数字音频广播技术的设计

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1、数字音频广播技术的设计　　数字音频广播技术的设计　　DAB数字声音广播，是以数字技术为基础，采用先进的音频数字编码、数据压缩、纠错编码以及数字调制技术，对广播信号进行系列数字化的广播。它创始于欧洲，当时欧洲人开发DAB的初衷是改变传统的广播技术，提高声音播出质量和提供高速移动接收性能。DAB是对数字化了的广播音频及各种数据图像信号进行编码、调制、传递等处理，它与现在的模拟广播（AM／FM）相比具有很多的优点,DAB具备优越的高速行动接收效能与信号品质，采用的单频网技术能让收听者在不同信号区块间使用同样的频率收听。这些特性结合广播一对多大范围播送的能力，让DAB有望继无线网络及行动通讯后，

2、开创出不同于以往的行动商务局面。听众利用DAB接收机收到更接近原始发送信息质量的节目内容。目前国际上有三种DAB系统：　　⑴欧洲的尤里卡147-DAB制式：1988年9月，欧共体在世界无线电行政大会上首次进行了尤里卡147—DAB的试验，质量可以与CD音质相同。尤里卡147—DAB制式已于1995年标准化，它是一种典型的DAB系统，除了欧洲外，在世界上其它一些国家和地区都得到一定的发展。如：在加拿大、新加坡、澳大利亚等地区DAB都得到应用。　　⑵美国的带内同频（IBOC）DAB制式：其优点是，在现有AM和FM发射设备的基础上，增加少量设备和少量投资，就可实现数字音频信号与原有的模拟广播信

3、号用同一频道发射。这样一方面保留了原有的模拟系统，另一方面，不需要为DAB业务准备新的频率规划，达到了频率复用的目的，节省了频率资源。美国的DAB系统接收机简单、价格便宜。　　⑶日本的单套节目DAB方案：日本的DAB是在地面数字电视DTV的基础上发展起来的。该方案最大的意义在于，可根据广播信息的容量灵活确定系统带宽，占用频带较窄，节省频带资源[2]。　　2.2数字音频压缩编码技术　　地面数字音频广播系统(DABDigitalAudioBroadcasting)它是继AM广播、FM广播之后的第三代广播方式，它的出现标志着广播系统正由模拟向数字过渡。模拟信号数字化后占用的带宽很宽，给传输和记

4、录带来不便。例如，CD、DAT等高保真数字音频信号，取样率为44.1KHz、16bit线性量化，两通道立体声时，数字信号的传输率为1.41Mb/s（数字信号传输率=取样频率×量化比特×通道数），在传输这个数字音频信号时，需要占用1.41MHz的带宽，这相当于模拟信号20KHz带宽（两通道占用40KHz）的35倍。为了避免带宽的限制，发展更高领域的数字音频技术,必须对模拟信号数字化后的数据进行压缩。　　早在20世纪50年代人们就开始从事音频压缩编码的研究工作。压缩的目的是在网络带宽或存储空间一定的条件下提供最优质的声音。目前人们在音频压缩方面已经取得了很大的成果，并有成熟的应用技术和相应的

5、国际标准。我们做的课题是可接收数字广播节目的CDMA移动终端的软件设计，音频编码采用了MPEG层II音频压缩编码方法，我们做的是接收部分采用了CL480音频/视频解码器，因此下面将对音频编码中的MPEG层II音频压缩编码方法的相关知识进行描述[3]。　　音频压缩技术指的是对原始数字音频信号流（PCM编码）运用适当的数字信号处理技术，在不损失有用信息量，或所引入损失可忽略的条件下，降低（压缩）其码率，也称为压缩编码。它必须具有相应的逆变换，称为解压缩或解码。　　　　鉴于数字化音频技术的优点，各国、各大公司竞相开发数字音频信号的压缩编码技术。目前，音频压缩编码已成为标准的是MPEG-1（IS

6、O/IEC11172-3）、MPEG-2（ISO/IEC13818-3）和美国大联盟的AC-3。下面对MPEG-1（ISO/IEC11172-3）声频标准简介　　MPEG-1声频标准：MPEG专家组在制定音频压缩标准时，征求了14种方案，先保留了4种，再进一步工作后确定了2种：MUSICAM（MaskingPatternAdaptedUniversalSubbandIntegratedCodingAndMultiplexing）-掩蔽型通用子频带集成编码与频分复用、ASPEC（AdaptiveSpectralPerceptualEntroyCoding）-自适应频谱感知熵编码。以上两种算

7、法确定了三种层次。层次1为简化的MUSICAM，层次2等同MUSICAM，层次3是ASPEC算法结合MUSICAM算法，并对层次1、层次2向下兼容的一类算法。层次1最适合于消费者应用。层次2通过在比例系数消除冗余度和不相干性而带来了进一步的压缩。等级2（除了帧头外）与MUSICAM方案完全相同。在消费和专业音频中有着无数的应用。例如地面的数字音频广播（DAB）、Video-CD等。层次3采用了均匀量化、自适应分段、量化值的熵编码等技