DRM数字广播在应急预警中的应用研究

唐 艳，吴文博

（国家无线电监测中心哈尔滨监测站，黑龙江 哈尔滨 150010）

1 应急广播2DRM数字广播技术

现阶段，我国社会和谐稳定、经济高速发展，但自然灾害、突发公共事件发生依然呈上升态势[1]，DRM数字广播提供了覆盖长波、中波、短波以这就需要更全面更完善的应急公共服务体系。应急及甚高频的完整广播数字化方案，是一种可为本广播是应急服务体系的重要组成部分，在及时发布地、区域、国家和国际听众提供服务的全球标准[2]。 信息、引导舆论等方面具有特殊优势和不可替代作DRM技术标准具有 DRM30和DRM+两种模式，具用。传统广播具有覆盖范围广、抗毁性强、通信费用体工作频段如图 1所示。 DRM30应用于 30 MHz以低廉、适合大众接收等优点，一直作为应急广播的下的广播，覆盖长波、中波及短波的全波段； DRM+重要手段。随着数字化时代的到来，传统广播领域则主要针对 VHF频段。已由模拟逐步转向数字，采用数字技术是一种全球趋势。 DRM（Digital Radio Mondiale）数字广播有效提高了模拟广播的通信可靠性、数据传输率和抗干扰能力，并且支持多媒体和数据应用，还可提供应急预警服务。

本文在介绍 DRM数字广播技术标准及优势的基础上，对其 EWF（Emergency Warning Functionality）应急预警功能进行概述，分析了 DRM数字广播在应急预警中的应用与发展情况。

2 DRM数字广播技术

2.1 技术标准

DRM数字广播提供了覆盖长波、中波、短波以及甚高频的完整广播数字化方案，是一种可为本地、区域、国家和国际听众提供服务的全球标准[2]。DRM技术标准具有DRM30和DRM+两种模式，具体工作频段如图1所示。DRM30应用于30 MHz以下的广播，覆盖长波、中波及短波的全波段；DRM+则主要针对VHF频段。

图1 DRM数字广播的工作频段

DRM是通用的、公开标准化的数字广播系统，被国际电信联盟（ITU）和欧洲电信标准协会（ETSI）等相关国际组织建议和认可。国际电联无线电通信部门ITU-R在ITU-R Rec.BS.1514建议书中已批准在 30 MHz以下的所有广播频段中定期广播DRM信号。 ITU-R Rec.BS.1615建议书通过利用现有的模拟调幅服务规划协议为 30 MHz以下 DRM在全世界的部署提供规划参数。对于 30 MHz以上的广播频段，ITU也发布了关于 DRM的建议，如ITU-R Rec.BS.1114和ITU-R Rec.BS.1660。

2.2 技术优势

对于传统模拟广播接收业务单一化严重、传输容易受到干扰、传输质量差等问题，DRM数字广播技术在听众收听、广播发射和频率管理等方面具有明显优势，如下：

（1）听众收听。 DRM运用数字音频压缩与编码传输技术有效的改善了数字广播的音质效果，DRM30能够达到高品质立体声音质，DRM+提供了CD级音质。支持数据传输，例如文字、图片甚至新闻的发送。听众在收听数字广播的过程中无需自主调台，自动调谐模式能够自主推送高品质广播信息，提高了听众的收听体验。

DRM无线电接收器可以使用长寿命电池供电，不依赖于互联网或电力供应。DRM可以在更大的无线电屏幕上给听众带来互联网的内容。

（2）广播发射。与调幅广播相比，同样的覆盖效果，使用 DRM可以减少 40%-50%的发射功率。 DRM涵盖了包括中波、短波和调频几乎所有的广播频段，更有利于技术的统一管理。

DRM系统提供了许多标准化的多媒体和数据应用。这些服务包括两类，一类是简单的低比特率 DRM文本服务，用于提供与节目相关的信息，如当前广播呼号；另一类是 Journaline交互式按需文本应用服务，可用于传输与节目相关的以及与节目无关的信息，如新闻、体育或天气信息服务。

（3）频率管理。传统模式下的频率管理耗能较多，而 DRM数字广播技术的有效应用，降低了电力成本，实现“绿色广播”。 DRM标准允许最多三个音频信号和数据在一个频率内传输，而模拟系统每个频率只允许一个节目。这意味着 DRM系统可以减少频谱资源使用，有效缓解频率极度紧张现状。

DRM具有很强的应急广播能力，能够以多种语言或方言同时提供包含音频和文本的应急预警，可以在重大灾害灾难以及重大事件发生时，及时、快捷、有效地为应急广播系统服务。

2.3 传输模式

DRM采用OFDM正交频分复用传输技术，为保证信号传输质量，DRM系统定义了适应不同传输条件的 5种工作模式[2]。如表 1所示。

DRM30具有4种不同的健壮性模式。其中，模式A被设计用于在地波或视距覆盖范围内提供可能的最高比特率传输； B模式通常是天波传输的首选；在传播条件比较恶劣的情况下，例如有多跳的长路径或可能发生强反射的垂直路径，需要使用模式C或模式 D。对于DRM+，30 MHz以上的VHF频段使用 E模式。

表1 DRM传输模式

3 EWF应急预警功能

3.1 功能概述

DRM数字广播支持并提供灾害和早期预警服务，该功能称之为 EWF应急预警[3]。EWF作为DRM系统规范的一部分，接收机不需要额外的接收硬件或传输网络实现该功能。

任何应急预警系统的任务都是尽可能快地、在尽可能大的范围内向可能受到影响的公众发布即将发生的危机或灾难预警信息。灾难或危机发生时，DRM可以利用内置的 EWF功能发出灾难警报。即使在当地基础设施瘫痪的情况下，通过使用外部 DRM发射机对其覆盖，也能确保应急预警信息及时发布。在紧急情况下，DRM接收器被命令切换到并呈现紧急程序，甚至可以从待机模式自动打开，进入接收状态。 DRM数字广播标准中的 EWF应急预警功能应用示例如图 2所示[3]。

图2 EWF应急预警功能应用示例

3.2 预警信息

当预警信号由权威机构触发时，所有运行中的 DRM接收器从当前已调谐的 DRM服务接收预警信号，并切换到紧急广播。

听众收到紧急广播信息包括：

⊙音频节目 （每次提供一种语言）。

⊙ DRM文本信息 （屏幕上会出现短文本行，每隔几秒自动更新）。

⊙ Journaline高级文本服务 （同时提供多种语言的详细说明，可为听力受损用户提供服务）。结构化的文本功能使用户能够在 DRM数字广播接收机屏幕上快速查找相关信息，相比音频提供更为详细的内容，例如 EWF的目标听众可以通过Journaline接收应急预警的原因、紧急避难场地的位置和描述、政府公共服务部门的紧急联系方式以及应对措施等。

3.3 危机和灾难时期的应用价值

传统模拟广播应用于应急预警，通常的方式是使用应急节目取代正常节目。 DRM数字广播的 EWF应急预警服务能够在提供音频预警信息的同时，提供文本乃至多媒体预警信息。且在灾难发生时，DRM接收机能够自动调谐到应急节目频道，处于待机状态的接收机能够自动开启，这都是传统模拟广播无法实现的。 DRM技术可以在尽可能短的时间内利用多种方式将应急预警信息传递出去，从而避免或最大程度减少人民群众的生命财产损失，成为应急广播系统数字化发展的有效手段。

4 基于DRM的应急广播发展

4.1 印度成功开展EWF功能测试

印度政府高度重视广播数字化发展，2017年印度召开的以“数字推动，实现总理数字印度梦”为主题的DRM圆桌会议，加快推动了 DRM数字化进程[4]。截至2017年底，印度已经实现广播数字化进程第一阶段目标，完成了全国 DRM中短波数字广播的构建，同时印度国家广播机构与国家灾害管理局协调，在德里架设的 DRM发射机上成功测试了 EWF应急预警功能；目前，正在完成广播数字化进程第二阶段，在现有 DRM数字广播网络基础上，逐步开通 Journaline高级文本服务以及DRM文本信息服务；第三阶段的发展目标是通过 DRM数字广播向用户传送多媒体信息和 EWF应急预警服务。印度政府十分重视 DRM具有的应急广播能力，认为 DRM应急广播能力对市郊、农村及欠发达地区具有重要意义。使用 DRM数字广播建立应急预警系统，逐步实现基于 DRM的应急广播，将大大提高印度应急预警服务体系能力。

4.2 具备EWF功能的DRM接收机

DRM系统的开发目标是促进低成本、面向大众的接收机的发展。目前市场上已经有厂家推出了内置EWF应急预警接收功能的 DRM终端产品，如图3和图4所示。这两款收音机支持所有 DRM特有的功能，包括Journaline高级文本和 EWF应急预警功能，可以在 EWF报警时自动打开接收器，并且提供更大的 LCD屏幕。

图3 GOSPELL推出的DRM收音机

图4 STARWAVES推出的DRM收音机

由于价格较高、体积较大等因素影响，DRM收音机实际推广存在困难，但在印度市场上，另一种形式的数字广播接收机却增长迅速。印度的汽车接收器行业已经投资了数百万美元在国内开发 DRM数字无线电接收器和芯片组。印度道路上超过 150万辆汽车配备了DRM数字广播接收机，图 3为马恒达（印度汽车品牌）TUV300配备的 DRM接收机。印度的大多数汽车厂商已推出或计划推出具有 DRM接收器的汽车，越来越多的国际汽车品牌加入了DRM。

图5 车载DRM数字广播接收机

随着DRM接收终端的普及，成本也会进一步降低。生产推广具备 EWF功能的 DRM接收机，将有助于推动DRM在应急公共服务体系中发挥实际价值。

5 我国DRM发展思考

伴随着各类灾害和突发公共安全事件的频发，及时迅速地传递应急预警信息显得更为重要。目前传统应急广播技术还不够完善，需要把新技术、新设备有效的应用到应急广播体系中。随着模拟广播数字化发展，DRM技术为我国应急广播系统发展提供新的方向。基于本文上述分析，对我国 DRM发展进行思考并提出三点建议：

（1）我国仍处于短波 DRM广播试验播出阶段，建议在试播基础上，加大力度开展 DRM技术在应急预警方面的研究与实践，组织实施 EWF应急预警功能相关测试。

（2）我国市场上支持 DRM的接收终端较少，建议监管机构考虑强制要求将 DRM作为数字广播接收机和汽车行业标准的一部分，推动厂商为用户提供适用于收音机、电脑、移动电话或汽车等多种方式的收听选择，方便用户体验，逐步提高 DRM数字广播听众数量和基础。（3）数字接收机除了收听音质的改善，能否为听众提供更有价值的服务内容是消费者真正关注的问题。建议深入挖掘 DRM提供的多媒体信息可能产生的经济和社会效益，关注 DRM技术带来的相关产业发展。

在全球数字化发展的背景下，DRM数字广播发展极为重要，是促进我国应急广播发展的重要方向。开展深入研究，切实发挥 DRM在危机和灾难时期发挥的重要价值，有利于推动社会和谐稳定发展。