計算機網絡技術在廣播信號處理中的應用

徐澤路

（湖北省廣播電視信息網絡股份有限公司襄陽分公司，湖北 襄陽 441000）

0 引 言

計算機技術是以第三次工業(yè)革命作為發(fā)端走進人們生活的，特別是計算機網絡技術發(fā)展到今天，在信息傳播、信息處理以及信息接收等方面都有著極其獨特的優(yōu)勢。廣播信號的處理過程是以信息發(fā)送和接收為主體的過程，這為二者的結合找到了共同點。如果在廣播傳輸中應用計算機技術，一方面可以利用計算機技術對傳統(tǒng)的廣播技術進行改進，使得其傳輸質量和傳輸方式獲得質的飛躍，另一方面也可以極大地提高傳播速度和總體核載率[1]。

1 定義詳解

1.1 計算機網絡技術

計算機網絡技術是計算機技術與網絡技術的結合體。計算機可以看作是網絡技術運行的物質載體，而網絡技術又是各個計算機之間發(fā)生關聯的紐帶。二者結合，再利用光纖、通信衛(wèi)星等介質作為媒介，即可實行信息的溝通和交換過程。計算機網絡技術的優(yōu)點在于極大地促進了信息資源的有效共享，提升了信息處理系統(tǒng)的現實可靠性，而且有效緩解了單體計算機信息處理的壓力[2]。

1.2 廣播信號處理

發(fā)展至今，廣播信號已經不再只是傳統(tǒng)意義上將單純的音頻信號傳播作為客體，而是納入了視頻信號的傳播，通過無線電系統(tǒng)實現數據的有效發(fā)送和接收。廣播信號的處理過程指的是在接收到數據后進行有效校正，從而對輸出信號內容進行質量保證的過程。比如，在音頻信號的處理過程中，無線電系統(tǒng)在接收到發(fā)端發(fā)來的信號后，需要對音色、音調和音效等方面進行校正，然后通過編碼器處理后進行輸出，以此確保輸出音頻的具體效果達到一定的水準。

2 應用的意義

鑒于計算機網絡技術在信息接收與傳播方面的極大優(yōu)勢，所以將計算機網絡技術運用到廣播信號處理過程中，不僅可以增加廣播系統(tǒng)的總體信號接收能力，還能夠改善相關數據的傳播速度。

2.1 方便對數據進行壓縮和存儲，極大的提高了數據處理總量

廣播信號的數字化處理，是二者融合給廣播信號處理帶來的一個巨大改進。所謂的數字化廣播，就是將傳統(tǒng)意義上的廣播信號使用二進制代碼的編寫方式進行重新組合，然后通過媒介將信息數據傳送到用戶的終端設備上[3]，如圖1所示。數字化廣播的最大優(yōu)點是便于進行信息壓縮和存儲，這極大地改進了傳統(tǒng)廣播信號的信息接收和傳輸能力。比如，之前的廣播和電視節(jié)目可能只是單獨播放，但是數字化改進后，可以同時在一個頻道中插入不同的節(jié)目類型，如可以在屏幕上方和下方插播新聞快訊、天氣情況、交通狀況和股市行情等信息，甚至可以在右下角重新開辟一個小屏幕進行手語解說等。

2.2 增強了抵御干擾的能力，優(yōu)化了廣播信號的總體質量

圖1 數字化廣播

傳統(tǒng)技術支持下的廣播信號在傳輸過程中易受到干擾。干擾因素包括傳輸距離、天氣狀況以及電磁波干擾等，這些干擾會影響數據傳輸的質量，嚴重時甚至會影響接收的時間。計算機網絡技術的應用，則可以非常有效地改善這些問題。使用數字廣播傳播的信號應該被歸于加工信號，經過加工的信號會具有比較優(yōu)良的抗干擾能力，即使面對非常惡劣的傳播條件和設備條件，也可以最大程度保證數據傳輸的質量，保證資源的播出質量。應用在廣播播放過程中，將傳統(tǒng)的音頻信號進行有效數字化處理后，能夠使資源的播放音質更加清晰，即使終端的使用者處于運動或比較惡劣的情況，也能夠保證收聽的質量。

2.3 傳統(tǒng)功能進行延展，滿足了客戶的多向需求

傳統(tǒng)廣播的一大特點就是即時性，而這也可以說是一個“缺點”。某些人因為自己的時間安排可能不能即時收聽廣播，雖然有重播，但是無法全面滿足某些人群重復收聽的需要。計算機網絡的應用則可以解決這些問題，可以在節(jié)目播放過程中隨時存儲，也可以通過網絡下載方式進行重復收聽。比如，對于某些學生，可能希望通過廣播播放的節(jié)目學習英語，而數字化廣播可以滿足這些需求。另外，數字化廣播還有一些新型功能，如可以點擊收藏自己喜歡的節(jié)目，然后下次收聽時可以直接通過收藏菜單進入。

3 計算機網絡技術在廣播信號處理中的應用

3.1 DAB技術

DAB技術是音頻傳輸方式的重大變革，引領著音頻傳輸從模擬時代向更加人性化的數字時代轉變，是繼FM開發(fā)和使用后的第三代廣播系統(tǒng)。

首先，依靠DAB的推廣和使用，人類已經逐漸擺脫了用耳朵聽廣播的時代。DAB可以傳輸包括文本、影像和聲音在內的多種信號格式。用戶可以根據自己的選擇將DAB與電視進行連接，這樣就可以還原信號中包含的視頻信息。可以說，DAB已經不是一種完全意義上的廣播了。

其次，DAB的收音質量要比傳統(tǒng)模擬收音具有更大的優(yōu)勢。DAB的信噪比最低限度為95 dB，編碼率更是達到了192 kb/s以上，這個音質標準甚至已經超越了一般水準的MP3。此外，由于它具有優(yōu)越的抗干擾的能力，DAB收音機已經被廣泛應用于車載系統(tǒng)。

最后，DAB的用戶體驗要比傳統(tǒng)收音設備優(yōu)越得多。使用DAB的用戶只需要記錄幾個有限頻段，每個頻段內部都包含著綜合性電臺，且任何一個電臺又可以在該頻段設置多個頻道。DAB的操作系統(tǒng)更像是電腦中常用到的子菜單系統(tǒng)，通過點擊一個頻段選項進入其內部，然后通過子菜單的選項再挑選自己喜歡的頻道，從而給用戶帶來極優(yōu)的使用體驗。

3.2 DMB技術

DMB技術的全稱是數字多媒體廣播。該系統(tǒng)建立在DAB基礎上，是對DAB技術的進一步發(fā)展。DAB技術的音頻質量已經到了一個很高的層次，而DMB技術則是將單一性質的聲音廣播向多媒體領域拉近。除了具備傳輸高質量聲音類節(jié)目的功能外，還提供了包括電子報紙、交通指揮、互聯網信息以及綜合信息等多項內容，目前已經廣泛應用于出租車、火車等移動載具。

首先，DMB技術繼承了DAB系統(tǒng)優(yōu)質音質的優(yōu)點。它的工作原理是在數字狀態(tài)下將各種信息完成編碼和傳遞等處理過程，不僅可以以更加簡單的方式進行過程運算，而且由于在其處理的階段只分為1和0兩個狀態(tài)，所以相對外部的一些干擾因素很難改變其聲音品質。

其次，DMB技術具有非常優(yōu)良的處理效率，可以節(jié)省更多的物質資源和資金資源。DMB技術還具有極高的頻譜效率，可以在固定的帶寬上安排更多數量的節(jié)目。

最后，DMB技術在高速移動的環(huán)境中也能維持相對穩(wěn)定的、提供多元化的傳輸要求[4]。定制DAB時，是以200 km/h的速度作為攻堅目標的。在DMB技術的運用上，更是使用了分等級防護和時間交錯等技術，使得其抗干擾能力比DAB技術又有了一定程度的進步。

3.3 DRM技術

DRM技術又稱做為數字版權管理，主要用于對某些對象的使用權進行限制或者保護。這些被保護的對象既可以包括數字化內容，也可以包括硬件設施。應該注意，DRM技術不能與傳統(tǒng)意義的版權保護等同。版權保護的重心放在信息內容上，而DRM則將重點放在信息的使用權限上。隨著電子音頻或者電子視頻節(jié)目在網絡上的大規(guī)模使用，DRM的使用也越來越廣泛。具體地，在技術上對使用權限進行保護，防止非法復制的行為或者可以增加非法復制的難度，促進用戶進行正規(guī)授權，如圖2所示。

圖2 DRM版權保護流程圖

從工作原理上看，DRM系統(tǒng)首先會建立一個信息授權單元。可以使用密碼對編碼后的信息進行加密設定。經過加密的信息資源在其頭部有密碼和經過正規(guī)授權的URL，用戶使用信息時需要先到正規(guī)的授權中心進行授權以取得相關的密鑰，然后對加密內容進行解密進行使用。經過加密的內容，即使顧客對這些內容進行了下載處理，但是不得到授權還是無法使用，有效保護了節(jié)目的版權。一般來說，密鑰分為公鑰和私鑰兩種。公鑰的意義在于對節(jié)目進行加密，而私鑰則是用于解開。當節(jié)目受到非法撰改時，也可以利用私鑰終止這種侵害行為。

3.4 DSB技術

DSB技術是數字衛(wèi)星廣播，主要工作原理是利用處于外太空的衛(wèi)星來實現信息的接收和發(fā)送。該系統(tǒng)將衛(wèi)星、數字接收機、廣播上行站以及地面的控制系統(tǒng)連接組合成一個有機的整體，為各個地區(qū)發(fā)送廣播信號，極大地促進了廣播頻率的發(fā)展。雖然它不如上面提到的幾種技術具有超高的音質或者極強的抗干擾能力，但是DSB技術也具有自身的優(yōu)點。首先，信號質量相對較好，可以使終端達到相對滿意的收聽要求；其次，覆蓋范圍較廣，一些偏遠地區(qū)也可以覆蓋到；最后，投資成本較低，便于進行大規(guī)模推廣，目前仍是重要的廣播信號處理技術之一[5]。

4 結 論

隨著社會的發(fā)展和進步，民眾的物質水平得到了極大滿足。對于廣播節(jié)目來說，人們對所獲取信息的數量和音質質量有了更高層次的要求，而計算機網絡技術在廣播信號處理中的有效應用，在保證廣播收聽、傳播質量的前提下，提供了更加快速的信息傳播渠道，值得推廣。

[1] 袁銘鍵.計算機網絡技術在廣播信號處理中的實際運用[J].數字通信世界，2015，（6）：62，72.

[2] 魏家軍.網絡技術在電視廣播信號處理中的應用研究[J].信息通信，2014，（2）：286-287.

[3] 陳 紅.廣播信號的遠程監(jiān)測與處理技術研究[D].南京：南京理工大學，2006.

[4] 姚新迎.計算機網絡技術及在實踐中的應用分析[J].河南科技，2014，（1）：7.

[5] 蔡曉鋒.計算機網絡技術在廣播信號處理中的應用[J].應用技術，2016，（4）：187.