关于数字音频广播(DAB)技术的演进

一、引言

    针对数据广播业务的新要求，数字音频广播（DAB）标准通过增加一个前向纠错（FEC）机制而进行了扩展。扩展是在确保完全后向兼容的条件下进行的。这一扩展使得DAB的覆盖能力显著增强，扩展以前的BER（误码率）在10-4之间，扩展后由于得到了附加FEC的帮助而使得BER值达到了10-8。

    现在DAB发射的主要出错保护机制是“维持比卷积码”（Viterbi Convolutional Code），它与DVB的“子信道导向”（Sub-channel-oriented）机制完全相反。维持比卷积码机制使每个DAB的子信道都可单独获得保护。这种方式很好地满足了MPEG-1/2 Layer II Audio子信道的要求，但它并未针对高敏感性的内容进行优化。

    另外，2006年世界各地的服务商将开始使用DAB这种非常适合移动广播的技术流传输诸如AV的一些业务，而这些AV流式业务尽管可能会受误码率的影响，但音频还原却不会受到影响。附加的前向纠错（里德-所罗门奇偶字节）的运用确保了在无需重新设计射频（RF）网络的情况下，实现AV码流的无干扰接收。所获得的10-8的BER相当于近无误式接收。应该说，这是自DAB正式颁布以来的一个重大技术飞跃。

二、DAB：从第一代到第二代

    1、DAB的基础

    下面的框图给出了DAB总集图，它包括最多64个信道，这些信道都可个别地根据以下一些条款定义：
    a.传输模式——流模式(SM)或包模式(PM)；
    b.规模；
    c.保护级(卷积码)——EEP或UEP(后者仅用于Layer II音频)；
    d.附加FEC——在此情况下变为“增强”SM或PM(ESM/EPM)；
    e.传输协议——MOT(PM/EPM)，MPEG-2 TS(ESM)，IP(PM/EPM)，TDC,....,
    f.(用户)应用——音频(LFA)，AV流传输(MPEG-2 TS(DMB,....)或IP(加UDP,RTP,...), 电子节目指南(MOT),.....

    b.流模式：MPEG TS流与FEC机制RS(204，188)一起被采用，后者已在DVB系统中采用，如每188字节的原始数据的16个奇偶字节，作为TS包的一个组成。这些TS包的内容与188字节深度交错，MPEG TS流以异步方式利用DAB流模式（DAB好比是一根电线）。

    由于没有任何一种遗留的接收机/终端能够解码MPEG TS流，因此系统对后向兼容没有要求。

    图1给出了约8%的里德-所罗门FEC产生的附加裕度的设想图。

    3、DAB的特点

    DAB的核心特点依旧是它适合移动接收，因此也可满足各种环境应用，如便携式接收和定点接受均能支持（两种传输模式的DAB Core在图3中给出）。由于采用了级联式的错误保护机制——维持比（“DAB Core”的组成部分）和里德-所罗门（图3中的“FEC”环状区），系统针对各种应用都能提供近无误的接收）。但DAB能采用的什么样的传输协议和应用呢？

三、结语

    附加的前向纠错的运用实现了前文提到的指标：

    ·取得了完全后向兼容
    ·10-8的BER（甚至更好）使得传送敏感性的内容如视频流成为现实
    ·支持与其他广播和移动通信标准的兼容

    通过一个改进的适配层——IP DataCast，DAB能传送满足这样协议的几乎所有内容。用户需要区分单向业务及组合DAB业务，带反向通道。当然，必须遵循正常的带宽限制。

    现在一个DAB组网（占用1.5 MHz的带宽）能传送至少6路高质量的AV流，并在移动终端中解码接收。统计复用技术的运用还将进一步增加这些业务。

四、未来展望

    一般来说，信源编码标准的开发目标是为了实现更高的效率、更高的质量及更好的功能性，但可别忘了多通道/环绕声音频！

    只要不需传输协议即可传送的编码内容尚未开发出来，采用DAB就仍是满足上述业务要求的方便易行的选择。如果必要，即使是再多一个误码保护技术应用也可容易地开发出来。

    DAB Java中间件及“语音应用”将为DAB在多媒体环境中开辟出一个新天地。随着数字版权管理技术（与IP传输相关）的运用，DAB再次证明其曾经具有且现在仍然具有的灵活性和未来无忧的特点，同时证明它的“适用于各种环境的数字广播系统”的地位！