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聲音是人類接受信息的重要媒體，作為傳遞信息的一種方式，聲音廣播占有重要位置。目前的聲音廣播有兩種：調(diào)幅廣播和調(diào)頻廣播。從聽眾對廣播的期望來看，這兩種廣播方式有以下的不足：
1.聲音質(zhì)量不滿足要求。
隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們希望廣播的聲音質(zhì)量能達到CD的水平，而目前的聲音廣播質(zhì)量在頻帶寬度、動態(tài)范圍和干擾電平等方面都達不到這樣的要求。
2.廣播業(yè)務單一。
隨著對各種信息的需要，人們期望通過廣播接受數(shù)據(jù)業(yè)務，盡管目前調(diào)頻廣播中可以傳送數(shù)據(jù)(無線數(shù)據(jù)廣播RDS)，但它傳送數(shù)據(jù)的容量和質(zhì)量不能滿足要求。
3.接收質(zhì)量不能保證，特別是在移動接收的情況。
為了克服這些缺點，大幅度地提高聲音廣播的聲音質(zhì)量、接收質(zhì)量和增加數(shù)據(jù)業(yè)務，只能是廣播系統(tǒng)的數(shù)字化，即需要大力發(fā)展數(shù)字音頻技術在廣播中的應用。
系統(tǒng)的基本組成和關鍵技術
它與數(shù)字通信系統(tǒng)的組成非常相似，也可以說，數(shù)字音頻廣播是一點對多點的數(shù)字通信系統(tǒng)。
數(shù)字音頻廣播的關鍵技術主要有三個方面，數(shù)字音頻信號的壓縮編碼，高速數(shù)據(jù)信號的無線傳輸和組網(wǎng)技術。
1.數(shù)字音頻信號的壓縮編碼
將音頻信號用線性PCM進行數(shù)字化后，其碼率約為700kbit/S。例如CD的抽樣率為44.1kHz，每抽樣用16bit字長表示，其碼率為705.6kbit/S，一路立體聲信號的碼率達到1411.2kbit/S。這樣高的碼率在傳輸時需要很寬的頻帶，在存儲時需要很大的存儲容量，這將大大限制數(shù)字化音頻的應用，也很難實現(xiàn)數(shù)字音頻廣播。為了解決這個問題，需要采用壓縮編碼技術，在基本保證接近CD音質(zhì)的情況下，有效地降低碼率。
應用在數(shù)字廣播(包括數(shù)字電視和數(shù)字音頻廣播)中的音頻壓縮編碼技術有多種，它們都是基于人耳感覺特性來實現(xiàn)降低碼率的目的。在這些編碼方案中，利用了人耳的頻率、時間遮蔽效應和對聲音的定位特性。頻率遮蔽效應是當頻率接近、強度有明顯區(qū)別的兩個信號同時出現(xiàn)時，人耳只能感覺強度高的信號，而強度低的信號將被遮蔽;時間遮蔽效應是當一個強度比較弱的信號出現(xiàn)在強度比它強的信號之前或之后的一個時間區(qū)間內(nèi)時，比較弱的信號將被遮蔽，顯然被遮敝的信號不需要傳送，從而降低了碼率；人耳對聲源定位時，對低頻信號方向性不敏感，對高頻信號的方向主要是從對包絡的感覺判斷，這些特性被用于降低立體聲編碼的碼率。當然，這樣處理損失了原始音頻信號中的一部分，但因為這部分是感覺不到的或者是很不敏感的，因此它基本上不會影響聲音的質(zhì)量，從而既保證了音質(zhì)，又降低了碼率。應用在數(shù)字音頻廣播中的壓縮編碼方案主要有MPEG-1/2中的LayerⅡ、、和MPEGAAC等，使一路立體聲的碼率降低到192-96kbit/S，并且有可能繼續(xù)降低，大大減少了對傳輸帶寬和存儲容量的要求，應該說壓縮編碼技術的發(fā)展是數(shù)字音頻廣播得以實現(xiàn)的基礎。
2.高速數(shù)據(jù)信號的無線傳輸
聲音廣播可以通過有線信道和無線信道傳輸，但主要是通過電磁波在空間的傳播將信號傳送給接收機，而空間信道的傳播特性遠不如電纜、光纖、衛(wèi)星信道穩(wěn)定，特別是在城市環(huán)境中和移動接收情況下，由于多徑傳播所形成的頻率選擇性衰落和延時擴展，以及建筑物遮擋所形成的陰影效應，使接收質(zhì)量受到嚴重影響，而廣播系統(tǒng)經(jīng)常工作在這樣的環(huán)境中。為保證廣播質(zhì)量，必須提高在城市環(huán)境中和移動接收情況中信號的傳輸質(zhì)量，數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)中的信道編碼和調(diào)制部分的設計主要是解決這方面的問題。目前多數(shù)數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)采用糾錯編碼、正交頻分復用(OFDM)和時間、頻率交織的組合，OFDM是一種高頻譜利用率的頻分復用技術，它將高速串行數(shù)據(jù)變換成多路并行數(shù)據(jù)傳輸，有利于抗頻率選擇性衰落和延時擴展，并且它可以用IFFT和FFT實現(xiàn)，使發(fā)送和接收設備簡化。實驗表明，所采用的傳輸系統(tǒng)可以滿足在移動、便攜和固定工作條件下對廣播節(jié)目的可靠傳輸。
3.組網(wǎng)技術
隨著廣播事業(yè)的發(fā)展，頻率資源日益緊張，在發(fā)展數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)時必須考慮節(jié)省頻率資源和不與己經(jīng)工作的廣播電臺產(chǎn)生矛盾。目前提出的廣播系統(tǒng)中，主要采用兩種方法：一種是單頻組網(wǎng)，即整個廣播網(wǎng)絡使用相同的載波頻率，多路節(jié)目載荷在該載波上，而不需要不同的覆蓋區(qū)域分配不同的載波頻率，從而節(jié)省了頻率資源，Eureka-l47數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)是這種方案的代表;另外一種方法是與當前正在使用的廣播電臺使用相同載波頗率，依靠頻率分隔和調(diào)制方式的不同，同時廣播模擬和數(shù)字兩種節(jié)目，美國的IBOC數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)是這種方案的代表。
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