數字音頻廣播技術探析

張永強+范曉東

摘 要：本文根據目前數字廣播的現狀，分析其未來的發展趨勢，并且綜合實際情況，找到適合數字廣播發展的方向，從而有力推動數字廣播技術更加完善的向前發展。

關鍵詞：數字廣播；數字信號；CDR

數字廣播是以數字技術為基礎的，運用先進的音頻數字編碼、先進的數據壓縮、先進的糾錯編碼以及數字的調制方式和新傳輸技術，是廣播信號數字化處理的重要體系。

1 數字化廣播是新時代發展主流

數字廣播技術的成熟與資源的局限性。電子技術的不斷成熟，尤其對廣播電視技術的數字信號處理日趨成熟，在硬件方面，大量集成電路研制、生產和規模化應用，在技術方面，傳輸、編碼、調制、壓縮等在不同領域普遍采用。例如：音頻碼率在不影響收聽質量的前提下，可以壓縮10倍左右的技術，這樣就為我們在傳輸和使用中，大大節省寶貴資源。再例如：調頻廣播因為頻率資源的局限性，頻率越來越多，其頻率間隔越來越近，很容易在相鄰頻率之間，由于頻率太近而引起同頻干擾的現象，而數字廣播技術的出現，我們就解決了這一難題。

2 數字廣播與數字信號的優點

數字信號就是信號的數字化，其幅度是離散的信號（數字信號）。特點是幅值被限制在一個峰值內離散的，而不是連續的信號，它的每一個碼元只有兩個峰值（0，1）。數字化信號經過三個步驟：抽樣、量化和編碼。

1、抽樣：用信號樣值的序列來代替原來相同時間上的信號。也可以說是相同時間內離散化的模擬信號；

2、量化：指用有限幅度值類同以前連續變化的幅度值。相當于模擬信號幅度的連續變成數量可以計算的、間隔的離散值。

3、編碼：就是按照一定規律把量化后的值變化成二進制數字來表示，可以轉換成二值或者多值的數字信號流。

最后，再把這些數字信號通過光纖、微波、衛星通道等線路傳輸到調頻發射機接收端。數字廣播與模擬調頻廣播系統相比，優點如下：

（1）、音質好。例如激光唱片CD與信噪比、保真度、頻率特性以及立體聲像評價主觀的參數相同，而需傳輸的數碼率僅是CD的1/6，并能移動接收，在高速行駛的汽車里也能收到高質量的廣播節目。

（2）、具有傳送靈活的、多種節目的能力。在傳送音頻數字化廣播節目的同時，可以傳送多種附加信息內容，與節目內容息息相關，例如廣播的傳呼、交通天氣信息、金融方面數據、靜止的圖像和低比特率音頻附加廣播信息。

（3）、覆蓋面廣。覆蓋邊緣地帶接收可靠性達95%以上。

（4）、頻譜利用率高。即7MHz的帶寬能容納目前在87～108MHz調頻段播出的21MHz帶寬的節目。

3 數字信號抗干擾能力強

1、數字信號幅值是離散值，采取兩個有限度的幅值，在數字信號傳輸過程中有糾錯再生技術，保證受到干擾時的信噪比和原發數字信號一樣，可以實現高品質遠距離傳輸的。

2、數字信號的傳輸是通過時間上、頻率上的交織數據符號，相互插入分散的多載波之間保護間隔，對多徑傳播具有很強的抗干擾能力，解決了城市中密集的高層建筑所引起的多徑傳播干擾。

3、數字信號方便加密、儲存、處理和數字交換。數字信號在儲存、傳輸、和信號處理都是二進制代碼，數字信號在傳輸過程中可以通過數字邏輯運算進行加密處理，在接收端進行解密，以保證傳輸過程中信號安全。數字信號等同于計算機所使用的數字信號一直，系統設計與頻道內延遲展寬相吻合越好，廣播的多徑反射信號越有利于信號接收。

因此，可以按照計算機處理信息的方式對數字音頻信號進行處理，處理方式為：對數字音頻信號的編輯、儲存、信息交換、通信管理以及維護，最終實現整個數字系統的全智能化。

4 數字廣播的發展應用（音頻廣播CDR）

CDR廣播具有不用立桿架線、覆蓋范圍廣泛、擴容性強、方便安裝維護、投資較少、音質清晰的無線發射的廣播設備。從根本改變傳統有線廣播布線比較困難、安裝相當復雜、很難再擴容和環境等問題。現在大規模、廣地域的情況來說，傳統的有線廣播與CDR廣播是無法相媲美的。

CDR能找到很好的頻點，與調頻和中波調幅優化相比較系統傳輸相當靈活，還有更高效率的信源編碼算法LDPC，這是一種高效率的信源編碼算法，對發射機來講，發射機功率相當于下降二分之一。針對不同的運營場景，針對單頻網的大面積覆蓋，每個發射機都能覆蓋好幾十公里，還可以實現高速移動接收，像我們的高速列車，在300公里/小時時速都能接收，具有較高數據率傳輸，大范圍的增加頻點上傳輸的數據量。CDR廣播優點如下：

1、在以前的FM模擬臺的保護頻帶內工作，不會影響新的頻率規劃；

2、支持與FM模擬臺相同的臺、共同的頻、一樣的發射機廣播；

3、可通過子帶捆綁實現傳輸容量擴展（理想可達3Mbit/s）；

4、可支持多媒體數據廣播等。

CDR廣播信源編碼采用DRA/DRA+，目前已開發復用、信道的傳輸和組織網絡、終端接收等重要技術，制定相關技術標準規范，研發的信源編碼器、調制器（激勵器）、發射機和終端接收機系統等重點關鍵設備，并進行開路試驗合格，效果非常好，具備大規模產業化推廣的條件，只要完善發射傳輸系統，就能實現數字廣播覆蓋網的普及。

5 結束語

廣播業適應新時發展代潮流，成為數字化發展方向已是一個必然的趨勢，在廣播的同時還能夠帶動其它行業的發展。但是，要想發展的又快又穩，除了做好創新技術方面，同時還需要改掉傳統觀念，在新思路方面要跟上創新步伐，按照我國數字化、信息化發展的需求，利用今天的無線電技術，通過數字音頻廣播系統CDR，希望能夠開展規模化應用，推進我國聲音廣播數字化進程。

參考文獻

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