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隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,，各類信息也在迅速膨脹，尤其是在廣播電視領(lǐng)域這個(gè)問題顯得非常突出,。如何高質(zhì)量的保存視音頻資料并使之便于檢索,、查詢、再利用是目前的一個(gè)難題,。然而,，隨著數(shù)字壓縮技術(shù)以及多媒體技術(shù)、數(shù)字化存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,、完善,、成熟，為開發(fā)新一代數(shù)字視音頻壓縮節(jié)目存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了有利條件,。視聽者對(duì)于廣播系統(tǒng)迅速發(fā)展的期望值越來越高,。在』?！ジ{宰現(xiàn)高度發(fā)展過程中,，數(shù)字技術(shù)的引進(jìn)相當(dāng)重要。近年來,，廣播系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)都在極力發(fā)展數(shù)字化,。該系統(tǒng)的數(shù)字技術(shù)，首先應(yīng)用在數(shù)字VTR,、圖像特殊效果裝置,、電視制式轉(zhuǎn)換等演播室設(shè)備及家用電視機(jī)的各種功能等方面,。最近，廣播電波傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的數(shù)字廣播業(yè)務(wù)也逐步增多起來,。
一．?dāng)?shù)字廣播的含義：
數(shù)字廣播即DIGITAL BROADCASTING,，主要分DAB(數(shù)字音頻廣播)、DVB(數(shù)字視頻廣播),、DMB(數(shù)字多媒體廣播)三種形式,。但因?yàn)槠南拗疲疚闹饕訢AB為例予以闡述,。
二．市場(chǎng)狀況：
DAB在歐洲,、美國(guó)、日本的音頻廣播及節(jié)目提供領(lǐng)域都具有一定的市場(chǎng),，尤其是在歐洲,。預(yù)計(jì)市場(chǎng)前景總資產(chǎn)達(dá)5．3億英鎊，總共有一億臺(tái)以上,。其中UK為第二大DAB市場(chǎng),，總共有4880萬人了解DAB。全世界有320個(gè)服務(wù)臺(tái),，其中BBC占了65％,，預(yù)計(jì)截止到2004年中期，BBC將上升到85％,。
三． DAB同步網(wǎng)又稱單頻網(wǎng)(Single Frequency Network,，即SFN)。所謂單頻網(wǎng),，是指同步網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)原理概述
1,、 調(diào)制與傳輸技術(shù)：4DQPSK(差分四相相移鍵控)、COFDM(信道編碼正交頻分復(fù)用)…現(xiàn)代數(shù)字傳輸技術(shù)(相互正交載波為子載波,，頻帶混疊多載波通信)(見附錄2和附錄3)
2,、 信源編碼解調(diào)技術(shù)：MPEG音頻(活動(dòng)圖像專家組)[I，II]層II一現(xiàn)代數(shù)字壓縮技術(shù)(見附錄4),、FFT(快速傅立葉變換)
3,、 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：SFN(單頻網(wǎng))
4、 傳輸內(nèi)容：83～1 IOMtlZ的FM信號(hào)(VHF),、174~240MHZ的BandⅡI信號(hào)(VHF-UHF),、1452～1492MHZ的Band L信號(hào)，3G左右的光纖,。
DAB的關(guān)鍵技術(shù)有三方面,，一是MUSICAM信源編碼，二是COFDM信道編碼與調(diào)制技術(shù),，三是同步網(wǎng)技術(shù),。
信源編碼又稱數(shù)據(jù)壓縮,，即通過對(duì)信源數(shù)據(jù)率的壓縮，力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量,。
信源編碼的可能性基于人耳聽覺的心理聲學(xué)特性,，即頻譜掩蔽效應(yīng)和時(shí)間掩蔽效應(yīng)，人耳對(duì)信號(hào)的幅度,、頻率,、時(shí)間具有有限分辨能力，凡是人耳感覺不到的成分不編碼,、不傳送：對(duì)人耳感覺到的部分,，編碼時(shí)允許有較大的量化失真，并使其處于同聽閾以下,，人耳仍然感覺不到。所謂頻譜掩蔽效應(yīng)是指若強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)同時(shí)出現(xiàn),，則處于強(qiáng)信號(hào)頻率附近的弱信號(hào)被強(qiáng)信號(hào)掩蔽而聽不到,。時(shí)間掩蔽效應(yīng)分為同期掩蔽、后期掩蔽和前期掩蔽,。同期掩蔽是指若強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)同時(shí)存在,，強(qiáng)信號(hào)掩蔽弱信號(hào)，人耳的聽閾聲級(jí)值上升,，聽不到弱信號(hào),。前期掩蔽是指人耳感覺到強(qiáng)信號(hào)之前的短暫時(shí)間，聽閾已經(jīng)發(fā)生變化(提高),，感覺不到了弱的聲音,。后期掩蔽是指當(dāng)強(qiáng)的信號(hào)不存在時(shí)，人耳的聽閾聲級(jí)值需經(jīng)過稍長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)到靜聽閾狀態(tài),。在這段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),，逐漸才能聽到由強(qiáng)到弱的聲音。
DAB使用的信源編碼方法叫做掩蔽型自適應(yīng)通用子頻帶集成編碼復(fù)用,，簡(jiǎn)稱MUSICAM(Masking Patternadapted Universal Subband Integrated Coding and Multiplexing),。這種編碼方法屬于子頻帶編碼。它是將寬帶的聲音信號(hào)的頻譜分割為寬度均為750Hz的32個(gè)子頻帶,，每個(gè)子頻帶獨(dú)立受控進(jìn)行數(shù)據(jù)率壓縮,，凡是在本子頻帶同聽閾以下的頻譜成分都不編碼、不傳送,，處于同聽閾以上的頻譜成分用多少比特進(jìn)行量化,，依據(jù)就是產(chǎn)生的量化噪聲處于本子頻帶的最低同聽閾值以下?？傊?，利用人耳聽覺的心理聲學(xué)現(xiàn)象和音頻信號(hào)的統(tǒng)計(jì)的內(nèi)在聯(lián)系,，確定并清除語言和音樂信號(hào)中的冗余和不相關(guān)部分，以實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)壓縮,。
DAB使用COFDM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù),，其含義是編碼正交頻分復(fù)用。
C指信道編碼,，信道編碼的任務(wù)是為了解決信息傳輸?shù)目煽啃?。按照一定的?guī)則，在所傳的信息中人為加進(jìn)冗余,，以便當(dāng)傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí),，通過信道解碼可以發(fā)現(xiàn)和修正差錯(cuò)，恢復(fù)出正確的信息,。
OFD指正交頻分,，許多頻譜成正交關(guān)系的副載波，彼此間隔△f=1／符號(hào)有效期,，形成一個(gè)寬帶系統(tǒng),，傳送的數(shù)據(jù)被分配在每個(gè)副載波上，每個(gè)副載波是窄帶的子信道,，傳送低的數(shù)據(jù)率,，每個(gè)副載波采用四相差分相移鍵控(4DPSK)方法調(diào)制，符號(hào)持續(xù)期長(zhǎng),，抗符號(hào)間干擾能
的所有發(fā)射機(jī)都工作于中心頻率相同的DAB頻率塊,，調(diào)制信號(hào)也必須精確同步。在網(wǎng)中發(fā)射臺(tái)之間的距離和布局滿足一定條件的情況下,，各發(fā)射臺(tái)發(fā)射的功率是相助的(通常稱為網(wǎng)絡(luò)增益),。因此，DAB同步網(wǎng)中發(fā)射臺(tái)的發(fā)射功率不需要很大,，約幾百W到1Kw,。
四：數(shù)字廣播的優(yōu)缺點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn)：1)音質(zhì)超群,。采用OFDM,，可利用盡可能少的頻帶寬度，無間頻干擾,。
2)操作簡(jiǎn)單,。按下選擇鍵即可自動(dòng)選臺(tái)。
3)接收靈活,。內(nèi)部具備定向天線,，避免信號(hào)的衰減。
4)功能多樣。除廣播通常的節(jié)目外,，數(shù)字廣播系統(tǒng)還可以文字和圖像的形式,，提供交通信息、天 氣預(yù)報(bào),，在廣播口頭新聞的同時(shí)顯示靜止畫面以及傳輸其他數(shù)據(jù)等,。
5)在高速移動(dòng)情況下，可靠接收信號(hào),，180K／H接收,。
2、OFDM技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
1)在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù),。OFDM技術(shù)能同時(shí)分開至少1000個(gè)數(shù)字信號(hào),，而且在干 擾的信號(hào)周圍可以安全運(yùn)行的能力將直接威脅到目前市場(chǎng)上已經(jīng)開始流行的CDMA技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展壯大的態(tài)勢(shì)，正是由于具有了這種特殊的信號(hào)“穿透能力”使得OFDM技術(shù)深受歐洲通 信營(yíng)運(yùn)商以及手機(jī)生產(chǎn)商的喜愛和歡迎,，例如加利福尼亞CiSCO系統(tǒng)公司,、紐約Flarion工學(xué)院以及朗訊工學(xué)院等開始使用，在加拿大Wi-LAN工學(xué)院也開始使用這項(xiàng)技術(shù),。
2)OFDM技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化,，由于通信路徑傳送數(shù)據(jù)的能力會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，所以O(shè)FDM能動(dòng)態(tài)地與之相適應(yīng),，并且接通和切斷相應(yīng)的載波以保證持續(xù)地進(jìn)行成功的通信。
3)該技術(shù)可以自動(dòng)地檢測(cè)到傳輸介質(zhì)下哪一個(gè)特定的載波存在高的信號(hào)衰減或干擾脈沖,，然后采取合適的調(diào)制措施來使指定頻率下的載波進(jìn)行成功通信,。
4)OFDM技術(shù)特別適合使用在高層建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及將信號(hào)散播的地區(qū),。高速的數(shù)據(jù)傳播及數(shù)字語音廣播都希望降低多徑效應(yīng)對(duì)信號(hào)的影響,。
5)OFDM技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。在單載波系統(tǒng)中,，單個(gè)衰落或干擾能夠?qū)е抡麄€(gè)通信鏈路失敗,，但是在多載波系統(tǒng)中，僅僅有很小一部分載波會(huì)受到干擾,。對(duì)這些子信道還可以采用糾錯(cuò)碼來進(jìn)行糾錯(cuò),。
6)可以有效地對(duì)抗信號(hào)波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸,。當(dāng)信道中因?yàn)槎鄰絺鬏敹霈F(xiàn)頻率選擇性衰落時(shí),，只有落在頻帶凹陷處的子載波以及其攜帶的信息受影響，其他的子載波未受損害,，因此系統(tǒng)總的誤碼率性能要好得多,。
7)通過各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力。OFDM技術(shù)本身已經(jīng)利用了信道的頻率分集,，如果衰落不是特別嚴(yán)重,，就沒有必要再加時(shí)域均衡器。通過將各個(gè)信道聯(lián)合編碼,，則可以使系統(tǒng)性能得到提高,。
8)OFDM技術(shù)抗窄帶干擾性很強(qiáng)，因?yàn)檫@些干擾僅僅影響到很小一部分的子信道,。
9)可以選用基于IFFT／FF,，r的OFDM實(shí)現(xiàn)方法。
10)信道利用率很高,，這一點(diǎn)在頻譜資源有限的無線環(huán)境中尤為重要,；當(dāng)子載波個(gè)數(shù)很大時(shí)，系統(tǒng)的頻譜利用率趨于2Baud／Hz,。
3,、 OFDM技術(shù)的兩大缺陷
1)對(duì)頻率偏移和相位噪聲很敏感。
2)峰值與均值功率比相對(duì)較大,，這個(gè)比值的增大會(huì)降低射頻放大器的功率效率,。
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