浅谈数字音频广播

魏星

近年来随着数字广播音频的出现和应用，数字音频广播越来越受到人们的喜爱和欢迎，但是许多人并不了解数字音频广播。本文主要结合自己的工作从含义、技术、过程、特点四个方面来浅谈数字音频广播。

数字音频 广播 技术

科学技术的迅猛发展促进了多媒体技术、通信技术、数据网络技术与广播电视技术迅速融合，加快了广播电视领域的数字化、网络化，逐步实现了计算机对广播电视中心设备系统和播出控制系统的智能化管理，使整个录制、编辑、编审、播出等呈现出数字化、网络化、智能化的特征，也就是说无线电广播进入了数字音频广播技术时代。数字音频广播实现了从播音室至接收机传送的各种业务的数字化，能够提供清晰、高保真的高质量的无线电业务。当前我国大部分大中型电台都采用了数字音频广播技术，实现了采录、编排、播出系统的数字化，这是积极响应国家广电总局《2001年至2010年广播影视事业发展计划纲要》《广播影视科技“十五”计划2010年远景规划》的中关于我国广播电视在2010年要基本实现数字化要求的体现，是我国广播技术发展史上的一个重要里程碑。

一、数字音频广播的含义

数字音频广播，简称DAB（Digital Audio Broadcasting），是数字广播系统，主要是借助于多媒体技术、通信技术、数据网络技术，通过计算机对广播电视中心设备系统和播出控制系统的智能化管理，使整个录制、编辑、编审、播出等实现数字化呈现出数字化、网络化、智能化的特征，实现了从播音室至接收机传送的各种业务的数字化，完全克服了模拟广播电波多径传播过程中产生的噪声、失真等质量问题，能够为听众提供清晰、高保真的高质量的无线电业务。数字音频广播（DAB）适合于移动、固定或便携式接收，声音质量完全可以与CD相媲美，不仅能够传送声音广播节目，而且能够传送数据业务、图等。数字音频广播（DAB）的传输系统功率小，可以实现同步网运行，能够节约频率、节约能源、电磁污染低，真正实现了节能环保。

二、数字音频广播使用的技术

1.MUSICAM信源编码技术。信源编码技术，就是通过对信源数据率进行压缩，达到用最少的数码传递最大的信息量的目的。DAB使用的信源编码方法叫做掩蔽型自适应通用子频带集成编码复用，简称MUSICAM（Masking Pattern adapted Universal Sub-band Integrated Coding and Multiplexing）。属于子频带编码，就是把宽带的声音信号的频谱分割为宽度均为750Hz的32个子频带，每个子频带独立受控进行数据率压缩，凡是在本子频带同听闭以下的频谱成分都不编码、不传送，处于同听闭以上的频谱成分用多少比特进行量化，也就是说只对人耳能听得见的音频信号成分进行编码，以实现数据的有效压缩，并能够高效利用可用的频谱。

2.COFDM信道编码技术。信道编码技术，简称COFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing），就是编码正交频分复用。C指信道编码，可以使信息传输更具可靠性。通常，人为在所传的信息中加进冗余，目的是当传输过程中出现差错时，可以通过信道解码发现和修正差错，恢复出正确的信息。OFD指正交频分，许多频谱成正交关系的副载波，彼此间隔△f=l/符号有效期，形成一个宽带系统，传送的数据被分配在每个副载波上，每个副载波是窄带的子信道，传送低的数据率，每个副载波采用四相差分相移键控（4DPSK）方法调制，符号持续期长，抗符号间干扰能力强。M指复用，就是利用多载波宽带系统同时传送多套声音节目和数据业务。

3.采用COFDM调制技术。COFDM调制技术就是“编码正交频分复用”（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex），是一种有效利用频谱的多载波数字调制方案。COFDM系统是根据将信息在大量相互接近且成正交关系的载频之间分割的原理进行的，运用数学知识把一个无线电信号分配在1536个不同的载频上，并且有一定的时延。每一载频之间相隔1KHz，其中每一载频用差分正交移相键控进行独立调制，复用的数据信息全部在这些载波频率上，并且这些载频形成一个频率区块，共占有约1.54MHz的频谱宽度。每个载频的符号率很低，符号周期很长，加之时间上保护间隔的设置，对多径反射有很好的保护等作用。另外COFDM采用的先进的检错和纠错方法可以保障接收质量。

4.同步网技术。DAB同步网又称单频网（Single Frequence Network， 即SFN）。就是指同步网中的所有发射机都使用中心频率相同的DAB频率块，精确同步的调制信号，能够营造多径效应。在发射台之间的距离和布局确定的情况下，各发射台的功率可以相益，因此，发射台的所需要的发射功率较低，通常只有几百W到1KW。

三、数字音频广播的过程

DAB广播的过程并不复杂，首先把要播出的音频节目和相关信息如文本、图像等准备好，然后把数据传送到发射机，进行数字压缩处理，其中包括MUSICAM编码、卷积编码和时间交织。处理后的数据再转至MSC复用设备变成复用流子帧MSC，再与FIC、SC等子帧在传输复用设备中复用成发射前的数据流。然后数据流在数字广播阶段再经过频率交织和COFDM信道编码后，最后被传送到发射机向外辐射广播。

四、数字音频广播的特点

1.抗干扰能力强，音质好。数字音频广播（DAB）传输系统采用COFDM、时间交织和频率交织等技术措施，能够避免多径反射干扰，提高了抗多径干扰的能力，有利于接收信号的增强。同时，数字音频广播（DAB）传输系统具有很强的抗干扰能力不仅可以消除传输过程中的噪声和失真，而且还可以修正传输中出现的差错，能够为听众提供清晰、高保真的高质量的无线电业务。

2.发射功率要求降低，利于节能环保。数字音频广播（DAB）采用COFDM通路编码技术，信号内容分配在众多的频率上进行传送，占用频宽l.5MHz，它在同一单频网内采用相同的发送频率，这样各发射机之间的信号强度正好起到相互补充的作用，不仅提高了接收效果，而且有效地降低了发射机的功率。

3.应用范围广。数字音频广播（DAB）的接受方式灵活多样，适合于移动、固定或便携式接收。不仅在固定或便携的情况下能够获得很好的接收质量，即使是高速移动的情况下仍然能够获得高质量的接受效果，声音质量完全可以与CD相媲美。

4.多样化的业务内容。数字音频广播（DAB）系统是一种多媒体广播系统，不仅可以像模拟广播一样传送各种高质量的广播节目，而且还能够传输各种数据业务和图像信息等，如交通信息、天气预报、寻呼业务、商用数据业务，甚至静止图像和低速图像信息。

5.组网方式灵活、覆盖面积大。数字音频广播（DAB）组网方式灵活，既可以采用地面广播的形式，又可以采用卫星广播或地面、卫星混合广播等形式。通过灵活的方式组建单频网络，不仅可以大面积地组织DAB广播网，使广大接收地区乃至全国处于同一DAB的覆盖之下，而且可以大大提高了边缘地区的接收质量。

6.提高了频谱利用率。数字音频广播（DAB）的传输系统允许同步网运行，提高了频谱利用率。DAB采用了有效的数据压缩技术，使原来一个声道需要的约768kbps的码率降低到100kbps左右，有利于充分利用频率资源。

参考文献：

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[2]刘文开.有线广播数字电视技术[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[3]永伟.数字音频广播的应用与发展[J].中国有线电视，2004，（14）.