DRM數字廣播在應急預警中的應用研究

唐 艷，吳文博

（國家無線電監測中心哈爾濱監測站，黑龍江 哈爾濱 150010）

1 應急廣播2DRM數字廣播技術

現階段，我國社會和諧穩定、經濟高速發展，但自然災害、突發公共事件發生依然呈上升態勢[1]，DRM數字廣播提供了覆蓋長波、中波、短波以這就需要更全面更完善的應急公共服務體系。應急及甚高頻的完整廣播數字化方案，是一種可為本廣播是應急服務體系的重要組成部分，在及時發布地、區域、國家和國際聽眾提供服務的全球標準[2]。 信息、引導輿論等方面具有特殊優勢和不可替代作DRM技術標準具有 DRM30和DRM+兩種模式，具用。傳統廣播具有覆蓋范圍廣、抗毀性強、通信費用體工作頻段如圖 1所示。 DRM30應用于 30 MHz以低廉、適合大眾接收等優點，一直作為應急廣播的下的廣播，覆蓋長波、中波及短波的全波段； DRM+重要手段。隨著數字化時代的到來，傳統廣播領域則主要針對 VHF頻段。已由模擬逐步轉向數字，采用數字技術是一種全球趨勢。 DRM（Digital Radio Mondiale）數字廣播有效提高了模擬廣播的通信可靠性、數據傳輸率和抗干擾能力，并且支持多媒體和數據應用，還可提供應急預警服務。

本文在介紹 DRM數字廣播技術標準及優勢的基礎上，對其 EWF（Emergency Warning Functionality）應急預警功能進行概述，分析了 DRM數字廣播在應急預警中的應用與發展情況。

2 DRM數字廣播技術

2.1 技術標準

DRM數字廣播提供了覆蓋長波、中波、短波以及甚高頻的完整廣播數字化方案，是一種可為本地、區域、國家和國際聽眾提供服務的全球標準[2]。DRM技術標準具有DRM30和DRM+兩種模式，具體工作頻段如圖1所示。DRM30應用于30 MHz以下的廣播，覆蓋長波、中波及短波的全波段；DRM+則主要針對VHF頻段。

圖1 DRM數字廣播的工作頻段

DRM是通用的、公開標準化的數字廣播系統，被國際電信聯盟（ITU）和歐洲電信標準協會（ETSI）等相關國際組織建議和認可。國際電聯無線電通信部門ITU-R在ITU-R Rec.BS.1514建議書中已批準在 30 MHz以下的所有廣播頻段中定期廣播DRM信號。 ITU-R Rec.BS.1615建議書通過利用現有的模擬調幅服務規劃協議為 30 MHz以下 DRM在全世界的部署提供規劃參數。對于 30 MHz以上的廣播頻段，ITU也發布了關于 DRM的建議，如ITU-R Rec.BS.1114和ITU-R Rec.BS.1660。

2.2 技術優勢

對于傳統模擬廣播接收業務單一化嚴重、傳輸容易受到干擾、傳輸質量差等問題，DRM數字廣播技術在聽眾收聽、廣播發射和頻率管理等方面具有明顯優勢，如下：

（1）聽眾收聽。 DRM運用數字音頻壓縮與編碼傳輸技術有效的改善了數字廣播的音質效果，DRM30能夠達到高品質立體聲音質，DRM+提供了CD級音質。支持數據傳輸，例如文字、圖片甚至新聞的發送。聽眾在收聽數字廣播的過程中無需自主調臺，自動調諧模式能夠自主推送高品質廣播信息，提高了聽眾的收聽體驗。

DRM無線電接收器可以使用長壽命電池供電，不依賴于互聯網或電力供應。DRM可以在更大的無線電屏幕上給聽眾帶來互聯網的內容。

（2）廣播發射。與調幅廣播相比，同樣的覆蓋效果，使用 DRM可以減少 40%-50%的發射功率。 DRM涵蓋了包括中波、短波和調頻幾乎所有的廣播頻段，更有利于技術的統一管理。

DRM系統提供了許多標準化的多媒體和數據應用。這些服務包括兩類，一類是簡單的低比特率 DRM文本服務，用于提供與節目相關的信息，如當前廣播呼號；另一類是 Journaline交互式按需文本應用服務，可用于傳輸與節目相關的以及與節目無關的信息，如新聞、體育或天氣信息服務。

（3）頻率管理。傳統模式下的頻率管理耗能較多，而 DRM數字廣播技術的有效應用，降低了電力成本，實現“綠色廣播”。 DRM標準允許最多三個音頻信號和數據在一個頻率內傳輸，而模擬系統每個頻率只允許一個節目。這意味著 DRM系統可以減少頻譜資源使用，有效緩解頻率極度緊張現狀。

DRM具有很強的應急廣播能力，能夠以多種語言或方言同時提供包含音頻和文本的應急預警，可以在重大災害災難以及重大事件發生時，及時、快捷、有效地為應急廣播系統服務。

2.3 傳輸模式

DRM采用OFDM正交頻分復用傳輸技術，為保證信號傳輸質量，DRM系統定義了適應不同傳輸條件的 5種工作模式[2]。如表 1所示。

DRM30具有4種不同的健壯性模式。其中，模式A被設計用于在地波或視距覆蓋范圍內提供可能的最高比特率傳輸； B模式通常是天波傳輸的首選；在傳播條件比較惡劣的情況下，例如有多跳的長路徑或可能發生強反射的垂直路徑，需要使用模式C或模式 D。對于DRM+，30 MHz以上的VHF頻段使用 E模式。

表1 DRM傳輸模式

3 EWF應急預警功能

3.1 功能概述

DRM數字廣播支持并提供災害和早期預警服務，該功能稱之為 EWF應急預警[3]。EWF作為DRM系統規范的一部分，接收機不需要額外的接收硬件或傳輸網絡實現該功能。

任何應急預警系統的任務都是盡可能快地、在盡可能大的范圍內向可能受到影響的公眾發布即將發生的危機或災難預警信息。災難或危機發生時，DRM可以利用內置的 EWF功能發出災難警報。即使在當地基礎設施癱瘓的情況下，通過使用外部 DRM發射機對其覆蓋，也能確保應急預警信息及時發布。在緊急情況下，DRM接收器被命令切換到并呈現緊急程序，甚至可以從待機模式自動打開，進入接收狀態。 DRM數字廣播標準中的 EWF應急預警功能應用示例如圖 2所示[3]。

圖2 EWF應急預警功能應用示例

3.2 預警信息

當預警信號由權威機構觸發時，所有運行中的 DRM接收器從當前已調諧的 DRM服務接收預警信號，并切換到緊急廣播。

聽眾收到緊急廣播信息包括：

⊙音頻節目 （每次提供一種語言）。

⊙ DRM文本信息 （屏幕上會出現短文本行，每隔幾秒自動更新）。

⊙ Journaline高級文本服務 （同時提供多種語言的詳細說明，可為聽力受損用戶提供服務）。結構化的文本功能使用戶能夠在 DRM數字廣播接收機屏幕上快速查找相關信息，相比音頻提供更為詳細的內容，例如 EWF的目標聽眾可以通過Journaline接收應急預警的原因、緊急避難場地的位置和描述、政府公共服務部門的緊急聯系方式以及應對措施等。

3.3 危機和災難時期的應用價值

傳統模擬廣播應用于應急預警，通常的方式是使用應急節目取代正常節目。 DRM數字廣播的 EWF應急預警服務能夠在提供音頻預警信息的同時，提供文本乃至多媒體預警信息。且在災難發生時，DRM接收機能夠自動調諧到應急節目頻道，處于待機狀態的接收機能夠自動開啟，這都是傳統模擬廣播無法實現的。 DRM技術可以在盡可能短的時間內利用多種方式將應急預警信息傳遞出去，從而避免或最大程度減少人民群眾的生命財產損失，成為應急廣播系統數字化發展的有效手段。

4 基于DRM的應急廣播發展

4.1 印度成功開展EWF功能測試

印度政府高度重視廣播數字化發展，2017年印度召開的以“數字推動，實現總理數字印度夢”為主題的DRM圓桌會議，加快推動了 DRM數字化進程[4]。截至2017年底，印度已經實現廣播數字化進程第一階段目標，完成了全國 DRM中短波數字廣播的構建，同時印度國家廣播機構與國家災害管理局協調，在德里架設的 DRM發射機上成功測試了 EWF應急預警功能；目前，正在完成廣播數字化進程第二階段，在現有 DRM數字廣播網絡基礎上，逐步開通 Journaline高級文本服務以及DRM文本信息服務；第三階段的發展目標是通過 DRM數字廣播向用戶傳送多媒體信息和 EWF應急預警服務。印度政府十分重視 DRM具有的應急廣播能力，認為 DRM應急廣播能力對市郊、農村及欠發達地區具有重要意義。使用 DRM數字廣播建立應急預警系統，逐步實現基于 DRM的應急廣播，將大大提高印度應急預警服務體系能力。

4.2 具備EWF功能的DRM接收機

DRM系統的開發目標是促進低成本、面向大眾的接收機的發展。目前市場上已經有廠家推出了內置EWF應急預警接收功能的 DRM終端產品，如圖3和圖4所示。這兩款收音機支持所有 DRM特有的功能，包括Journaline高級文本和 EWF應急預警功能，可以在 EWF報警時自動打開接收器，并且提供更大的 LCD屏幕。

圖3 GOSPELL推出的DRM收音機

圖4 STARWAVES推出的DRM收音機

由于價格較高、體積較大等因素影響，DRM收音機實際推廣存在困難，但在印度市場上，另一種形式的數字廣播接收機卻增長迅速。印度的汽車接收器行業已經投資了數百萬美元在國內開發 DRM數字無線電接收器和芯片組。印度道路上超過 150萬輛汽車配備了DRM數字廣播接收機，圖 3為馬恒達（印度汽車品牌）TUV300配備的 DRM接收機。印度的大多數汽車廠商已推出或計劃推出具有 DRM接收器的汽車，越來越多的國際汽車品牌加入了DRM。

圖5 車載DRM數字廣播接收機

隨著DRM接收終端的普及，成本也會進一步降低。生產推廣具備 EWF功能的 DRM接收機，將有助于推動DRM在應急公共服務體系中發揮實際價值。

5 我國DRM發展思考

伴隨著各類災害和突發公共安全事件的頻發，及時迅速地傳遞應急預警信息顯得更為重要。目前傳統應急廣播技術還不夠完善，需要把新技術、新設備有效的應用到應急廣播體系中。隨著模擬廣播數字化發展，DRM技術為我國應急廣播系統發展提供新的方向?；诒疚纳鲜龇治?，對我國 DRM發展進行思考并提出三點建議：

（1）我國仍處于短波 DRM廣播試驗播出階段，建議在試播基礎上，加大力度開展 DRM技術在應急預警方面的研究與實踐，組織實施 EWF應急預警功能相關測試。

（2）我國市場上支持 DRM的接收終端較少，建議監管機構考慮強制要求將 DRM作為數字廣播接收機和汽車行業標準的一部分，推動廠商為用戶提供適用于收音機、電腦、移動電話或汽車等多種方式的收聽選擇，方便用戶體驗，逐步提高 DRM數字廣播聽眾數量和基礎。（3）數字接收機除了收聽音質的改善，能否為聽眾提供更有價值的服務內容是消費者真正關注的問題。建議深入挖掘 DRM提供的多媒體信息可能產生的經濟和社會效益，關注 DRM技術帶來的相關產業發展。

在全球數字化發展的背景下，DRM數字廣播發展極為重要，是促進我國應急廣播發展的重要方向。開展深入研究，切實發揮 DRM在危機和災難時期發揮的重要價值，有利于推動社會和諧穩定發展。