轴承钢做刀:第三代广播系统

第三代广播系统

-------DAB数字广播系统初露端倪  

罗永忠

序言：你是否已经听厌那"平面"的调频(FM)、调幅(AM)广播,你是否为高速行车途中无法正常收到广播而困扰?现在,CD音质的数字多媒体广播已经走入国门,你想听一听、看一看吗?

数字化是广播技术发展的必然进程,而其中的数音频广播DAB(Digital Audio Broadcasting )则将成为继传统的调幅、调频广播之后的第三代广播。数字音频广播DAB顾名思义就是数字和音频广播的组合。最早的DAB研究始于70年代末期,至1988年,基础性研究和初步的试验结果都显示出它具有新一代广播系统的生命力,引起了世界各国的重视。该系统作为欧洲的一个重点开发项目,列为Eureka (尤里卡)147计划于1988年1月1日开始执行,发展至今,已经形成了一系列完整的DAB技术标准,并被世界各地许多电台所采纳和推广。

一、DAB的特点

开发DAB的初衷主要在于提高声音播出质量并提供高速移动接收性能。和传统的广播技术相比,基于数字技术及独特的信道编码技术,确实使DAB的接收达到了CD般的优良音质,并具有以下技术性能:

●高速移动接收能力,与传统AM/FM(调幅、调频)广画相反,DAB在行车速度达到约200km/h时仍可稳定接收;

●单频组网能力,用多点同频发射来实现大面积的覆盖;

●很高的无线数据传送能力,有很高的发射频谱功率。

DAB技术可完全克服传统模拟AM或FM广播技术上的先天不足,一方面传统广播本身播出的各项技术指标远远低于演播室质量,另一方面音频信号在模拟技术条件下,其处理、传送、发射和接收的每一个环节都会引人干扰,而这些干扰一旦产生便无法消除,只会随着处理环节的增多而不断累积。

DAB数字技术除了保证节目制作、发射到接收全程达到"CD"质量以外,还可自行纠正在处理、传送、发射、接收过程中由多种干扰产生的误码,以确保经过接收机还原后的音频质量等同于q演播室质量,所以DAB的收听质量比目前传统收音机要好得多。不论是传统的调幅或是目前使用最多的调频广播,其一个频点只能对应某个电台的某套节目,如:FM94.6MHz只能是某个电台的播出节目.但是如果使用DAB技术,在某一个DAB频率上通常可以同时传送6套CD质量的立体声节目和其它业务。例如;在我国现己开通的广东DAB试播台的覆盖范围内,只要使用DAB接收机,调谐到某个发射频率(如209.936MHz),在这个带宽为1.536MHz的"DAB频率块"上,就能接收到中央台、省台、地方台等总共6台实时播出的立体声节目。可见DAB的确可以大大节省频谱资源。

从以上所述可以看出,从传统广播到DAB,其技术跨越非常庞大,DAB技术第一次将数字技术全面导人广播发射领域,是对已有广播技术平台一次彻底的技术革命。DAB不仅突破了传统广播上的许多技术瓶颈,而且也将传统的声音广播业务质量提升到很高的水平,这在过去显然是无法想象的。

二、DMB实现声音广播的突破

按照己有的广播发展模式,无论是从最早期的AM、FM以至到目前的FM立体声,甚至是DAB技术,广播走过的是一条不断提高声音广播质量的道路。当今社会在数字化、信息化、网络化的道路上己越走越远,基于互联网发展起来的交互式信息交流方式将成为未来信息产业发展的主流,继续固守业务单一的传统声音广播领域己很难适应大众对综合性多元化信息的消费需求。

数字多媒体广播DMB(Digital Multimedia Broadcasting)的兴起对传统广播业而言,走的是另外一条不同的发展之路,其最大的特点就在于将传统单一声音广播业推向了多媒体领域,这是广播认识理念上的巨大进步,也顺应了当前人们对信息需求多元化发展的需要。所谓数字多媒体广播是指将数字化的音频信号及各种数据业务信号,在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理,由于数字信号在各种处理过程中只有"1"和"0"两种状态,在传输过程中就可以避免受到包括噪声、非线形失真等影响,同时又可方便地进行各种数值及逻辑编码运算。由于数字技术固有的这些独特优点,故在引人或替代模拟系统后,可以达到现存模拟技术无法实现的运作质量和播出要求。DMB发送的信号除了普通的音频节目数据外,还有附加的节目伴随数据(简称PAD)。其中包括正在播出歌曲的所有资料,例如:歌曲名称、作者、演唱者、唱片名称和歌曲序号等,歌剧的唱词可伴随声音同步播放出去。电台的商业广告播出也有了质的飞跃,除了以往的声音信息外,可提供附加的可视化文字或图片信息,如产品的外观及联系电话号码等。故此,在DMB接收机上通常带有一个液晶显示屏。用户在使用时只需轻触按钮,与节目相关的信息便能一目了然。同时由于DMB采用的是全数字化处理传输技术,任何可数字化的信息都能通过DMB传送。目前大家比较熟悉的此类业务有:文本式的交通和天气信息、紧急报警、寻呼业务、股市及汇市交易信息等。如果将来的DMB个人接收同GPS卫星定位结合起来,既可以精确定位,还可以实现全自动的智能交通导航功能。DMB接收机同样能传输和接收电脑文件(像互联网信息和E-mail)或图文传真。

DMB的发展意味着只要是能以数据形式出现的公众信息均可以通过DMB通道传送,广播不再无形,除了可以接收声音节目之外,还可以收看文字、图片以至活动图像。更重要的一点是DMB具有目前其它传媒无法比拟的移动接收性能。这样的话,即使在速度高达20Okm/h的汽车或高速火车上,DMB传输过来的图像同样能够稳定接收,充分满足了人们在户外及快速移动交通工具上的特殊接收要求。目前,在国外许多的高速列车或汽车上都安装了DMB系统用以接收各种类型的交通信息等。

三   我国的DMB发展状况

1996年12月,我国在广东省珠江三角洲地区开通了首家数字音频广播(DAB)单频网(SFN)试验试播台,这在亚洲也是第一次。该单频网由佛山、广州和中山三个分发射台组成,覆盖了珠江三角洲大部分的地区。数字音频广播历经三年的不断完善,又有了重大的发展,从最初的纯数字音频广播发展到结合数据、活动图像等多媒体业务播出的数字多媒体广播(DMB)。至今,该单频网的发射端各项安装、测试任务基本完成,该项工程作为国家95重大科技项目,2000年10月又通过了国家科技部和广电总局的验收,并进入了商业性试运营阶段。DMB覆盖网的建设是一个相当复杂的系统工程,涉及到包括机房、供电、天线系统、发射系统、设备选型购置、数据信号采集系统等建设工程,涉及范围广、建设规模大。这些网络建设经验对随后的DMB网建设将是极为珍贵的。就目前DMB的实际运营来看,有以下三点值得引起重视:

●DMB接收机开发问题

对传统模拟声广播来说,收音机要做的仅是将音频基带信号解调出来后,进行可控制的功率放大即可。而DMB广播时代情况已发生了本质的变化:终端用户除收听高水平的声音节目外,还可以通过DMB多媒体接收机的显示屏观看到各种动态信息。接收机解调出基带数据信号,只是完成了接收功能的一半,接下来则要根据所有数据内容的最终表现形式进行必要的处理,像对声音、文字、图片等各种信号,其处理手段均不同;比如对数字音频信号应进行必要的源解码、转换、音量动态控制等处理;而对文字信号则要进行解码及汉显驱动处理;对最终是以曲线或图形等形式出现的信号,则要有能实现的解码及对相关数据信号运算处理等功能。因而一款成熟的DMB接收机技术除了可接收声音外,还应支持活动图像、JPEG图片、文本、电子地图等业务解读功能。金融股市信息的接收处理就极具代表性:对股市的接收,要求有文字、K线图等显示功能及对特定股的检索功能等。为支持这些要求,接收机需要有汉字平台,以及能实现股市走向分析、检索功能的软件及适量的内存支持等。

由于接收机自身的特殊性,现有广泛使用的以PC机为平台的分析应用软件,由于软件运行环境的不同,不可能直接移植过来,而需要根据接收机的实际技术环境进行二次开发。

综合以上原因,接收机主芯片的开发难度及高成本都直接影响了市场上接收机的售价。目前,欧洲的主要电子厂商,例如BOSCH、PHILIPS等已将其研发及市场销售重点放在接收机芯片和接收模块上,以OEM形式提供给世界各大家用电器生产商。据统计,全世界2000年接收机的平均价格比1999年同类产品下降了40%-60%,估计这个势头今年仍将继续,这无疑是普通消费者的福音。

.●数据业务处理中心的建立

传统声音广播业务较为单一,全部内容包括节目的素材采集、策划、制作到播出均可由电台把握和完成。但这一招不适用于DMB广播,DMB播出内容的多元化决定了大量的数据信息将来自四面八方,像交通信息、金融信息、天气、城市综合信息等。各种信号的来源不尽相同,有来自卫星、有通过电缆引入的,也有来自互联网上。信号内容各异,数据格式也不同。这样,在DMB的播出环节中,自然少不了一个数据服务中心来实现对各方数据信号的收集、处理和编辑,最终统一到DMB数据通道要求的接口标准上来。

较为简单的办法是建立一个和数据业务数量相适应的局域网来作为接收平台,各路数据信号先由各个站点先行接收,并转换成DMB要求的数据格式,再在播出服务器内打包形成播出文件,通过DMB自身的数据复用器进入其发射系统。

●跨区域大面积覆盖网的建设

DMB的一个重大技术特点是可以方便地建成大面积覆盖的DMB单频网,一个DMB单频网通常由以下几个部分组成:

中心台:分配及集中信号,一般带有自己的发射台。

分发射台:单频覆盖网的重要成员,根据网的大小,分发射台可以有几个到几十个(甚至更多)。

DMB信号分配系统:作用是将中心台信号分配给各发射台。可以通过微波、光纤、通信线路以及卫星等链路形式实现。

这个覆盖网越大所形成的综合集团优势就越显著。此外,网越大涉及到的投入就越多,跨越的区域就越广,困难也就越大:实现跨区域覆盖自然要涉及到跨区域发射台的建设,而任何一个发射点的建立都要涉及到基础设施建设,包括发射机房及供电等辅助设施的建设,此外还有设备的选型、购置、安装和调试等,工作量大不说,还涉及到大量资金的投入,以及同当地有关部门的联络和协调工作。这些工作在当前中国广播系统条块分割、各自为政的情况下,处理起来就显得困难重重。

借鉴国外经验,DMB的大范围普及除需要广播管理机构统一协调外,还必须建立一个由各方参加的经济实体运营机构,由该机构统一对整个覆盖网进行规划设计,在整个网络的建设过程中用经济手段同各地有关部门建立起协作关系。

四、结语

在国外,以欧洲为代表,一方面在不断地扩大数字广播的地面覆盖,另一方面则不断开拓在数字多媒体领域的应用,预计今年将投入五亿欧元用于欧洲市场的扩展。同时在澳洲、北美及亚洲的新加坡等地,DMB应用亦有了迅速的发展。与其相呼应,一大批电子产品生产厂商加盟到这个产业中来,开发出包括便携式、车载式及多媒体接收机在内的各类接收终端产品,并大量技放市场。在国内,随着京(北京)、津(天津)、塘(塘沽)DAB单频网在2000年5月的开通,数字广播在中国发展已形成南北呼应的态势;同时作为全国第一家的广东DAB先导网从2000年年末转入DMB商业化运营阶段,这不仅标志着我国在广播新技术领域的发展已步入国际先进行列,同时也预示着数字多媒体广播技术在中国的商业化发展已呼之欲出。