主流数字广播技术的对比分析

赵长华

天津广播电视台，天津 300000

主流数字广播技术的对比分析

赵长华

天津广播电视台，天津 300000

本文首先指出了数字广播的含义，强调其对传统广播的技术拓展，接着研究分析了主流数字广播技术的工作原理，主要对DAB、DRM、HD Radio等进行了分析，最后对主流数字广播技术DAB、DRM、HD Radio的优势与发展前景进行分析总结。本文研究成果将对分析主流数字广播技术起到一定的参考作用。

数字广播；DAB；DRM；HD Radio

1 数字广播的含义

数字广播即采用数字化手段对信息进行加工处理的广播技术。与传统广播的主要区别在于数字广播是以数字信号的方式来传递信息。当前，随着科学技术的快速发展，数字技术也得到很大程度地提升，在传统广播的基础上，对信息传递形式进行了拓展，即数字广播不仅可以通过声音传递信息，还可以通过视频、文字、图片等形式实现信息的有效传递。

2 主流数字广播技术的工作原理

2.1 DAB

在DAB系统的发射端，会利用MUSICAN音频编码器对输入的信号进行处理，降低信号的数据率，并利用复合器对压缩后的信号进行复合处理，之后再通过COFDM编码器与调制器的编码与调制，输出符合要求的COFDM基带信号，中心频率、带宽分别为2.048MHz、1.536MHz。通过DAB发射机对COFDM基带信号进行再处理，转换频率，放大功率，使其转换成高电平射频信号，再利用天线进行发射。

DAB系统中数据的接收需要专门的接收设备来完成，且接收信号解调处理与发射端调制处理顺序相反，解调处理完成后即可播放音频广播节目或提供数据业务。对接收信号中的高频部分进行频率变换处理，转换为基带信号与中频信号，再利用COFDM解调器将基带信号处理成复合信号，接着通过解时间交织、维比特解码等操作，输出可供使用的模拟声音信号。

2.2 DRM

音频数据通过信源编码与预编码处理后格式达到传输要求；多路复用确定音频与数据业务的安全等级；为保证信息传输的无误差，信道编码器对信号进行再处理，填加冗余信息；映射单元对数字化编码信息与QAM单元之间的映射进行了定义；交织单元完成了QAM单元到区分频域、时域的单元序列的处理，确保信号在时间—频率弥散信道中传输的可靠性；可利用导频发生器了解信道状态，预估相应信号的解调处理；等级不同的各个单元在OFDM单元映射器的处理下集中并在时频栅格中暂存；利用OFDM信号发生器对信号进行时间标记，并完成各组信号单元的传递。这样编码映射发射端信号的工作全部完成。信号传输时利用调制器实现OFDM符号的模拟处理，再借助发射机进行发射。

接收端与发射端的处理过程完全相反，接收的信号需要通过主载频解调、低通滤波A/D转换与串并转换处理，再利用FFT技术获取相应的符号数据。接着均衡数据，在完成译码判决与串并转换后，则可输出原始音频与数据。

2.3 HD Radio

HD Radio系统的工作原理为：1）为减小比特率与传送带宽，利用iBiquity编解码器对音频内容进行数字化处理，并进行压缩，再将数字数据进行多路传输。2）数据经过附加编码处理则变为复合信号。附加编码过程主要分为加扰、前向纠错（FEC）编码与交错。其中加扰则是为避免出现0或1的长字符串，将数据进行“漂白”或打乱处理；FEC编码，也叫做Viterbi收缩卷积编码，提高信号在出现衰退或噪音条件下的可靠度；交错增加了信号在频率与时间的多样性，进而确保在发生信号损失时可以有效接收信号。3）将复合信号打包成型，再采取OFDM映射与生成对复合信号进行处理。4）将处理后的复合信号与标准模拟信号一同发射。

3 主流数字广播技术的优势

3.1 DAB

同传统FM技术相比，DAB系统的优势主要有：1）在30MHz～3GHz范围内均能正常工作，且在传输过程中有较强的抗衰落能力；2）能够通过卫星、电缆、地面来实行覆盖，且传输的声音质量较高，不低于CD水平。不管是便携接收还是移动接收，均能保证广播质量；3）DAB可在UEF、VHF、L波段工作，实行单频网同步运行可促进频谱资源的有效节约，并且同步网对发射机功率要求较低，无需更换大功率发射机；4）基于DAB广播技术的DMB广播，不仅可以满足多套数据业务与声音节目的同时传输，还可以满足活动图像节目的顺利传输。3.2 DRM

与模拟AM广播相比，DRM系统有以下优势：1）DRM占用的工作频段小于30MHz，大大提高了中短波频谱资源的利用率，使频谱资源得到合理分配，自身具有较高的绕射水平、很强的穿透能力、很大的覆盖面积，便携式接收与移动式接收均可以正常使用；2）在覆盖范围相同的前提下，数字调幅发射机所需的功率小于模拟调幅发射机，降低了发射机的功率，并提高其使用效率，提升了数字广播的经济效益；3）在目前采用的9kHz或10kHz带宽条件下，可通过数字信号处理技术与音频数据压缩技术对信号进行处理，以增加信号传输过程中的可靠性，提高自身抗干扰水平，避免出现短波衰落的情况，最后确保通过调幅波段信号进行传输的音质满足要求；4）在工作带宽范围内，可实现数字信号与模拟信号的共同传输，有利于逐渐过渡到全数字广播时代；5）在满足基本传送要求的前提下，DRM系统还可以提供一定的附加业务。

3.3 HD Radio

HD Radio的主要优势有：1）可在现有频率段内正常工作，无需设置专门的频率段；2）可满足数字信号与模拟信号同时播出的要求，并可以将模拟广播顺利转换为数字广播；3）所需成本较低，可提供附加业务与节目，有很好的扩展性；4）在较低频率下工作，在室内可顺利接收。

4 发展前景

4.1 DAB

我国的某些省份在采用移动电视之前已经将DAB技术引入国内。然而，DAB技术在欧洲的覆盖范围较广，由于国情相差较大，直接将DAB技术用于我国的广播事业中，一方面会使投资成本增加，另一方面也会制约数字广播技术的推进。目前，DAB技术在我国覆盖范围较小，其发展也受到多方面的制约。

4.2 DRM

在我国，多数广播为调幅广播，而DRM系统也是一种数字调幅系统，因此其在国内有很好的发展基础。经过长期的发展与推动，DRM系统得到广泛的认可，且在我国的市场占有率不断地增加，覆盖范围不断扩广、影响力逐渐增加。

4.3 HD Radio

当下，我国正逐步完成数字广播技术的过渡，由原有的模拟信号传送转换为直接传送数字信号。HD Radio系统不仅能够实现数字信号与模拟信号的同时传送，还能直接传输数字信号。作为广播电视的关键组成部分，广播对广电的整体发展将产生直接影响。广电的发展得到国家的广泛关注，HD Radio能够在广电的发展过程中起到良好的理论支撑作用。

5 结论

作为一种信息传送工具，广播在人们的日常生活中是不可缺少的。随着科学技术的进步，信息传送的方式不断增加，而广播仍有着不可替代的地位。数字广播是社会发展与科技进步的产物，也是广播的发展目标。数字广播同传统广播相比，有多方面的优势，因此，应做好数字广播技术的研究工作，推进数字广播技术，迈入全数字广播时代。

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[4]金莉萍.数字广播技术及其应用现状与发展[J].有线电视技术，2012（9）：58-63，68.

G2

A

1674-6708（2016）177-0052-01

赵长华，工程师，天津广播电视台，研究方向为广播电视技术。