带内同频数字声音广播系统FM IBOC

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1、带内同频数字声音广播系统FMIBOC   中国传媒大学信息工程学院      1902年，美国人巴纳特·史特波斐德在肯塔基州穆雷市进行了第一次无线电广播试验，取得了成功。现在，广播已经广泛应用在军用、商用、民用等领域，成为人们生活不可或缺的一部分；其本身也实现了较好质量的立体声广播、自动搜索、液晶显示等更多功能。   而广播的数字化必将给我们带来更多的体验。首先，从内容上讲，数字声音广播将使我们摆脱单一的声音广播业务，进行多种数据业务传输，包括静止及活动图像等，最终实现多媒体广播。而就其声音广播本身而言，这种新的传输系统也具有良好的抗干扰性，可以消除传输过程中的噪声和失真的积累

2、，弥补模拟广播该方面的缺陷。同时，数字传输系统需要的发射功率很小，有利于节约能源和减小电磁污染、改善环境保护。数字传输系统采用数据率压缩技术，可提供近似CD质量的音频输出，并大大提高了频谱利用率。此外，数字信号便于存储、交换、处理，使其具有同计算机相连后拥有更广阔的发展前景。   在广播数字化进程中，人们进行了多种尝试。本文将具体介绍其中的调频带内同频道（FMIBOC）系统，其中IBOC即是InBandOnChannel的意思。该系统主要在现有节目的同频带内实现数字同播，这无疑成为模拟向数字过渡的优选方案。数字声音广播概述   模拟广播现状   目前我们每天收听的调幅或者调频广

3、播，传送的都是模拟信号，属于模拟广播。模拟广播主要分为：   1）长波、中波和短波   这些都是调幅制，音频带宽〈4.5KHz，信噪比（AF）〈20dB，单声广播，可以固定和移动接收（短波由于有强衰落现象而极少作移动接收），可收好的节目少。与调频广播相比，调幅广播主要用来播送各种信息。   2）调频广播   调频制，音频带宽15KHz，信噪比（AF）≈50dB，立体声广播，可固定接收和有限移动接收，可以保送各种信息和文娱节目。   上述两种模拟广播主要问题是传输过程中会产生噪声和失真的积累以及由电波多径传播引起衰落，严重影响传输质量。此外，上述广播方式大多只有声音广播业务，相对

4、单调。   数字声音广播简介   数字声音广播，简称DAB（DigitalAudioBroadcasting），与调幅广播和调频广播相比，DAB具有明显的优点：   1）音质纯净，能达到CD音质水平。   2）抗干扰能力强，能够抗多径干扰和频率选择性衰落，适合于固定、便携和移动接收等环境。   3）发射功率小、覆盖范围大。   4）频率利用率高，节省频谱资源。   5）在声音广播的同时可以附加多种增值数据业务，甚至实现多媒体广播。DAB发展现状   数字广播是继调幅、调频广播之后的新一代广播方式，欧洲已制定了数字音频广播（DAB）标准，很多国家已建立了DAB实验室和单频网。美国

5、、日本也制定了各自的数字声音广播方案。利用数字卫星广播系统（DBS），可实现全世界优质数字声音覆盖。另外，采用数字调幅（数字AM）技术对传统的中、短波广播进行改造，可以使声音广播音质达到调频立体声质量。   下面我们主要介绍其中的四种方案：   1）Eureka-147   这是由欧洲共同体研究的宽带数字声音广播系统，属于尤里卡计划的一个项目（Eureka-147）。该系统所占带宽为1.5MHz，利用同一载波传送多套节目，音频编码采用MPEG-1LayerⅡ，每路音频信号的码率可以有多种选择，目前在系统中采用的主要是19kbit/立体声，广播的声音质量可达到CD音质；信道编码采

6、用可删除卷积编码以实现对重要性不同的数据使用不同的保护级别；采用OFDM调制和频率、时间交织、可保证在移动、便携和固定条件下的接收质量；其数据结构的设计使系统既可传送音频也可传送高速率数据；可利用同一载波频率组成广播网，即单频网，从而大大节省频率资源。   Eureka-147DAB系统已经在多个国家进行了长时间的现场试验，除欧洲共同体外，加拿大、澳大利亚等国家和亚洲的一些国家也在进行试验，而且，德国、法国、英国和加拿大已经进入试播阶段，我国也已在广东和北京建立实验网。   2）IBOC   这是由美国研究的“带内同频（InBandOnChannel，IBOC）”数字声音广播系

7、统，它利用目前使用的调幅或调频广播电台，将数字信号放在与模拟信号相同的频带内或相邻的频带内，实现中波AM和超短波FM的数字化，一个载波频率只传送一套节目。这种广播系统的最大特点是，不改变原来广播电台的工作频率和广播业务，不需要新的频谱分配，模拟和数字可以同时广播若干年，容易实现模拟到数字的转变。这对美国这样的非国营电台很多且每个电台仅覆盖本地的国家是非常重要的。由于采用数字化，这种数字声音广播系统的音质比目前使用的调幅、调频广播的声音质量有明显的改善，目前有三种方案在进行试验，两种方案的音频