数字音频广播中的几项关键技术研究

褚秀春

摘要：数字音频广播的最早出现始于90年代，在当时得到了ITU的权威认可，经过20多年的发展成熟之后，被广泛应用于我们的生活日常。数字音频广播在我们的生活中随处可见，主要是其相比于传统广播有抗干扰，便于操作，能有效保证音质，节约资源等优势。本文中主要阐述数字音频广播的优点，研发过程中因频率占用方式不同而产生的不同制式以及几项关键技术。

关键词：数字音频广播 制式 关键技术

中图分类号：TN934 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0106-01

1 数字音频广播的优点

（1）有效的减少其他路径的干扰。DAB具有激光唱盘的特色音质，对于数字信号传输过程中产生的噪音，以及变声等问题都能自动消除，修正。（2）便于操作。DAB的接收机的工作原理路径与发射机相反，其操作较为便捷，用户只需要在接收机中选择“节目号数”就可以接收无线信号，彻底摒弃了以往复杂机械的搜索节目。（3）能保证音质。DAB在接收信号的过程中，能对无线信号传输过程中产生的噪音自动消除，保证全程CD音质，而且具有先进的前向纠错编码及交织技术，IBOCDAB中采用的是码率兼容删除型卷积码即RCPC，它能对不同类型的数据实行分类保护主要是利用了信道干扰的非均匀性。（4）节约资源。DAB系统继续使用现有的发射塔，因此几乎不需要再选用新的发射区，重建新的发射塔，在一定程度上节约了很大一笔资金。

2 DAB研发中因频率资源占用的方式不同而产生的两种制式

（1）Eureka—147DAB专用频率制式。Eureka—147DAB起源于上个世纪80年代，是一种典型的宽带数字声音广播系统，至今发展的程度已经非常可观。虽然以Eureka—147DAB为代表的专用频率制式已经在一些发达国家试用成功并正式投入使用，但是由于其昂贵的接收机价格，以及与现有的模拟广播不兼容等客观因素限制，使得Eureka—147DAB在全球的广泛使用变得步履维艰。（2）IBOCDAB带内同频道制式。以美国IBOCDAB为代表的带内同频道制式具有一个独特的优势，就是可以与原来的广播模拟系统达到很好的兼容效果，这样一来就可以继续沿用以前的发射塔和天线，IBOCDAB系统就是在已有的模拟广播发射设备的支撑下适当的增加设备和资源就可以实现在原来的模拟广播信号通道上传输数字音频信号。

3 DAB研发中的几项关键技术

3.1 音频压缩编码技术

音频信号在经过PCM数字化时的码率约为700kbit/s，这也就意味着在这一过程中需要足够宽的频带，以及大量存储空间，这将对数字化音频广播的发展产生非常大的阻碍作用，使数字化音频广播的普及寸步难行，为了有效地解决这一问题，就必须将过大的音频进行压缩然后再进行后续处理，当然压缩的前提是音频不失真，不产生噪音。音频压缩编码技术在数字音频广播中的应用方法不止一种，但是无论是哪种方法都是利用人体感官的弊端来降低转化码率，如果有两个频率接近但强度差别较大的信号同时出现时，人耳只能接收到强度较高的信号；同样，当较弱的信号与较强的信号不同时出现但在它附近一个特定的时域内时，在人耳的接收范围内，较弱的信号将被较强的信号遮蔽掉。这样一来，那些不能被人耳接收的信号将不被传输，从而在一定程度上降低了转化码率，又不会使音频失真，整个过程中音频始终接近CD音效。目前MPEG-1/2中的Layer||和MPEG AAC等音频压缩编码技术被广泛应用于数字音频广播中。

3.2 COFDM调制技术

一般而言，音频主要是通过无线电磁波传输，但是其性能远不如光纤等有线信道，尤其是在高楼林立的大都市，无线信号总会被建筑物挡住使得无线信号不稳定或者信号强度大打折扣。为了保证无线信号接收质量，则必须研究开发出一项可以还原被建筑物遮挡掉的部分信号，以及由于移动设备接收时损失掉的部分信号的调制器。信道编码与OFDM调制器便合理的解决了这一难题，OFDM调制器是保证数据在严重的外界干扰下完整且稳定传输的技术保障，其原理主要是通过串联或并联变换将高速信号流转换成低速并行的多条信号流信道，增加每个信道的符号周期，有效的降低了信号流信道多径时扩展产生的码间干扰。此外，保护间隔的存在可以大量的减少多径引起的符号间相互干扰以及信道间相互干扰。OFDM调制器的优点大致有：有效削弱对抗信号波形产生的干扰作用，提高高速信号流的传输效率；由于各分载波的混合编码使得抗衰落能力加强；利用离散傅里叶变换和离散傅里叶反变换可以实现各个低速信号流的正交调制与解调。总之，OFDM调制器能有效抵制衰落现象，使无线信号全部被接收。

3.3 消除第一邻频道的干扰技术

经过大量的模拟实验研究发现，数字边带DAB信号对于模拟主FM性能的影响总是不同程度的存在，当数字边带DAB信号的信号频率达到130HZ到195HZ之间，其影响效果最小。但是相邻频道间始终存在着干扰，理论上FM电台的分布位置应保证信号接收不被干扰，即干扰功率低于FM主电台覆盖范围边缘功率值的6dB，但是第一邻频道对于主频道的干扰作用是非常大的，那么要想削弱第一邻频道产生的干扰，首先应该考虑的是双边带传送技术，但是它在消除干扰的同时也会有负面影响，比如减少一次性传输的容量，降低传输效率。如果我们能最大程度的优化电台布局，并使频道达到黄金分割，那么就不会同时出现两种对称频率的第一邻频道干扰，也就是说在双边带传送中至少有一边不受其干扰，能够正常传送数据。

4 结语

数字音频广播作为继FM、AM之后的第三代广播，是一个全新的数字化音频广播，集音频与通信于一体。随着现代科学技术的飞速发展，数字化技术是一项前景非常广阔的现代科技，目前为止，包括我国在内的许多国家都在积极投身于数字化的研究当中，希望能够做出更大的突破，从而打开世界市场。

参考文献

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