数字AM广播技术

时间：2022-10-05 16:05:58 电大毕业论文我要投稿

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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(DAM-Digital Amplitude Modulation)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。

　　2 COFDM(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(Φ)，送到现有AM机发射机激励通道，通过模拟发射机发射出数字信号。

　　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MPEC-4AAC(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(MPSK，M>4)或多个状态调幅调相(32/64-APSK)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/s-24Kb/s。

　　音频编码采用MPEC-4AAC(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，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，提高了传输速率。

　　日本、美国等发达国家都有自己的数字速率系列，也能够根据不同的要求进行码率复用，满足不同的需求。

　　3.2QAM调制

　　数字调制包括多个种类，数字化广播电视则通常使用MQAM调制，即正交幅度调制，它是一种能够将载波的振幅和相位同时进行数码调制的具有复合性特点的调制形式。

　　在广播电视的数字技术领域和范畴中，经过频道调制器对模拟信号处理后，能够适应如微波、光缆等传输设施的频域。

　　3.3机顶盒

　　数字有线电视机的机顶盒的基本功能就是接收数字广播电视节目。

　　它与数字卫星机顶盒的原理相同，仅仅在于信号传输的介质不同。

　　而数字有线电视机顶盒却可以支持几乎任何广播和交互式的多媒体应用，包括数字电视广播接收、电子节目指南等。

　　结束语

　　数字化广播电视的发展空间巨大，不但能够满足广大人民群众日益增长的文化需求，同时也为我国的广播电视事业开拓了广阔的市场，基于这样的背景下，本文着重对数字化广播电视的发展进行介绍，同时又对其数字信号的发射和传输过程所包含的技术进行阐述，对于此类问题的深入研究提供了借鉴。

　　参考文献

　　[1] 马立欣.数字电视概述[J].电视技术.2000(6).

　　[2] 张国军.张龙云.王海龙.数字电视技术及发展展望[J].数字技术.2003(19)

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