英、美地面数字无线电广播近况

英、美地面数字无线电广播近况 有线电视技术综述 1前言 面数字无线电 韩伟 最近.随着地面数字广播的深AJ1展,有关地面 数字电视的进展情况比较理想并且报道比较多.可 是,作为数字广播的另一重要领域的地面数字无线电 (Radio)广播或者也称作地面数字声音(Audio)广播 的情况究竟进展如何?近来不仅报道较少.而且系统 的技术介绍也不多见.. 介绍英,美两个国家的数字声 现根据国外报道, 音广播发展近况与存在的课题.以供我国广播界同行 参考 2英国的数字声音广播(DABl的近况 英国的地面数字声音广播或者也称地_向数字音 频广播.采用的是Eureka147的DAB(DigitalAudio Broadcasting)广播疗式,有时电称作数字无线电 (Dig~t'MRadio) DAB足于1995年由英国广播公司(BBC)面向全 英以同模拟无线电采用联播(Simu!Cast)形式开播 的.此后,于i999年民营台I}igitalOne相继开播 2002年BBC又借开办5个数字频道之机.促进r对 DAB的需求.DAB的接收机销售量到2004年求累计 达120万台,户数渗透率为3.8%,2005年3月末升至 I3万台:据『l{BBC和民营无线电公司共同设立的 "数字无线电推广机构(DRDB)"称:2008年可望超过 l300万台 英国的数字无线电(以下简称DAB),因应用堆 播近况 频网(SFN)而能有效利用频率iff川丁高音质业务, 多频道,数据r播等多媒体业务.. 关于DAB的覆盖情况,报道说据2005年2H统 计,BBC和DigitalOne已覆盖了几i1曲86%,而地方 台则为各地区的70%,90% 21DAB的普及活动 关于DAB的普及活动,除rf述的DRDB之外. BBC与DigitalOne也在积极地进行例如:Digital One除了促销发射设备之外,还致于接收机的芯片 研发.为开拓乘用车的接收设备作出成绩.另外BBC 栏电视之外,还:展r一种独特的"数字无线电 大被"促销,时J长达6个月其内容是:"如果拿l台 旧FM收音机来购买DAB接收机可减价l0%":.这 批旧的FM收音机经过调整之后,则转送给索马'或 南苏丹再有,为推动Eureka147DAB方式的数字 无线电普及,国际团体NGO的"世界DAB论坛(The w0ndDABForum)"也在『各同!诎普及DAB 2_2DAB的技术方式 英同是将217.5,230MHz频带?(VHF频带)的 n.5MHz指配绐DAB使用的泼频域是分成7个单元 (Block)指配的,如表l所示. 表1英格兰,威尔士地区频辜分配表 ,—————一 频率元 !l75MHz223MH 地方自抬嚣?方e地?自 2006年第i期(总第193襄) 产. 囊I季墨誊雾墨:誊 -ll-i—I.I 综述有线电视技术 表2 BBCDigitalOne地方台(一例) ? BBCRadiol(新音乐)?ClassicFM(人气的古典)?LeicesterSound(打击乐曲) 模?BBCRadio2(音乐,娱乐)?talkSPORT(体育,新闻)?1'IleStorm(现代摇摆舞曲) 拟?BBCRadio3(古典音乐等)?VirginRadio(打击乐)?SabrasSound(面向亚洲人) 联?BBCRadio4(语言)?BBCLeicester 播?BBCFiveLive(新闻,体育) ? BBCW0r1dService(面向国外) D?lXtra(黑人音乐)?Core(最新打击乐)?AsianP1as(面向亚洲人) A?BBC6Music(国内音乐)?Life(音乐)-CapitalDisney(面向青年人音乐,解说) B?BBC7(戏剧,儿童,社区)?Oneword(戏剧,小说)?106CenturyFM(摇摆舞音乐) 专?BBCAsianNetwork(面向亚洲人)?PlanetRock(摇摆舞)?ClassicGoldGEM(70S,90S音乐) 用?FiveLiveSportsExtra(体育)?PrimeTime(欢快音乐)?Galaxy105(舞曲,蓝调音乐) DAB的声音编码方式为MPEG一1(LayerHI).码 率因内容而异,单声道音乐96kbps,单声道播音 64kbps,立体声音乐128kbps,推荐的立体声音乐为 128~192kbps.通常,每个频道是按128kbps设定,最 多可供应约8套节目. 2.3DAB的业务 现在,BBC的DAB有与模拟Radio广播联播的6 个频道,~t'JJnDAB的5个专门频道.DigitalOne有与 模拟Radio联播的3个频道,外加DAB的5个专门 频道. DAB的音乐业务内容,考虑了广播对象地区的 特点,以不同流派音乐为主.另外,则有新闻,儿童节 目等.但数据广播由于带宽不够大,只能滚动播放广 播节目的乐曲名称或新闻以及节目指南(EPG). 英国还在DAB中进行着面向手机的动画播发试 验.有关DAB声音业务的举例,请参阅表2. 2.4英国DAB成功的背景 英国DAB增长的理由主要有二:一是英国特有 的收听环境,二是上的成功.现分述如下: 2.4.1英国特有的收听环境 (1)英国人很喜欢收听无线电.据收听率调查机 关RAJAR的调查,无线电周接触率(即每周收听无线 电广播5分钟以上的比率)成人为90%,成人平均每 周收听时间为21.7小时.相比之下,日本NHK广播 文化研究所对日本的调查是:每周接触率20岁以上 的为47%,收听无线电广播的时间,全国平均每天仅 为34分钟(如果单纯的乘以7,每周约为4小时).由 此,可以看出英,日两国收听时间量上的差异很大. (2)本来模拟的FM无线电的频带就不够,不能 满足增加频率的要求.恰好藉将原来的405行电视广 播改为现用625行电视广播之机,把?波段划给 DAB使用.于是DAB得到了新发展的商机. 2.4.2制度上的成功 英国电信及媒体管理机构Ofcom从制度上促进 DAB的成功.允许采用"多路复用(multiplex)制",使 业者广告收入得以增加并拥有选择sP的机会.对于 DAB新台可给予从模拟无线电台自动更新执照的奖 励.另外,BBC与DigitalOne对DAB"多路复用方式" 的庞大投资为DAB的普及做出了很大贡献. 2.4.3影响成功的其它理由 例如:有DAB新规定频道可使丰富的节目源得 以吸引用户(如青年,黑人,亚洲人,社区,儿童).再有 就是于2001年建立了由公共广播和民营台联合的 DRDB机构,使官民之间协调,互补,十分成功.另外, 就是诸如:民间发射公司的存在与高效运用,大型无 线电公司的存在有利于"多路复用制"的投资以及接 收机的廉价化(如2002年100英镑的收音机现已降 到50英镑). 2.5尚存在的课题 2.5.1模拟无线电何时停播 目前,关于模拟无线电何时停播尚未确定.Ofcom 认为:"现在确定为时尚早".BBC认为:"从覆盖和小 电台等情况看,当前比较难定".可是民营台认为现在 DAB与模拟继续联播"费用较高,希望早日决定". 2.5.2新的频段分配 Ofcom于2004年12月曾建议在?波段追加新 的频段.但民营台也有持反对意见者,如认为已投资 过重或认为在市场尚不成熟阶段会影响现有的业务 等等,意见不一. 2.5.3最大无线电公司的合并 2005年5月由GWR与CapitalRadioGroup合 并成立的GcapMedia公司占有民间无线电公司市场 2006年第l期(总第l93期) 电视技术综述 0H 图IFM的lBI)c的骊 的40%.据该公司称它将适应多频道的时代更加具制定如何普段的策略 有竞争力3.1旧OC的特点 3美国的地面数字无线电广播 美国的地面数字无线电(Radio)广播制武与使用 单独专用频率的英国DAB手uF1本的ISDB-T不同,采 用与现用模拟Radio频率(包括AM巾披和FM的甚 高频超短波)相同的所"带内频道'[BOC:In—Band On—Channe1)"即在现有的模拟频带上叠加L数字频 道的独特制式一IBOC的开发者为iBiquityDigital公 司.此制式以不用另辟新的数字频率着称,既适合电 台的思路,也反映了FCC的频率政策=但由于要考虑 到模拟与数字两种电波柏兼容.故在CODEC的研发 上费时较长到200】年4月终于研制出车载数字接 收机,2004年的销售爵,j仅达1万台地面数字 Radio广播的竞争对手颇多.渚如卫星广播和CATV 提供的声音频道,迁有因特网Radio此外,在美同还 有从2001年l1月开播的卫星付费数字无线电广播 业务.两家卫星数字尤线电公司XMJ=jSirios公司已 瞄准市场,到20o3年5月共获得了550万用户.这两 家卫星数字声音』,播已遍及全荧,而且没有广告的音 乐频道多达l20个.I星数字无线电接收机有桌上 型,便携型等= 相比之下,地面数字无线电广播iE面临着数字无 线电台的增加以及地面数字声音接收机的降价和如 何普及的课题=如今人们应考虑的是地面数字无线电 广播如何与先行的卫星数字无线电广播并肩前进,并 部数字址带谜 IBOC作为美国独特地面数字无线电广播制式. 与利用AM现有频带的数字调幅(DRM:DigitalRadio Mondi.ale)有所,f=同而13_.FCC也不认可DRM制式 IBOC足在现有模拟电波带域的下配置数字电 渡..以FM为倒(参阅图I).在给的400kHz频率之 中,现有的模拟渡占片I200kHz,其上下边带的数字信 号将爽在中间.上下边.{{}的数字漩.用户可接收 其中之一,通常它f川番送的是同一日.此数字边带 波,对模拟电波和柑邻模拟广播几乎没彳『影响但数 宁信号的音质有所提高,可L—jCD蜿荚.. AM的情况与FM相比要复杂一(参阅2) 与传统的模拟AM20kHz相比较,在上下之间各为 5kHz,这足为使相邻频率的数字电台易于配罱l而规定 的.没有其它影响.,在30kHz之中.模拟波限制住中心 的lOkHz之内+上下再分别配置10kHz的1扶和2 次的数字边带波进而还可以在模拟广播频谱内,设 置不致给予影响低电平3次数字波带电台信息此 时的1次,2次,3次波在播送同一信息这一点上,虽 与FM相同.但一般1次数字渡带声音信号为主.2 次,3次数字频带还可播送立体声化的扩展信息.不 过愈接近模拟信号波,宦减少数字信号波的复用信息 量,以防对模拟波的影响. 利用上述技术,AM亦可得到FM相似的音质, 而且数字波又可实现立体声化 再有,在IBOC的运用上还-9]纳有以下特点: (1)混合(Hybrid')制播出的优势 2006年第1期(总第l93期) ] 综述有线电视技术 下部数字边带波 厂第波] 一频率(Hz)一14717 I 模拟上部数字边带波 信号 厂第波]『''===筛3波一]厂第波] - 4906—182O1824906 中央 ?第1次边带波:64QAM-30dBc ?第2次边带波:16QAM-43dBc ?第3次边带波:QPSK~一50dBc ?电台信息:BPSK一27dBc 图2AM的IBOC的频谱 表3 厂第嵫] _ \\方式AM广播FM广播日本地面数字 \AM—IB0CFM—IB0C声音广播 项目\模拟模拟 \HvbridAlldiHybridAlld(ISDB—T 频带MFVHF 频道间隔1OkHz100kHz 带宽20kHz30kHz20kHz200kHz4OOkHz400kHz430kHz 调制方式AM4/16/64QAM-OFDMFMQPSK-OFDMQPSK—OFDM 载波间隔181.7Hz363.373Hz992.06Hz 传送容量只有模拟声音36-56kb/s40-60kb/s只有模拟声音98-148kb/s2O2, 3O2kb/s312kb/s 在完全数字化之前,AM,FM将继续广播.接收机 能收到数字信号的则收听数字台,而收不到数字信号 的能自动转收模拟台. (2)信号强度有改善 将来,完全数字化后,接收信号灵敏度,不论AM 与FM均能提高10dB. (3)IBOC因不另指配频率,整个造价可能较低. 3.2AM/FM与IBOC的技术参数比较 AM/FM与IBOC的技术参数比较如表3所示. 3.3IBOC的系统框图 IBOC的FM系统框图示于图3,AM系统框图示 于图4. 3.4广播业者的负担 要想采用IBOC,业者至少要添置"激励器",还有 "声音信号处理器".现将有关采用IBOC的器材和相 关费用列于表4. 3.5AM电台业者的反映 相对于美国全国公共广播网(NPR)的多频道战 略,商业FM台因当初对赞助商的投向不明,曾一度 消极.现在,由于看到数字化的可能性,FM多频道化 正在登上舞台. 据2005年7月1日统计,得到执照的842个电 台当中,FM台683个,AM台159个.已经实施数字 广播的FM台有361个,AM台有79个.看起来FM 台居多. 从效果上看,纽约曼哈顿WOR—AM台于2002 年1O月首先开播后,一改过去高楼林立造成的噪波 影响.而在高压线较多的相邻的新泽西州,曾利用 IBOC的一侧边带收听,效果也很好.另外,对于IBOC 的AM台,当日落时因电离层变低夜间会造成远地区 的干扰.为此,不得不降低功率甚至停止发射.可是, 据实验,IBOC却几乎没有影响.据称:FCC将于2005 年夏季再对AM夜间广播影响作出结论.如果能确认 可以夜间继续广播,估计数字化的电台将会进一步扩 2006年第l期(总第l93期) 有线电视技术综述 囝3FM系统框图 表4 围4^M系统框图 (单位1美元) 每一十台的戚丰平均最低?最高 E叮Ilipm即【(设备) Exciter(激励嚣)231l20 Transmilter(发射机)220,7O RelaleclCosts(包括址理器)25D2,68 Diu0Equip(数字演播室设备)c】5O,3.0 计7222,I88 —— LieeneeFees(许可证赞J 一 次付清254—68 10年丹付050.(17,l3 总壤 一 攻付清9.72.6,25.6 lO年丹付7.72,3,20I 大 3.6数字无线电今后的课题 美国人对无线电广播(Radio)的接触率比rf乖 高.据R4B(RadioAdver4singBureau)的资料称:l2 岁以上的人有73%每天收听Rad1.,以周为单位来看 94%接触Radio12岁以上的人们每周收听时间为 19.5小时.如果单纯除以7,相当于每天收听时阳J平 均为2小时l7分钟: 再有.就是作为汽车社会的美国,l8岁以上的成 人有81.5%是汽车族,据说他们是在车听广播的. 在美国约有l8亿台汽车行驶,每年还要有l700万 台新车投人.已经开播的XM与Sifios卫星数字声音 广播就是以此为目标的:尤其是XM与GMSirius与 2006年第1期(总第193期) 综述线电视技术 I.?:: 一曩t= 有关踟H制或移动电视试验的新近誓... _ 吴贤纶 本刊2005年第8期1,5页,第9期l,4,第 14期l,4页以及第l6期1,6页上,先后刊载r有荧 DVB—H制式广播型移动电视的报道和评论.其中涉 及所进行的试验的报道比较简略.南于DVB—H制式 移动电视已被普遍地评价为比其他制式移动电视具 有更多优点.成为有关业界的瞩目重点,近期内又出 现了多篇有关新试验项目的报道以及对已完成的和 已取得中间成果的未完成项目的评估.本文是这些报 道和评估中的要点的摘录. 118项DVB—H试验的概况 主要根据欧洲DVB办公室主办的dvb—h online.org嗣站陆续发布的资料.将已经完成的以及尚 在进行中的18项DVB—H制式移动电视试验的概况 整理盘11下: 1.1德国柏林的BMCo(广电移动电信会聚J计划 主要参与机构:诺基亚,飞利浦,环球电影制片网 (德国),沃达丰一 持续时间:2004年7-8月一 试验目标:首次通过公共广电网试验移动电视价 值链的各个部分,并从事市场研究 参试用户:20人,全部是主要参与机构之一的雇 员. 传播内容:4套电视节目,1个交互式电视服务频 道以及1个供的城市和生活指南频道 使在汽车出厂时早巳装好卫星声音广播的 福特合作, 接收机而后发的地面数字声音广播却因做i到这一 点而落后一步,而汽车上市后,是否再加装配就成了 地面数字无线电能否普及的试金石1『 美国的卫里数字声爵广播增}乏很快,对地面无线 电广播刺激很大卫星Radio节目内容分得很细,且 无广告的音乐魅力也很大.每月仅付J3美元就可欣 赏这一作法绐地面数字Radio一十反省机会.有的 台在I小时的乡间舞曲或摇摆舞曲中,还要广播2O 分钟广告的作法,今后似应减少. 相比之下,收听卫星数字Radio的司机,在全美 国内行驶中均可不间断地收听:但对于地而数字 Radio广播,要不断地每移一地就要重新调谐找台,十 分不便也影响普及.于是地面数字Radjo界也有意要 仿效欧洲,采用SFN技术尽量播放全国一致性的节 日,而加以改进 曰前,卫星数字Radio广播播放着约2O个城市 的天气与交通信息原来NAB(美嘲r播业者协会) 也曾推动卫星数字Radio增加地方信息,并希望地面 的转发器能同时播放,但地面Radio,者表示为难. 卫星数字Radio与地面数字Radio能否并存尚难 确定: 据NAB的推测,全美收听尤线电(Radio)广播的 有1.7亿,乐观的估计卫星数字Radio用户也不过 2o00万..但也表明人们对地而数字Radio的期盼很 高:今后,要想普及地而数字Radio,一是要降低接收 机价格,二是要变革Radio节日过.模拟和数字的 现状是长期并存下去.还是尽快地走I垒数字化的日 程,将会由今后的普及程度来决定!A 93期) 2006年第l期(总第l 道 稂