數字AM廣播技術(shù)

　　數字AM廣播技術(shù)【1】

　　【摘 要】 調幅廣播顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)是覆蓋范圍廣，傳輸距離遠，接收機簡(jiǎn)單價(jià)格便宜，但由于調幅廣播幅度調制方式和占用窄的頻帶，帶來(lái)了明顯的缺點(diǎn)：廣播信號在傳輸過(guò)程中易受到干擾，傳輸質(zhì)量不高;業(yè)務(wù)單純，一部發(fā)射機使用一個(gè)載波頻率，傳送一套聲音廣播節目，而且節目質(zhì)量差，面臨眾多媒體的挑戰，調幅廣播明顯處于劣勢。

　　而數字廣播技術(shù)能對數字傳送、發(fā)射、接收過(guò)程中各種干擾引起的誤碼進(jìn)行自我糾錯處理，保證從音頻信號源到發(fā)射、接收全過(guò)程都達到高質(zhì)量，從而提高廣播系統的整體技術(shù)性能。

　　它提供了一個(gè)數字的多業(yè)務(wù)廣播平臺，不但能傳輸高質(zhì)量的音頻節目，而且又能傳輸各類(lèi)數據業(yè)務(wù)等。

　　在處理過(guò)程中，噪聲、非線(xiàn)性失真等，都不能改變數字信號的品質(zhì)。

　　【關(guān)鍵詞】 數字廣播 數字AM廣播 編碼正交頻分復用 AM制式

　　調幅廣播誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(cháng)期的發(fā)展，有過(guò)輝煌的時(shí)期。

　　在調頻廣播出現以前，世界范圍內唯一的廣播方式是長(cháng)、中、短波調幅廣播。

　　有了調頻廣播后，調幅廣播還是有大量聽(tīng)眾的，主要是偏遠山區及廣大農村聽(tīng)眾，這是他們獲取信息的主要途徑。

　　當然，隨著(zhù)這些年村村通等電視工程的推進(jìn)，電視也成為他們不可或缺的信息渠道，但傳統廣播，尤其是調幅廣播依然占有很大的份量。

　　調幅廣播生命力如此頑強主要是因為它可以大面積、遠距離進(jìn)行覆蓋，它采用包絡(luò )調解，接收設備價(jià)格低廉。

　　然而，中短波波段調幅廣播有幾個(gè)固有的缺點(diǎn)：容易受干擾;短波調幅廣播頻率選擇性衰落嚴重影響廣播質(zhì)量;功率大、高耗能、設備投資及維護運行成本高;使用9KHz(或10KHz)帶寬，模擬方式的調幅廣播很難達到高質(zhì)量。

　　近幾十年來(lái)頻譜又是過(guò)度占用，同頻道，臨近頻道干擾嚴重，收聽(tīng)條件越來(lái)越差，廣大聽(tīng)眾對調幅廣播的質(zhì)量越來(lái)越不滿(mǎn)意。

　　為了解決短波廣播傳輸質(zhì)量問(wèn)題，ITU(國際電信聯(lián)盟)曾建議共同實(shí)施單邊(SSB)帶技術(shù)，很多廣播機構進(jìn)行了單邊帶(SSB)實(shí)驗發(fā)射，但結果并不理想，再者，SSB接收機價(jià)格昂貴。

　　為了克服模擬AM廣播缺點(diǎn)，充分利用中、短波資源對全球實(shí)施有效經(jīng)濟的覆蓋，數字AM是必由之路。

　　1 數字AM廣播的優(yōu)點(diǎn)

　　數字調幅(DAM-Digital Amplitude Modulation)廣播有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)可以充分利用現有的中、短波頻譜資源。

　　相同覆蓋情況下，DAM(數字調幅廣播)發(fā)射機比模擬調幅發(fā)射機功率可降低6dB至9dB，耗能低，效率高。

　　(2)顯著(zhù)提高AM波段信號傳送音質(zhì)，在保持現有帶寬的情況下，利用音頻數據壓縮技術(shù)和DSP(數字信號處理)技術(shù)，可達到調頻質(zhì)量，帶寬加倍甚至可達到CD的質(zhì)量。

　　(3)增強抗干擾能力，可消除短波衰落。

　　(4)可與模擬信號傳送兼容，在規定的帶寬內，可同時(shí)傳送一個(gè)模擬信號和一個(gè)數字信號，便于逐步向全數字過(guò)渡。

　　(5)可對現有的中、短波發(fā)射機進(jìn)行技術(shù)改造，且改造費用低。

　　(6)能夠提供附加業(yè)務(wù)和數據傳輸。

　　2 COFDM(編碼正交頻分復用)

　　OFD(正交頻分)：使用大量的載波代替單載波。

　　這些大量的載波有相等的頻率間隔，都是一個(gè)基本振蕩頻率的整數倍，頻譜成正交關(guān)系。

　　M(復用)：COFDM是寬帶傳輸，傳輸的信息不再是單一的節目，而是多套節目的數據流相互交織的分布在大量載波上，形成一個(gè)頻率塊，為了防止傳輸差錯，經(jīng)過(guò)信源編碼進(jìn)行數據壓縮的數據流，首先要進(jìn)行信道編碼，即人為加入冗余。

　　然后，經(jīng)信道編碼的信息要被分配到頻譜成正交關(guān)系的許多副載波上傳送。

　　這些副載波被數字信息調制，采用的是四相差分相移鍵控的調制方法。

　　所有這些已調副載波疊加在一起，就形成包含數字信息的所謂COFDM基帶信號，然后，再采取搬遷的辦法，將其變換到射頻范圍，形成“頻率塊”，經(jīng)功率放大后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射。

　　在一個(gè)“頻率塊”上通�？捎梢徊堪l(fā)射機同時(shí)傳送多套節目和其他數據業(yè)務(wù)。

　　為了能修正傳輸進(jìn)程中可能出現的突發(fā)性的比特差錯，采用了“時(shí)間交織”和“頻率交織”技術(shù)，雙重預防措施，使本來(lái)相信的信息單元在時(shí)域和頻域都盡可能遠地分開(kāi)傳送，接收端經(jīng)過(guò)去交織恢復原有的順序。

　　在COFDM傳輸方法中，為防止具有較大時(shí)延差的多徑傳播的信號在接收機相遇時(shí)總務(wù)處符號間干擾，人為地在符號持續期增加一個(gè)被稱(chēng)為“保護間隔”的時(shí)間長(cháng)度。

　　COFDM是多載波寬帶系統，在特定條件和環(huán)境下可能出現個(gè)別載波衰落但它們僅攜帶少量的信息，出現傳輸差錯完全能修正。

　　OFDM發(fā)生器輸出是多載波的基帶信號，其幅度變化分量送到現有模擬AM發(fā)射機的調制通道;OFDM基帶信號分解為同相分量(I)和正交分量(Q)，通過(guò)頻率合成器并變換為RF相位分量(Φ)，送到現有AM機發(fā)射機激勵通道，通過(guò)模擬發(fā)射機發(fā)射出數字信號。

　　3 數字AM制式簡(jiǎn)介

　　目前世界范圍內提出的數字AM系統大致可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)系統采用多載波調制方式，另一類(lèi)是系統采用單載波調制方式。

　　(1)多載波并行傳輸系統在多載波調制中，采用DAB(數字音頻廣播)中使用的COFDM(編碼正交頻分復用)調制技術(shù)，利用多載波寬帶系統同時(shí)傳送數據，每個(gè)載波采用低速率的QPSK、16QAM、64QAM調制。

　　音頻編碼采用MPEC-4AAC(先進(jìn)音頻編碼)方法，音頻帶寬可以大于9KHz。

　　多載波系統抗干擾能力強，接收機簡(jiǎn)單，但是發(fā)射機的峰值系數較高，對發(fā)射機非線(xiàn)性的校正要求很高。

　　(2)單載波串行傳輸系統在單載波調制中，使用單個(gè)載波，進(jìn)行多狀態(tài)數字調相(MPSK，M>4)或多個(gè)狀態(tài)調幅調相(32/64-APSK)的調制方法，9KHz或10KHz帶寬，在與模擬調幅廣播同時(shí)播出時(shí)(各自占用相鄰的獨立頻道)，凈數據率可達10Kb/s-24Kb/s。

　　音頻編碼采用MPEC-4AAC(先進(jìn)音頻編碼)方法。

　　單載波系統的有點(diǎn)是可以保持模擬發(fā)射的高效率，但接收機復雜。

　　4 數字AM發(fā)射與接受系統

　　數字AM系統是以數字處理技術(shù)為根本，利用傳統條幅發(fā)射技術(shù)，實(shí)現調幅廣播的數字化。

　　如圖a和圖b分別是數字AM發(fā)射與接受系統組成圖。

　　由此可知，在發(fā)射端音頻信號與附加數據等信號要先經(jīng)過(guò)信源和信道編碼的數字處理過(guò)程，然后加之發(fā)射機處理后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。

　　在接受端則要使用與現在完全不同的專(zhuān)用數字接收機，將從天線(xiàn)收到的射頻信號經(jīng)過(guò)解調、解碼，還原成音頻信號和附加數據等。

　　數字AM信號要通過(guò)發(fā)射機才能獲得足夠的傳輸功率，基本原理是首先對加至發(fā)射機的音頻信號進(jìn)行數字編碼處理，再加至發(fā)射機進(jìn)行高電平放大和再調制，將數字信號變成模擬信號，最后象現有的發(fā)射機一樣進(jìn)行功率放大后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。

　　目前我國大部分短波發(fā)射機為PDM或PSM為主，在現有的發(fā)射機上去掉現有的音頻處理器，增加一臺數字調制器，更換一臺數字頻率合成器，對發(fā)射機調制器的低通濾波器截至頻率進(jìn)行高端擴展，再重新調整發(fā)射機的中和電路等就完成了數字化改造。

　　5 結語(yǔ)

　　數字AM發(fā)射系統的一個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)是只需要對現存的PDM或PSM發(fā)射機進(jìn)行改裝，費用低，短期內可在模擬和數字之間切換。

　　發(fā)射機的輸出功率變化靈活，要保持與模擬AM同樣的覆蓋區，數字AM廣播可將發(fā)射機功率大大降低;要提高業(yè)務(wù)可靠性，可以保持發(fā)射機的輸出功率不變。

　　目前廣播數字化的技術(shù)準備已基本成熟，數字中短波廣播技術(shù)也已成熟，隨著(zhù)廣播形式的多樣化，市場(chǎng)份額不變的情況下，如何居安思險，在傳統廣播的基礎上謀求發(fā)展，讓這個(gè)傳統媒體繼續蓬勃發(fā)展，是我們每個(gè)從事廣播事業(yè)的人值得探索和思考的問(wèn)題。

　　參考文獻：

　　[1]史萍，倪世蘭.廣播電視技術(shù)概論[M].中國廣播電視出版社.

　　[2]李棟.數字AM技術(shù)系列報告[R].中國新聞科技，2000.1.

　　數字化廣播電視技術(shù)【2】

　　[摘 要]本文首先對數字化廣播電視的起源、發(fā)展與優(yōu)勢進(jìn)行介紹;接著(zhù)又闡述了其數字信號在發(fā)射、傳輸及接收過(guò)程中所需要的技術(shù)，對于我國數字化廣播電視的技術(shù)發(fā)展 與完善提供了借鑒。

　　[關(guān)鍵字]數字化 廣播電視 技術(shù) 信號處理 信號傳輸

　　緒論

　　改革開(kāi)放以來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟、政治、文化等方面的長(cháng)遠發(fā)展和建設，我國的綜合國力有了明顯增強。

　　這也給我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間，能夠滿(mǎn)足我國人民群眾日益增長(cháng)的不同程度的物質(zhì)和文化需求。

　　在這樣的契機下，我國電視業(yè)也蓬勃發(fā)展。

　　在現階段，世界已逐步進(jìn)入了信息化、數字化時(shí)代，進(jìn)而為數字化廣播電視技術(shù)和數字化廣播電視業(yè)的進(jìn)步提供了技術(shù)支持和物質(zhì)基礎。

　　為了盡快與世界接軌，我國相繼出臺了一系列的數字電視標準草案，包括條件接收標準和業(yè)務(wù)信息標準等，同時(shí)還公布了與之相適應的電子節目指南、用戶(hù)管理系統等標準。

　　同時(shí)配以碼率壓縮技術(shù)、衛星通信技術(shù)，其范圍包括數字信息的發(fā)射、傳輸和接收等。

　　到目前為止，我國所有的省份和地區均有自己的衛星數字通訊，這也加速了我國數字電視時(shí)代的全面到來(lái)。

　　一. 概述

　　1.1起源

　　傳統的電視節目，其圖像等信息的產(chǎn)生、傳輸、處理及接收等均為模擬信號，都是采用時(shí)間軸取樣的接觸上進(jìn)行的，并以幅度調制的方式傳輸。

　　為了使人眼對圖像信號能夠更好的呈現視覺(jué)接收，一般分為奇、偶兩個(gè)場(chǎng)。

　　但是這種形式的電視信號受影響因素較大，包括噪聲積累、色度畸變等都嚴重的阻礙了它的整體接收效果。

　　因此，在信息技術(shù)發(fā)達的今天，數字體制信號電視逐步代替的模擬體制信號。

　　對于數字廣播電視的研究，始于上個(gè)世紀60年代，其初衷主要是滿(mǎn)足人們對于視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的享受;在1984年，日本提出了世界上第一個(gè)高清晰度研究方案，并著(zhù)手進(jìn)行研究，于1988年試播。

　　1.2優(yōu)點(diǎn)

　　數字化廣播電視的發(fā)展，不但開(kāi)啟了一個(gè)全新的數字時(shí)代，同時(shí)其本身也含有諸多的優(yōu)點(diǎn)。

　　首先是數字信號在多次的傳輸和處理過(guò)程中，能夠保證抗干擾和保真性，使圖像的質(zhì)量不受影響，大大提高了系統的可靠性。

　　同時(shí)，數字化廣播電視的信號更能夠實(shí)現實(shí)時(shí)處理，改善了圖像的質(zhì)量、壓縮頻帶、二維濾波等。

　　并在傳輸過(guò)程中更容易實(shí)現圖像信號和伴音信號的重復使用，突顯其優(yōu)越性。

　　二.數字化技術(shù)流程

　　數字化的廣播電視順利實(shí)現離不開(kāi)學(xué)習技術(shù)，主要體現在數字信號的處理和傳輸上。

　　2.1取樣

　　根據Nyquist定理，對于數字信號頻率的選取，必須大于信號寬帶的兩倍，這樣才能夠實(shí)現在取樣信號中完全恢復原始信號。

　　因此，數字廣播電視的數字化抽樣也要同樣遵守Nyquist定理。

　　在數字的分量編碼階段，亮度抽樣可選擇13.5MHz，以達到525/60與625/50等兩大制式行頻公倍數2.25MHz的兩倍。

　　并以此為基礎，選擇相關(guān)的色差信號、亮度信號等參數。

　　確定標準取樣和非標準取樣所適用的范圍。

　　2.2量化

　　對取樣信號進(jìn)行處理，將模擬信號轉化為時(shí)間上的離散的脈沖信號。

　　但是這個(gè)時(shí)候的脈沖信號仍然是模擬的，因此必須進(jìn)行離散化處理，對其中用數碼進(jìn)行分值的過(guò)程，成為量化。

　　一般來(lái)講，經(jīng)過(guò)A/D轉換的脈沖信號串被稱(chēng)為傳輸數字信號的數碼率，這個(gè)數碼率隨著(zhù)抽樣頻率和量化比特數決定，抽樣頻率越高，量化比特數也就越大，而數碼率也就相應的提高，這時(shí)就需要傳輸設施的寬帶更寬。

　　三.傳輸流程

　　在信號的傳輸過(guò)程中，仍要經(jīng)過(guò)一系列較為復雜的處理過(guò)程，才能夠真正使用戶(hù)接收到正確的數字信號。

　　3.1碼率復用

　　為了方便信號的傳輸，同常將一定數量的低速信號復接為高速率的信號，這也實(shí)現了傳輸容量的擴大，提高了傳輸速率。

　　日本、美國等發(fā)達國家都有自己的數字速率系列，也能夠根據不同的要求進(jìn)行碼率復用，滿(mǎn)足不同的需求。

　　3.2QAM調制

　　數字調制包括多個(gè)種類(lèi)，數字化廣播電視則通常使用MQAM調制，即正交幅度調制，它是一種能夠將載波的振幅和相位同時(shí)進(jìn)行數碼調制的具有復合性特點(diǎn)的調制形式。

　　在廣播電視的數字技術(shù)領(lǐng)域和范疇中，經(jīng)過(guò)頻道調制器對模擬信號處理后，能夠適應如微波、光纜等傳輸設施的頻域。

　　3.3機頂盒

　　數字有線(xiàn)電視機的機頂盒的基本功能就是接收數字廣播電視節目。

　　它與數字衛星機頂盒的原理相同，僅僅在于信號傳輸的介質(zhì)不同。

　　而數字有線(xiàn)電視機頂盒卻可以支持幾乎任何廣播和交互式的多媒體應用，包括數字電視廣播接收、電子節目指南等。

　　結束語(yǔ)

　　數字化廣播電視的發(fā)展空間巨大，不但能夠滿(mǎn)足廣大人民群眾日益增長(cháng)的文化需求，同時(shí)也為我國的廣播電視事業(yè)開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)，基于這樣的背景下，本文著(zhù)重對數字化廣播電視的發(fā)展進(jìn)行介紹，同時(shí)又對其數字信號的發(fā)射和傳輸過(guò)程所包含的技術(shù)進(jìn)行闡述，對于此類(lèi)問(wèn)題的深入研究提供了借鑒。

　　參考文獻

　　[1] 馬立欣.數字電視概述[J].電視技術(shù).2000(6).

　　[2] 張國軍.張龍云.王海龍.數字電視技術(shù)及發(fā)展展望[J].數字技術(shù).2003(19)

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