数字音频广播

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数字音频广播（DAB）的发展现状及战略思考（上）

吴彝鼐 广播科学研究战略规划研究所所长

      董年初 广播科学研究战略规划研究所高级工程师

1概述

数字音频广播(DAB)是继调幅和调频广播之后的第三代声音广播。与现行广播相比,DAB音质好,可提供CD质量的声音节目;抗多径干扰能力强,可保证高速移动状态下的接收质量,可在恶劣环境下接收;发射功率小,覆盖面积大,频谱利用率高,可大幅提高广播覆盖率;业务构成灵活,可作为多媒体数据的无线传输平台。DAB是广播事业发展中一个新的里程碑。

数字音频广播(DAB)的开发研究由欧共体率先发起,并被称为尤里卡-147高技术开发计划,于1988年1月1日正式实施。目前,全世界共有33个国家采用DAB体制。日本也提出了本国的数字音频广播方案(ISDBT), 2007年才会正式开展业务。美国提出的带内同频方案(IBOC)目前仍存在不少问题,仅得到3家公司的支持。在选用DAB制式的国家中,英国、德国、法国洛西班牙、葡萄牙、加拿大以及亚洲的新加坡工作进展较好。据统计,目前全球共有超过2亿3千万人能够接收400多套不同的DAB广播,已经有16种不同的DAB接收机投放市场。

1996年12月,我国开始启动"数字音频广播(DAB)重大科技产业工程项目"。到2000年底,该项目已完成广东DAB先导网和北京一廊坊一天津DAB网的建设,开发出部分发端设备和接收机功能样机,完成部分接收机专用集成电路设计。但是由于多种原因,广东DAB先导网和北京一廊坊一天津DAB网一直未能正式播出。这一方面是由于受国外DAB在市场推广过程中遇到一些困难的影响,但更重要的是我国缺乏一个明确的DAB发展政策。面对数字技术的滚滚浪潮,面对我国数字电视的率先推进,我国声音广播的数字化必须尽快制定战略规划,并尽早进入战略实施阶段。

2 国外DAB发展现状

2.1国外DAB现状综述

2.1.1欧共体DAB技术研究情况

数字音频广播(DAB)的研究始于70年代末期,并作为重点自开发项目列入欧洲尤里卡-147计划。尤里卡-147计划第一阶段为期4年(1988~1991):主要完成了系统定义。第二阶段(1992.1~1993年底):主要通过广泛的闭路和开路测试,证实了MUSICAM/COFDM制式在移动接收条件下的性能;并于1993年完成DAB的系统规范,1995年1月向世人公布了DAB的欧洲通信标准 ETS-300401。

1993~1994年期间,德、法、英等国先后建立先导网。1995年7月,CEPT召开欧洲地面DAB广播频率规划会议,决定了欧洲各国开办DAB广播的使用频谱。之后,欧洲DAB广播迅速发展起来,除德、法、英等国以外,其余各国也陆续开播了DAB。

在欧洲以外,加拿大和澳大利亚是积极支持Eureka-147制式和进行试验的国家,主张采用L-Band进行DAB广播。

目前,世界许多国家都已开展数字声音广播实验和业务。截止到2001年4月,全世界共有33个国家选用DAB制式。其中,英国现有10个国家级商业电台和BBC电台在提供服务,英国伦敦22000辆出租汽车的大部分都装备了DAB接收机,现在已经超过70%的居民可以接收DAB,预计到2002年人口覆盖面将突破85%;德国已覆盖65%的人口,在2002年将提高到88%,目前提供的节目在100套以上,并开通了关于本地交通和天气信息的数据业务广播;德国还计划在2010年关闭调频广播;在法国的主要城市内,至少有25种数字广播在服务;西班牙DAB广播的人口覆盖率在2002年可望达到80%以上;葡萄牙2002年将覆盖84%的人口;在加拿大,超过55个电台在播出DAB ,覆盖了37%的入口,预计今年年底将提高到55%;亚洲的新加坡是目前能在全国提供DAB广播的唯一国家,该国的DAB提供6套数字声音节目。据统计,全球已有超过2亿3千万人能够接收400多套不同的DAB广播。

2.1.2美国DAB技术的研究开发状况

美国DAB的发展起步较晚。1990年美国的CBS、WEST-INFHOUSE和GANNETT 广播公司组成美国数字广播集团(USADR),并首先提出了自己的DAB方案设想,称作IBOC-DAB。到1992年,美国共提出7种方案的DAB制式。

1992年9月,美国数字广播集团(USADR)公开演示了IBOC AM&FM-DAB 固定接收的开路试验系统。1995年4月NAB会议上,美国数字广播集团首次演示IBOC AM&FM-DAB 移动接收试验。1996年4月,EIA对7种DAB制式的总评价结束,向FCC推荐尤里卡-147 DAB作为美国标准,但FCC并没有同意EIA的建议。

1999年1月,NAB组成无线广播频谱完整性任务组,主要就IBOC数字广播、小功率无线广播的发展对无线信号的影响进行研究。任务组将与FCC一起工作,以保证新业务不会损害〈相反将改善〉美国人目前享用的无线广播业务的质量。

1999年4月,NRSC与IBOCDAB建议者同意1999年12月15日提交测试结果的决定。

1999年5月,FCC通过与发布一项关于建立小功率广播业务决议(order),表明了当年夏天启动数字广播的意向。

2000年4月,NAB 2000召开期间,NRSC发布2份IBOC系统评价报告,随后决定进行正式的IBOC DAB标准制定。

美国国家广播制式委员会(NRSC)目前正测试与评价iBiquity数字公司的AM与FM IBOC DAB系统。

2.1.3日本数字声音广播系统

考虑到目前各广播机构都拥有它们自己的广播设备和发射设备,对于数字广播方式,广播机构的运营者希望继续保持这种运营方式。日本的BST-OFDM (Band Segmented Transmission Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式的DSB广播就是基于上述要求产生的。

日本数字声音广播系统的信源编码采用MUSICAM信源编码方式,复用方式则采用MPEG-2包结构的复用方式,信道编码采用RS和卷积编码的联合编码方式,调制采用BST-OFDM调制方式。BST-OFDM信号带宽为5.62MHz,由几个基本的分段信号组成,每个分段占432kHz的带宽。

日本BST-OFDM方式的数字声音广播的最大特点是可以根据需要灵活地确定系统带宽,系统可以分为13个BST段,每个占432KHz带宽,也可以为一个完整的5.62MHz频段,该系统的接收机还可以解调日本地面数字电视的伴音信号。