诡术妖姬的皮肤多少钱:数字音频广播即将来临

当今社会, 数字化技术巳经渗透各个方面, 尤其在视听领域数字化程度更高,CD,VCD.DVD无不是数字化技术的结晶, 由于进行了数字化, 我们可以欣赏到具音质极其优美的音乐, 可以看到请淅度极高的图象. 现在数字电视在世界各国逐渐普及, 我国亦不例外. 但是, 唯独音频广播, 似乎数字化还未正式提上议事日程. 不过, 实际情况并非完全如此, 国外巳有多家数字广播电台, 国内台湾, 广东佛山等地都有数字广播电台在运行或试播. 下面我们就来介绍这种新型音频广播.
让我们满怀热情地迎接数字音频广播的到来.
數字音频廣播﹝Digital Autio Broadeasting)简稱DAB,是一項新的广播傳輸技術，同時也是一項有別於傳統所熟知的AM、FM的廣播技術，它可以透過衛星或地面發射站，以發射數字訊號來进行广播，是具有很高音質的傳輸技術,DAB不但开创了数字化廣播的新时代，同時又能以數字信号傳送各項信息,因此又称数字多媒体广播(Digital Multimedia Broadcasting),, 简称DMB.显然,DAB無疑是未來廣播的新利器。
数字音频广播是广播系统的一次技术革命。DAB采用信源编码技术（MUSICAM技术）、信道编码、调制技术（COFDM技术）和同步网技术。因此，抗多经传播引起的衰落能力强，适合于固定和移动接收，声音质量可达到CD水平，可单频网同步运行，节约无线频谱资源，多媒体广播，能同时传送多套声音节目和多媒体数字业务。
目前在许多国家和地区已经有了DAB广播。比如在澳大利亚，比利时，加拿大，芬兰，法国，德国，印度，意大利，挪威，瑞典和瑞士，都已处于运营或试用阶段 ，象BBC公司已拥有一个覆盖60%人口的发射网络。全天候提供新的节目和业务，而一些欧美国家数字广播已经实现了全国90%以上的覆盖。我国广东96年在珠江三角洲地区已经开始了DAB试播，99年10月又成功地进行DMB的试验。进入21世纪，广州、佛山地区己能收到真正商业意义上的数字广播，其它地区也将逐步领略到这种多元化的数字广播服务。DAB己是我国拟重点发展的高技术产业之
DAB的發展源起：
數字音频廣播起源於德國，1980年德國開始發展研究数字音频廣播，並在1985年於慕尼黑近郊進行數字音频廣播的研究與實驗，到了1987年以德國、英國、法國、荷蘭、丹麥•••等國所組成的EUREKA聯盟，共同制定了DAB的規格，稱為Eureka-147。因此，歐洲各國在DAB的發展上可說居於承先啟後的地位，例如在1992年試播的瑞典、1994年試播的法國、挪威、芬蘭等，但真正將DAB帶入數字廣播时代﹝Age of Digital Radio﹞的，則屬於1995年9月27日同時提供正式DAB服務的英國BBC電台與瑞典SR電台。同時根據EuroDab Forum稍早的估計，到1997年歐洲將有超過一億人口收聽DAB。而1990年4月在美國亞特蘭大舉行的国际广播協会(NAB —NATIONAL ASSOCITATION OF BROADCASTERS)年會中，欧洲广播联盟(EBU －European Broadcasting Union)正式發表Eureka-147 的数字音频廣播系統，也引爆了廣播傳輸技術的大戰，令美國廣播業界產生相當大的震撼，隨即在同年8月規劃出新的DAB規格-----InBand。時至今日，DAB在美國也逐漸成為廣播新主流，同時也将在二十一世纪影響人類的生活。
為什麼要發展DAB？
首先我們要來看現有的模拟傳輸廣播技術，以我們所熟知的AM、FM為例，國內的廣播技術
有以下缺點：
1 音質低 下
2 射頻易受干擾
3 快速移動時不利接收
4 發射功率影響廣播品質
5 副載波無法配合廣播電台提供信息服務
以上乃以國內現況分析，當然國際間考慮發展DAB的因素不盡相同，但為了提昇廣播服務的品質，以現有類比傳輸技術，針對上述因技術、法規、環境所造成的不利因素,我国確實需要一個新的傳播技術來解決廣播媒體所遭遇的困境。那麼DAB究竟有哪些優勢，成為新世紀的選擇：
1 抗外來干擾能力强
2 不受電波傳輸衰弱影響
3 快速移動時接收不受影響
4 發射音質達到CD水準
5 發射功率低
6 可同時傳送六個CD音質的立體聲節目，或同時傳送數
字服務信息。
7 具有显示屏( Display )可讀取各項图文
8 發射頻寬被充分使用
因此我們可以發現，DAB極適合在我国發展，加以這幾年國際間各數字廣播電台的開播，都正面的認為DAB所具有的用途較傳統廣播優良，並且其較大的涵蓋範圍﹝Eureka-147Transmission System Parameter I 的模式可達半徑96公里﹞帶來更高的附加價值，更由於可提供多樣化的信 息服務，可促進广播事业的更大发展。
DAB的缺点是不能与现行广播制式兼容，听众得重新购置接收机，而且原有节目制作、传输、发射系统均需更新，耗资较多，接收机价格太高，一般听众难以接受。但随着DAB技术的进和规模的发展,这些问题一定会逐步解决.
DAB的关键技术
1、信源编码原理。
MUSICAM利用人耳的掩蔽效应，只对在掩蔽门限以上的声音信号进行编码传输，从而避免了许多人耳感觉不到的在掩蔽门限以下的声音进行编码，使比特率大为减少，仅为CD的1/7左右，而音质可与CD相仿。原理上它是一个子频段编码压缩系统。该系统中的音频编码器利用一组适当的多相滤波器，把数字音频信号分割为32个子频段信号，每段750Hz形成2400Hz声音信号带宽，然后以选定的足够的量化精度在各子频段合成，并按子频段结构恢复成原来带宽的时间域信号，这种源编码方法可将信源编码的码率从原来每声道768Kb/S降到100Kb/S。
2、信道编码原理。信道编码技术是一种抗回波传输的信道编码技术，这种编码方法是将传输信道看成选择瑞利道频响，在具体处理上利用OFDM（正交频分复用）技术将信号分成大量的窄带子信道传输再用卷积码和Viterbi解码算法结合。在误码的比特与传输信道有最佳匹配，有为10-3时，提供大于20dB增益，这种方法的特点是使源编码的比特与传输信道有最佳匹配，有足够的误码保护，在多径反射在提供极好的服务，特别是在移动和便携状态下，接收具有高的频谱效率并能适应低的发射功率。
COFDM在一定程度上综合了窄分段和宽分段各自的优点，在1.5MHz带宽中，可一起传送5－6套立体声高质量节目，信噪比可达80dB以上。
3、网络覆盖规划。就目前而言，要为新的广播系统申请新的频率是很难成功的，所以广播电台只能设法在已指配给广播的频谱范围内调整使用，一般认为FM广播所使用的频段是地面数字声音广播的理想频段，如果频率较低，会增加超视距传输问题，高于这个频率时，由移动接收所引起的多普勒效应，会增加字符差错问题,考虑到DAB最终将替代FM和SW，也可以代替AM，因此目前可在FM频段插空进行并发利用，至少以最小带宽7MHz在已属广播的频段内开始进行DAB试播是可能的。
、DAB技术是一项前景非常广阔的先进技术，目前工业发达国家和一些第三世界的国家都在积极开发利用DAB产品，以便尽早占领世界市场完成从目前广播到下一代广播的转换，而且DAB中的一些技术已经用于目前广播领域的各个方面（如MUSICAM已经作为HDTV和普通数字电视伴音标准以及卫星传输数字广播节目的标准）。我们不能完全照搬欧美国家经验，只能根据中国实际情况选择DAB在中国播出制式，频率，覆盖场强和网络规划及干扰保护，制定切实可行方案和发展时间表，由于DAB取代现行广播系统需10～15年时间，所以我们应借鉴欧美的经验，开发出利用现有调频、调幅频段，与目前调频、调幅同时播出的数字音频广播，我们可在北京和沿海开放城市建立DAB先导工程，可以在104MHz－108MHz或84MHz－87MHz进行试验，先用DAB传输中央人民广播电台和国际广播电台的节目。此外，我们还应尽早实现广播收音机体系和数字录音体系的商业化，建立数字化制作中心，数字化光纤线路，数字开路广播发射等，DAB发射机，可利用电视发射机改造，且难度并不大，仅需把发射机线性部分加宽。由于目前DAB接收机价格太高，所以制约了DAB发展速度。
数字音频广播成为下一代广播已为世人公认，尽管困难很多，但由于DAB比现行广播制式有明显的巨大进步，所以它的发展前景肯定是十分乐观的.
数字音频广播(DAB)
1、DAB的特点
(1)音质可达CD水平；
(2)抗多径干扰和其它干扰的能力强；
(3)信道可容几十路立体声，并能提供附加业务信道；
(4)可采用固定、移动或便携式接收。
2、制式
(1) 欧洲的Eureka---147计划，信源编码采用掩蔽式通用子带组合编码及复用(MUSICAM)方案，这是一种采用多相滤波器的子频带编码方法。将宽带的声音信号频谱分割为32个子频带，每个子频带宽度为750Hz。每个子频带根据人耳的听觉特性，利用人耳的掩蔽效应确定清除语音和音乐信号中的冗余和不相关，实现有效地数据压缩。
信道编码采用编码正交频分复用(COFDM)技术，这是一种多载波方法。在DAB中共有1536个副载波，每个副载波相距1KHz，并且互相正交，即正交频分(OFD)。要传输的数据信号对各个副载波进行调制，其调制方法为四相移键控(QPSK)或正交振幅调制(QAM)。传输的信号不是单一节目，而是许多节目相互交织地分布在一定的频率范围之中。在1.5MHz频率范围内可将6套立体声节目和一定数量的其它数据业务复合在一起传送。为了对所传数据信号进行差错保护，在数据流中要添加冗余，识别和修正信道传输过程中出现的差错，保证传输质量。
1994年，从美国Comstream公司引进了全套数字卫星广播节目传送设备(子频段编码/单路单载波)，通过亚洲1号卫星(105.5°E)传送中央人民广播电台的3套立体声节目。
1996年，采用加拿大IDC(International Dutacasting Corporation)数字声设备，通过亚洲2号(100.5°E)Ku波段转发器传送32套数字广播节目。
1996年，我国第一个数字音频广播(DAB)先导网在广东(佛山、广州、五桂山)开始试验播出。北京、天津、唐山的DAB先导网正在筹建中。这标志着我国的DAB研究已日趋成熟，逐步向产业化迈进。
(2)带内同频(IBOC)DAB
IBOC制DAB的主要特点是利用现有的调频、调幅频段，DAB与目前调频、调幅广播同时播出，而不需要划分新的广播频谱和增加新的广播设备。IBOC AM DAB 比AM音乐质量有明显改进。IBOC FM DAB 比FM声音质量好，消除了多径干扰，并能提高附加数据业务。模拟FM+DAB的复合信号频谱示于图2。
在图2中模拟FM频谱占220KHz，两侧DAB频谱各占125KHz，模拟FM+DAB即IBOC信号频谱为470KHz。
(三)数字调幅广播
1、模拟调幅和数字调幅比较
当前，我国有中短波发射台746座，发射机总功率近4.5万千瓦，广播覆盖率为85.8%，尽管部分中短波发射机已采用PDM或PSM技术进行了改造，可是中短波调幅广播发射机的一些致命的缺陷仍然没有得到解决，其主要缺点包括：
(1)采用模拟双边带调幅方式工作，所占用的频带宽；
(2)功率大，耗能高，造成投资大，运行费用高； (3)与FM、DAB、卫星广播、有线网络以及国际互联网(Internet)等传输更高质量信号的媒体相比，音质差，尤其是短波广播的音质更差。
为了克服模拟调幅的缺点，充分利用中短波波段，实现对全球极为有效而经济的覆盖，采用数字调幅技术是必由之路。采用数字调幅具有下列优点:
(1)大幅度降低AM广播的功率；
(2)显著提高AM波段信号传送的音质；
(3)大大改进AM波段信号传送的可靠性；
(4)可以与模拟信号传送兼容，在9KHz或10KHz带宽内传送一个模拟信号、一个数字信号，实现同播，逐步向全数字过渡；
(5)可以充分利用现有中短波频谱资源； (6)对现有的中短波广播发射机可以采用数字调幅广播技术进行改造；
(7)能够提供附加业务和数据传输。
2、数字音频传输原理
数字音频传输原理如图3所示。
音频数据源可以是激光唱盘CD，也可以是数字录音机DAT，以1.41Mb/s的传输速率送至信源编码器按照MPEG2 LayerⅢ标准进行压缩编码。如果在9KHz信息通路带宽内采用32级调制，每秒钟传输7200字符，每个字符包含5比特，其数据传输率为36Kb/s。如果测试序列的长度占总数据流的1/8，用于差错保护的信道编码率按2/3计算，则净数据率为7200字符/秒×5比特/字符×(1-1/8)×2/3=21Kb/s，其中20 Kb/s用于传输已被压缩的音频数据，1 Kb/s用于传输附加数据。
采用单载波串行传输，其调制方式为32级振幅相移键控(32APSK)。图4为32APSK的同心构象图。
在数字传输中，采用抑制载波双边带调制，或称为正交抑制载波双边带调制，其中一个在I方向，另一个在Q方向，形成两个并行的正交I/Q传输通道。
32个点分布在三个不同半径的同心圆上。圆心点(不用)在半径为R圆上有5个点，相位间隔60°；在半径为2R圆上有12个点(2个没用)，相位间隔为30°；在半径为3R圆上有18个点(2个没用)，相位间隔为20°。在半径为3R、处于水平方向的两个对称点，对应于二相相移键控(2PSK)，用于传输测试序列数据。如果换成64级APSK，其总数据传输速率为43.2Kb/s，有效数据传输速率可达25.5 Kb/s。如果以24 Kb/s传输音频数据，声音质量将会明显提高。
为了达到无故障传输，发射台与接收机必须同步运行。为此接收机必须能从数据流中回收频率和相位均正确的副载波。为达到此目的，音频数据的数据流将定时中断，中断间隔时间约为1秒钟，并向接收机发射确定的测试序列。数据流结构示于图5。
在传输过程中，采用2PSK传输的测试序列数据具有很强的抗误码能力。测试序列每秒向数据流输入25次，接收机用它来保持与发射机在时间上同步，还用它来获取欲接收信号的频率和相位。
3、幅度调制改为数字调制
在保持相同覆盖率的情况下，数字调幅所需的射频功率比模拟调幅所需的发射功率低得多，这是因为数字传输不发射载波，只有边带功率。德国电讯(TELEKOM-AG)在柏林建立一个数字400W试验台，其覆盖面积与一部2.5KW模拟台相比较，在白天两者的覆盖面积相同，在夜间，由于受到种种干扰，模拟电台的覆盖面积大为缩小，数字电台的覆盖面积略有缩小。
在模拟调制向数字调制过渡期间，必须实现模拟调制与数字调制兼容，即实现同播，其信道安排和系统测量频谱如图6所示。
为了接收数字调幅信号，需要数字调幅接收机。如果用普通调幅接收机可以收到模拟调幅信号，而对所收到的数字调幅信号，听到的仅是潺潺、沙沙的杂音。
采用T2M(Telekom/Telefunken Multicast)方法，可以用一部广播发射机播放一路模拟调制信号和两路数字调制信号，其信道安排见图4。不用花多少钱，就可以把调幅广播发射机改造成数字调幅广播发射机。而对接收来说，则可接收到一个模拟广播节目和两个数字广播节目。经过改造的T2M发射机方框图示于图7。
一路模拟信号经低频滤波器进入音频汇接网络。另两路模拟信号经编码器变成两路数字信号，进入调制器进行数字处理。可以通过将笛卡尔坐标中的两个并行的正交传输通道I分量和Q分量信号变换为极坐标中的幅度A(t)和相位?(t)信号(见图6)。振幅信号与模拟信号汇接形成包络信号，脉冲宽度调制(PDM)发射机的幅度调制器(或脉冲阶梯调制PSM发射机的幅度调制器)。相位信号进入相位调制器，分成一对正交的相位信号cos?(t)和sin?(t)，再分别与振荡器输出的正交的载频(0°和90°)相乘(调制)，得到两个正交的I分量和Q分量，I与Q相加，形成了高频相位信号，作为相位调制的频振荡送入高频头放大器的前级进行放大，在工作在丙类状态的发射机末级完成包络复置，形成数字调制信号，滤波后，经天线辐射出去。
除了上述介绍的德国电信的数字AM系统外，还有法国(Thomcast)天波2000数字AM系统、美国之音/喷气推进实验室系统、法国TDF/CCETT数字AM系统。1998年在广州召开数字调幅广播世界无线电研讨会，并正式成立了世界DRM组织，大大地推动了中短波广播数字化的进程。