主流数字广播发展现状与HD Radio技术

    3、1  HD Radio发展

    美国的数字声音广播技术最早是在1992年的国际会议上，以IBOC（In Band on Channel-带内同频道）的名称公诸于世的。IBOC技术系统分为在调频波段使用的FM-IBOC和在中波波段使用的AM-IBOC。

    FM-IBOC的竞争对象是DAB。由于在开始的很多年里，技术尚未成熟，在较长的一段时间中几乎“销声匿迹”。经过改进的AM-IBOC系统建议于2000年底提交给ITU，2001年4月，DRM系统建议与AM-IBOC系统建议均被ITU通过而向全世界公布AM-IBOC成了DRM的竞争者。在2002年以前，FM-IBOC和AM-IBOC统称HQ DSB（高质量数字声音广播）。鉴于在数字电视广播中有HDFM-IBOC和AM-IBOCTV（高清晰度电视），为与其相对应，FM-IBOC和AM-IBOC分别更名为FM HD Radio和AM HD Radio,统称HD Radio（高清晰度广播）。

    HD Radio技术于2002年被美国FCC批准为美国AM与FM波段的数字广播标准。它在不影响现有模拟广播的前提下，使用现有模拟广播的频谱提供高清晰度的数字声音广播与数据业务。HD Radio基于IBOC（带内同频道）技术，是由iBiquity Digital公司开发的。

    美国目前有3000家广播电台开始了数字化升级改造，其中有1500家已经开始播出数字节目，人口覆盖率已达到85%。图1所示是美国播出HD Radio节目的电台数量逐年快速增长的状况。

    在世界其他一些国家和地区，HD Radio也得到一定的发展。巴西在2007年年底前全面将HD Radio作为国家标准。墨西哥已经批准将HD Radio技术用于墨美边境所有电台的数字化转换，80%的电台年底前将部署HD Radio技术。菲律宾已采用HD Radio技术作为FM广播数字化转换的标准，并正在评估将HD Radio技术用于AM广播数字化转换的可行性。加拿大广播电视管理机构CRTC和IC已经确认，任何电台都可以申请HD Radio信号的许可证。
    此外，已经或正在测试、试验或开展HD Radio运营的国家和地区有：阿根廷、澳大利亚、波斯尼亚、智利、捷克、德国、中国香港地区、印度尼西亚、墨西哥、新西兰、菲律宾、波兰、瑞士、泰国、乌克兰和越南。
    瑞士从去年6月开始了为期2年的开路试验，证实HD Radio在欧洲使用频率兼容性问题。在欧洲从2009年开始，除了DAB和DRM外，可能将HD Radio作为第三种数字广播标准来实施。
    发射机实施HD Radio技术需要的投资大约处于5.3-16万美圆。
    目前，有40多种HD Radio接收机投放市场，在许多大型商场都可以买到，价格视接收机功能和档次的不同，处于99-1459.99美圆。2008年便携接收机上市。到2008年一季度，将有9个汽车制造商的51款不同车型出厂时装备有HD Radio接收机。随着原材料成本的下降和模块制造商的增多，模块的价格不断下降，促使接收机价格逐年大幅度下降，如图2所示。


    HD Radio接收机第二代芯片2008年问世，功耗为150mW。第三代芯片计划两年后问世，功耗为50-60mW。
    韩国LG伊诺特公司宣布，该公司已成功研发出迄今体积最小的HD Radio收音机模块，并已批量生产。这种HD Radio模块体积为60立方厘米，用途广泛，可用于生产家电产品、便携式电子产品和车载设备。利用这种HD Radio模块生产的收音机，接收信号灵敏度高，播放音质不逊于CD。
    6家总部设在中国的接收机厂家的加入，使得模块制造商在亚洲获得了庞大的市场。
    索尼公司于5月28日在美国发布了两款HD Radio收音机，分别是面向家庭室内的XDR-S3HD和面向车载的XT-100HD。XDR-S3HD售价200美元，XT-100HD为100美元，已于7月上市。XDR-S3HD定位类似家庭迷你立体声设备，提供AM/FM/HD频段支持，拥有20个AM和20个FM频道存储，并具有闹钟功能；XT-100HD则主攻汽车市场，不但可以接收HD广播，还可以在液晶显示器上显示广播台的名称和节目名字。索尼宣称，两款高清收音机都能提供“水晶般清澈”的收音感受。
 
    3、2  HD Radio技术的技术特征
    HD Radio技术系统使用的信源编码方法是HE AAC-V2，即先进音频编码（AAC）与频带恢复（SBR）技术、参数立体声（PS）的联合，这种编码方法已在DRM、T-DMB中得到应用。前向纠错编码采用的是可删除型卷积编码，也与DAB、DRM相同。同时，应用了数字通信中广泛应用的时间交织与频率交织技术，减弱由于无线电信道的时间选择性与频率选择性带来的影响。
    HD Radio使用多载波OFDM传输方法，这与DAB、DRM也是完全相同的，只是频谱的安排（带宽、载波间隔、幅度、调制方法）不一样。

    ⑴ FM HD Radio
    FM HD Radio是一种OFDM（正交频分复用）系统，该系统在常规FM信号两边创建了一组数字边带，为实现最终的全数字信号频谱分为三步：混合型、扩展混合型和全数字型。
图3所示是FM HDRadio混合模式的频谱分配。混合模式提供100kbps的数据率，其中96kbps的音频数据和4kbps的辅助数据（歌曲与艺术家名），这种数据分配是可调整的。该模式支持模拟立体声和辅助业务通讯（SCA）/广播数据系统（RDS）。数字副载波比模拟的低20dB，数字副载波的频率间隔为363.4Hz,采用的调制方式是QPSK。

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