广播电视发送技术DRM技术系统.ppt

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1、,DRM技术系统,1、DRM系统产生的背景1、1、模拟AM广播需要数字化 30MHz以下的长、中、短波广播波段，迄今为止使用的幅度调制虽然技术很简单，但是抗干扰能力很差，尤其是在短波经常出现干扰。,多年来短波广播就变得没有什么吸引力了。原因主要在于差的声音质量以及麻烦的操作与电台寻找。AM广播自身的缺点和加之其它数字媒体的竞争，其结果是调幅广播的不景气，听众数量下降。,AM广播的数字化，可以使声音质量得到明显的改善，通过好的质量再来吸引听众。此外，数字化后，可以通过传输附加数据，例如电台名称和替换频率，可使接收机的操作变得简单容易。,从能量的利用来看，AM发射功率中的很大一部分是用于载波（例如

2、，当平均m=0.3时，载波功率占发射总功率的95.7%）,对信号本身甚至完全没有好处。现今中短波广播发射机功率都很大，与此相联系的是有相当高的运行费用。,从频率资源的利用来看，30MHz以下的广播波段有其特有的性能，它能实现远距离和大范围的覆盖，是实现地区性、全国性及国际性广播覆盖的最好手段之一，而且它的良好的快速移动接收特性是其它数字传播媒体所不能相比的。因此，其它众多媒体的数字化并不能代替AM广播的数字化。,模拟AM广播数字化对听众、广播机构和发射与接收设备制造商都会带来好处：首先，对于听众来说，除了得到良好的声音质量和接收机操作、使用简单方便外，还可以得到如文本等数据业务的服务；,对于广

3、播机构来说，在振兴调幅波段的广播的同时，数字广播可以有增值业务，具有节约发射功率（在保持相同的覆盖范围的情况下，发射功率起码可低6dB）和节约频谱的能力（有同步网运行能力），可以说是既有显著的社会效益又有显著的经济效益；,对于设备制造商而言，通过数字化可以带来新的市场机遇，新市场的开辟会有良好的投资回报。,1、2、全世界需要统一的数字化系统 调幅广播是世界性的广播，尤其是短波广播，必须使用统一的标准，并进行世界统一的短波频率规划和分配。这样做既保障有良好的“空中”秩序，又拥有广大的听众。,DRM系统是30MHz以下的数字音频广播系统，经过严厉的开路试验、技术成熟的系统。DRM系统是世界上唯一的

4、非专利的数字系统，用于短波、中波/AM和长波，它可以使用已有的频率和带宽。是对模拟AM广播的重大改善。,DRM系统充分考虑到了与ITU现有的边界条件相一致以及与现有的模拟业务的兼容，并保证了由模拟广播向数字广播的平滑过渡。,2、发射机,2、1、模拟AM广播发射机的改装由COFDM编码调制器产生的16 QAM或 64QAM信号，是处于较低频率范围的COFDM基带信号，还需要在在发射机中进行进一步处理。,迄今为止所有的DRM试验发射以及将来的正式广播都可以使用现有的发射设备，不过需要对其进行改装。,一方面，须将由数字调制器产生的OFDM基带信号的幅度变化分量A（t）(包络变化)送到现有模拟AM发射

5、机射机的调制通道；,另一方面，须将数字调制器产生的OFDM基带信号分解为同相分量I和正交分量Q，通过RF数字频率合成器变换为RF相位分量（t），即调相的射频等幅振荡信号，作为激励信号送到现有模拟AM发射机的激励通道。,同时，要采取相应的延时措施，保证幅度变化分量和相位变化分量同时到达发射机的末级（被调级），然后，发射机就发射出所希望的高电平射频DRM OFDM信号。,新型的模拟AM广播发射机，例如使用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（例如DX系列与M2W）等，一般来说改装都是成功的。很多这样的发射机已经参加了DRM开路试验正轨运行。,并不是所有的非线性发射机都

6、适合于进行这样的改装（例如乙类板调发射机），而重新安装新的DRM发射机可能是是有利的。,2、2、线性发射机 如果将来使用新型的仅有RF放大器的线性发射机，相对比较简单，仅仅是将DRM基带信号进行频率变换，变换成射频信号，然后送入线性发射机中进行完全正常的放大，然后发射。,THALES公司开发的RF数字合成器输出可以直接输出包含相位和幅度的信号，可直接送入RF放大器的输入端。,据悉，DRM联盟组织的一些试验发射有的确实是用线性发射机进行的。,3、接收机,为了收听DRM广播，需要一部新的接收机，现今的模拟接收机不能提供DRM必要的解调与解码功能。,DRM接收机必须支持模拟和数字两种发射，其原因在于

7、模拟技术已经广泛的普及，在全世界范围内有20多亿部接收机在使用，可能还要继续使用10多年的时间，然后才能被新的数字接收机取代。,从模拟向数字应该实现“软”过渡。这种过渡应在15年后结束，在不发达的国家可能要晚一些。,3、1、软件接收机 从2001年起DRM进行了为期2年的开路试验运行，试验发射的接收和评价，最早使用的设备是专用软件接收机。借助于这种接收机，不仅可以对传输的信号进行解调和解码，而且也可以记录接收质量，并将信息反馈给DRM组织。,FhG软件接收机由德国费劳霍夫集成电路研究所（Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen）开发，软件的价格为6

8、0殴元。软件的时间是不受限的，可永远使用，但通过网络的软件支持到2005年初为止。,软件接收机的输入信号为12KHz的中频模拟形式的信号。这是因为该频率处于用来分析DRM信号的PC声卡的接收范围之内。由于大多数广播接收机使用的中频为455KHz，所以还需要一个外部电路板将这个频率再变换为12KHz的中频。,软件接收机主要由信道解码器、音频解码器和多媒体播放器三大部分组成.,FhG软件接收机，它提供对接收的信号进行分析的大量可能性，特别适合于专业的应用。相应的价位也高，包含一个经过改装的AOR AR7030接收机在内（作为前端，为PC机提供12KHz的中频COFDM信号），价格大约为5000殴元

9、。,3、2、第一代硬件DRM接收机 Coding Technologies公司和BBC以及德国的制造商AFG 合作，共同开发和生产了符合DRM 标准的首批接近系列化的长、中、短波DRM接收机。,接收机基于具有模块结构的系统设计。接收机基于两个模块：HF接收机模块和承担解调以及信道和信源解码任务的DSP模块。,通过USB接口可以进行软件的升级或者使来自DRM的数据业务在PC进行加工处理。接收机可以处理单声道和立体声信号（立体声通过Line-Out和S/PDIF）。,接收机带有显示器，在显示器上可以显示所有DRM的重要信息。这些信息例如电台名称、发射频率、接收场强、业务成分的数量以及在现实的DRM

10、业务中存在的所有其他的信息。,接收频率可以通过10位的键盘或通过29个电台按键选择。信号的接收通过安装在接收机上的拉杆天线或外接天线实现。这种接收机也可以接收所有传统的长、中、短波的模拟广播节目。,从外表看这种接收机与传统的手提收音机没有什么区别。使用的机箱尺寸为250mm x 193mm x 70mm,对于电路板的安放来说是足够了，还有足够的位置安放功率较大的扬声器。这种接收机已于2002年投放市场。,3、3 第二代硬件接收机 第二代DRM接收机是MAYAH、Coding Technologies、Himalaya和AFG合作开发的成果。在DRM2010接收机中，应用了最新的技术，是DRM发

11、展的一个新的里程碑。这种接收机建立在已有标准的基础上，并且比第一代接收机体积小、价格便宜（700欧元）。,特有的DRM功能在一个专门为此而开发的DSP模块中实现。DSP模块的软件可以通过一个USB接口更新。此外，USB接口也准备好了可以用PC进行继续处理的其他数据应用的数据。,接收机对单声道和立体声都能进行解码。立体声信号通过耳机输出插口收听。在接收机的显示器上，能够显示电台名称、使用的频率、场强以及接收的DRM信号的业务成分的数量。也能够显示DRM业务所提供的其他附加信息。广播节目也可以通过在按键直接输入频率进行选择。,接收机除了能够接收DRM信号外，也可以接收长、中、短波模拟AM广播以及F

12、M广播。,接收机的尺寸：21 x 7 x 13cm输出：立体声耳机输出与立体声线路输出，二者都是3.5mm插头控制：USB接口，用于数据业务和升级供电：外接电源，100-240V，AC，47-67Hz,DRM方式 信道编码/调制：全部的信道编码与调制方式符合DRM规范，全部数据率，EEP和UEP，标准调制和分级调制（SM，HMSym和HMMix）。MSC（64QAM和16QAM），SDC（16QAM和4QAM）,长和短单元交织传输模式：（A、B、C和D）所有的频谱宽度（4.5，5，9，10，18和 20KHz）源解码器：AAC与AAC+SBR单声道、立体声,3、4 第三代DRM接收机,在第一代

13、和第二代DRM接收机之后,Coding Technologies 公司与合作伙伴开发的第三代DRM接收机数字世界旅行者（Digital World Traveller）,在阿姆斯特丹2004年的国际广播大会（IBC）上在展出。Digital World Traveller是世界上第一个USB DRM接收机。,名称为“Digital World Traveller”的DRM接收机与笔本电脑或PCs的USB接口连接。通过一起提供的Digital World Traveller接收机软件接收DRM、AM和FM广播节目。,Digital World Traveller不需要附加的设备，就可以很方便地接

14、收符合DRM标准的广播节目，它不需要电池或外接电源，因为能量直接由笔记本电脑或标准PC机得到。它是商务工作者与旅游者最理想的产品，使他们随时随地享受具有清晰的传输质量、来自全世界的DRM广播成为可能。,同时提供的Digital World Traveller接收机软件支持所有DRM运行方式的解码，而且与Windows 2000,XP家用版及XP专业版兼容。图1所示是Digital World Traveller DRM接收机的外观，接收机盒尺寸为L x W x H:11cm x 6cm x 3cm，重量仅为110g。,Digital World Traveller DRM接收机外观,Digit

15、al World Traveller接收机的售价为199欧元（第一代和第二代DRM接收机分别为1000欧元和700欧元），包括提供的Digital World Traveller接收机盒、Digital World Travelle接收机软件、制作在CD上的使用说明，一根USB电缆和一个线状天线。,软件控制数字世界旅行者全部功能，并且允许为每个频段存储多至10个电台。在DRM模式，指示窗提供关于业务组成等附加信息，并显示接收的信号频谱。,3、5将来的多用接收机 数字接收技术和数字信号处理有可能制造不太贵的接收机，它不仅可以接收DRM，也可以接收DAB以及现在的模拟广播。为了满足由模拟向数字的过渡以及接收不同数字和模拟广播的需要，将要开发的多用接收机包括前端和基带信号处理两大部分，它可以接收DAB、DRM/AM和FM/RDS。,