音频广播的现状与发展

　　1895年意大利物理学家马可尼发明了电磁波发射装置和柱状垂直天线，改良了金属检波器，成功地进行了无线电通信实验。1896年俄国物理学教授波波夫在莫斯科表演了无线电发送接收试验。1906年无线电广播在美国实验室里诞生。1920年世界上第一座广播电台（美国匹兹堡KDKA）开始播音。从世界上第一个广播电台诞生至今，声音广播已经走过了84年的光辉历程。中国的无线电广播于1923年在上海商业电台首播。1940年12月31日延安新华广播电台正式播出，中国人民广播事业从此诞生了。到2003年底，全国共有广播发射台和转播台748座，发射总功率近10万千瓦，广播人口覆盖率达93.9%。全国共有收音机近5亿台，可以收到294座电台播出的1793套广播节目。

　　从调制方式看，乙类板调一直居主导地位。到了八十年代，世界上先后出现了几种先进的调制方式和机型。

　　在国外，有几大发射机厂家可以生产1000kw以下DX系列DM 中波全固态发射机和500kw PSM短波发射机。九十年代法国又推出了两种新机型：模块式发射机（M²W）和精确相位脉冲多参数调制（MPM-P³）发射机，均属于幅相调制。以上几种制式我国均有引进。

　　在国内，1988年594台引进南斯拉夫生产的脉冲宽度调制（PDM）100kw短波发射机，1990年501台引进美国大陆公司生产的100kw PSM短波发射机。这两种机型的引进对我国广播工业的发展起到巨大的推动作用。到目前为止，国内发射机厂家可以生产100kw以下系列的DM中波全固态发射机和150kw PSM短波发射机。

　　现代发射机向一大（大功率）、三高（高效率、高质量、高稳定）、三化（数字化、固态化、自动化）方向发展，提高了发射机效率和播出质量。但上述发射技术的改进，仍属于模拟调幅广播范畴，接收设备也没有本质的改变。调幅广播的主要缺点是：双边带调幅，占用频带宽；功率大、能耗高、运行费用高；音质不如调频广播，尤其是短波广播的音质更差。

　　为了克服调幅广播的缺点，充分利用中短波频谱资源，实现对全球有效的覆盖，采用数字调幅技术是必由之路。

　　声音广播自诞生以来，经历了调幅、调频两个发展阶段，从单声道发展到立体声，每次技术变革都使广播得到了很大的发展，但这些还仅限于模拟技术的应用。上世纪末出现了多种数字化的声音广播系统，数字技术的采用将对本世纪的声音广播产生重大影响。

　　1、数字音频广播（DAB）。它以大约1.5Mb/s的净数据率提供六套高质量的声音节目，具有声音质量高、性能稳定、抗干扰能力强、发射功率小、频谱利用率高、可提供多种信息服务等优点，现已被国际电联（ITU）推荐为新一代的声音广播系统。DAB在欧洲发展较快（特别是英国），发展DAB不仅是为了改善广播的音质和移动接收的质量，而且着眼于传输数据信息，DAB将会很快地向多媒体广播（DMB）发展，成为未来多媒体移动接收系统的重要组成部分。也可以通过卫星和电缆开展DAB业务。

　　2、模拟调幅广播的数字化。即利用调幅广播波段（长、中、短波）进行数字声音广播，以便提高调幅广播的质量，并扩展新的业务。1998年3月在我国广州成立了世界性的数字调幅广播组织（DRM）。经过几年的努力现已制定了世界统一的DRM技术标准，并已得到国际电联的批准。2003年6月，DRM系统开始正式运行。目前，只有少数几个国家市场上有DRM接收机，到2005年接收机的成本可望进一步降低。在过渡期，用一部发射机和同一频道可同时发射模拟AM信号和数字AM信号，分别供普通调幅接收机和数字调幅接收机接收。这样，不需要进行新的频率规划，可以比较自然地实现从模拟广播到数字广播的过渡。

　　3、卫星数字音频广播。有多种系统，其中影响较大的是上世纪末由世广卫星集团（Ward Space）推出的，该系统通过三颗地球同步卫星（非洲之星、亚洲之星、美洲之星）进行广播，可覆盖120多个国家，约40亿人口。卫星数字音频广播的优点是声音质量好、覆盖面积大、投资少、运营费用低、可根据需要选择播出带宽、可提供综合性多媒体服务等。卫星数字音频广播的接收机将是集数字音频、文字、图形、数据于一体的采集工具。预计今后5年内将会有很快的发展。

　　4、通过数字电视系统传送数字声音广播。数字电视广播实际上是一种多媒体广播，除了传送电视业务（图象和伴音）外，也可以携带数字声音广播业务，即可以通过数字电视广播的卫星、地面、电缆（光缆）等传输方式传送数字声音广播业务。

　　5、网上数字音频广播。是指以因特网为传播介质，提供音频节目服务的一种广播形式，可实现交互方式。近年来，随着因特网的发展，国际和国内很多广播电台都在网上开通了自己的音频广播。目前网上广播的音质还不够好，然而这种新的运营模式必将会带来新的商机。

　　与模拟广播相比，数字声音广播有以下主要优点：抗干扰能力强，无失真和噪声的积累，传输质量和可靠性高；发射机功率较低；频谱利用率高；数字信号便于存储和处理，便于实现多功能和智能化；可以通过计算机网络实现互联和资源共享；便于实现多媒体广播等。数字声音广播将逐步取代模拟声音广播，这是必然的发展趋势。

 

三、我国数字声音广播的发展状况

 　　目前，我国广播节目制作播出系统和传输系统均已实现数字化，发射系统数字化迫在眉睫。

　　我国已经开展的数字声音广播主要有以下几种：

　　目前，我国利用卫星传输数字音频有两种方式：

　　利用电视附加信道，载频为7.28MHz，可传送一套立体声节目或两套单声道节目。目前我国利用亚太1A（134゜E）CCTV1的附加信道传送中央1、中央2台的单声道节目，利用亚太1A（134゜E）CCTV2的附加信道传送中央3台的立体声节目，大大地改善了各地中、短波发射台的收转质量。

　　利用数字码率压缩技术可以在一个转发器带宽内传输几套电视节目和广播节目。对于卫星数字音频传输来说，不存在多径干扰和移动接收问题，与DAB-T相比要简单一些，采用QPSK方式进行调制就可以了。目前，我国通过亚太1A（134゜E）传送3套立体声节目，通过亚洲3S（105゜E）传送40路单声道节目。预计2005年我国将发射直播卫星，届时可实现直播到户。

　　地面数字音频广播是按照欧洲尤里卡计划进行开发研制的，1995年英国、法国、德国等国家相继正式播出。1996年12月我国在广州、佛山建立了DAB-T先导网，进行了较长时间的试验，并进行了移动数字多媒体广播的试验。2000年6月又在北京、廊房、天津建立了DAB-T实验网。我国已经具备了生产整套发端系统、数字音频和数字多媒体移动接收机的能力。

　　DAB-T需要解决多径干扰、移动接收等问题，必须采用正交频分复用（COFDM）方式进行信道编码，必须采用时间交织和频率交织双重措施，以提高抗多径干扰的能力。这就造成了接收机价格昂贵，消费者难以接受。此外，DAB-T占用了Ⅰ―Ⅴ频道（47~790MHz），与调频、电视所用频段相重叠，而且覆盖范围又小，近期内在我国推广尚有一定困难。在国外，发展初期多用于车内的移动接收。

　　如前所述，DAB-S和NICAM-728目前仅限于作节目传送用，而不能直接供家庭和个人收听。我国的地面数字音频广播目前仅仅建立了一个先导网和一个试验网，还没有在全国范围内推广应用。因此，向频谱资源丰富的中、短波广播方面发展数字音频广播有较好的条件。

　　中短波波段的数字声音广播的主要优点是：可大幅度降低AM广播的功率；可显著提高AM波段信号传送的质量和可靠性；覆盖范围大且适合于移动接收和便携接收；可以充分利用现有的中短波频谱资源；能够提供附加业务和数据传输；可与模拟信号传送兼容，实现同播，逐步向全数字过渡；对现有的中短波广播发射机可以采用数字调幅广播技术进行改造等。

　　1998年3月，数字中短波广播组织（DRM）在中国广州成立，该组织研究制定的标准已是国际建议标准。至2003年6月，世界上已有16家广播电台开始播出数字中短波广播节目。我国于2002年9月经国家广播电影电视总局立项，启动《数字AM广播系统功能样机开发与试验研究》项目，由无线局、北京广播学院、广播科学研究院承担。经过一年多的努力，已经开发出发射系统和接收设备的样机，进行了现场试验，取得了阶段性成果，并于2004年3月通过了专家鉴定。