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数字广播的技术和特点及应用
发布日期:2017-8-15   点击次数:

  一、数字广播技术的内涵 

  何谓数字广播技术?它是指将数字化音频、视频与各种数据信号,在数字状态下进行各种编码、调制与传递等处理[1]。与人们所熟悉的AM与FM 等传统的广播技术相比,数字广播技术具有自身独特的优势,可以利用地面发射站,通过发射数字信号来达到广播与数据资讯传输的目的。随着数字化技术的不断发展,数字广播技术既可以传输音频信号,又能够传送包括音频、视频、数据、文字与图形等在内的多媒体信号。 

  二、数字广播技术的特点 

  传统意义上的调幅与调频广播具有一定的局限性,比如声音品质比较差,容易受到其他信号的影响等。但是,数字广播技术却可以打破上述传统广播的局限,具有音质纯净、音频信号质量高、抗干扰能力强、降低播出成本、可以便携与移动收听等特点。值得一提的是,不同类型的数字广播技术又具有各自独特的特点。 

  三、数字广播技术的应用 

  1.数字声音广播(DAB)的应用 

  1995年9月,BBC开始DAB广播。然而,在过去一段时间,DAB的市场发展速度远远低于人们的预期。究其原因,主要是DAB技术实现受到限制。因为DAB 数据接收须使用专用接收机,接收机工作原理如图1所示。当时并没能有效降低接收机的实现成本,第一代DAB接收芯片的功耗根本无法用于便携接收。同时,也受到市场的限制,居高不下的DAB接收机价格难以迅速启动市场[2]。 

  近几年,随着数字信号处理技术与芯片技术的不断发展,DAB接收机的成本与功耗大幅降低,这让DAB迎来了新的曙光。利用DAB优异的移动接收性能实现无线移动多媒体广播,用户的接受意愿正逐步提高。目前,在多个国家得到了广泛的应用。 

  2.数字多媒体广播(DMB)的应用 

  数字多媒体广播(DMB)是从数字声音广播DAB的基础上发展而来的。DMB具有潜在的市场优势,可以拥有多种受众群体,应用范围很广阔。DMB能让户外活动者、交通工具(公交、火车、甚至飞机)使用者高质量地接收声音、数据信息和视频节目。DMB信息既可移动接收,也可在室内外的固定场合采用移动式或固定式接收。因此,电视用户、各种数据信息用户等传统固定用户也将会是DMB的用户群体。 

  利用DMB能够开展比较多的服务项目:一是音频服务。二是移动影视节目服务。三是交通信息服务。四是经济信息服务。五是网络服务。利用DMB接收器,计算机可以在固定或移动环境下接收互联网的网络信息[3]。 

  3.数字调幅广播(DRM)的应用 

  30MHz以下的长、中、短波数字声音广播系统称为DRM 系统。世界范围内共提出5 种不同的数字调幅系统建议,分别是:法国天波2000 系统、法国CCETT/TDF 系统、美国中波IBOC DSB 系统、德国数字音乐之波DMW 系统和美国VOA/JPL 数字短波系统。前3 种系统属于OFDM 多载波并行传输方式,而后2种属于单载波串行传输方式。 

  经过多年的努力,我国在数字调幅广播系统设备研制和试验研究方面取得了长足的进步。2004年,通过联合攻关,中国传媒大学、国家广播电影电视总局广科院和无线局基于DRM(ETSI ES 201980)标准首次在国内自主研制成功了数字调幅广播(DRM)系统,建立了我国自己的数字调幅广播(DRM)系统传输覆盖、外场测试实验平台和试验环境,解决了模拟调幅广播发射机数字化改造中的一系列关键技术问题。经系统检测和比对试验,该系统符合相关国际标准(ETSI ES 201 980),且与符合该标准的国外相应设备完全兼容,主要性能指标达到国际先进水平。 

  DRM广播在大城市进行广播是可行的,但在高大建筑物和小山旁,内环高架路,收费站等有顶建筑底,隧道内等情况下接收较差,如何作改善还需作进一步的探索。相信随着对DRM广播试验的深入开展,在不断的探索改进中,DRM技术将会日臻完善与发展并得到更广泛的应用[4]。 

  4.数字卫星声音广播(DSB)的应用 

  美国开办的数字卫星声音广播(DSB)主要有两家电台。一个是XM广播电台,另一个是Sirius电台。XM广播电台于2001年11月15日正式向美国全境开通数字卫星广播业务,使用两个位于美国上空的地球同步卫星,主要瞄准国内广阔的汽车用户市场。XM卫星广播电台主要提供CD音乐、新闻和体育等数字声音节目,每月付费约10美元。美国通用汽车公司已在其生产的汽车上安装XM数字卫星广播接收机。XM电台使人们在汽车里能像在家里通过有线电视或直播电视一样,24小时收听丰富多彩的数字广播节目。Sirius卫星广播电台在2002年春天利用在椭圆形高轨道上运行的卫星开始向休斯顿、丹佛等4个城市播出数字卫星广播节目,并逐步将业务扩大到美国全境。Sirius电台主要提供不带广告的原创音乐频道和体育、新闻、访谈与娱乐节目。 

  目前在中国,全国电视节目约有40套上星,每套TV可带40套声音节目。一旦国内的卫星数字声音广播形成气候,就会很快形成卫星数字声音广播市场。专家预测,在2015年以后将会形成卫星数字声音广播的规模市场。 

  5.HD Radio的应用 

  HD Radio是一种数字广播技术,工作频率和当前分配给AM和FM电台的频率一致,利用正交频分复用(OFDM)数字技术,HD Radio基于IBOC(带内同频道)技术,是由iBiquity Digital公司开发的。HD Radio与传统的模拟广播相比较,HD Radio数字广播的一个突出特点是具有水晶般清晰通透的音质――它将AM广播音质提升到了调频立体声的水平,将FM广播音质提升到了CD水平。美国于1998年提出的带内同频(IBOC)数字音频广播后来发展为HD Radio(高清晰度广播)系统, 最近几年,美国与世界各地发展很快,我国也做了初步试验。 

  HD Radio工作机制与传统电台相兼容,利用同样的发射频谱、发射仪器、广播发射塔,可以在传统的频道上增加数字广播的能力,也即在现有广播分配信道内同时传送模拟与数字信号。2002年HD Radio技术被美国FCC批准为美国AM与FM波段的数字广播标准。它在不影响现有模拟广播的前提下,使用现有模拟广播的频谱提供高清晰度的数字声音广播与数据业务。 

  四、数字广播技术的发展方向 

  当今世界新技术层出不穷,技术革新日新月异,广播技术的发展也是如此。联系实际,根据预测,数字声音广播(DAB)、数字多媒体广播(DMB)、数字调幅广播(DRM)、数字卫星声音广播(DSB)、HD Radio已代表了未来数字广播技术的发展方向。 

  五、结语 

  数字广播时代的到来,让传统广播超越了声音的局限,极大地拓宽与延伸了广播的传播功能。可以说,数字广播技术正在塑造新的传播方式,并且将会改变人们的生活,给人们轻松自由地听广播、看广播、读广播、享受广播带来无穷的快乐。笔者相信,数字广播技术前景广阔,定能丰富人们的精神文化生活。

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