數(shù)字音頻廣播

DAB數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)與模擬調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點：

1)音質(zhì)好。DAB音頻廣播質(zhì)量，如信噪比、保真度、頻率特性和立體聲聲像主觀評價等參數(shù)與激光唱片CD相同，而需傳輸?shù)臄?shù)碼率僅是CD的1/6，并能移動接收，在高速行駛的汽車里也能收到高質(zhì)量的廣播節(jié)目。廣播方式主要有地面廣播、衛(wèi)星廣播和地面衛(wèi)星混合廣播三種。

2)DAB具有傳送靈活的、多種節(jié)目的能力。在傳送音頻廣播節(jié)目的同時，DAB還能傳送多種附加信息，與節(jié)目相關(guān)的背景信息，如廣播傳呼、交通氣象信息、金融商業(yè)數(shù)據(jù)、靜止圖像及低比特率視頻/音頻等附加信息廣播。

3)覆蓋面廣。覆蓋邊緣地帶接收可靠性達95%以上。

4)頻譜利用率高。DAB的頻譜利用率為調(diào)頻廣播的3倍，即7MHz的帶寬能容納在87～108MHz調(diào)頻段播出的21MHz帶寬的節(jié)目。DAB采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，因而可充分利用頻率資源。

5)免受多路廣播干擾。因為在DAB系統(tǒng)中所需傳輸?shù)男畔⑹欠稚⒃谠S多載波上的，通過時間上和頻率上的交織并在數(shù)據(jù)符號之間插入保護間隔，對多徑傳播具有很強的抗干擾能力，解決了城市中密集的高層建筑所引起的多徑傳播的干擾。只要系統(tǒng)設計與頻道內(nèi)的延遲展寬相匹配，這種多徑廣播反射信號反而有利于接收信號的加強。

6)在任何給定的同樣的覆蓋范圍內(nèi)，DAB所需發(fā)射機功率比調(diào)頻發(fā)射機小。在發(fā)射機之間的距離符合系統(tǒng)設計時，這種使系統(tǒng)免受多徑干擾的機制還可以用來建立單頻網(wǎng)絡(SFN)。使SFN正常工作，原則上要滿足三個基本條件，即相鄰發(fā)射機發(fā)出的信號在時間上必須同步；相鄰發(fā)射機的載波頻率必須同步；相鄰發(fā)射機之間DAB復用信號內(nèi)容必須一致。為此，用衛(wèi)星來作為DAB信號的分配是比較經(jīng)濟的一種方式。

數(shù)字音頻廣播的主要不足是建立一個DAB廣播電臺所需的費用昂貴，DAB接收機的價格也較貴。

數(shù)字廣播主要有DAB、DMB和數(shù)據(jù)廣播三大應用。DMB和數(shù)據(jù)廣播的出現(xiàn)，讓數(shù)字廣播有了挑戰(zhàn)地面數(shù)字電視和電信業(yè)務的實力，這個原先的“替補隊員”開始有了“做主力”的野心。憑借廣電足夠的帶寬，數(shù)據(jù)廣播可以實現(xiàn)實時信息接收，如財經(jīng)資訊、交通和實用消費信息等，這和電信運營商提供的增值服務頗為相似。

(一)音頻廣播業(yè)務

DMB的多媒體特性將會事丁破當前傳統(tǒng)廣播節(jié)目單一聲音業(yè)務的模式。廣播節(jié)目在播出聲音的同時，還能夠傳送與節(jié)目相關(guān)的圖文信息，如主持人的資料、圖片、歌曲的背景資料和節(jié)目預告等等，從而為聽眾提供了聲音以外的視覺效果。DMB技術(shù)優(yōu)異的音頻效果及其附屬功能的應用，將會成為今后廣播節(jié)目形式的主流，一旦接收機的價格接近大眾的經(jīng)濟承受能力，DMB將逐漸取代傳統(tǒng)的AM、FM廣播，占領(lǐng)巨大的音頻服務市場，廣播業(yè)者也將因此獲得巨大的利益。

(二)視頻業(yè)務

2001年的5月，廣州已經(jīng)成功地進行了采用DMB技術(shù)在1．5MHz的帶寬內(nèi)傳輸電視節(jié)目，經(jīng)高速移動接收測試，聲音和圖象質(zhì)量接近SDTV(標準清晰度電視)的水平。DMB的移動接收電視功能，可以為在城市或郊外處于移動或靜止狀態(tài)中的人群提供與現(xiàn)有模擬電視圖像質(zhì)量相當?shù)膶崟r新聞、大型活動直播、各類信息和MTV等影視娛樂節(jié)目服務，從而突破電視只能固定接收的層面，并且頻帶占用率只是模擬電視的四分之一。這種新的電視廣播方式，將開拓出高速移動接收標準清晰度的電視節(jié)目市場，為地面電視廣播開辟新的途徑。

(三)交通導航

DMB提供的城鄉(xiāng)電子地圖、實時路面交通情況和圖文車輛調(diào)度信息等，可以為駕駛?cè)送撂峁┙煌▽Ш椒眨_發(fā)交通信息服務市場。廣東省珠江三角洲地區(qū)有上百萬輛汽車，其中約有十萬臺出租車，另外，還有移動的船只、列車和每天進出港澳地區(qū)的流動車輛，這些都是DMB的服務對象。

(四)金融股市

DMB傳送的實時股票行情信息、金融信息和經(jīng)濟信息，以其聲音和圖文并茂、高傳送速率和大信息量的優(yōu)勢壓倒傳統(tǒng)的經(jīng)濟信息手呼機和移動電話市場，為戶外的移動用戶提供經(jīng)濟信息服務。

(五)Internet下載

采用DMB卡式電路板，移動計算機可以在固定或移動環(huán)境下接收到DMB的信號。由于DMB還可以提供互聯(lián)網(wǎng)下載式的單向傳輸服務，所以用戶可以在移動的狀態(tài)下接收互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡信息。

國際上有三種DAB系統(tǒng)

1．歐洲的尤里卡147—DAB制式

1988年9月，歐共體在世界無線電行政大會上首次進行了尤里卡147—DAB的試驗，質(zhì)量可以與CD音質(zhì)相同。它是一種典型的DAB系統(tǒng)，除了歐洲外，在世界上其他一些國家和地區(qū)都得到一定的發(fā)展。

2．美國的帶內(nèi)同頻(IBOC)HD制式

其優(yōu)點是，在現(xiàn)有AM和FM發(fā)射設備的基礎上，增加少量設備和少量投資，就可實現(xiàn)數(shù)字音頻信號與原有的模擬廣播信號用同一頻道發(fā)射。這樣一方面保留了原有的模擬系統(tǒng)，另一方面不需要為HD業(yè)務準備新的頻率規(guī)劃，達到了頻率復用的目的，節(jié)省了頻率資源。美國的HD系統(tǒng)接收機簡單，價格便宜。

3．日本的單套節(jié)目DAB方案

日本的DAB是在地面數(shù)字電視DTV的基礎上發(fā)展起來的。該方案最大的意義在于，可根據(jù)廣播信息的容量靈活確定系統(tǒng)帶寬，占用頻帶較窄，節(jié)省頻帶資源。

DAB采用先進的數(shù)字技術(shù)——正交分頻多任務技術(shù)(OFDM)，能在極低的數(shù)據(jù)傳輸率及失真下傳送CD質(zhì)量的立體聲節(jié)目，除可解決傳統(tǒng)模擬廣播接收不良及干擾問題外，更能進一步提供無障礙接收的數(shù)據(jù)服務。以Eureka—147為例，頻率可視節(jié)目內(nèi)容需求將頻寬切割成多組聲音信號及附加數(shù)據(jù)、壓縮數(shù)據(jù)，經(jīng)多任務處理，再透過OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)調(diào)變，可于1．5MHz的頻寬內(nèi)傳送。Eureka—147最大的特色則是，利用保護頻帶(Guardband)及交錯碼(Interleave)方式，避免多重路徑及多普勒效應所引起的選擇性衰落及碼間干擾(Intersymbol Interference)，僅使用一個頻率便可達到全區(qū)涵蓋，也就是所謂的單頻網(wǎng)絡(Single Frequency Network；SFN)，即使用多個發(fā)射站在同一頻道同時廣播相同節(jié)目，也能達到全區(qū)涵蓋目的，而不會產(chǎn)生同頻干擾。

(一)信源編碼

在DAB中應用的是MUSICAM方法，即MPEGl聲音標準的第二層，適用于32，44．1，48KHz的取樣頻率，將來DAB也可使用MPEG2聲音編碼標準的第二層，即進行多聲道環(huán)繞聲或多語言的聲音編碼，或進行半取樣頻率低比特率編碼。信源編碼又稱數(shù)據(jù)壓縮，其任務主要是解決數(shù)據(jù)存儲、交換、傳輸?shù)挠袛?shù)性問題。即通過對信源數(shù)據(jù)率的壓縮，力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量。信源編碼的一個主要目標是解決數(shù)據(jù)率壓縮問題。

(二)信道編碼與調(diào)制

現(xiàn)代傳播新技術(shù)與廣播發(fā)展信道編碼與調(diào)制即COFDM技術(shù)，在DAB中，信道編碼采用可刪除型的卷積編碼，編碼率可變，根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性不同，以及應用條件不同，實施不同的差錯保護(UEP)，對同一種信息，實施相同的差錯保護(EEP)。調(diào)制方法為OFDM，許多頻譜成正交關(guān)系相距很近的副載波構(gòu)成一個寬帶系統(tǒng)，每個副載波傳送的數(shù)據(jù)經(jīng)頻率交織后分配在各個副載波上，進行差分編碼后對各個副載波進行四相相移鍵控(4DPSK調(diào)制)，每個副載波形成一個窄帶的于信道，許多載波構(gòu)成的寬帶系統(tǒng)占據(jù)1．536MHz帶寬，可同時傳送6套以上能達CD質(zhì)量的立體聲節(jié)目及數(shù)據(jù)業(yè)務。

(三)同步網(wǎng)技術(shù)

同步網(wǎng)技術(shù)即處在不同地點的許多DAB電臺可以使用相同的頻率塊，頻率和時間同步地傳送相同的節(jié)目，僅需要小功率的發(fā)射機就可以取得顯著的頻譜利用率的提高。

在EUREKA-147的傳輸技術(shù)中，其重點技術(shù)乃在Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing(COFDM)正交分頻多任務處理技術(shù)，它使用了一個1．536MHz的頻寬通道，并提供4種廣播可以同時提供最多6組音訊及信息選臺，每一個選臺使用2304kbit/s的數(shù)據(jù)處理等級，利用分割技術(shù)處理音訊及信息的傳輸播送，但對較高的音樂選臺，則可使用不分割虛擬的方式，透過MUSICAM(MPEG LayerⅡ)來達到確保音質(zhì)的目的，而信息則以封包或數(shù)據(jù)流方式傳輸。至于在訊號發(fā)射部分，采用BANDⅢ以及L-BAND兩個頻帶，發(fā)射時利用保護頻帶(GUARD—INTERVAL)及交錯碼(1NTERLEAVE)方式，避免因都卜勒效應所造成的選擇性衰落與訊息碼干擾，所以不會像FM有同頻干擾的問題產(chǎn)生。

第一篇 數(shù)字音頻廣播

第一章 數(shù)字音頻廣播概述

第一節(jié) 數(shù)字音頻廣播的特點和發(fā)展

第二節(jié) 數(shù)字音頻編碼國際標準

第三節(jié) 數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

思考與練習題

第二章 dab信源編碼—musicam

第一節(jié) 聲音信號的數(shù)字化

第二節(jié) aes/ebu音頻接口協(xié)議

第三節(jié) dab的信源編碼的理論基礎

第四節(jié) musicam編碼方式

第五節(jié) musicam編碼器

第六節(jié) musicam解碼器

第三章 dab信道編碼和調(diào)制—cofdm

第一節(jié) cofdm信道編碼和調(diào)制方法

第二節(jié) 卷積編碼

第三節(jié) 四相差分相移鍵控（dqrsk）調(diào)制

第四節(jié) 時間交織和頻率交織

第五節(jié) 多路復用器

第四章 dab發(fā)射和接收設備

. 第一節(jié) dab發(fā)射機

第二節(jié) dab接收機

第五章 數(shù)字多媒體廣播（dmb）簡介

第一節(jié) 多媒體對象傳輸協(xié)議

第二節(jié) 內(nèi)蒙古人民廣播電臺播控中心數(shù)字化系統(tǒng)

第三節(jié) 珠江三角洲eureka-147dab先導網(wǎng)簡介

第二篇 數(shù)字高清晰度電視

第六章 數(shù)字高清晰度電視概述

第一節(jié) 數(shù)字高清晰度電視的特點

第二節(jié) 數(shù)字高清晰度電視的發(fā)展

第三節(jié) 數(shù)字電視廣播的系統(tǒng)框圖

第七章 數(shù)字視頻壓縮編碼原理

第一節(jié) 數(shù)字視頻壓縮編碼原理

第二節(jié) mpeg-2視頻編碼標準的等級和類型

第三節(jié) mpeg-2視頻碼流層次結(jié)構(gòu)

第四節(jié) mpeg-2的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

第五節(jié) mpeg-2數(shù)碼率的調(diào)整

第六節(jié) mpeg-2視頻編碼器

第七節(jié) mpeg-2視頻解碼器

第八節(jié) mpeg-4視頻編碼標準

第九節(jié) mpeg-2/dvb編解碼系統(tǒng)

第八章 數(shù)字音頻編碼技術(shù)—杜比ac—3

第一節(jié) 杜比ac-3的概述

第二節(jié) 杜比ac-3同步幀

第三節(jié) 杜比ac-3編碼器

第四節(jié) 杜比ac-3的應用

第九章 信道編碼和調(diào)制

第一節(jié) 信道編碼系統(tǒng)

第二節(jié) 信道編碼方法

第三節(jié) 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)

第十章 數(shù)字電視三種傳輸系統(tǒng)

第一節(jié) 高清晰度數(shù)字電視

第二節(jié) atsc系統(tǒng)

第三節(jié) dvb系統(tǒng)

第四節(jié) isdb系統(tǒng)

第十一章 我國數(shù)字電視系統(tǒng)

第一節(jié) 我國數(shù)字衛(wèi)星電視廣播傳輸系統(tǒng)

第二節(jié) 我國地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)

第三節(jié) 我國有線數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)

第四節(jié) 我國高清晰度接收現(xiàn)狀

常用術(shù)語英漢對照表

參考文獻

本書是國家廣播電影電視總局廣播電視工程技術(shù)職業(yè)教育規(guī)劃教材之一。

全書共分為兩篇。第一篇分為五章，主要介紹數(shù)字音頻的特點、發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢、國際標準和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)字音頻編碼及調(diào)制等內(nèi)容，同時重點介紹了內(nèi)蒙古電臺播控中心數(shù)字化系統(tǒng)；第二篇為數(shù)字高清晰度電視，主要介紹了其特點、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢和系統(tǒng)組成以及壓縮編碼標準和技術(shù)，并對我國目前數(shù)字衛(wèi)星、有線和地面電視進行了闡述。

廣播在20世紀20年代誕生后，經(jīng)歷了調(diào)幅廣播、調(diào)頻廣播兩個發(fā)展階段，隨著數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的滲透，聲音廣播正在步入數(shù)字化的第三個階段。數(shù)字聲音廣播是廣播領(lǐng)域中的一場革命，是當代多種高科技的結(jié)晶，是信息高速公路的一個重要組成部分，將對全球的廣播事業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

最先推出的是歐洲國家于20世紀90年代中開發(fā)出的數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)，它成為國際電信聯(lián)盟(ITU)認可的地面數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)，緊接著有幾個國家提出了不同的調(diào)幅波段的數(shù)字廣播(如歐洲的DRM和美國的IBOC)系統(tǒng)。聲音廣播的數(shù)字化正朝著DAB、DRM、DMB(數(shù)字多媒體廣播)以及網(wǎng)上廣播的多元化方向發(fā)展，其技術(shù)特征表現(xiàn)為從模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)變，從單機制作到數(shù)字音頻制播網(wǎng)絡轉(zhuǎn)變，從較單調(diào)的聲音廣播向包含數(shù)據(jù)廣播、多媒體廣播、交互式服務等的綜合形態(tài)過渡。

廣播數(shù)字化的技術(shù)準備已基本成熟，歐洲的地面和衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播(DAB)已運行了多年；數(shù)字中短波廣播(DRM)的技術(shù)也已成熟，在原中短波的帶寬內(nèi)可為聽眾提供無干擾的接近單聲道調(diào)頻質(zhì)量的廣播。 2100433B