数字广播CDR在应急广播中的应用

2019-07-27冯涛然

数字传媒研究 2019年3期

冯涛然

乌兰察布市微波总站内蒙古乌兰察布市 012000

1 项目建设背景

近年来，自然灾害、事故灾难和公共卫生等突发公共危机频发，在尽可能短的时间内将灾害消息或灾害可能造成的危害等相关信息传递到人民群众中，从而避免或最大程度减少人民群众的生命财产损失，是广电从业人员的奋斗目标。灾难发生后，可以同步指导人民群众展开自救和互救。

这种情况下，有效的通信手段就显得极为重要。利用广播电视传播覆盖进行发布相关信息是最为快速和便捷的。CDR 数字广播技术是在传统广播覆盖能力上得到进一步提升的新技术新手段。该技术手段具有覆盖能力强、收听效果好和功耗损失小等特点。这些特点非常符合应急广播对覆盖范围广的要求。

世界上一些发达国家都已经把广播电视作为应急系统中的重要信息传播通道。美国从1963年开始建设的紧急告警系统（EAS）、日本从1985年开始建设的灾害紧急警报系统（EWBS），都在为公众提供紧急告警服务。我国正在逐步建立全国应急广播体系。目前，该系统已与四川、江西等多个省级应急广播系统完成对接。

China Digital Radio（中国数字广播）是继模拟电视数字化后，FM 调频广播数字化的产品。中国数字化广播采用由我国自主研发的DRA+编码技术，利用原有模拟调频广播的频点，在一个频点上同时传输多套音频节目。目前，已在中央电视节目无线数字化覆盖工程中实际应用。CDR 系统由编码器、复用器、激励器、发射机等设备组成，完成音频节目的数字化，能够达到与现有调频更好或者同等的音质。

2 项目建设必要性

应急广播系统为了解决广播信号“最后一公里”播发问题，现阶段主要以RDS 调频、IP 广播和TS 流（数字DTMB、DVB-C）为主的广播信息覆盖网络，下一步将实现行政村全覆盖，届时将实现预警信息全时段、全天候、全方位、及时准确地播发讯息。CDR 系统作为广电总局战略发展规划自主研发的标准，具备在一个调频频道内实现模数同播或纯数字化播出多套广播节目，这对频率资源紧张的应急广播系统来说是一个绝佳的传输通道，可以实现利用CDR 的频率资源传输多套针对不同区域的应急广播讯息。

3 CDR传输在应急广播中的优势

由表1 可以看出，CDR 通道应用在应急广播系统中优势很大，总结起来有以下几点：

（1）覆盖效果良好

CDR 数字广播技术对周边传输环境没有特别要求，同时具备覆盖能力强，覆盖范围广的特点。CDR 数字广播技术仅需传统调频技术发射功率的1/50，就可满足与传统调频技术信号相符合的覆盖范围。如果用CDR 数字广播技术组网，相邻发射塔之间的距离可以大幅增加，这些特点非常符合应急广播对覆盖范围广的要求。

（2）具有频谱利用效率高的优势

表1 传输模式效果对比

如图1 所示，CDR 具备灵活的频谱配置，3 至4 套数字节目的有效传输可以在100KHz 的频率带宽上同时实现。并且通过组建单频网，还能够进一步提升频率使用效率，对应急广播的多点独立覆盖播出具有积极作用，也避免了通过DTMB 传输应急广播占用固有频道资源的矛盾。

图1 调频频段数字音频广播数模同播方式频谱模式图

（3）抗信号干扰能力强的优势

CDR 的数字信息解调能力优于传统的模拟调频技术，附载频接收电平更低，没有FM 调频同频干扰问题，使得应急广播下级转播更加安全便捷。

CDR 编码按照国家通用的标准进行解码，具备立体环绕声编码，能够实现传输声音品质的最佳化，同时抗干扰信号的能力突出，接收信号不易产生失真的情况，克服了FM-RDS 经常损失RDS 控制信号的问题。图2 为CDR 的信源编码，可见在不损失音质的情况下可以选择更低的码率，达到应急广播讯息传输的目的。

图2 CDR 的信源编码

（4）成本优势

CDR 前端（含发射机）的施工难度较DTMB或者FM 方式更加简单，终端的接收天线只需内置即可，节省了大量工程量。由于CDR 覆盖范围广，可以节约大量补点发射站，后期维护成本也大为降低。

4 利用CDR通道的应急广播前端

4.1 CDR前端设备连接

如图3 所示，标准的CDR 前端设备和以前建设的DTMB 的前端的结构类似，完全可以把利用CDR通道的应急广播前端，作为DTMB 的一个同类项来搭建，如图4 所示。

图3 CDR前端设备连接框图

图4 含CDR 的应急广播播控中心系统框图

除去CDR 复用器和DTMB 有所区别外，其余构建模式都与DTMB 应急广播系统的搭建完全一致，而且在绝大多数的情况下，这两者的前端机房是在一处的，这也更加降低了构建CDR 应急广播系统的难度。

5 应急广播CDR传输技术规范

基于CDR 的应急广播系统中，前端系统负责将收到的应急广播数据，进行格式封装和适配处理后，通过CDR 网络发送到应急广播终端。应急广播终端依据确定的协议加以解析，并通过播音喇叭或电视屏幕等将应急广播消息展示传播给广大受众。

基于CDR 的应急广播消息传输，采用特定频点指定PID 透传的方式实现应急广播传输。应急广播消息接收适配封装系统，将完成TS 格式封装的应急广播消息，通过复用器直接复用到特定频点的节目传输流中。传输机制，如图5 所示。

图5 特定频点指定PID 透传传输的工作机制

类似于数字电视前端应急广播消息接收处理子系统的建设，将当前有效的应急广播消息的开始时间、持续时间、消息标识符以及级别、覆盖范围和频道播放参数打包成应急广播消息索引表，将播发应急事件的文本内容、发布机构名称等讯息打包为应急广播消息内容表，按CDR 传输流格式复用到播出节目传输流中。这一过程使用特定的PID 进行传输，应急广播消息索引表和内容表的封装结构示意，如图6 所示。

6 具备接收CDR信号的应急广播终端

市场上已经有Haier 推出了Hi5216 的CDR 解调解码整体解决方案，内置了RF+FM/CDR Demodulator+DSP，并支持TS 流输出，集成到应急广播终端上十分方便。随着CDR 终端的普及，成本也会进一步降低，具备接收应急广播的CDR 收音机也会成为千家万户的必备电器，这对于加大应急广播覆盖面的作用是十分巨大的。