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1、IBOC数字声音广播系统 李栋北京广播学院信息工程学院 数字AM应考虑 信道带宽受限 存在噪声和干扰 数字广播系统必须综合考虑能提供的数据容量和数据传输的可靠性 覆盖与音频质量的折衷 1 IBOCDSB性能 提高音频质量 保持覆盖范围 提供数据业务 全数字模式时 1 专用的固定码率的数据业务 数据率固定 不能由广播运营者改变 2 可调整码率的数据业务工作于预先给定的固定码率 但可以通过改变音频质量或保护程度来换取数据业务的容量 特定的数据载波组可动态的分配给优先业务 音频业务和数据业务 3 机动的可变码率数据业务提供的数据容量与输入的数字音频信号的复杂程度相联系 音频编码器动态的度量音频的复杂
2、程度来自适应的调整数据量 不牺牲音频质量 2 IBOCDSB系统构成 信源编码与解码前向纠错编码 交织与逆处理调制与解调混合 2 1信源编码 去除信号中的冗余和不相关部分 降低数据率 确保传输的有效性 2 2前向纠错编码与交织 前向纠错 增加冗余信息进行保护 在接收机中纠正传输产生的差错 确保传输的可靠性 交织技术 分散时域和频域的突发性差错 利于前向纠错解码器的判决处理 2 3调制技术 正交频分复用 OFDM 多载波方式QAM调制方式具有较高的频带利用率 可在给定的带宽内传输FM质量的立体声节目 并提供足够的覆盖 2 4混合 采用时间分集技术 对相同的音频源采用两个独立的机制进行传输 确保移
3、动环境下的可靠接收 通过采用固定延时备份传输提供混合 在调谐期间 混合允许从直接获取的备份信号切换到全数字信号 当数字信号失败时 混合允许切换到备份信号 3运行模式 中波混合模式中波全数字模式短波全数字模式 3 1中波混合模式 在现有模拟信号的基础上引入数字载波 同时进行模拟和数字方式的同播 实现模拟 数字的过渡 美国分配给中波广播电台的带宽是20KHz 频带间隔是10KHz 混合模式时 模拟信号占据 4 5KHz 数字信号分布在 15KHz带宽内的数字载波上 模拟信号下的数字载波信号是正交的 其电平既保证数字业务的可靠接收 又保证对模拟信号的干扰 3 2中波全数字模式 在没有模拟电台的地区使
4、用在混合模式的过渡期后 当数字接收机在市场上占有很大比例时使用 与混合模式的区别 去除了模拟信号 加大了原来在模拟部分的数字载波的功率 另外的低比特率 数字备份和调谐通道 优点 在全数字方式下增加的功率提高了抗干扰能力 阶梯型的频谱在强的邻频道干扰下 使性能优化 3 3短波全数字模式IBOCDSB系统占据一个空闲的频道替代一个现有的短波模拟信道 4 发射信号的产生演播室传输链路将L R的单声道信号送入模拟通路 立体声信号送入DSB通路 DSB通路中音频编码器对数字音频信号进行数据率压缩 再送入前向纠错编码器和交织器 码流合成调制帧 经过OFDM调制形成基带信号 模拟通路经过时延 送入模拟音频处
5、理器 再与数字载波相加 基带信号转换为幅度信号 和相位信号 送给现有的模拟AM发射机 现有固态发射机的频响 失真和噪声完全满足IBOC混合模式的要求中波和短波全数字模式不存在模拟通路 5 信号的接收 天线接收信号通过RF前端变换为中频 与传统模拟AM接收机相同 中频滤波与A D转换 以数字的方式变换为同相和正交分量的信号 混合的信号分为模拟和DSB分量 模拟分量解调为数字量化的音频信号 DSB信号经过同步和解调 变为符号 符号经过拆帧后进行解交织和纠错解码 经过音频解码器形成数字立体声输出 在接收机中DSB信号经过与模拟信号在发射端相同的时延处理 音频混合模块的作用 当数字信号接收失败时 切换
6、为模拟信号输出 信号调谐和再获取时的信号快速获取 在全数字模式下 模拟接收和解调及音频混合部分不工作 6 IBOCDSB混合模式开路试验发端设备配置 CD播放器 取样频率锁定在IBOC激励器的振荡器上 使音频编码器的数据同步输出 CD机输出送到音频处理器 处理器的输入输出接口是AES EBU 音频信号在激励器中编码 产生模拟和数字分量的混合DSB信号 IBOC激励器产生幅度和相位分量送到Harris的DX 10发射机 激励器产生的幅度信号包含了所需的直流偏置 发射机输出信号通过同轴电缆送到天线调谐单元 谢谢 通信联络 李栋北京广播学院信息工程学院地址 北京市朝阳区定福庄东街1号邮政编码 100024电话 010 65779469 O 65779806 H 传真 010 65779314电子邮箱 lidong
