数字am广播技术

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1、数字AM广播技术 数字AM广播技术【1】 【摘要】调幅广播显著优点是覆盖范围广传输距离远接收机简单价格便宜但由于调幅广播幅度调制方式和占用窄的频带带来了明显的缺点：广播信号在传输过程中易受到干扰传输质量不高;业务单纯一部发射机使用一个载波频率传送一套声音广播节目而且节目质量差面临众多媒体的挑战调幅广播明显处于劣势 而数字广播技术能对数字传送、发射、接收过程中各种干扰引起的误码进行自我纠错处理保证从音频信号源到发射、接收全过程都达到高质量从而提高广播系统的整体技术性能 它提供了一个数字的多业务广播平台不但能传输高质量的音频节目而且又能传输各类数据业务等 在处理过程中噪声、非线性失真等都不能改变数

2、字信号的品质 【关键词】数字广播数字AM广播编码正交频分复用AM制式 调幅广播诞生以来经过长期的发展有过辉煌的时期 在调频广播出现以前世界范围内唯一的广播方式是长、中、短波调幅广播 有了调频广播后调幅广播还是有大量听众的主要是偏远山区及广大农村听众这是他们获取信息的主要途径 当然随着这些年村村通等电视工程的推进电视也成为他们不可或缺的信息渠道但传统广播尤其是调幅广播依然占有很大的份量 调幅广播生命力如此顽强主要是因为它可以大面积、远距离进行覆盖它采用包络调解接收设备价格低廉 然而中短波波段调幅广播有几个固有的缺点：容易受干扰;短波调幅广播频率选择性衰落严重影响广播质量;功率大、高耗能、设备投资

3、及维护运行成本高;使用9KHz(或10KHz)带宽模拟方式的调幅广播很难达到高质量 近几十年来频谱又是过度占用同频道临近频道干扰严重收听条件越来越差广大听众对调幅广播的质量越来越不满意 为了解决短波广播传输质量问题ITU(国际电信联盟)曾建议共同实施单边(SSB)带技术很多广播机构进行了单边带(SSB)实验发射但结果并不理想再者SSB接收机价格昂贵 为了克服模拟AM广播缺点充分利用中、短波资源对全球实施有效经济的覆盖数字AM是必由之路 1数字AM广播的优点 数字调幅(DAMDigitalAmplitudeModulation)广播有下列优点：(1)可以充分利用现有的中、短波频谱资源 相同覆盖情

4、况下DAM(数字调幅广播)发射机比模拟调幅发射机功率可降低6dB至9dB耗能低效率高 (2)显著提高AM波段信号传送音质在保持现有带宽的情况下利用音频数据压缩技术和DSP(数字信号处理)技术可达到调频质量带宽加倍甚至可达到CD的质量 (3)增强抗干扰能力可消除短波衰落 (4)可与模拟信号传送兼容在规定的带宽内可同时传送一个模拟信号和一个数字信号便于逐步向全数字过渡 (5)可对现有的中、短波发射机进行技术改造且改造费用低 (6)能够提供附加业务和数据传输 2COFDM(编码正交频分复用) OFD(正交频分)：使用大量的载波代替单载波 这些大量的载波有相等的频率间隔都是一个基本振荡频率的整数倍频谱

5、成正交关系 M(复用)：COFDM是宽带传输传输的信息不再是单一的节目而是多套节目的数据流相互交织的分布在大量载波上形成一个频率块为了防止传输差错经过信源编码进行数据压缩的数据流首先要进行信道编码即人为加入冗余 然后经信道编码的信息要被分配到频谱成正交关系的许多副载波上传送 这些副载波被数字信息调制采用的是四相差分相移键控的调制方法 所有这些已调副载波叠加在一起就形成包含数字信息的所谓COFDM基带信号然后再采取搬迁的办法将其变换到射频范围形成“频率块”经功率放大后通过天线发射 在一个“频率块”上通常可由一部发射机同时传送多套节目和其他数据业务 为了能修正传输进程中可能出现的突发性的比特差错采

6、用了“时间交织”和“频率交织”技术双重预防措施使本来相信的信息单元在时域和频域都尽可能远地分开传送接收端经过去交织恢复原有的顺序 在COFDM传输方法中为防止具有较大时延差的多径传播的信号在接收机相遇时总务处符号间干扰人为地在符号持续期增加一个被称为“保护间隔”的时间长度 COFDM是多载波宽带系统在特定条件和环境下可能出现个别载波衰落但它们仅携带少量的信息出现传输差错完全能修正 OFDM发生器输出是多载波的基带信号其幅度变化分量送到现有模拟AM发射机的调制通道;OFDM基带信号分解为同相分量(I)和正交分量(Q)通过频率合成器并变换为RF相位分量()送到现有AM机发射机激励通道通过模拟发射机

7、发射出数字信号 3数字AM制式简介 目前世界范围内提出的数字AM系统大致可分为两大类一类系统采用多载波调制方式另一类是系统采用单载波调制方式 (1)多载波并行传输系统在多载波调制中采用DAB(数字音频广播)中使用的COFDM(编码正交频分复用)调制技术利用多载波宽带系统同时传送数据每个载波采用低速率的QPSK、16QAM、64QAM调制 音频编码采用MPEC4AAC(先进音频编码)方法音频带宽可以大于9KHz 多载波系统抗干扰能力强接收机简单但是发射机的峰值系数较高对发射机非线性的校正要求很高 (2)单载波串行传输系统在单载波调制中使用单个载波进行多状态数字调相(MPSKM4)或多个状态调幅调

8、相(32/64APSK)的调制方法9KHz或10KHz带宽在与模拟调幅广播同时播出时(各自占用相邻的独立频道)净数据率可达10Kb/s24Kb/s 音频编码采用MPEC4AAC(先进音频编码)方法 单载波系统的有点是可以保持模拟发射的高效率但接收机复杂 4数字AM发射与接受系统 数字AM系统是以数字处理技术为根本利用传统条幅发射技术实现调幅广播的数字化 如图a和图b分别是数字AM发射与接受系统组成图 由此可知在发射端音频信号与附加数据等信号要先经过信源和信道编码的数字处理过程然后加之发射机处理后通过天线发射出去 在接受端则要使用与现在完全不同的专用数字接收机将从天线收到的射频信号经过解调、解码

9、还原成音频信号和附加数据等 数字AM信号要通过发射机才能获得足够的传输功率基本原理是首先对加至发射机的音频信号进行数字编码处理再加至发射机进行高电平放大和再调制将数字信号变成模拟信号最后象现有的发射机一样进行功率放大后通过天线发射出去 目前我国大部分短波发射机为PDM或PSM为主在现有的发射机上去掉现有的音频处理器增加一台数字调制器更换一台数字频率合成器对发射机调制器的低通滤波器截至频率进行高端扩展再重新调整发射机的中和电路等就完成了数字化改造 5结语 数字AM发射系统的一个显著优点是只需要对现存的PDM或PSM发射机进行改装费用低短期内可在模拟和数字之间切换 发射机的输出功率变化灵活要保持与

10、模拟AM同样的覆盖区数字AM广播可将发射机功率大大降低;要提高业务可靠性可以保持发射机的输出功率不变 目前广播数字化的技术准备已基本成熟数字中短波广播技术也已成熟随着广播形式的多样化市场份额不变的情况下如何居安思险在传统广播的基础上谋求发展让这个传统媒体继续蓬勃发展是我们每个从事广播事业的人值得探索和思考的问题 参考文献： 1史萍倪世兰.广播电视技术概论M.中国广播电视出版社. 2李栋.数字AM技术系列报告R.中国新闻科技2000.1. 数字化广播电视技术【2】 摘要本文首先对数字化广播电视的起源、发展与优势进行介绍;接着又阐述了其数字信号在发射、传输及接收过程中所需要的技术对于我国数字化广播

11、电视的技术发展与完善提供了借鉴 关键字数字化广播电视技术信号处理信号传输 绪论 改革开放以来随着我国经济、政治、文化等方面的长远发展和建设我国的综合国力有了明显增强 这也给我国科学技术的发展提供了更加广阔的空间能够满足我国人民群众日益增长的不同程度的物质和文化需求 在这样的契机下我国电视业也蓬勃发展 在现阶段世界已逐步进入了信息化、数字化时代进而为数字化广播电视技术和数字化广播电视业的进步提供了技术支持和物质基础 为了尽快与世界接轨我国相继出台了一系列的数字电视标准草案包括条件接收标准和业务信息标准等同时还公布了与之相适应的电子节目指南、用户管理系统等标准 同时配以码率压缩技术、卫星通信技术其

12、范围包括数字信息的发射、传输和接收等 到目前为止我国所有的省份和地区均有自己的卫星数字通讯这也加速了我国数字电视时代的全面到来 一.概述 1.1起源 传统的电视节目其图像等信息的产生、传输、处理及接收等均为模拟信号都是采用时间轴取样的接触上进行的并以幅度调制的方式传输 为了使人眼对图像信号能够更好的呈现视觉接收一般分为奇、偶两个场 但是这种形式的电视信号受影响因素较大包括噪声积累、色度畸变等都严重的阻碍了它的整体接收效果 因此在信息技术发达的今天数字体制信号电视逐步代替的模拟体制信号 对于数字广播电视的研究始于上个世纪60年代其初衷主要是满足人们对于视觉和听觉的享受;在1984年日本提出了世界

13、上第一个高清晰度研究方案并着手进行研究于1988年试播 1.2优点 数字化广播电视的发展不但开启了一个全新的数字时代同时其本身也含有诸多的优点 首先是数字信号在多次的传输和处理过程中能够保证抗干扰和保真性使图像的质量不受影响大大提高了系统的可靠性 同时数字化广播电视的信号更能够实现实时处理改善了图像的质量、压缩频带、二维滤波等 并在传输过程中更容易实现图像信号和伴音信号的重复使用突显其优越性 二.数字化技术流程 数字化的广播电视顺利实现离不开学习技术主要体现在数字信号的处理和传输上 2.1取样 根据Nyquist定理对于数字信号频率的选取必须大于信号宽带的两倍这样才能够实现在取样信号中完全恢复

14、原始信号 因此数字广播电视的数字化抽样也要同样遵守Nyquist定理 在数字的分量编码阶段亮度抽样可选择13.5MHz以达到525/60与625/50等两大制式行频公倍数2.25MHz的两倍 并以此为基础选择相关的色差信号、亮度信号等参数 确定标准取样和非标准取样所适用的范围 2.2量化 对取样信号进行处理将模拟信号转化为时间上的离散的脉冲信号 但是这个时候的脉冲信号仍然是模拟的因此必须进行离散化处理对其中用数码进行分值的过程成为量化 一般来讲经过A/D转换的脉冲信号串被称为传输数字信号的数码率这个数码率随着抽样频率和量化比特数决定抽样频率越高量化比特数也就越大而数码率也就相应的提高这时就需要传输设施的宽带更宽 三.传输流程 在信号的传输过程中仍要经过一系列较为复杂的处理过程才能够真正使用户接收到正确的数字信号 3.1码率复用 为了方便信号的传输同常将一定数量的低速信号复接为高速率的信号这也实现了传输容量的扩大提高了