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数字广播是指将数字化了的音频信号、视频信号,以及各种数据信号,在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理。在处理过程中,传递媒介自身的特征,包括噪声、非线性失真等,都不能改变数字信号的品质。数字广播技术能对数字传送、发射、接收过程中各种干扰引起的误码进行自我纠错处理,保证从节目制作到发射、接收全过程都达到高质量,从而提高广播系统的整体技术性能。
数字调幅广播系统包括DRM音频编码器接口模块,复用器,信道编码调制器,发射机音频支路与相位支路延时调整适配器,数字射频激励调制器,适用于多种型号发射机(PDM,DX,PSM等)的音频支路数字信号处理器,DRM信号接收硬件射频前端和基于PC的DRM软件接收机等全套DRM传输发射接收设备。
数字调幅广播与模拟调幅广播相比具有下列优点:
(1)在保持相同覆盖的情况下,数字调幅发射机比模拟调幅发射机的功率低(降低大约3/4的发射功率),其节约了能源消耗,并减小电磁污染。工作效率和经济效益都得到了提高。
(2)在保持模拟调幅广播相同带宽的情况下,调幅波段信号传送的音质得以改善,可以达到调频(FM)单声道广播的质量。如果带宽加倍,还可以达到CD级质量。
(3)抗干扰能力强,使调幅波段信号传送的可靠性大大提高。
(4)它能与模拟信号传送兼容,实现同播。即在所规定的带宽内,同时传送一个模拟信号和一个数字信号,两信道之间无相互干扰。比较容易实现从模拟广播到全数字广播的平稳过渡,兼容了模拟、数字用户的接收。
(5)可以充分利用现有中、短波频谱资源,不需要重新进行频率规划。
(6)模拟和数字传输方式仅需用一部发射机,其改造费用很低,可以经济地实施。
(7)数字调幅广播频率在30MHz以下,穿透能力和绕射能力很强,其覆盖范围大,适合于移动接收和便携接收。
(8)DRM系统能够提供附加业务和数据传输。
模拟广播采用双边带调幅方式工作,所占用的频带宽;同等条件下功率消耗大,造成投资大,运行费用高;与传输高质量的信号的DAB相比,音质差。
目前DRM发射机系统主要研制,开发工作围绕以下三个方面进行:DRM(Digital Radio Mondiale)
1.DRM编码调制器
由音频编码器,音频编码器接口板,复用器模块,信道编码模块,正交频分 复用器模块(OFDM)模块组成,基于 PC(基于DSP)。源编码模块根据输入信号特性去处其中的冗余信息,降低其误码率,为全系统提供符合DRM标准源编码格式要求的音频源文件和数据源文件。
复用器对不同保护级别的数据和音频业务进行混合。DRM系统共包含3条通道:主业务通道MSC结构(子流):MSC信道包含最多4路音频或数据流(Stream),流被分成持续期为400ms帧,称为逻辑帧(Logic Frame);快速访问信道FAC(Fast Access Channel)载有用来提供给接收端实现快速搜索的业务信息;业务描述信道SDC(Service description Channel)向接收机提供如何解调MSC,如何找到相同数据的其他数据源,并在复用器中为业务提供属性业务参数主要提供业务唯一ID,业务类别等信息。
发射机控制部分,包括触摸屏,显示器,切换器,信号通信。
2.发射机音频编码器接口模块
音频输入接口提供模拟平衡音频与数字音频(AES3/EBU)两种接口,模拟音频信号送至音频处理器,音频处理器输出两路音频信号,一路送至DRM音频编码器接口模块,供DSB制式使用,一路送至编码调制器,供DRM制式使用,数字音频信号直接送至DRM编码器,供DRM制式使用,如果需要将数字音频信 提供给DX制式使用,则直接将数字音频信号输入至DRM适配器,并进行简单的跳线处理。
DRM编码系统产生DRM基带I/Q信号,通过数字音频传输线送至DRM适配器,DRM适配器对基带I/Q信号处理后将数字包络(DSB制式时是“音频+直流”)信号送至调制编码板,将带相位信息的射频(DSB制式时是“载波”)信号送至射频缓冲放大电路板,检测系统对输出监测板拾取的发射机末端输出信号(经发射机调制后的信号)进行监控分析。AES3/EBU 192KB/S传输速率,其中48KB/S采用率,DRM编码系统的另一个功能是与显示器,触摸屏一起提供发射机控制板的人机交互界面,然后通过RS232接口与发射机控制板进行通信,发送操作指令,接收发射机工作状态,发射机控制板负责控制DRM适配器以及完成原来的控制功能。
系统结构
中国的数字多媒体广播将在近年内有大发展尽管DRM的发展有前述的种种障碍,但其自身固有的高音频质量、支持多媒体业务、适于移动接收的优势以及下述的几个潜在因素,仍使我们对数字多媒体广播近年内在中国将有大的发展深信不疑:
(1)国家广电总局已有意向,拟建立DRM广播网,实现经济发达地区主要干线高速公路DRM的覆盖。
(2)国家在多媒体业务及网络公司运营机制方面探索的新路子,例如融资、合作开发、股份制、上市运作等,会为中国DAB的发展助一臂之力。
(3)国外在公共交通和其它大型设施上开展形式多样的实时图像、数据多媒体广告宣传,在专列及高速公路客车上开办专用视频频道等成功范例,也为我国DRM多媒体业务的开展提供了良好借鉴。
(4)国家能够集中人、财、物力开发出中国自己的数字电视DMB—T标准及其发端、收端的硬件芯片,也就有能力研发出中国特色的DRM软、硬件。这样就会迅速扩充车载、家用、便携接收机的产业规模,生产出物美价廉的多媒体接收机,刺激新的家电生产和电子消费,从而更进一步形成DRM发展良性循环的产业链。
数字广播的发展是传统广播媒体的革命与进步,数字广播时代的到来,使传统广播超越了声音的局限,极大地拓宽和延伸了广播的传播功能。让我们期待着数字广播为人们获取信息,丰富精神文化生活,即将带来的美好前景!■
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
数字调幅广播系统包括DRM音频编码器接口模块,复用器,信道编码调制器,发射机音频支路与相位支路延时调整适配器,数字射频激励调制器,适用于多种型号发射机(PDM,DX,PSM等)的音频支路数字信号处理器,DRM信号接收硬件射频前端和基于PC的DRM软件接收机等全套DRM传输发射接收设备。
数字调幅广播与模拟调幅广播相比具有下列优点:
(1)在保持相同覆盖的情况下,数字调幅发射机比模拟调幅发射机的功率低(降低大约3/4的发射功率),其节约了能源消耗,并减小电磁污染。工作效率和经济效益都得到了提高。
(2)在保持模拟调幅广播相同带宽的情况下,调幅波段信号传送的音质得以改善,可以达到调频(FM)单声道广播的质量。如果带宽加倍,还可以达到CD级质量。
(3)抗干扰能力强,使调幅波段信号传送的可靠性大大提高。
(4)它能与模拟信号传送兼容,实现同播。即在所规定的带宽内,同时传送一个模拟信号和一个数字信号,两信道之间无相互干扰。比较容易实现从模拟广播到全数字广播的平稳过渡,兼容了模拟、数字用户的接收。
(5)可以充分利用现有中、短波频谱资源,不需要重新进行频率规划。
(6)模拟和数字传输方式仅需用一部发射机,其改造费用很低,可以经济地实施。
(7)数字调幅广播频率在30MHz以下,穿透能力和绕射能力很强,其覆盖范围大,适合于移动接收和便携接收。
(8)DRM系统能够提供附加业务和数据传输。
模拟广播采用双边带调幅方式工作,所占用的频带宽;同等条件下功率消耗大,造成投资大,运行费用高;与传输高质量的信号的DAB相比,音质差。
目前DRM发射机系统主要研制,开发工作围绕以下三个方面进行:DRM(Digital Radio Mondiale)
1.DRM编码调制器
由音频编码器,音频编码器接口板,复用器模块,信道编码模块,正交频分 复用器模块(OFDM)模块组成,基于 PC(基于DSP)。源编码模块根据输入信号特性去处其中的冗余信息,降低其误码率,为全系统提供符合DRM标准源编码格式要求的音频源文件和数据源文件。
复用器对不同保护级别的数据和音频业务进行混合。DRM系统共包含3条通道:主业务通道MSC结构(子流):MSC信道包含最多4路音频或数据流(Stream),流被分成持续期为400ms帧,称为逻辑帧(Logic Frame);快速访问信道FAC(Fast Access Channel)载有用来提供给接收端实现快速搜索的业务信息;业务描述信道SDC(Service description Channel)向接收机提供如何解调MSC,如何找到相同数据的其他数据源,并在复用器中为业务提供属性业务参数主要提供业务唯一ID,业务类别等信息。
发射机控制部分,包括触摸屏,显示器,切换器,信号通信。
2.发射机音频编码器接口模块
音频输入接口提供模拟平衡音频与数字音频(AES3/EBU)两种接口,模拟音频信号送至音频处理器,音频处理器输出两路音频信号,一路送至DRM音频编码器接口模块,供DSB制式使用,一路送至编码调制器,供DRM制式使用,数字音频信号直接送至DRM编码器,供DRM制式使用,如果需要将数字音频信 提供给DX制式使用,则直接将数字音频信号输入至DRM适配器,并进行简单的跳线处理。
DRM编码系统产生DRM基带I/Q信号,通过数字音频传输线送至DRM适配器,DRM适配器对基带I/Q信号处理后将数字包络(DSB制式时是“音频+直流”)信号送至调制编码板,将带相位信息的射频(DSB制式时是“载波”)信号送至射频缓冲放大电路板,检测系统对输出监测板拾取的发射机末端输出信号(经发射机调制后的信号)进行监控分析。AES3/EBU 192KB/S传输速率,其中48KB/S采用率,DRM编码系统的另一个功能是与显示器,触摸屏一起提供发射机控制板的人机交互界面,然后通过RS232接口与发射机控制板进行通信,发送操作指令,接收发射机工作状态,发射机控制板负责控制DRM适配器以及完成原来的控制功能。
系统结构
中国的数字多媒体广播将在近年内有大发展尽管DRM的发展有前述的种种障碍,但其自身固有的高音频质量、支持多媒体业务、适于移动接收的优势以及下述的几个潜在因素,仍使我们对数字多媒体广播近年内在中国将有大的发展深信不疑:
(1)国家广电总局已有意向,拟建立DRM广播网,实现经济发达地区主要干线高速公路DRM的覆盖。
(2)国家在多媒体业务及网络公司运营机制方面探索的新路子,例如融资、合作开发、股份制、上市运作等,会为中国DAB的发展助一臂之力。
(3)国外在公共交通和其它大型设施上开展形式多样的实时图像、数据多媒体广告宣传,在专列及高速公路客车上开办专用视频频道等成功范例,也为我国DRM多媒体业务的开展提供了良好借鉴。
(4)国家能够集中人、财、物力开发出中国自己的数字电视DMB—T标准及其发端、收端的硬件芯片,也就有能力研发出中国特色的DRM软、硬件。这样就会迅速扩充车载、家用、便携接收机的产业规模,生产出物美价廉的多媒体接收机,刺激新的家电生产和电子消费,从而更进一步形成DRM发展良性循环的产业链。
数字广播的发展是传统广播媒体的革命与进步,数字广播时代的到来,使传统广播超越了声音的局限,极大地拓宽和延伸了广播的传播功能。让我们期待着数字广播为人们获取信息,丰富精神文化生活,即将带来的美好前景!■
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