数字音频广播技术探析

张永强+范晓东

摘 要：本文根据目前数字广播的现状，分析其未来的发展趋势，并且综合实际情况，找到适合数字广播发展的方向，从而有力推动数字广播技术更加完善的向前发展。

关键词：数字广播；数字信号；CDR

数字广播是以数字技术为基础的，运用先进的音频数字编码、先进的数据压缩、先进的纠错编码以及数字的调制方式和新传输技术，是广播信号数字化处理的重要体系。

1 数字化广播是新时代发展主流

数字广播技术的成熟与资源的局限性。电子技术的不断成熟，尤其对广播电视技术的数字信号处理日趋成熟，在硬件方面，大量集成电路研制、生产和规模化应用，在技术方面，传输、编码、调制、压缩等在不同领域普遍采用。例如：音频码率在不影响收听质量的前提下，可以压缩10倍左右的技术，这样就为我们在传输和使用中，大大节省宝贵资源。再例如：调频广播因为频率资源的局限性，频率越来越多，其频率间隔越来越近，很容易在相邻频率之间，由于频率太近而引起同频干扰的现象，而数字广播技术的出现，我们就解决了这一难题。

2 数字广播与数字信号的优点

数字信号就是信号的数字化，其幅度是离散的信号（数字信号）。特点是幅值被限制在一个峰值内离散的，而不是连续的信号，它的每一个码元只有两个峰值（0，1）。数字化信号经过三个步骤：抽样、量化和编码。

1、抽样：用信号样值的序列来代替原来相同时间上的信号。也可以说是相同时间内离散化的模拟信号；

2、量化：指用有限幅度值类同以前连续变化的幅度值。相当于模拟信号幅度的连续变成数量可以计算的、间隔的离散值。

3、编码：就是按照一定规律把量化后的值变化成二进制数字来表示，可以转换成二值或者多值的数字信号流。

最后，再把这些数字信号通过光纤、微波、卫星通道等线路传输到调频发射机接收端。数字广播与模拟调频广播系统相比，优点如下：

（1）、音质好。例如激光唱片CD与信噪比、保真度、频率特性以及立体声像评价主观的参数相同，而需传输的数码率仅是CD的1/6，并能移动接收，在高速行驶的汽车里也能收到高质量的广播节目。

（2）、具有传送灵活的、多种节目的能力。在传送音频数字化广播节目的同时，可以传送多种附加信息内容，与节目内容息息相关，例如广播的传呼、交通天气信息、金融方面数据、静止的图像和低比特率音频附加广播信息。

（3）、覆盖面广。覆盖边缘地带接收可靠性达95%以上。

（4）、频谱利用率高。即7MHz的带宽能容纳目前在87～108MHz调频段播出的21MHz带宽的节目。

3 数字信号抗干扰能力强

1、数字信号幅值是离散值，采取两个有限度的幅值，在数字信号传输过程中有纠错再生技术，保证受到干扰时的信噪比和原发数字信号一样，可以实现高品质远距离传输的。

2、数字信号的传输是通过时间上、频率上的交织数据符号，相互插入分散的多载波之间保护间隔，对多径传播具有很强的抗干扰能力，解决了城市中密集的高层建筑所引起的多径传播干扰。

3、数字信号方便加密、储存、处理和数字交换。数字信号在储存、传输、和信号处理都是二进制代码，数字信号在传输过程中可以通过数字逻辑运算进行加密处理，在接收端进行解密，以保证传输过程中信号安全。数字信号等同于计算机所使用的数字信号一直，系统设计与频道内延迟展宽相吻合越好，广播的多径反射信号越有利于信号接收。

因此，可以按照计算机处理信息的方式对数字音频信号进行处理，处理方式为：对数字音频信号的编辑、储存、信息交换、通信管理以及维护，最终实现整个数字系统的全智能化。

4 数字广播的发展应用（音频广播CDR）

CDR广播具有不用立杆架线、覆盖范围广泛、扩容性强、方便安装维护、投资较少、音质清晰的无线发射的广播设备。从根本改變传统有线广播布线比较困难、安装相当复杂、很难再扩容和环境等问题。现在大规模、广地域的情况来说，传统的有线广播与CDR广播是无法相媲美的。

CDR能找到很好的频点，与调频和中波调幅优化相比较系统传输相当灵活，还有更高效率的信源编码算法LDPC，这是一种高效率的信源编码算法，对发射机来讲，发射机功率相当于下降二分之一。针对不同的运营场景，针对单频网的大面积覆盖，每个发射机都能覆盖好几十公里，还可以实现高速移动接收，像我们的高速列车，在300公里/小时时速都能接收，具有较高数据率传输，大范围的增加频点上传输的数据量。CDR广播优点如下：

1、在以前的FM模拟台的保护频带内工作，不会影响新的频率规划；

2、支持与FM模拟台相同的台、共同的频、一样的发射机广播；

3、可通过子带捆绑实现传输容量扩展（理想可达3Mbit/s）；

4、可支持多媒体数据广播等。

CDR广播信源编码采用DRA/DRA+，目前已开发复用、信道的传输和组织网络、终端接收等重要技术，制定相关技术标准规范，研发的信源编码器、调制器（激励器）、发射机和终端接收机系统等重点关键设备，并进行开路试验合格，效果非常好，具备大规模产业化推广的条件，只要完善发射传输系统，就能实现数字广播覆盖网的普及。

5 结束语

广播业适应新时发展代潮流，成为数字化发展方向已是一个必然的趋势，在广播的同时还能够带动其它行业的发展。但是，要想发展的又快又稳，除了做好创新技术方面，同时还需要改掉传统观念，在新思路方面要跟上创新步伐，按照我国数字化、信息化发展的需求，利用今天的无线电技术，通过数字音频广播系统CDR，希望能够开展规模化应用，推进我国声音广播数字化进程。

参考文献

[1]韩宪柱.数字音频技术及应用[M].北京：中国广播电视出版社，2003.

[2]戴旭. 数字音频广播（CDR）及试验方案[J].世界广播电视协会，2013.

[3]陈孟.数字音频广播的新时代即将来临[J].实用影音技术，2003.