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数字广播技术

时间:2023-05-19 百科知识 版权反馈
【摘要】:世界上第一座广播电台KDKA电台成立于1920年,一位名叫康拉德的年轻工程师用电台播放音乐,结果大受欢迎,在美国政府的批准下,第一家商业电台诞生了。数字广播技术主要是以数字音频广播、数字多媒体广播、数字调幅广播和数据广播等为代表。其目的是为欧洲地面数字广播系统制定技术标准。能在现有广播频谱内同时传送模拟与数字信号,而且将来模拟广播技术停用后

世界上第一座广播电台KDKA电台成立于1920年,一位名叫康拉德的年轻工程师用电台播放音乐,结果大受欢迎,在美国政府的批准下,第一家商业电台诞生了。从第一座广播电台诞生以来,无线电广播在全世界得到广泛的应用。90多年的发展历程,广播经历过辉煌也承受过衰败。特别是随着计算机技术、通信和网络技术的快速发展,网络等新媒体的出现对传统的广播业务带来了巨大的冲击,广播的发展之路更加艰难。

20世纪80年代,广播领域掀起了一场数字化浪潮,广播技术在经历了调幅、调频两代之后,借助数字技术迎来了第三代——数字广播技术。数字广播系统是一种多媒体广播系统,它既可以用来传送声音广播节目,也可以传送数据业务、静止或活动图像(15)

数字广播技术主要是以数字音频广播(DAB)、数字多媒体广播(DMB)、数字调幅广播(DRM)和数据广播(DDB)等为代表。目前全球的地面无线电广播正在由模拟技术向数字技术转型,但不同地区的转型方式并不完全相同。比如加拿大、部分欧洲国家(其中包括英国和德国)、亚洲部分地区、澳大利亚和非洲采用的是数字音频广播(DAB);韩国采用的是数字多媒体广播(DMB);美国正在采用HD Radio技术(高清无线电广播)(16)

(一)数字音频广播——DAB(Digital Audio Broad casting)

DAB系统是以数字技术为基础,采用先进的音频数字编码、数据压缩、纠错编码及数字调制技术,在接收端可获得与原始发送信息相同质量的节目内容。DAB的出现是传统模拟广播系统向现代数字广播系统过渡的标志。

该项技术是欧洲开发的。1986年欧洲部长会议上,以德国为代表的欧洲国家提出“尤里卡”第147号研究项目——数字音频广播(DAB)。这是一项为期4年(1987~1991),总预算为8000万马克的研究与发展计划。其目的是为欧洲地面数字广播系统制定技术标准。继“尤里卡”第147号研究项目的第一阶段结束之后,欧洲各成员国于1991年年末提出了数字广播系统的建议,研究并解决了该项目复杂的科学技术难点,并进行数字广播系统的一系列实验。1995年9月在德国巴伐利亚州开通了这种数字音频广播技术,并使这种技术达到高保真(17)

数字音频广播(DAB)相对传统广播技术主要有以下的特点:

(1)音质纯真清晰,可达到CD水平,还可传输立体声音频信号和多路环绕声。

(2)传输频率范围在30MHz~3GHz内,传播过程中抗外界干扰能力强,抗衰落能力强。

(3)数字广播收音机操作简便,可自动选台,不需手段选择频率。

(4)可利用地面、电缆和卫星进行覆盖,覆盖范围广,接收的能力强,可实现多媒体接收、高速移动接收。

(5)频谱利用率高,系统需要的发射功率很小,有利于节约能源、减小电磁污染和改善环境保护。

(6)具有多媒体广播功能,不单传送声音广播节目,还可伴随其他附加功能。可以实现节目伴随资讯、电子报纸、电子购物、旅游报道、股市资讯、交通诱导、交通时刻表、天气预报、预警预报、付费广播等功能(18)

(二)数字调幅广播DRM(Digital Radio Mondial)

数字调幅广播(DRM)是用来取代目前中、短波模拟调幅(AM)广播技术的。传统的模拟调幅广播,其工作频段为150kHz~30MHz,因为其具有传统的覆盖范围广、接收成本低、适合固定和移动接收等优点。但传统模拟调幅广播也存在着很多不足,如传输质量差、业务单一、易被干扰等。随着FM调频广播、数字音频广播(DAB)、电视、互联网等新媒体新技术的冲击,模拟调幅广播面临着越来越严峻的挑战,对其进行数字化改造就显得十分迫切。DRM广播系统使用的频段是为原模拟调幅广播的频道150kHz~30MHz,现在最新的DRM广播频率已达到120MHz,涵盖了FM的频率段,在功能上将传输单一的音频信息扩展为数据、文字、图形与视频等多种载体。

DRM标准是世界数字调幅广播组织DRM(Digital Radio Mondial)确立的30MHz以下数字调幅广播标准(19)。数字调幅广播充分利用数字压缩技术和数字传输技术保留原传统模拟调幅广播覆盖范围广、接收成本低、适合固定和移动接收等优点,同时克服了传统模拟广播存在的诸多不足。现阶段实施数字调幅广播可以在不改变模拟调幅频率基础上进行改造,改造成本低技术门槛相对不高。同时改造后的传播系统可同时传送数字和模拟两种调幅广播,原模拟发射机只需增加相应的数字化改造模块即可继续使用,同时改造后的发射机发射功率大大降低,既节省了广播电台的运行费用,也降低了电磁辐射,改善了环境。

2007年全球就有50多家广播电台开通了DRM节目广播,研究重点是探索DRM扩展数据业务和增值服务模式以及新体制下电台运营模式。我国在2004年通过联合攻关,中国传媒大学、国家广播电影电视总局广科院和无线局基于DRM(ETSIES 201980)标准首次在国内自主研制成功了数字调幅广播(DRM)系统,建立了我国自己的数字调幅广播(DRM)系统传输覆盖、外场测试实验平台和试验环境,解决了模拟调幅广播发射机数字化改造中的一系列关键技术问题,填补了我国30MHz以下调幅波段数字声音广播领域无相关系统设备的空白(20)

(三)高清晰度广播HD Radio(High-Definition Radio)

高清晰度广播HD Radio是一种数字广播技术。美国于1998年提出的带内同频(IBOC)数字音频广播后来发展为HD Radio系统,2002年HD Radio技术被美国FCC批准为美国AM与FM波段的数字广播标准。HD Radio的工作频率和当前分配给AM和FM电台的频率一致。

在原模拟广播的基础上进行简单的改造就可将AM广播音质提升到了调频立体声的水平,将FM广播音质提升到了CD水平,同时可以提供大量的数据新业务。HD Radio技术可以利用现有模拟广播的录、播、放和发射系统,只需要添加与HD Radio相关的关键设备,即可实现数字化广播。能在现有广播频谱内同时传送模拟与数字信号,而且将来模拟广播技术停用后直接可以转成单独的数字广播系统。HD Radio的主要特点(21)

(1)使用与目前FM/AM广播同样的频段,不需要占用新的频率资源,可以向下兼容现有的FM/AM广播,实现模拟向数字的平滑过渡。

(2)可以利用包括发射天线在内的现有模拟广播的录、播、放和发射天线系统,只需要添加HD Radio信源编码,附加数据信息输入以及激励器等关键设备。

(3)提供高音质广播。

(4)HD Radio收音机可以接收现有的FM/AM广播节目,可以在现有的一个“频率”上播送多套广播,提供更丰富的节目内容。

(5)在接收数字广播的同时,HD Radio技术提供节目相关内容提要,天气预报,文字新闻,广告,实时路况信息等附加数据服务,并在终端以文字等形式显示。

(6)可以实现节目存储延时播放,定时接收,个性点播等听众可编程功能。

以上三种数字广播技术是目前国际上比较流行且比较成熟的技术标准,随着数字时代的到来,面对网络等新媒体的挑战,传统广播要想在未来的媒体环境中占有一席之地,数字化的改造迫在眉睫。利用最新的数字广播技术发展广播事业,增强信息传播的方便快捷,同时在政府管理与公共服务等领域也应开展相应的业务。

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