2.1 数字广播技术

不管是模拟广播还是数字广播都是通过无线电波传送声音信息的多功能现代化的信息传播工具。本章先介绍无线广播的基础知识。

2.1.1 无线广播的基础理论

1．电磁波

电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来，而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯韦推导出电磁波方程，一种波动方程，清楚地显示出电场和磁场的波动本质。因为电磁波方程预测的电磁波速度与光速的测量值相等，麦克斯韦推论光波也是电磁波。

1）电磁波的性质

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为·电磁波，也常称为电波。

电磁波具有能量，电磁波是一种物质。

电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，电磁之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时既可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。

电磁波能在自由空间内传递的原因是，在高频率的振荡电路中，电磁互变很快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到太阳的光与热，这就同“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直，如图2-1所示。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，电磁波本身带有能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

与声波和水波相似，电磁波具有波的性质。可以发生反射、折射等现象。它的速度，波长，频率之间满足关系式：

式中，c：波速（光速，真空中约等于3×108m/s）

f：频率（单位：Hz）

λ：波长（单位：m）

2）电磁波的传播方式

电磁波在空中的传播主要有地波传播、天波传播和空间传播（直接传播）等方式，如图2-2所示。

（1）地波传播

地波沿地球表面传播，这种电波容易被地球和地面障碍物，如山岭、建筑物等所吸收，所以其传播距离取决于地表介质特性。海面介质的电导特性对于电波传播最为有利；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。要想使电波传播得更远些，必须采用波长较长的电磁波，波长越长的电波越不易被地面吸收，并容易绕过障碍物。

（2）天波传播

经过空中电离层的反射或折射后返回地面的电磁波叫天波。所谓电离层，是地面上空50～1000千米高度电离子的气体层，包含有大量的自由电子和离子。这主要是由于大气中的中性气体分子和原子，受到太阳辐射出的紫外线和带电微粒的作用所形成的。电离层能反射电波，也能吸收电波。对频率很高的电波吸收的很少，短波（即高频电波）是利用电离层反射传播的最佳波段。利用电离层反射的传播方式称为天波传输。

一年四季和昼夜的不同时间，电离层都有变化，影响电波的反射，因此天波传播具有不稳定的特点。白天电离作用强，中波无线电波几乎全部被吸收掉，在收音机里难以收到远地中波电台播音；夜晚电离层对短波吸收的比较少，收听到的广播就比较多，声音也比较清晰。由于电离层总处在变化之中，反射到地面的电波有强有弱，所以用短波收音时会出现忽大忽小的衰落现象。

（3）直接传播（空间波传播）

从发射点经空间直线传播到接收点的电磁波叫空间波，又叫直射波。空间波传播距离一般限于视距范围，因此又叫视距传播。超短波和微波（如用地波传·播，易被地面吸收）容易穿过电离层，不能被电离层反射，主要是在空间直接传播。空间波的传播距离很近，易受高山和高大建筑物阻挡，为了加大传输距离，必须架高天线，尽管如此，一般的传输距离也不过50千米左右。

3）电磁波谱及其用途

按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波（分为长波、中波、短波、微波）、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。无线电的波长最长，宇宙射线（x射线、γ射线和波长更短的射线）的波长最短。常用电磁波的波长及其用途如表2-1所示。

2．调制与解调

一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号在传输中会损耗大量能量而往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。经过转换后的信号叫作已调信号，而基带信号叫作调制信号。这一过程，类似于生活中交流电的传输，发电厂将生成的交流电上变压为高压电，然后通过电缆传输到目的地，再下变压为可使用的低压交流电。

要实现无线广播，首先要将声音信息转变为音频信号（基带信号），其频率范围为20赫兹～20千赫。其次，要用音频信号去调制作为载体的载波信号，才能将调制后的信号送至发射天线，形成无线电波辐射出去。载波的频率必须数倍于音频信号的频率，称之为射频。在同一地区内，各套广播节目都有指定的载波频率，例如中央人民广播电台第一套节目中波广播频率为693千赫，接收者根据载波频率的不同来选择所需要收听的节目。

调制（Modulation）就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，是通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。解调（Demodulation）则是将基带信号从已调信号中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。我们通常所说的“猫”（Modem）就是指调制解调器。“Modem”一词，是个合成缩写词，由“调制”和“解调”两个词的开头几个字母合成。

1）调制的作用

调制实际上是将频率较低的基带信号经过频谱搬迁，变为频率较高的信号，便于用尺寸较小的天线辐射出去。借助高频载波信号将基带信号携带到高频的范围。通过载波频率，可以将不同的基带信号安排在不同的地方，即进行频谱搬迁而互不干扰，也就是通常说的频分复用。如图2-3所示是频谱搬迁和复用原理。

调制在通信系统中有十分重要的作用。通过调制，不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响，调制方式往往决定了一个通信系统的性能。

2）调制的基本方法

在通信中，我们常采用的调制方式有以下几种。

（1）模拟调制，用连续变化的信号去调制一个高频正弦波。

模拟调制主要有：①幅度调制（调幅AM、双边带调制DSBSC、单边带调幅·SSBSC、残留边带调制VSB以及独立边带ISB）; ②角度调制（调频FM和调相PM两种），因为相位的变化率就是频率，所以调相波和调频波是密切相关的。

（2）数字调制，用数字信号对正弦或余弦高频振荡进行调制。

数字调制主要有：①幅移键控ASK（Amplitude-shift keying）; ②频移键控FSK（Frequency-shift keying）; ③相移键控PSK（Phase-shift keying）。

（3）脉冲调制，用脉冲序列作为载波。

脉冲调制主要有：① 脉冲幅度调制（PAM:Pulse Amplitude Modulation）;② 脉宽调制（PDM:Pulse Duration Modulation）; ③ 脉位调制（PPM:Pulse Position Modulation）; ④ 脉冲编码调制（PCM:Pulse Code Modulation）。

这里，只简单介绍模拟幅度调制和数字调制。

用频率为Fa的单频调制信号，如图2-4（a）所示，去调制频率为Fc的载波信号，如图2-4（b）所示，形成的调幅波的波形不是单一的简谐波，它包含有Fc、Fc+Fa和Fc-Fa三个频率分量。后两个频率分量位于载频的两边，分别叫作上边频和下边频，如图2-4（c）所示。这种已调制信号有时叫作标准调幅波。如果调制信号不是单频信号，而是占有一个频带，最高频率为Fmax，其频谱如图2-4（d）所示，则标准调幅波的频谱宽度BWA=2 Fmax，位于载Fc 频两边的频带分别称为上边带和下边带，如图2-4（e）所示。调幅波的载频分量Uc与调制信号无关，但边带分量随调制信号变化。这意味着所欲传送的消息都包含在边带之中，只用一个边带信号就能够传送全部消息。把载波去掉的调幅信号，叫作抑制载波调幅；把载波和某一个边带一起抑制掉，只剩下一个边带的调幅信号，叫作单边带调幅（Single Side Band, SSB）。单边带调幅节省功率，抗干扰性能较好，而且节省频带，但设备比较复杂。

数字调制就是用数字信息对物理的载波信号进行调制，实际上就是将数字符号转换为适合于信道传输的波形。所用载波一般是余弦信号，调制信号为数字基带信号。利用基带信号去控制载波的某个参数，就完成了调制。

调制的方法主要是通过改变余弦波的幅度、相位或频率来传送信息。其基本原理是把数据信号寄生在载波的上述三个参数中的一个上，即用数据信号来进行幅度调制、频率调制或相位调制。数字信号只有几个离散值，因此调制后的载波参数也只有有限个值，类似于用数字信息控制开关，从几个具有不同参量的独立振荡源中选择参量，为此把数字信号的调制方式称为“键控”。数字调制分为调幅、调频和调相三类，分别对应“幅移键控”（ASK）、“频移键控”（FSK）和“相移键控”（PSK）三种数字调制方式。

如图2-5（a）所示，在“幅移键控”方式中，当“1”出现时接通振幅为A的载波，“0”出现时关断载波，这相当于将原基带信号（脉冲列）频谱搬到了载波的两侧。如果用改变载波频率的方法来传送二进制符号，就是“频移键控”的方法，当“0”出现时是低频，“1”出现时是高频，如图2-5（b）所示。这时，其频谱可以看成“0”对低频载波的开关键控和“1”对高频载波的开关键控。如果用“0”和“1”来改变载波的相位，则称为“相移键控”。这时，在比特周期的边缘出现相位的跳变，但在间隔中部保留了相位信息，如图2-5（c）所示。接收端解调通常在其中心点附近进行。一般来说，PSK系统的性能要比频移键控FSK系统好，但必须使用同步检波。

从技术上讲，不同的调制方法有不同的实现复杂性，也有不同的传输性能。与复杂性直接相联系的是发射机与接收机价格。传输性能主要指带宽效率（每单位频率可以传输的数据率，用比特/赫兹，即bit/Hz表示），以及抗干扰与抗噪声的能力。如果一味追求高的传输带宽效率，肯定会使抗干扰能力变坏。因此，在满足经济性要求的前提下，要根据不同的传输环境条件和不同的应用要求，选择不同的调制方法。

3）解调

对于普通调制信号的解调方法分为以下两种。

（1）包络检波。利用普通调制信号的包络，将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。包络检波电路有很多种，最简单的，也是用得最多的就是二极管检波和三极管检波。

（2）同步检波。采用与发射波同频同相的同步信号，将调制信号取出。也就是说，将接收到的已调信号在接收端再一次与载频信号（与发射机的载波信号完全相同）进行调制。例如，将图2-4（c）中的已调信号与图2-4（b）中的载波信号调制，就能解调出如图2-4（a）所示的原始信号。因为，频率为Fa的原始信号与频率为Fc的载波信号调制后，会产生频率为（Fc-Fa）的调制波，频率为（Fc-Fa）的调制波再与Fc载波调制，即会产生频率为Fc-（Fc-Fa）=Fa的原始信号。

2.1.2 数字广播技术概要

1．模拟广播的发展

1895年，意大利的G．马可尼和俄国的A.C．波波夫利用无线电信号进行通信实验获得成功。20世纪初开始实现播放语言和音乐的声音广播。1920年，在美国匹兹堡诞生了世界上第一座无线广播电台，代号为KDKA。1922年，外国人开始在中国开办无线广播。1926年10月1日，中国自己建成的第一座无线广播电台正式广播。1940年12月30日，延安新华广播电台诞生。

模拟广播按照调制方式来分，主要有调幅广播（AM）和调频广播（FM）两种。调幅广播是载波的幅度随音频信号变化，调频广播是载波的频率随音频信号变化。

调幅广播的特点是接收机比较简单，初期的无线广播都是调幅广播。20世纪30年代有的国家进行了调频广播实验。第二次世界大战后，调频广播得到迅速发展。调频广播的最高音频可以取到15KHz（调幅广播一般取9～10KHz），所以声音的保真度高，音质好，特别适合于播放音域宽广的音乐节目。在调频接收机里，还可以用限幅的办法把传输时由于干扰所引起的寄生调幅消除掉，故调频广播的抗干扰能力强。为此，广播节目的传送也都采用调频信号。调频还特别适用于立体声广播，它可以把原声场中所感受到的空间印象（即立体感）如实地传送给听众，从而进一步增加了广播的感染力。

2．数字声音广播和数字多媒体广播技术概要

传统模拟广播技术抗多径干扰能力缺乏、移动接收干扰大以及频带占用过密，已越来越不能适应现代信息社会条件下人们对广播服务的需求，随着数字技术的发展出现的数字广播，是继AM广播、FM广播之后的第三代广播体系，它的出现标志着广播系统正由模拟向数字过渡。

数字广播是指将数字化了的音频信号、视频信号，以及各种数据信号，在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理。同时，数字广播也是一项有别于传统所熟知的AM、FM的广播技术，它通过地面发射站，以发射数字信号来达到广播以及数据资讯传输目的。随着技术的发展，数字广播除了传统意义上仅传输音频信号外，还可以传送包括视频、数据、文字、图形等在内的多媒体信号。受众可通过手机、电脑、便携式接收终端、车载接收终端等多种接收装置，收看到丰富多彩的数字多媒体节目。

下面简单介绍数字声音广播的技术发展。

1）数字卫星广播（DSR）

世界上最早的数字广播是卫星直接广播系统（Digital Satellite Radio, DSR）, DSR于1989年8月24日启用，通过卫星在德国范围内可以接收16套节目的数据包。开发DSR的目的是想让声音信号尽可能地以HiFi质量传输，并通过卫星进行分配，听众直接接收。在DSR中，没有考虑数据广播业务，也没有进行数据率压缩。每套节目仅实现A/D转换（32KHz采样频率，16比特量化），多路复合后，再进行数字调制，形成基带信号，再变为中频和射频送往卫星。卫星的下行发射频率为12.625GHz。

DSR虽然有最好的声音质量，但由于没有采用数字压缩技术，频谱利用率低。随着科学技术的发展，现在已经有了新的系统（ADR）代替它，基于这种情况，DSR已于1999年1月15日停止运行。

2）阿斯特拉卫星数字声音广播（ADR）

ADR的全称是ASTRA Digital Radio（阿斯特拉卫星数字广播，ASTRA是欧洲卫星广播组织的名称，总部设在布鲁塞尔）。ADR的优点是频谱利用率高（使用了数据压缩技术），一个ASTRA卫星可以传送多至192套立体声节目，比地面DAB提供的传输容量大得多。另外，ASTRA通过卫星实现大面积覆盖，总的投资和运行费用都比较经济。ADR的缺点是不适合移动接收，不含数据业务。

3）数字音频广播（DAB）

数字音频广播（Digital Audio Broadcasting, DAB）起源于德国。从1987年起就成为“Eureka147”项目，1988年1月1日，欧洲正式实施Eureka 147标准。1994年，Eureka-147标准被国际电信联盟（ITU）确认为国际标准。到目前为止，世界上有近30个国家和地区开播或试验播出数字音频广播（DAB）节目。

DAB是以数字技术为手段，由广播机构向移动、固定或便携式接收机传送高质量的声音节目和数据业务。DAB由于合理地选择符号参数及使用相应的调制方法，特别适合于高速移动接收，在最高250km的时速下仍能保证可靠接收。DAB除了声音信号外，传送任何形式的数据信号都是可能的，例如广播电文、静态图像、计算机程序等，甚至可以对移动的TV接收机传送电视节目。

4）数字多媒体广播（DMB）

数字多媒体广播（Digital Multimedia Broadcasting, DMB）是对以音频为内容的声音广播标准DAB的扩展。它特别适合于为高速移动的接收机传送活动图像（也可以称为DAB-TV）。视频的信源编码用MPEG-4标准。DMB用一种附加的差错保护用来保证在移动应用时的传输可靠性。根据差错保护程度，最多传送1.5Mb/s的净数据率。

5）世广卫星数字声音广播（WorldSpace）

WorldSpace是总部设在美国的卫星组织，他们已经发射和运营的卫星有Af-ristar和Asiastar。每个卫星提供约80套的数字广播节目，有可自由分级的声音质量，一套节目的数据率最多为192kb/s。使用MPEG-2.5（MPEG-2的一个非官方的扩展版本，支持更低的采样率）Layer 3数据压缩方法，采用频分复用和时分复用，有效利用频谱和功率。WorldSpace最大的特点是基本信道配置灵活，例如可使用1个基本信道传送AM质量的声音节目，也可使用2个基本信道传送FM单声道质量的声音节目，使用4个基本信道传送FM立体声质量的声音节目，使用8个基本信道传送CD立体声质量的声音节目，甚至可以将更多的基本信道相结合，传送数字电视节目。

6）日本的综合业务数字广播（ISDB-TSB）

日本数字电视地面传输标准ISDB-T中涵盖了数字声音广播业务，因此也把有关声音的标准称为ISDB-TSB（Integrated Services Digital Broadcasting-Ter-restrial for Sound Broadcasting）。该系统于1999年11月成为日本的标准，2003年10月开始，东京和大阪两个电台在188MHz和192MHz频段启用ISDB-TSB。ISDB-TSB系统的音频编码和复用系统部分采用了MPEG-2系统，传输信道编码应用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术方法。

7）数字长中短波广播（DRM）

数字调幅广播（Digital Radio Mondiale, DRM）是用来取代目前工作在30MHz以下的中、短波模拟调幅广播技术的。现在，最新的DRM广播频率已达到120MHz，涵盖了调频广播的频率段。在功能上DRM将传输单一的音频信息扩展为传送音频节目的同时传送附带的文本信息及多种数据业务。DRM采用了与DAB相似的技术，充分利用数字音频压缩技术和数字编码传输技术的最新成果，不仅着眼于改善调幅广播频段易受传输信道固有特性干扰的状况，提高广播接收质量及声音质量，节约频谱并降低射频功率等方面的问题，还充分考虑了利用数字广播特点，为传统的广播增加文本、图像、数据等附加的信息广播能力。

DRM系统在2001年10月被欧洲电信标准化协会（European Telecommun-i cations Standards Institute, ETSI）标准化，并在2002年3月经国际电工委员会（International Electrotechnical Commission, IEC）通过，DRM系统规范正式生效，为AM波段广播的数字化铺平了道路。国际上不少广播机构的部分发射台，已经从2003年6月16日开始正式以DRM数字方式运行，这标志着30MHz以下的广播新时代的开始。

8）美国高清晰度广播（HD Radio）

HD Radio高清晰度广播技术于2002年被美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission, FCC）批准为美国AM与FM波段的数字广播标准。它在不影响现有模拟广播的前提下，使用现有模拟广播的频谱提供高清晰度的数字声音广播与数据业务。HD Radio基于带内同频道（In Band on Channel, IBOC）技术，是由iBiquity Digital公司开发。IBOC技术系统分为在调频波段使用的FM-IBOC和在中波波段使用的AM-IBOC。鉴于在数字电视广播中有HDTV（High Definition Television，高清晰度电视），为与其相对应，FM-IBOC和AM-IBOC分别更名为FM HD Radio和AM HD Radio，统称HD Radio（高清晰度广播）。HD Radio的主要竞争对象为DAB和DRM。

HD Radio的主要优点是：利用现有的频率；可实现模拟/数字同播运行；低投资；可扩展性（附加业务与节目）；由于较低的工作频率，容易室内接收。HD Radio的主要缺点是占用较大的射频带宽，FM HD Radio为400KHz, AM HD Radio为30KHz，这样的宽带在我国应用就会受到频率规划的限制。

下面详细介绍数字音频广播DAB和数字多媒体广播DMB技术。

3．数字音频广播（DAB）和数字多媒体广播（DMB）

1）DAB

综上所述，目前世界上DAB系统的发展大致可分为三类：欧洲的Eureka-147、美国的IBOC（In-Band On-Channel）及法国的DRM（Digital Radio Mon-diale），还有部分国家自行发展的DAB系统，如日本的ISDB-TSB。我国的数字声音广播标准采用的是Eureka-147标准。我国在20世纪90年代初开始进行DAB广播的立项研究，“九五”期间，先后建成广东珠江三角洲DAB先导网和京津塘DAB先导网。

DAB系统由六大部分组成：信源编码、信道编码、复用单元、传输调制、发射单元以及接收系统，其发射和接收系统示意图如图2-6所示。

DAB在信源编码方面，在制定标准时应用了MPEG-1 Audio Layer 2，后来加进了MPEG-2 Audio Layer 2半采样频率低比特率编码和多声道绕声编码，由于压缩技术的飞速发展，现在又有了质量更好、压缩效率更高的信源编码方法。

DAB在信道编码方面，使用的是可删除型卷积编码，可根据数据的重要性差异及应用环境的不同，选择24种不同的信道编码率。

DAB在使用编码正交频分复用（Coded Orthogonal Frequency Division mul-tiplexing, COFDM）传输技术基础上，采用了时间交织和分等级防错保护等技术，使得DAB具有抗多径干扰、快速衰落以及移动接收能力强、数据传送能力高的特点。COFDM方法是一种宽带多载波系统，由许多频谱成正交关系相距很近的副载波构成一个宽带的系统，每个副载波被数据调制，形成一个窄带的子信道。整个宽带系统占据1.536MHz带宽。可同时传送6套以上CD质量的立体声节目以及数据业务。

DAB是工作频率在30MHz以上的广播，分为4个频段：375MHz以下、750MHz以下、1.5GHz以下和3GHz以下。为适应不同的频段，DAB有4种工作模式（4套不同的工作参数）。不论何种模式，可传输经信道编码后的主业务数据率相同，均为2304kb/s。

DAB与现行的模拟广播相比，具有如下主要优点。

①抗干扰能力强。消除信号传输过程中的噪声和失真，修正传输中出现的差错，不论固定、便携或移动接收，DAB都能够提供CD级的接收质量。

②接收机操作方便、简单。只需在接收机输入一个“节目号数”即可，抛弃了现今采用烦琐的频率寻找。

③频谱利用率高。信道可容几十路立体声，在传送声音广播节目的同时，DAB的数据信道还有能力传送其他附加信息，例如音乐、语言、发射的识别以及节目类型等信息。

④数字广播具备加扰、加密功能使有偿节目服务成为可能。

⑤DAM覆盖面积大，数字传输系统需要的发射功率小，有利于节约能源和降低电磁污染、改善环境。

DAB信号可以用不同的覆盖手段传送到用户的接收机，例如通过地面同步网、本地电台、卫星和电（光）缆网。

什么是同步网覆盖？与FM广播的根本区别在于，DAB可以单频网（Single Frequency Network, SFN）同步运行，实现多套节目的大面积覆盖，只需一个DAB频率块。采用同步网技术，在相同的频谱宽度内，与传统的方法相比通常可以传送3倍多的节目，或者说在传送相同数量的节目时，所需的频谱宽度仅为传统方法的1/3，同步网的覆盖区域越大，DAB系统的频谱利用越经济。

所谓单频网，是指同步网中的所有发射机都工作于中心频率相同的DAB频率块，调制信号也必须精确同步，也就是说，每个比特在网中所有发射机必须真正一致。在这种情况下，特别是每个发射台覆盖区边缘，许多发射台的信号相互补充，因此提高了传输可靠性。在网中发射台之间的距离和布局满足一定的条件下，各发射台发射的功率是相助的，因此DAB同步网中发射台的发射功率不需要很大，通常约1千瓦或几百瓦（相当于一套FM广播独用10KW发射的覆盖面）。

2）DMB

DMB是在DAB基础上发展起来的面向未来的新一代广播系统。第三代广播——DAB广播已将传统AM、FM模拟广播声音质量提高至CD级别的基础上，DMB又将单一的声音广播业务推向了多媒体领域，即在发送高质量声音节目的同时，还提供了影视娱乐节目、智能交通导航、电子报纸杂志、金融股市信息、互联网信息、城市综合信息等可视数据业务，广泛应用在公交车、出租车、轻轨、地铁、火车、轮渡、机场及各种流动人群密集的移动载体上或家庭、办公室里。DMB为广播电视大众传播、小众传播、个人传播的多元化服务创造了一个优良的平台。

DMB广播系统对信息源的音频部分一般采用AAC（Advanced Audio Code）、WMA.9格式的编码，通常使用80kbps～128kbps的带宽即可满足DAB立体声节目的收听要求；视频部分采用MPEG-4（或者H.264）格式的编码，通常使用650kbps的位速率即可满足公交车上安装15英寸～20英寸屏幕收看的要求，用300kbps的位速率即可满足小车安装9寸以下屏幕或PDA等设备收看的要求；数据类编码为授权接收，在信源编码内进行加密。

DMB技术按照传输途径可分为四类：有线传输、地面微波传输、卫星传输和卫星地面混合传输。这四种数字传输途径的信源编码方式相同，都是MPEG的复用数据包，但是其信道编码采用了不同的调制方式。

DMB为了解决移动接收的问题而采用了稳定性强的QPSK数字调制，频谱效率在2bit/Hz左右，其在1.5MHz的射频通道里可同时传送6套电视节目，这样在一个模拟电视频道8MHz带宽里，在考虑了各通道保护间隔的情况下，可以方便地安排四个DMB通道，即可安排24套电视节目。如果是传送广播节目，基本上可以容纳60套以上高质量的音频节目。如果再考虑播出若干套质量低一些的语言性节目，则同时播出的节目个数还要多许多。这在现行模拟体制下是无法想象的。

4．数字广播的发展趋势

数字广播今后将向全面数字化、多媒体、便携与移动接收，以及形式多样化发展。

（1）全面数字化。数字化记录、存储、交换，以及数据率压缩技术的发展，使从演播室到用户的传输全面数字化，各种模拟广播（AM、FM）逐步由模拟向数字过渡势在必行。

（2）数字多媒体广播传送不同类型的业务。音频节目、数据业务（包括与节目相关的数据和其他数据业务）、静止图像和活动图像。数字声音广播和数字电视广播的界限越来越模糊，通过数字化实现两者的融合。

DMB给多方带来好处。对听众来说，电台开展的个性化服务可以满足他们不同的需求；对广播机构来说，增值业务带来社会效益和经济效益；对工业界来说，为他们提供开发各种应用产品的机遇，带来巨大的商机和经济效益。

（3）便携和移动接收。便携和移动接收是现代的生活所需。移动接收时，由于无线电信道同时存在的频率选择性和时间选择性（多普勒频移），信号衰落严重，造成模拟FM广播无法实现高质量的接收。

（4）形式多样化。可以通过不同的途径收听广播、获取数据服务。例如，地面广播、卫星广播、有线广播、互联网广播和数字电视中的音频广播。同样，受众也可以收看数字音频广播中携带的数字电视节目，如手机电视。

2.1.3 数字多媒体广播应用——交通广播信息系统

1．国内交通广播系统应用现状

1）羊城交通广播

交通广播是中国广播行业特有的广播现象，这在国外并不多见。目前，国内几乎各大城市的广播电台都设有交通广播，以广东电台羊城交通广播为例，近年来，羊城交通广播尝试与腾讯微信进行合作，通过微信公众平台，每天向听众推送交通资讯、交通提示和活动等信息，同时呼吁听众将所见到的路况，用文字、图片或声音，通过微信平台向羊城交通广播报料。目前，羊城交通广播正在与有关的单位和机构进行合作，研发交通信息智能系统；与广东省交通厅、市交警支队、华南理工大学等单位合作研发的“羊城出行易”、“广东高速通”等手机客户·端也正在进行试运行中。

2）北京交通广播

北京人民广播电台交通广播（FM103.9兆赫，以下简称北京交通广播）是国内综合实力最强、运营最成功的交通广播。交广传媒则是整合以北京交通广播为主的强大资源，进行媒体产业化建设和多元化经营业务，包括智能交通技术研发及运营，移动新媒体终端研发及应用（新媒体机），数字广播媒体运营，客户资源管理和附加金融支付、消费增值功能的会员卡服务，救援、车险、维修保养、汽车用品、美容装饰、二手车交易等项目的汽车服务。其中，手机客户端“交通广播”引入了百度地图强大的实时路况信息，结合自身强大的交通信息来源，构筑了完善的交通路况发布平台，见图2-7。同时，还包含了“报路况”、“参与节目”、“聊天室”、“听广播”、“查违章”等多种业务。同时构建了富有特色的“交广微博”发布平台，拥有自己忠实的受众群，是当前国内较成功的基于电子地图的新媒体应用的交通广播。

2．国外交通广播系统应用现状

国外的情况与国内相比有着明显的不同，国外很少有类似我国百花齐放的交通广播电台，有关的交通路况信息应用系统并不是以广播电台独自开发的形式存在。类似的应用系统比较典型的是谷歌Google于2013年以11亿美元收购的基于全球定位系统（Global Positioning System, GPS）的导航移动软件——Waze位智，它与传统的GPS导航软件的不同之处在于它是一个由社区驱动，收集用户的地图数据和其他信息，并学习用户的驾驶时间，提供路线和实时路况更新的应用程序，见图2-8。人们可以报告事故、交通堵塞、速度和联系警察，并能更新道路、地标、门牌号码等。Waze还可以根据用户的报告，确定附近最便宜的加油站。2012年7月，Waze宣布已经达到了2000万用户，其中一半是在过去六个月中获得的。根据雅虎Yahoo统计，Waze的用户数在2013年1月已近5000万。截至2013年，Waze已经完成了美国、加拿大、英国、法国、德国、意大利、荷兰、比利时、以色列等国家交通地图的完整绘制，并计划完成世界各地其他国家的地图绘制。Waze所绘制的地图与谷歌地图相比，显得更加有亲和力，除了语音导航、实时路况，以及其他特定位置的警报，Waze同时发送匿名信息，其中包括用户的速度和位置。信息返回到其数据库以完善服务。该项目允许Waze社区简单地报告导航及地图错误、交通事故，但为了安全，会要求用户停下车或确定自己是乘客才能完成一些操作。2012年11月以来，Waze开始用应用程序盈利，Waze提供经销商和广告商一个Web界面发布广告，广告基于地图上的小图标，还提供了新闻电视台的一个接口以直接从Waze获取当前交通报告；此服务在2013年6月被25个美国新闻电视台使用。