数字音频广播
定义
数字音频广播是指采用音频压缩编码、信道编码与数字调制等技术,对节目的采集、制作和传输做全面数字化处理,并通过地面、卫星或其他链路传送声音节目的广播系统[1]。它的基本特征是把音频当作特殊的数据业务来承载,因此同一传输通道除节目声音外还可容纳节目名称、图片、路况提示等附随信息[2]。
按传输手段,这类系统可分为卫星广播、地面广播以及数字电视伴音、互联网广播等伴随方式;按所用频段与标准,则有 DAB、DRM、HD Radio、CDR 等多种制式[1]。国际电联无线电通信部门以建议书形式对地面数字声音广播系统作分类,例如把调频频段的带内同频制式列为数字系统 C,把中国 CDR 列为数字系统 H[3]。
原理
系统通常由信源编码、业务复用、信道编码与调制、射频发射以及接收解调几个环节组成。发端先按人耳听觉特性去除音频中的冗余和不易察觉的成分,显著降低码率;随后把多路音频与数据按协议封装成复用帧,加上差错保护后送入{正交频分复用}(OFDM)调制器[1]。
OFDM 把可用带宽划分为大量相互正交的子载波并行传输,使单个子载波上的码率较低,从而能在有多径反射的城市环境中稳定接收,并借助保护间隔吸收延迟回波[2]。DAB 的一个信道宽 1.536 MHz,含 1536 个子载波,采用差分四相相移键控调制[2]。信道编码普遍使用卷积码或低密度奇偶校验码,并与时间、频率交织配合,以抵御突发误码和频率选择性衰落[2]。
由于同一复用信号可由多座发射台在同一频率上同步发出,接收机把各台信号当作有用回波合并,构成{单频网}(SFN),因此大面积覆盖不再受相邻频道干扰限制[2]。挪威电信管理部门在评估中指出,DAB 单个发射机可承载多套节目,而模拟调频一台只播一套,因而单套节目的分摊成本可能下降[4]。
发展历程
1986 年,欧洲多国在斯德哥尔摩部长会议上提出尤里卡第 147 号研究计划,1988 年起进入实质研究阶段,第一阶段完成 MUSICAM 音频压缩与编码正交频分复用的方案,第二阶段通过场地测试确定系统参数[5]。该计划形成的 DAB 系统规范于 1995 年由欧洲电信标准协会正式发布,商业广播在 1997 年前后开播[6]。
同一时期还出现了面向 30 MHz 以下频段的 DRM 体系,1998 年 3 月相关国际组织在广州宣告成立,2000 年 1 月向国际电联提交标准草案[7]。美国则以带内同频思路开发 HD Radio,在已有模拟信号两侧插入低功率数字载波,自 2004 年起投入商业运营[8]。
接收机性能和频谱效率的提升推动了制式更替。DAB+ 改用效率更高的音频编码,同等带宽内可容纳的节目数约为早期 DAB 的 2.5 倍,旧式 DAB 接收机无法收听 DAB+ 节目。中国自 2011 年起组织研发自主的调频频段数字音频广播系统,2013 年 8 月与 11 月先后发布信道帧结构、信道编码调制和复用两项行业标准[9]。
2017 年 1 月起,挪威分区域关闭全国性调频广播,同年 12 月完成最后一批转换,成为第一个停播全国性调频广播的国家;当地建有两套国家级 DAB 网络,人口覆盖率约 99.7%。
应用
地面数字音频广播主要面向车载、便携和固定接收,用于公共与商业广播电台的节目播出,在已完成转换的地区替代调频广播[2]。车载场景是重要落点:挪威在转换后要求新售汽车配备数字接收装置,2017 年新上市车辆中预装 DAB/DAB+ 接收机的比例已达 98%[10]。
除声音节目外,系统还用来传送与节目相关的文字、图片,以及独立的非节目数据业务,部分制式还支持紧急告警与自动切换频率[11]。在 DAB 基础上增加视频编码规范形成的{数字多媒体广播}(DMB),曾在韩国用于面向手机和手持终端的移动电视服务。国际电联的报告也把 DRM 的应急告警功能列为数字声音广播的附加能力之一[12]。
局限
各类数字音频广播制式在推广中的成效并不均衡。广播科学研究院的回顾文章指出,迄今为止世界范围内各种数字音频广播制式与标准都算不上特别成功[1]。卫星数字声音广播受制于发射成本高、建筑密集区覆盖差,早期多个系统已停止运营[1]。
接收端是另一重约束。转换意味着家庭和车内的模拟收音机需要更换或加装转接装置,成本主要由听众承担[13]。制式并存还带来兼容问题:DAB+ 接收机能收听旧式 DAB 节目,旧式机型却无法接收 DAB+ 信号。
对小型和地方广播机构而言,数字网络的建网与入网费用偏高。挪威的评估显示,DAB 对约 40% 的地方广播频道来说成本过高,因而曾考虑以 DRM 作为补充;英国则允许社区广播在转换后继续使用调频[14]。此外,卫星与地面数字系统在隧道、山谷等地形遮挡处仍存在覆盖缺口,需要补点或漏泄覆盖补充[15]。
参见
参考资料
- 广播数字化的探索与思考 [引用日期2026-10-19]
- Digital audio broadcasting | IEEE Technology Navigator [引用日期2026-10-19]
- 数字系统C,也被称作IBOCDSB系统,是一个十分发达的系统 [引用日期2026-10-19]
- DAB-frekvensblokkene kan brukast både til DAB, DAB+ og DMB [引用日期2026-10-19]
- DAB 표준화 및 기술개발 현황 [引用日期2026-10-19]
- Digital Audio Broadcasting (DAB) [引用日期2026-10-19]
- 数字调幅广播信道传输进展(PDF) [引用日期2026-10-19]
- R-REP-BS.2384-2-2021-PDF-E(PDF) [引用日期2026-10-19]
- 国家广播电视总局广播电视科学研究院 数字音频广播领域 [引用日期2026-10-19]
- 高鹏:数字音频广播技术发展新趋势 [引用日期2026-10-19]
- 表21 带内功率定义为0dB时频谱模版中各点相对功率值(频谱模式索引23) [引用日期2026-10-19]
- T-25-7-Topic-Area-Chairpersons-Report-Distribution-Amended2(PDF) [引用日期2026-10-19]
- 277358-askerog_barumlokalradio-digradioapril2006(PDF) [引用日期2026-10-19]
- digitalradio-i-norge-2005(PDF) [引用日期2026-10-19]
- beredskapsmessig_vurdering_av_overgangen_til_dab(PDF) [引用日期2026-10-19]