做好數字廣播技術的研究工作，推進數字廣播技術，邁入全數字廣播時代。

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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，研究方向為廣播電視技術。