【摘 要】 本文综述了全球主流数字广播系统DAB/DMB、DRM的发展现状,阐述了与DAB、DRM相竞争的HD Radio技术的发展与技术特征
【关键词】 数字广播 DAB/DMB DRM IBOC HD Radio
现今模拟FM广播和模拟AM广播技术向数字广播技术转换,是科技发展的必然趋势。对广播听众来说,数字广播可以消除模拟广播中经常出现的干扰和衰落的影响,得到高的声音质量与接收质量(最高可达到CD水平)。同时,数字多媒体广播,除了带给听众声音广播节目外,还有丰富多彩的视频业务与五彩缤纷的数据业务,可以充分满足广大受众的不同需要。对广播机构来说带来的效益可能比带给听众的还要大。一是节约发射功率,二是节约频谱。由模拟向数字过渡,需要相应的发射设备和接收设备,必然带动新的产业,给产业界会带来极大的经济效益。
本文综述了全球主流数字广播系统DAB/DMB、DRM和HD Radio的发展现状,阐述了HD Radio的技术特征,展望了数字广播的发展前景。
一. DAB/DMB的发展
1.国际
从1995年9月开始正式广播以来,DAB已经走过了10多年的发展历程。根据世界DAB论坛最近公布的资料,在全世界范围有近40个国家在正式进行DAB广播或试验广播,收听DAB节目的人口已达4.75亿,公众和私营广播电台播出DAB的节目套数共有1000多套。DAB的民用接收设备是从1998年夏季开始较大量的投放市场,现在已有各种各样的用于汽车、家庭与便携民用DAB接收机(包括Hi-Fi接收机和PC卡)多达900多种,有150多种DMB接收机,价格最便宜的大约40欧元。
DAB发射设备制造商主要有BBC、ITIS、Harris、Rohde & Schwarz、Telefunken、Thales等。DAB芯片制造商主要有PHILIPS、ATMEL、PANASONIC等公司。DAB接收机厂商主要有 Bosch、Bosch、Grundig、Kenwood 、Pioneer等公司。
在全球范围内,DAB接收机已卖出1200万部,韩国和英国已有20%的家庭有DAB接收机。
DAB产品近年来也发生了很大的变化,主要标志是品种多,质量好,价格逐年下降。更可喜的是DAB接收机增加了许多有意义的新功能。这些功能对于听众来说意味着大的增值。下列功能已在最新的接收机中实施:(1)FM接收部分,目前甚至提供了长、中、短波的接收部分;(2)DSL-广播文本(改善的RDS);(3)“暂停/播放”键:可使节目中断与继续运行;(4)“倒放”键:节目退回重放;(5)“录音”键:节目录音;(6)USB接口:软件升级/数据(例如音乐文件)传输(与PC结合);(7)内部存储器或SD存储卡槽(硬盘存储器最大直到大约2GB);(8)MP3播放器;(9)其他数字广播格式,例如DMB(数字多媒体广播),DRM和DVB-T;(10)EPG(电子节目指南)。此外,不久即将提供TPEG(数字交通广播标准,与语言无关的数据接收)与GPS相结合。
2005年以前,在全世界范围内,DAB推广应用最好的国家是英国。英国目前有400多套DAB节目,其中225套只在DAB中播出,有500万部DAB接收机,预计到2008年,英国有30%的家庭拥有两个以上的DAB接收机。
在欧洲,按照欧盟的计划,到2010年(最迟2012年),DAB/DMB要全部代替模拟的FM广播。
近年来,在全世界范围内DAB发展最快、取得继续进步成效最大的国家是韩国,韩国有80%的居民认识DMB。在2005年的第三季度商业的S-DMB业务在韩国正式运行(收费业务);2005年的12月1日在韩国首尔地区(三个发射台)的T-DMB正式运行,所有的业务都没有加密,可以免费接收。2006年2季度,T-DMB覆盖整个首尔地铁网,总长311.5公里,约300个地铁站,每年2.6亿乘客,总投资约3000万美圆,在隧道用LCX电缆,在每个地铁站设转发器。2006年3季度,韩国其他五个大城市也实现了T-DMB覆盖。2006年4季度,韩国进行了数据业务试验。2007年2季度,T-DMB覆盖整个韩国。2007年4季度,实施交互增值业务。约150多种不同的终端设备投放韩国市场,到2007年5月底止,已卖出450万台。到2010年底,韩国期望有500万S-DMB用户,1000万T-DMB用户。
韩国计划:2007/2008年实现整个地铁的覆盖;提高发射功率,在首尔的两个地方由2kW提高到4kW;数据率由1Mb/s提高到2Mb/s。
目前世界范围生产DMB接收机厂家有30多家,接收机价格在80-800美元,可分为三类:(1)低价,80-120美元(USB接收机等);(2)中等价格,200-500美元(带移动电话);(3)高价400-800美元(纯DMB接收机,带屏幕软件多媒体播放器和定位器)。带有集成的定位、MS-多媒体播放器和画中画功能基于WEN CE 5.0的DMB接收机,起价550美元,已投放市场。
在信源编码方面,国际上已考虑在DAB中实施新的高效率的编码方法,一些国家已经改用aacPlus(先进音频编码)方法,只需MPEG-1/Layer2的1/3的数据率,就可以得到相同的声音质量。这意味着,在相同的带宽内,可以传输更多的节目套数,可以大大提高频谱利用率。
在DAB中使用MPEG4 HE-AAC V2标准(这时的DAB人们称之为DAB+),带来的好处主要体现在以下几个方面:
高的编码效率,在一个DAB频率块内能够传送更多的节目,使消费者拥有更多的可供选择的可能性,无线频谱资源得到更有效的利用,广播机构的运营成本更低;对于新一代接收机来说,能够后向兼容于目前的MPEG-1 Audio Layer II编码方式。在一个 DAB复用的节目中,可以允许既有MPEG-1 Audio Layer II编码的音频数据流,也可以同时有MPEG-4 HE-AAC v2编码的数据流,前者服务于新、旧接收机用户,后者仅服务于对MPEG-4 HE-AAC v2编码的数据流有处理能力的新接收机用户。
新旧音频编码标准可以与数据业务和视频业务一起在一个复用并存,这在DMB中没有技术限制。
瑞士将在2008年第二季度使用DAB+。
使用新编码标准的DAB+汽车接收机将于2012年装备到汽车上,出于这个原因,DAB+的市场实施要推迟。根据DAB和DMB的需求,2015年关闭FM广播的目标可能实现不了。
2.国内
2005年12月2日,广东电台音乐之声数字广播DAB频道正式试播(DAB古典频道与DAB流行频道)。2005年6月,广东南方传媒集团开始承担广东省数字多媒体广播(DMB)试验项目,并于2006年3月通过了广电总局组织的技术验收。2006年7月,完成了珠江三角洲七地市数字多媒体单频同频网的网络覆盖,将广州、深圳、珠海、佛山、中山、窗体顶端
窗体底端
东莞等6个城市作为业务发展重点区域。广东有望在2008年实现全省覆盖。目前广东有两个工作于VHF频段的DAB/DMB同步发射网,发射2套音频节目、5套视频节目,正在试验数据广播业务。
北京人民广播电台于2005年4月开始试播DAB和DMB, 发射塔位置在中央广播电视发射塔上,塔高345米,天线增益10dB,发射天线极化方式为水平极化,普通DAB音频节目的编码标准为MUSICAM(MPEG-1,Layer II),视频节目的编码标准为H.264,伴音编码标准为MPEG-4 HE AAC,数据传输标准为TPEG。
2006年9月6日起,北京电台正式开始移动数字多媒体广播。到现在为止,北京电台共有20部DAB发射机,传输15套声音广播节目,3套电视节目和2套数据业务。
上海文广集团于2005年11月建设了工作于L波段使用DAB模式II的同步发射网。2006年5月,首批DMB(数字多媒体手机电视陆续上市。目前上海使用L波段两个频率,两个发射点共4部发射机,发射4套视频、6套音频节目,还有实时股票、外汇、天气报告等数据业务。此外,上海还进行了10栋大楼室内和地铁内覆盖的试验。不久将实现上海地区室外95%和室内80%的DMB信号覆盖率。
2006年5月18日国家广播电影电视总局发布了我国的数字音频广播的标准-GY/T214-2006 《30MHz-3000MHz地面数字音频广播系统技术规范》(从2006年6月1日起执行)。
二. DRM的发展
1.国际
DRM系统在2001年10月被ETSI标准化,并在2002年3月经IEC通过,DRM系统规范正式生效。DRM系统是世界上唯一的非专利的数字系统,用于短波、中波和长波,它可以使用已有的频率和带宽,是对模拟AM广播的重大改善。DRM系统充分