關于數字調幅廣播（DRM）技術探討與應用

高建讀

（大連三○三轉播臺，遼寧 大連 116000）

自1920年11月，世界上第一座廣播電臺在美國誕生以來，無線電廣播在全世界得到廣泛的運用，且被當之無愧地稱為"第一媒體"。然而，隨著計算機技術、通信與網絡技術的快速發展，互聯網等新媒體的出現，傳統的廣播業務受到巨大的沖擊，甚至面臨消亡的命運。20世紀80年代以來，廣播領域的數字化浪潮，帶動了整個廣播業的迅猛發展。數字音頻廣播(DAB)、數字多媒體廣播(DMB)、數據廣播(DDB)和數字調幅廣播(DRM)等第三代廣播的出現，使廣播又煥發出新的活力。

一、數字調幅廣播（DRM）系統概述

DRM傳輸系統的基帶信號處理流程如圖1所示。圖1中描述了不同等級信息(音頻、數據等)的一般處

理流程。而并不區分不同的業務。這些業務有可能包括合成多個等級的信息。DRM系統對不同的輸入業務可以分別進行處理。其中主業務信道(MSC)處理音頻數據流輸入信號.傳輸數據的比特率取決于信道帶寬和傳輸模式。幀周期為400ms；快速存取信道(FAC)用來將發射端的復用器復合了的業務種類信號帶寬及信道編碼參數等信息提供給接收端.幀周期為400ms；業務描述信道（SDC)用來向接收端提供解碼信息和復用器中各種業務的屬性、特征，幀周期為1200ms；源編碼和預編碼用來使輸入的流適合于數字傳輸的格式，對于音頻源編碼，其功能包括音頻壓縮技術。其信源編碼原理如圖2所示。

圖1

此外，該DRM系統中的模擬音頻信號經A／D轉換(取樣、量化、編碼)后可變為脈沖編碼調制(PCM)數字音頻信號。單聲道PCM信號的數據率是768kbps，經信道編碼后，再去除聲音信號中的冗余部分和與聽覺不相關部分，然后經壓縮處理，其后的單聲道數據率僅100kb／s左右。

源編碼和數據流預編碼的輸出包含兩個部分，它們在后繼信道編碼器中需要一般保護和高保護兩種不同等級的保護，所有業務都必須利用這兩種或其中一種保護。用復用器可將所有的數據和音頻業務的保護級別結合起來。

圖2

二、數字調幅廣播(DRM)技術的應用

調幅(AM)技術是通過調制信號對射頻載波信號的瞬時幅度控制來實現的一種調制方式。目前傳統的長波、中波和短波廣播都是采用調幅方式，統稱為調幅廣播，其工作頻段為150kHz～30MHz，又稱為30MHz以下的無線電廣播方式。傳統的模擬調幅廣播具有覆蓋范圍廣、接收成本低、適合固定和移動接收等優點，一直被世界各國作為最基本的信傳播技術手段之一。但同時，傳統模擬調幅廣播也存在著傳輸質量差、業務單一、易被干擾等缺點，隨著FM調頻波段廣播節目和電視的普及，及數字衛星廣播、因特網、DAB和DVB多媒體廣播等現代廣播技術的出現，模擬調幅廣播面臨著越來越嚴峻的挑戰。為了適應廣播電視數字化、網絡化、信息化的發展趨勢，模擬調幅廣播的數字化就顯得尤為迫切。

DRM(ETSES201980)標準是世界數字調幅廣播組織DRM(DigitalRadioMondiale)確立的30MHz以下數字調幅廣播標準。數字調幅廣播(DRM)充分利用數字音頻壓縮技術和數字編碼傳輸技術的最新成果，在保留模擬調幅廣播優點 (業務覆蓋范圍大，可適應固定、便攜和移動接收)的同時，克服了模擬調幅廣播的缺點 (傳輸質量差、業務單一等)。數字調幅廣播(DRM)采用了高效信源編碼技術，在滿足聲音質量要求前提下有效地降低了碼率；在保持與模擬調幅廣播相同的帶寬 (9KHz或10KHz)情況下，可達到調頻單聲道廣播的聲音質量；在頻譜規劃允許前提下，若將射頻帶寬擴展為18或20KHz，可達到調頻廣播立體聲的質量，并可傳送多套節目。數字調幅廣播(DRM)還充分利用數字廣播的技術特點，為傳統聲音廣播增加了文本、圖像、數據等增值信息服務能力。另一方面，現階段實施數字調幅廣播(DRM)可不改變現有的頻率規劃和頻譜分配，同時原模擬發射機(PDM、PSM、DX系列等)只須增加相應的數字化改造模塊即可繼續使用，數字化門檻很低，易于實現從模擬到數字的平穩過渡。數字化改造之后，在等效可比覆蓋條件下，發射功率將降低到原來的1／2～1／4，不僅減少了廣播電臺的運行費用，也改善了電磁環境。鑒于以上諸多優勢，數字調幅廣播(DRM)賦予了傳統調幅廣播新的內涵，使其具有了應對其它數字傳輸技術手段挑戰的能力，因此采用數字調幅廣播(DRM)系統替代傳統模擬調幅廣播系統是調幅廣播未來的必由之路。

在國內，國家廣電總局十分重視數字調幅廣播方面的研究和試驗，積極引導有關部門開展研究和試驗工作。經過多年的努力，我國在數字調幅廣播系統設備研制和試驗研究方面取得了長足的進步。2004年，通過聯合攻關，中國傳媒大學、國家廣播電影電視總局廣科院和無線局基于DRM(ETSIES201980)標準首次在國內自主研制成功了數字調幅廣播(DRM)系統，建立了我國自己的數字調幅廣播(DRM)系統傳輸覆蓋、外場測試實驗平臺和試驗環境，解決了模擬調幅廣播發射機數字化改造中的一系列關鍵技術問題。經系統檢測和比對試驗，該系統符合相關國際標準(ETSIES201980)，且與符合該標準的國外相應設備完全兼容，主要性能指標達到國際先進水平。數字調幅廣播(DRM)系統的研制成功，使我國全面系統地掌握了數字調幅廣播技術和相關的發射機數字化改造技術，填補了我國30MHz以下調幅波段數字聲音廣播領域無相關系統設備的空白，從根本上扭轉了我國在數字調幅廣播領域與西方發達國家存在較大差距的不利局面，也為我國數字調幅廣播的產業化及其標準制定打下了堅實的技術基礎。

結束語。綜合來說，DRM廣播在大城市進行廣播是可行的，但在高大建筑物和小山旁，內環高架路，收費站等有頂建筑底，隧道內等情況下接收較差，如何作改善還需作進一步的探索。相信隨著對DRM廣播試驗的深入開展，在不斷的探索改進中，DRM技術將日臻完善和發展。

[1]吳樂南,羅琳.數字調幅廣播技術概述.東南大學無線電工程系【期刊】，電子工程師，1999-12-15.

[2]邵常勇.數字調幅廣播系統同步技術研究.【碩士】山東大學，2006-04-16.

[3]吳樂南.數字調幅廣播信道傳輸進展.東南大學信息科學與工程學院【期刊】，自然科學進展，2009-02-15.