淺析數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的創(chuàng)新

山東省煙臺電視臺廣播發(fā)射臺

信息化時代，人們對信息交流的要求不斷提高，傳統(tǒng)數(shù)字廣播技術(shù)逐漸暴露出一定缺陷。人們對數(shù)字廣播技術(shù)核心技術(shù)進(jìn)行改革創(chuàng)新，數(shù)字廣播在現(xiàn)代生活中發(fā)揮重要的作用，數(shù)字廣播經(jīng)過多年發(fā)展形成了成熟的技術(shù)體系，傳統(tǒng)數(shù)字廣播逐漸暴露出一些問題。數(shù)據(jù)信號控制是數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)與廣播數(shù)據(jù)交流的紐帶，數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)對信息傳遞質(zhì)量的控制中作用主要體現(xiàn)在提高管理效率與音頻信號質(zhì)量，目前數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)在很多國家引起了關(guān)注，技術(shù)水平不斷提高。我國逐漸加大了對數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的研究。

一、廣播系統(tǒng)簡介

通信系統(tǒng)接入方式分為點到點與點到多點兩種，選擇接入方式應(yīng)考慮系統(tǒng)支持的服務(wù)類型。帶寬固定下，帶寬較大的服務(wù)會降低系統(tǒng)的效率，通信系統(tǒng)服務(wù)代價較高。有些服務(wù)擁有龐大的用戶群，需要高效系統(tǒng)支持實現(xiàn)使用廣播方式系統(tǒng)。系統(tǒng)對服務(wù)類型的支持占用最小的帶寬[1]。

廣播系統(tǒng)發(fā)展分為模擬與數(shù)字廣播階段，模擬廣播系統(tǒng)存在很大的缺點，主要體現(xiàn)在功率大，投資多，采用頻譜效率低的模擬調(diào)制方式工作，相比數(shù)字廣播，衛(wèi)星廣播等傳輸高質(zhì)量信號的媒體服務(wù)質(zhì)量較差。

采用數(shù)字化傳輸是數(shù)字廣播的必然要求。數(shù)字化系統(tǒng)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在可充分利用現(xiàn)有頻譜資源，大幅度降低模擬廣播功率，提供附加業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸，大大改進(jìn)了信號傳遞的可靠性，提高信號傳輸質(zhì)量。

廣播系統(tǒng)模擬時代代表性的系統(tǒng)有調(diào)幅、調(diào)頻聲音廣播系統(tǒng)，數(shù)字時代系統(tǒng)進(jìn)化到數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)，使用了許多先進(jìn)的數(shù)字通信技術(shù)。不同國家地區(qū)有不同的版本。數(shù)字廣播系統(tǒng)是點到多點的通信方式，只有下行鏈路提供服務(wù)，上行鏈路可通過其他系統(tǒng)鏈路實現(xiàn)。數(shù)字廣播系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)可支持無線多用戶。

二、數(shù)字廣播發(fā)射核心技術(shù)

數(shù)字廣播技術(shù)原理是通過數(shù)字化技術(shù)整合處理所需傳遞音視頻信號，完成數(shù)據(jù)信號的重新編碼傳遞。數(shù)字化技術(shù)引領(lǐng)了多個行業(yè)的技術(shù)革新，將其引入廣播行業(yè)使傳統(tǒng)廣播模式產(chǎn)生了巨大變革。數(shù)字廣播可以依托地面發(fā)射站實時傳出數(shù)據(jù)，處理控制信號完成與廣播數(shù)據(jù)的交流。

1983年，隨著激光唱片的不斷普及，數(shù)字音響產(chǎn)品向數(shù)字化進(jìn)程發(fā)展，1955年DAB 開始正式投入使用，經(jīng)過不斷的發(fā)展創(chuàng)新演進(jìn)形成DMA 與DAB+得到世界多個國家的推廣。DAB 技術(shù)達(dá)到從從信源編碼到調(diào)制方式數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)，DAB 具有許多突出的優(yōu)點。用戶選用接受方式都不影響DAB 高質(zhì)量接受效果，在不同頻段DAB 可以使得有效使用，發(fā)射功率較低，降低了電磁污染造成的危害。突破了繁瑣的頻率尋找方式，可以對接收機進(jìn)行靈活動態(tài)操作，根據(jù)所處環(huán)境將接收機調(diào)成適合的聆聽信號動態(tài)。DAB+技術(shù)相比DAB 技術(shù)有了新的突破，提高了頻道的利用效率，如具備在傳統(tǒng)頻道內(nèi)傳輸MP3的功能[2]。

DRM 是非官方國際組織，研究開發(fā)的各種波段的字聲音廣播系統(tǒng)為DRM系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛的傳輸方式分為OFDM多載波并行傳輸方式與單載波串行傳播方式，使用OFDM多載波并行傳輸方式的有法國天波2000 系統(tǒng)與美國中波IBOCDSB 系統(tǒng)。DRM 系統(tǒng)相與模擬AM廣播相比有很多優(yōu)點，DRM 系統(tǒng)適合移動接受方式，如覆蓋相同DRM 發(fā)射機功率較低，通過音頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)DRM 提高了調(diào)幅波段信號傳送的可靠性，促進(jìn)全數(shù)字廣播進(jìn)程的發(fā)展。

HD-Radio 工作頻率與AM，F(xiàn)M 使用頻率相同，通過使用OFDM 技術(shù)將數(shù)字信號固定在AM 上，AM 波段將同一節(jié)目以數(shù)字模擬格式發(fā)射，數(shù)字廣播相比以前的廣播未忽略數(shù)字信號，M HD-Radio 電臺具有以最低成本獲取多個額外電臺的多播功能。HD-Radio 音頻響相比一般AM廣播5kHz 寬帶更大。HD-Radio分為混合與全數(shù)字工作模式，同時聯(lián)播是在相同內(nèi)容通過信號中的模擬同時發(fā)射，兼容了傳統(tǒng)模擬廣播與現(xiàn)在的HD 模式。HD-Radio系統(tǒng)擁有許多優(yōu)點，可以擴展附加業(yè)務(wù)，有利于室內(nèi)接收[3]。

三、數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的發(fā)展

數(shù)字廣播逐漸形成完善成熟的發(fā)展體系，在人們的生活中發(fā)揮重要的作用。數(shù)字廣播是利用數(shù)字化對音視頻信號進(jìn)行處理，在數(shù)字狀態(tài)下進(jìn)行編碼傳遞等工作，數(shù)字廣播依靠地面發(fā)射站發(fā)射信號，但其發(fā)射信號達(dá)成廣播與數(shù)據(jù)咨詢傳輸?shù)哪康摹?/p>

數(shù)字廣播技術(shù)起源于德國廣播技術(shù)研究所，Eureka 原是歐洲國家共同組成的技術(shù)研究合作團體，由于DAB 項目初始化開發(fā)在組織龐大的技術(shù)開發(fā)項目中完成，DAM 項目被人們稱為Eureka147 計劃，形成頒布了系列完整的DAB 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，1994年，Eureka147 標(biāo)準(zhǔn)被國際電聯(lián)確認(rèn)為國際標(biāo)準(zhǔn)，目前世界共有30多個國家地區(qū)開播數(shù)字管廣播節(jié)目。

信息化時代發(fā)展促進(jìn)數(shù)字廣播的發(fā)展，隨著數(shù)字多媒體廣播技術(shù)發(fā)展成熟，2006年歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所頒布數(shù)字廣播多媒體視頻業(yè)務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大眾可以利用多種接受設(shè)備收看數(shù)字多媒體節(jié)目。目前許多國家政策未通過數(shù)字廣播播出視頻節(jié)目。數(shù)字廣播技術(shù)更多用于推動式廣播。2009年北京悅龍數(shù)字廣播科技公司實現(xiàn)了技術(shù)系統(tǒng)自主研發(fā)，傳統(tǒng)廣播拓展為非實時兼容新型廣播服務(wù)。

目前國內(nèi)部分地區(qū)覆蓋了數(shù)字音頻廣播，未在全國范圍內(nèi)推廣，國內(nèi)廣播FM模擬廣播為主流，北京DAB數(shù)字無線電廣播攜帶了多套節(jié)目，發(fā)射功率不大，只用5個發(fā)射點實現(xiàn)北京地區(qū)的全覆蓋，抗干擾能力強。國內(nèi)運行DAB數(shù)字廣播時間不短，但只有少部分試點運行。一些大城市有DAB 信息服務(wù)，大部分地區(qū)沒有DAB數(shù)字無線電廣播。

四、數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的不足

數(shù)字音頻廣播技術(shù)與調(diào)幅廣播技術(shù)在現(xiàn)代社會中扮演重要的角色，隨著人們對數(shù)字廣播提出更高的要求，數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)一些缺陷逐漸暴露。數(shù)字廣播可以為提供更加純凈的音質(zhì)，數(shù)字化處理的信息可以呈現(xiàn)完美的音質(zhì)，數(shù)字化處理方式使得數(shù)字廣播可以提供更強的抗干擾效果，解決了以往信號易受干擾的問題。數(shù)字廣播具有快速移動接受的能力。

數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)具有一定的缺陷，數(shù)字廣播技術(shù)應(yīng)用需要相關(guān)設(shè)備支撐，數(shù)字廣播建設(shè)成本較高。數(shù)字廣播接收終端需要具有解碼等數(shù)字化處理能力。如何實現(xiàn)大數(shù)據(jù)數(shù)字化處理成為技術(shù)發(fā)展的難題。世界逐漸步入信息化時代，人們?nèi)粘Ｉ钪行枰罅啃畔?，通信技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注。數(shù)字廣播技術(shù)需要不斷創(chuàng)新，滿足信息化時代的要求。

新時代背景下，數(shù)字廣播技術(shù)要具有大數(shù)據(jù)處理能力，數(shù)字廣播雖能實現(xiàn)等多種信號的處理，但對大數(shù)據(jù)數(shù)字化處理存在效率低等問題。數(shù)字廣播發(fā)展受到建設(shè)成本等因素制約，為滿足人們的需求，數(shù)字廣播需要降低建設(shè)運行成本，要求對現(xiàn)有數(shù)字化處理技術(shù)進(jìn)行深層次的優(yōu)化。

五、數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的未來發(fā)展

為滿足時代發(fā)展要求，需要創(chuàng)新數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)。分析時代發(fā)展特點，對數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)創(chuàng)新提出建議。要滿足數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的發(fā)展需求，需要創(chuàng)新其關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)需要先對發(fā)射信息數(shù)字化處理，關(guān)鍵的技術(shù)是提高信號數(shù)字化處理效率。

要想提高信號數(shù)字化處理效率，要對現(xiàn)有算法優(yōu)化，促進(jìn)數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)的發(fā)展。信號調(diào)制效果主要受相關(guān)設(shè)備工作性能的影響，需要與信號數(shù)字化處理發(fā)展同步進(jìn)行?，F(xiàn)有信號發(fā)射終端基本滿足人們的需求，技術(shù)改革重點是提升信號覆蓋范圍。

數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)創(chuàng)新離不開技術(shù)設(shè)備的支持，設(shè)備性能是信號數(shù)字化處理中的關(guān)鍵?，F(xiàn)有數(shù)字廣播設(shè)備對大數(shù)據(jù)處理效率較低。建議對現(xiàn)有數(shù)字廣播發(fā)射技術(shù)核心設(shè)備升級。設(shè)備升級中可適當(dāng)引入信息化系統(tǒng)，具有大數(shù)據(jù)智能分析處理能力，可滿足技術(shù)核心設(shè)備升級的需求。建設(shè)新型數(shù)字化廣播發(fā)射技術(shù)系統(tǒng)，可滿足數(shù)字廣播信號數(shù)字化處理等多方面的需求。