[实用新型]数模音频广播的发射设备

说明书

(一)技术领域

本实用新型属于数字音频广播技术领域，具体地说，涉及数模音频广播的发射设备。

(二)背景技术

调幅(AM)广播始于1920年，调频(FM)广播始于1940年。在我国，从20世纪50年代到60年代，中短波广播迅速发展，进入70年代，FM广播迅速崛起，广播的音质显著提高，广播技术得到了广泛的应用。虽然随着电视、互联网、移动通信网的迅猛发展，传统的音频广播一度变成了次重要的传媒方式，发展速度远远落后于其它的主要传播方式，但是音频广播有其特定的应用环境及需求，依然是很重要的传媒形式，并且随着新技术的出现，音频广播的发展依然前景广阔。

伴随着全球数字化的浪潮，音频广播的创新也体现在数字化上。音频广播领域有许多新的数字化技术方案提出。国外主要的系统有数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcasting)，数字调幅系统(DRM，Digital Radio Mondiale)以及带内同频(HD Radio)。

DAB是欧洲数字音频广播标准，采用OFDM调制方式，具有高数据率(主业务净数据率大约1.5～1.7Mb/s)，可以提供CD级的高质量音频，有较强的抗多径干扰和在恶劣环境下接收的能力，发射功率小，覆盖面积大，频谱利用率高，业务构成灵活，并可利用卫星直播大幅度提高广播的覆盖率，但是，DAB对传统的FM调频是取而代之，而不是兼容或补充，现有的FM电台只能等DAB在其他波段(III波段、L波段)发展到一定程度，将原有的FM广播全部关闭后，才能进入FM波段进行数字音频广播，难以实现平滑过渡。

我国制定的数字音频广播标准参考欧洲DAB标准，并已在北京等地开始了DAB广播，但所用频段不是原有的调频FM和调幅AM频段，需要另外为其划分频段，因此，其推广受到了一定限制。并且因DAB收音机价格昂贵，难以得到用户的广泛认可，故迄今也未做到市场化和产业化。

DRM系统最初针对30MHz以下的中短波调幅广播数字化而开发，经过多年研究和实现，DRM组织于2001年4月4日向ITU提交了30MHz以下数字调幅广播正式的建议书(ITU-R BS.1514)，并获得通过。2004年11月DRM组织提出了一项将DRM扩展到30MHz至120MHz频率范围的建议，即DRM+，其目标是开发和标准化DRM的扩展系统，即VHF波段的数字化标准技术，使其频率覆盖波段I、II和III，成为从LW波段到VHF波段(传统调频广播频段)的开放式的国际标准技术。DRM+与FM调频同播的频谱图如图1所示，DRM+定义的频带间隔Δf≥150kHz。功率差ΔP≥20dB。

带内同频(IBOC/HD Radio)系统是由美国iBiquity Digital公司针对FM广播和AM中波广播数字化改造而开发的新型广播系统，2000年11月15日，该系统获得了国际电信联盟(ITU)的许可，2002年10月，美国FCC(联邦通讯委员会)将其确定为美国唯一的数字广播标准。和其他数字声音广播方式相比较，HD Radio系统的优势在于可以实现模拟到数字的平稳过渡。但是HD Radio系统使用固定在模拟信号两边带的数字信号进行传输，造成数字和模拟广播的相互干扰和信号覆盖问题。

美国传统的FM调频广播分布在88～108MHz内，每个频道带宽为200kHz，约可布点百余个电台频道。而IBOC-FM可以在不替代原有FM模拟频带的基础上，增加数字边带用于传递音频或其它信息，每个电台可以占用400kHz的带宽，IBOC-FM兼容现有的FM调频系统，不需重新分配频谱。

FM HD Radio是一种正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统，该系统在常规FM信号两边创建了一组数字边带。HD Radio有三种频谱分配模式：混合模式、扩展混合模式、全数字模式，这些模式的一个显著共同点是模拟FM和数字FM频谱在同一个模拟FM频道内没有重叠，各自独享某个频道。

在混合模式下，在原来模拟FM信号上下边带分别增加约70kHz的数字边带用于传输数字信号，模拟FM信号频谱位置和形状保持不变，频谱分配方式如图2所示，模拟FM信号两侧为数字上下边带。混合模式(Hybrid Mode)提供97kbps的数据率，其中包括96kbps的音频数据和1kbps的辅助数据，或者64kbps的音频数据和33kbps的辅助数据。