DRMDRM技术系统技术系统1、DRM系统产生的背景 1、1、模拟AM广播需要数字化30MHz以下的长、中、短波广播 波段，迄今为止使用的幅度调制虽然 技术很简单，但是抗干扰能力很差， 尤其是在短波经常出现干扰。多年来短波广播就变得没有什么 吸引力了。原因主要在于差的声音质 量以及麻烦的操作与电台寻找。AM广 播自身的缺点和加之其它数字媒体的 竞争，其结果是调幅广播的不景气， 听众数量下降。AM广播的数字化，可以使声音质 量得到明显的改善，通过好的质量再 来吸引听众。此外，数字化后，可以 通过传输附加数据，例如电台名称和 替换频率，可使接收机的操作变得简 单容易。从能量的利用来看，AM发射功 率中的很大一部分是用于载波（例如 ，当平均m=0.3时，载波功率占发射 总功率的95.7 %）,对信号本身甚至完 全没有好处。现今中短波广播发射机 功率都很大，与此相联系的是有相当 高的运行费用。从频率资源的利用来看，30MHz 以下的广播波段有其特有的性能，它 能实现远距离和大范围的覆盖，是实 现地区性、全国性及国际性广播覆盖 的最好手段之一，而且它的良好的快 速移动接收特性是其它数字传播媒体 所不能相比的。因此，其它众多媒体 的数字化并不能代替AM广播的数字化 。模拟AM广播数字化对听众、广播 机构和发射与接收设备制造商都会带 来好处：首先，对于听众来说，除了 得到良好的声音质量和接收机操作、 使用简单方便外，还可以得到如文本 等数据业务的服务；对于广播机构来说，在振兴调幅 波段的广播的同时，数字广播可以有 增值业务，具有节约发射功率（在保 持相同的覆盖范围的情况下，发射功 率起码可低6dB）和节约频谱的能力 （有同步网运行能力），可以说是既 有显著的社会效益又有显著的经济效 益；对于设备制造商而言，通过数字 化可以带来新的市场机遇，新市场的 开辟会有良好的投资回报。1、2、 全世界需要统一的数字化 系统调幅广播是世界性的广播，尤其 是短波广播，必须使用统一的标准， 并进行世界统一的短波频率规划和分 配。这样做既保障有良好的“空中”秩 序，又拥有广大的听众。DRM系统是30MHz以下的数字音 频广播系统，经过严厉的开路试验、 技术成熟的系统。DRM系统是世界上 唯一的非专利的数字系统，用于短波 、中波/AM和长波，它可以使用已有 的频率和带宽。是对模拟AM广播的重 大改善。DRM系统充分考虑到了与ITU现 有的边界条件相一致以及与现有的模 拟业务的兼容，并保证了由模拟广播 向数字广播的平滑过渡。2、发射机2、1、模拟AM广播发射机的改装由COFDM编码调制器产生的16 QAM 或 64QAM信号，是处于较低频率范围 的COFDM基带信号，还需要在在发射 机中进行进一步处理。迄今为止所有的DRM试验发射 以及将来的正式广播都可以使用现有 的发射设备，不过需要对其进行改装 。一方面，须将由数字调制器产生的 OFDM基带信号的幅度变化分量A（t） (包络变化)送到现有模拟AM发射机射 机的调制通道；另一方面，须将数字调制器产生 的OFDM基带信号分解为同相分量I和 正交分量Q，通过RF数字频率合成器 变换为RF相位分量（t），即调相的 射频等幅振荡信号，作为激励信号送到 现有模拟AM发射机的激励通道。同时，要采取相应的延时措施， 保证幅度变化分量和相位变化分量同 时到达发射机的末级（被调级），然 后，发射机就发射出所希望的高电平 射频DRM OFDM信号。新型的模拟AM广播发射机，例如 使用PDM或PSM调制器的发射机以及 一些使用数字技术产生调幅波的发射 机（例如DX系列与M2W）等，一般来 说改装都是成功的。很多这样的发射 机已经参加了DRM开路试验正轨运行 。并不是所有的非线性发射机都适 合于进行这样的改装（例如乙类板调 发射机），而重新安装新的DRM发射 机可能是是有利的。2、2、 线性发射机如果将来使用新型的仅有RF放 大器的线性发射机，相对比较简单， 仅仅是将DRM基带信号进行频率变换 ，变换成射频信号，然后送入线性发 射机中进行完全正常的放大，然后发 射。THALES公司开发的RF数字合成 器输出可以直接输出包含相位和幅度 的信号，可直接送入RF放大器的输入 端。据悉，DRM联盟组织的一些试验 发射有的确实是用线性发射机进行的 。3、接收机为了收听DRM广播， 需要一部 新的接收机，现今的模拟接收机不能 提供DRM必要的解调与解码功能。DRM接收机必须支持模拟和数字 两种发射，其原因在于模拟技术已经 广泛的普及，在全世界范围内有20多 亿部接收机在使用，可能还要继续使 用10多年的时间，然后才能被新的数 字接收机取代。从模拟向数字应该实现“软”过渡 。这种过渡应在15年后结束，在不发 达的国家可能要晚一些。3、1、 软件接收机从2001年起DRM进行了为期2年 的开路试验运行，试验发射的接收和 评价，最早使用的设备是专用软件接 收机。借助于这种接收机，不仅可以 对传输的信号进行解调和解码，而且 也可以记录接收质量，并将信息反馈 给DRM组织。FhG软件接收机由德国费劳霍夫集成电路研究所（ Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen）开发，软件的价格为 60殴元。软件的时间是不受限的，可 永远使用，但通过网络的软件支持到 2005年初为止。软件接收机的输入信号为12KHz 的中频模拟形式的信号。这是因为该 频率处于用来分析DRM信号的PC声 卡的接收范围之内。由于大多数广播 接收机使用的中频为455KHz，所以还 需要一个外部电路板将这个频率再变 换为12KHz的中频。软件接收机主要由信道解码器、 音频解码器和多媒体播放器三大部分 组成.FhG软件接收机，它提供对接收 的信号进行分析的大量可能性，特别 适合于专业的应用。相应的价位也高 ，包含一个经过改装的AOR AR7030 接收机在内（作为前端，为PC机提供 12KHz的中频COFDM信号），价格 大约为5000殴元。3、2、第一代硬件DRM接收机Coding Technologies公司和 BBC以及德国的制造商AFG 合作，共 同开发和生产了符合DRM 标准的首批 接近系列化的长、中、短波DRM接收 机。 接收机基于具有模块结构的系统 设计。接收机基于两个模块：HF接收 机模块和承担解调以及信道和信源解 码任务的DSP模块。通过USB接口可以进行软件的升 级或者使来自DRM的数据业务在PC 进行加工处理。接收机可以处理单声 道和立体声信号（立体声通过Line- Out和S/PDIF）。接收机带有显示器，在显示器上 可以显示所有DRM的重要信息。这些 信息例如电台名称、发射频率、接收 场强、业务成分的数量以及在现实的 DRM业务中存在的所有其他的信息。接收频率可以通过10位的键盘或 通过29个电台按键选择。信号的接收 通过安装在接收机上的拉杆天线或外 接天线实现。这种接收机也可以接收 所有传统的长、中、短波的模拟广播 节目。从外表看这种接收机与传统的手 提收音机没有什么区别。使用的机箱 尺寸为250mm x 193mm x 70mm,对 于电路板的安放来说是足够了，还有 足够的位置安放功率较大的扬声器。 这种接收机已于2002年投放市场。3、3 第二代硬件接收机第二代DRM接收机是MAYAH、 Coding Technologies、Himalaya和 AFG合作开发的成果。在DRM2010接 收机中，应用了最新的技术，是DRM 发展的一个新的里程碑。这种接收机建立在已有标准的基 础上，并且比第一代接收机体积小、 价格便宜（700欧元）。特有的DRM功能在一个专门 为此而开发的DSP模块中实现。 DSP模块的软件可以通过一个 USB接口更新。此外，USB接口 也准备好了可以用PC进行继续处 理的其他数据应用的数据。接收机对单声道和立体声都能进 行解码。立体声信号通过耳机输出插 口收听。 在接收机的显示器上，能够显示电台 名称、使用的频率、场强以及接收的 DRM信号的业务成分的数量。也能够 显示DRM业务所提供的其他附加信息 。广播节目也可以通过在按键直接输 入频率进行选择。接收机除了能够接收DRM信 号外，也可以接收长、中、短 波模拟AM广播以及FM广播。接收机的尺寸：21 x 7 x 13cm 输出：立体声耳机输出与立体声线路 输出，二者都是3.5mm插头 控制：USB接口，用于数据业务和升 级 供电：外接电源，100-240V，AC， 47-67HzDRM方式信道编码/ 调制 ：全部的信道 编码与调制方式符合DRM规范，全部 数据率，EEP和UEP，标准调制和分 级调制（SM，HMSym和HMMix）。 MSC（64QAM和16QAM），SDC（ 16QAM和4QAM）长和短单元交织 传输模式：（A、B、C和D） 所有的频谱宽度（4.5 ，5 ，9 ，10 ，18和 20KHz） 源解码器：AAC与AAC+SBR单声道 、立体声3、4 第三代DRM接收机在第一代和第二代DRM接收机之 后, Coding Technologies 公司与合作 伙伴开发的第三代DRM接收机数字 世界旅行者（Digital World Traveller ）, 在阿姆斯特丹2004年的国际广播 大会（IBC）上在展出。Digital World Traveller是世界上第一个USB DRM接 收机。名称为“Digital World Traveller”的 DRM接收机与笔本电脑或PCs的USB 接口连接。通过一起提供的Digital World Traveller接收机软件接收DRM 、AM和FM广播节目。Digital World Traveller不需要附 加的设备，就可以很方便地接收符合 DRM标准的广播节目，它不需要电池 或外接电源，因为能量直接由笔记本 电脑或标准PC机得到。它是商务工作 者与旅游者最理想的产品，使他们随 时随地享受具有清晰的传输质量、来 自全世界的DRM广播成为可能。同时提供的Digital World Traveller接收机软件支持所有DRM运 行方式的解码，而且与Windows 2000,XP家用版及XP专业版兼容。 图1所示是Digital World Traveller DRM接收机的外观，接收机盒尺寸为 L x W x H: 11cm x 6cm x 3cm，重量 仅为110g。Digital World Traveller DRM接收机外观Digital World Traveller接收机的 售价为199欧元（第一代和第二代 DRM接收机分别为1000欧元和700欧 元），包括提供的Digital World Traveller接收机盒、Digital World Travelle接收机软件、制作在CD上的 使用说明，一根USB电缆和一个线状 天线。软件控制数字世界旅行者全部功 能，并且允许为每个频段存储多至10 个电台。在DRM模式，指示窗提供关 于业务组成等附加信息，并显示接收 的信号频谱。3、5将来的多用接收机数字接收技术和数字信号处理有 可能制造不太贵的接收机，它不仅可 以接收DRM，也可以接收DAB以及现 在的模拟广播。为了满足由模拟向数 字的过渡以及接收不同数字和模拟广 播的需要，将要开发的多用接收机包 括前端和基带信号处理两大部分，它 可以接收DAB、DRM/AM和FM/RDS 。