地面数字音频广播系统技术规范解读

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1、地面数字音频广播系统技术规范解读李栋（中国传媒大学信息工程学院）0、前言国家广播电影电视总局2006年5月18日发布了中华人民共和国广播电影电视行业标准：GY/T214-2006《30MHz-3000MHz地面数字音频广播系统技术规范》（从2006年6月1日起实施）本标准是在结合国际和国内有关数字音频广播的试验和应用的情况，从我国实际出发编制而成。本标准主要参考了欧洲电信标准：ETSIEN300401（RadioBroadcastingSystems：DigitalAudioBroadcasting(DAB)tomob

2、ile,portableandfixedreceivers）为了便于未来我国在数字音频广播中数据业务更灵活的应用，本标准将TS102427中关于流模式传输的数据业务的附加前向纠错编码方案的主要内容集成到本标准中来。为有利于中文数据信息功能的实现，本标准引用GB13000.1和GB2312标准中的相关内容对接收机内置中文字库要求作了规定。本标准的附录B、附录E和附录F为规范性附录。本标准的附录A、附录C和附录D为资料性附录。本标准起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院。1、《标准》的主要内容与应用范围本标准规定了地

3、面数字音频广播（DAB）系统的音频编码算法、音频节目以及数据业务的复用、信道编码和调制方式；同时定义了与节目业务相关的辅助业务，以及在总系统容量范围内传送与节目相关或非相关的附加数据业务。本标准规定了有关系统配置的信息，其中包括有关总成信号、业务、业务分量及它们之间联系的信息。本标准还描述了发射的DAB信号应具有的特性。提供了能够提高地面发射网络规划频谱和功率使用效率的单频网（SFN）和缝隙填充技术。本标准适用于在30MHz-3000MHz频段内，向移动、便携和固定接收机传送高质量数字音频节目和数据业务。2、音频编码2

4、、1音频编码方法与原理音频编码使用国际标准：MPEG1AUDIOLAYER2（MUSICAM）将来加进MPEG2AUDIOLAYER2（半取样频率低比特率编码）高质量的音频编码技术利用人类声音感觉特性，使用了人耳的频域和时域掩蔽效应。这种技术允许每个声道的比特率从768kbps减少至100kbps左右，对任何临界的信源素材，都能保持数字演播室的质量。图1所示是DAB音频编码器简化方块图。18子带采样值MPEG音频第II层编码器滤波器组32个子带量化编码帧打包比特分配心理声学模型DAB音频帧PCM音频采样，48kHz或者

5、24kHzPAD图1　DAB音频编码器的简化框图输入的PCM音频采样被馈送入音频编码器。经过一个滤波器组滤波和亚采样形成的样值是输入音频信号另一种表示。这些滤波后的样值成为子带采样值。人耳的心理声学模型应该产生一系列数据控制量化器和编码。根据编码器的具体运用，这些数据是不同的。可以用掩蔽门限的估计得到量化器控制数据。量化器和编码块应该从子带采样值中获得一系列编码符号。帧打包模块将前面模块的输出中的实际音频比特流组合起来，并加入另外的信息，如帧头信息、误码检测用的CRC字以及与编码音频信号紧密相关的PAD。对于48kHz

6、的采样频率来说，产生的音频帧对应24ms的音频周期，对于24kHz采样频率来说，产生的音频帧对应于48ms的音频周期。图2所示是音频帧结构。图2音频帧结构图3给出了接收机中的解码器的简化框图。音频解码器将送进来的音频帧解包成各种信息元素，重建模块再将它们重建成量化的子带采样值。一个反滤波器组将这些子带采样值转成数字PCM音频信号。18子带采样值PADMPEG音频第II层解码器DAB音频帧PCM音频采样，48kHz或者24kHz帧解包重建反向滤波器组32个子带图3音频解码器简化框图2、2节目相关数据(PAD)每个DAB音

7、频帧都有一些字节包含节目相关数据（PAD），PAD是同步于音频数据而且内容与音频密切相关的信息，连续音频帧中的PAD数据组成了PAD子信道。图4给出了F-PAD和X-PAD字段在DAB音频帧中的位置。图4F-PAD和X-PAD字段在音频帧中的位置PAD提供的功能：与正在播出的节目相关的信息，动态范围控制，音乐/语言指示，命令信道，内部信息等。3、信道编码信道编码处理是基于可删除型卷积编码（约束长度为7，母码的编码率等于1/4），可根据数据的重要性不同与应用环境的不同，它可采用均匀和非均匀误码保护（EEP和UEP），选择

8、8/9、8/10、、、8/31、8/32共24种不同的信道编码率。图5是信道编码器原理图。18图5信道编码器原理图4、数据传输机理4、1DAB传输帧每一传输帧由时间彼此相继的下列信道组成：同步信道，快速信息信道、主业务信道（1）、同步信道（SC）由每帧的头两个符号（零符号与相位基准符号）组成。零符号期间不发射载波（相当于发射机关闭