Drm数字调幅广播技术发展与应用

鲁长友

黑龙江省新闻出版广电局514台 黑龙江省 哈尔滨市 150000

1 Drm数字调幅广播概述

调幅广播AM（Amplitude Modulation）是射频载波信号的瞬时幅度被调制信号控制来完成的一种调制方式。我们经常收听的长、中、短波广播大都是采用此种调制方式，工作频段为150KHz～30MHz，普遍称谓叫30MHz以下广播方式。传统模拟调幅广播的优点为：传输和接收成本很低、覆盖范围广、适合固定和移动接收等。目前，世界各国将其作为最基本的、大范围覆盖的信息技术传播手段之一。然而，传输质量差、业务单一、易被干扰等缺点是模拟调幅广播的弊端。随着电视和FM调频广播的发展和普及以及数字技术的发展，DAB、DSB、DMB、CDR和互联网等现代传输技术，使30MHz以下广播方式（模拟调幅）面临的挑战与日俱增。传输方式数字化、网络化、信息化成为必然趋势。当前，迫切的是实现调幅广播的数字化。

Drm系统顺应数字化发展，涵盖了30MHz以下调幅广播波段的长波（LF）、中波（AM）、短波（HF）数字声音广播系统，播出效果可达调频广播的质量等级。同时，提供了世界范围内3+2种数字调幅系统建议，它们是：法国CCETT/TDF、法国天波2000系统、美国中波BOC DSB系统，属于OFDM多载波并行传输方式；德国数字音乐DMW系统和美国的OVA/JPL数字短波系统，这两种属于单载波串行传输方式。这五种系统经过实验测试，虽然各有优缺点，但都具备了传输可行性，具有相近的传输质量和能力。

Drm（Digital Radio Mondiale）中短波数字化技术相对成熟，是被国际普遍认可的数字化系统。Drm标准（ETSI ES 201 980）是30 MHz以下数字调幅广播标准。Drm利用数字音频压缩、数字通信和信号处理技术，具有模拟AM广播优点，提高了AM广播的传输质量。Drm采用了高效音频编码技术，在模拟AM广播宽带下，达到了FM单声道广播的音质。Drm信号发射机功率降低到原来的1/4或1/2。Drm无须改变现有频率规划，原有的发射机（模拟）在数字化改造过程中增加部分数字模块，经过调整改造后既可继续使用，平稳实现模/数转换的过渡。

2 国内外Drm技术发展现状和趋势

20世纪90年代，Drm广播设备开始研制。新型的模拟AM广播发射机，例如PDM或PSM调制器的发射机以及一些使用数字技术产生调幅波的发射机，并已经投入了开路实验运行，其实质产品已经进入到实用化、商业化阶段。

接收机方面，德国集成电路研究所目前已经完成了能支持Drm在内的产业化多模式接收机ASIC芯片，不仅可以接收Drm，也可以接收DAB以及现有的模拟广播。为了满足不同需求，还将开发多用接收机，包括前端和基带信号两大部分，可以接收DAB、Drm/AM和FM/RDS等。目前，数字广播的研究重点是探索Drm数据业务和增值服务模式的扩展以及新体制下为电台拓展新的运营模式。

Drm系统正式运行以来，该系统正式成员已超过80个，包括研发者和正规团体、世界领先的国际广播公司、网络运营商、设备生产商等。当前，世界范围内最为成熟的、开放性、非专利性数字广播系统标准即为Drm标准。2005年3月，Drm扩展到30MHz～120MHz的频率范围，包括现有FM波段在内。Drm系统是对DAB和地面数字视频广播（DVB-T）系统的补充，因此，提高音质是设计首位的指导思想。

在国内，广播数字化得到了长足的进步，Drm系统设备研制和试验研究方面取得了阶段性成果。2004年，中国传媒大学与北京北广科广播电视数字技术有限公司合作，基于Drm（ETSI ES 201 980）系统标准成功研制了数字调幅广播，经过外场测试实验、传输覆盖和试验环境，掌握了大量模拟调幅广播发射机改造为数字发射机的关键技术，并由北京北广科广播电视数字技术有限公司开发出了Bcom系列Drm产品，经原国家广播电影电视总局计量检测中心检测，技术上达到了国际先进水平，主要技术指标与法国Thales公司和美国Harris公司相当。

为了更好地推动我国Drm产业化发展，使Drm更快速的进入实用化阶段，2005年9月中国传媒大学与“哈广”通过技术合作，研制开发出一系列Drm传输发射产品。2006年初，双方合作研制出了全国第一台一体化的DX系列Drm广播发射机，该一体机是在哈广公司原有的DCM 10kW数字循环调制中播广播发射机基础上改造的。

目前，正在进行PDM、M2W系列Drm广播发射机的开发和研制工作。除了一体化机研发工作，还致力于传统模拟发射机数字化改造工作，开发出一系列针对我国现役传统DSB中播发射机的改造模块产品，并提出一些相应设备改造方案。

Drm系统一个重要优点是能够通过传统AM发射机的数字化改造实现Drm发射机，无须重新购置新发射机，以较低的数字化成本实现模拟广播系统到Drm系统的转换。

3 Drm系统与模拟AM的技术对比

数字调幅广播（Drm）主要优势是采用基于导频辅助的信道估算方法（有线性插值、加窗FFT和维那滤波三种算法）来实现信道估算能力，其中维那滤波算法为最佳。当今，最新数字音频压缩技术和数字编码传输技术的成果也为Drm系统提供了技术平台和保证。Drm系统的创建即非专利，又是开放、发展的国际新标准其优势为：

（1）显著改善调幅频段信号传送的可靠性和节目音质

数字调幅广播（Drm）运用数字音频压缩、数字通信和信号处理技术，高效信源编码技术得到了充分利用，有效降低码率的同时还满足声音质量。以音乐节目为主的电台，可以选用MPEG4 AAC数字音频编码格式。在保持原有模拟调幅广播相同的（9KHz或10KHz）带宽的情况下，调幅波段数字传送的音质信号又得到很大的改善，播出的声音质量等级可与调频单声道相比较，带宽如果加倍，传输码率达48 kilobits/sec，可传输相当于CD级质量信号的节目。

（2）增加信道容量

电台以语言节目为主，可以选用MPEG4 CELP数字音频编码格式。用原来单个广播频道传输二套语言广播节目，广播信道的节目容量为此就提高了一倍。

（3）增强抗干扰能力

Drm系统提供的MPEG4.HVXC数字音频编码格式，传输码率特别低（2～4kilobits/sec），可以在十分恶劣的环境中完成传输任务，单声道语言广播的音质标准能够得以保持。使调幅波段信号传送的可靠性大大提高。

（4）能够提供数据传输和附加业务

Drm着眼于改善固有特性干扰，即调幅广播频段易受传输信道干扰的状况，广播接收及声音质量得到了很大的提升。利用数字广播的特点，使广播增加了文本、图像、数据等附加功能。

（5）Drm广播定义了新的业务类型

IP流：通过Internet应用于Drm系统。

流数据应用：任何不同种类的或自定义实时数据流。

静态图像：由多张连续静态图像可构成Video Clips。

文本信息：一种附加在音频业务之中的低码率的数据业务。

通过对以上Drm的业务类型的分析，Drm广播相比于传统AM广播声音质量的提高，形成了一个以内容服务器+Drm传输编码系统为核心的多媒体综合业务平台。

（6）覆盖面积的扩大

Drm数字系统解决多径传输状态下的相位同步问题。黑龙江广播电视台为了实现全省覆盖，在各地市县建立一批转播台使用错开的频率播出。这样使得长距离移动接收的听众收听不便，他们每走一段路需更换一次接收频率，否则就收不到原来的节目。Drm系统开发了两种广播网络模式（单频网和多频网），能够有效地解决上述问题。

（7）新旧系统兼容

根据相关资料报道，全球拥有约30亿部调幅收音机。Drm系统为此提出了兼容性的方案，妥善解决数字机与旧的模拟广播系统同播的兼容方案。

首先，Drm技术完全不打乱原有的频率规划（调幅广播）。带宽仍然为9KH～10KH和模拟调幅广播相同。唯有特别性能的，采用宽带广播模式可以占用宽带频率（18KH～20KH）。就目前开办的数字广播，都可满足现行的频率规划。

其次，原模拟发射机（PDM、PSM、DX系列M2W等）增加数字调制器后，还需进行部分改动才可继续使用，最大限度地再利用现有的广播设施。利用模拟信号兼容传送，实现模/数同播，即可以在规定的带宽内，同时传送一个模拟信号和几个数字信号，两信道之间模数无相互干扰。很容易实现从模拟广播到全数字广播的兼容和平稳过渡，满足了模/数字用户的同时接收。

4 未来Drm广播的发展方向

互联网等新媒体的兴起使广播等传统媒体发展面临更严峻的形势，同时也带来了新的机会。未来广播将会向着更开放、更多元的方向发展。Drm系统的增值业务满足了开放、多元的要求。借助Drm系统的新媒体平台突破地域限制，使广播真正做到广为传播。依托内容制作与营销、多平台拓展，构建复合型媒体或文化产业。运用新技术搭建开放式平台，音频节目制作更加简便，受众参与度更高。

广播网络是地面、空间网络形成的立体覆盖网络，广播网络运营商同时提供互联网及个人通信的接入服务，是未来新媒体、新业务的开放平台，是国家信息化网络的重要组成部分。

结束语

Drm系统设计理念涵盖了从模拟广播到数字广播的平滑过渡阶段，可以利用中短波原有发射机信道，不仅可以达到优于模拟机的音质，还能够实现与模数节目的同播。不占用新的频点，频谱资源得到了节省，易于实现数字模拟同步过渡。

中短波数字技术的推广应用，根据相关自主核心技术的成熟度，在我国应考虑采用国际标准Drm技术，并尽快制定公布相关行业标准。

广播的数字化改造是大势所趋，Drm标准的数字AM广播传输系统替代传统的模拟AM广播系统是目前音频调幅广播的最佳方案之一。数字广播时代的到来，使模拟传统广播跳出了仅仅听声的局限，广播的传播功能得以拓宽和延伸。掌握并研发拥有相关自主知识产权的Drm技术，对于推动我国调幅广播数字化改造工作，带动相关产业升级具有重要意义。