HD無線電的數(shù)據(jù)與音頻處理技術(shù)
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HD無線電技術(shù)
模擬廣播使用調(diào)頻(FM)或者調(diào)幅(AM)，這兩種調(diào)制方法都是將信號調(diào)制到載波的某些特性：FM是對正弦載波的頻率調(diào)制，而AM是對幅度進(jìn)行調(diào)制。在射頻發(fā)射后，承載信息的信號被接收、解調(diào)，并從發(fā)送信號中提取。當(dāng)前AM和FM的波段分別在540~1,700kHz和88~108MHz之間。這些波段包含各種語音和音樂格式。不過，除了無線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)(RBDS)和其它小受眾的數(shù)據(jù)副載波業(yè)務(wù)的有限使用之外，這兩個(gè)頻段都沒有用于數(shù)據(jù)廣播。
HD無線技術(shù)不需要新的頻譜，因?yàn)樗衫矛F(xiàn)有的AM和FM頻段。在HD無線廣播業(yè)內(nèi)，存在混合與全數(shù)字兩種形式?；旌夏Ｊ绞窃趦蓚€(gè)鄰近邊頻帶上傳輸數(shù)字信號，在兩個(gè)頻帶之間播送模擬信號。全數(shù)字模式消除了模擬信道，采用全數(shù)字傳輸。與FM和AM信號獲取相比，在接收這種信號時(shí)涉及到大量的數(shù)字信號處理。對于數(shù)字邊頻帶，去除鄰近的模擬信道是必需的(圖1)，更復(fù)雜的調(diào)制方案涉及到正交頻分復(fù)用(OFDM)。
除了去隔行處理和誤碼校正，數(shù)字碼流還必須采用iBiquity公司的HD編解碼器(HDC)。同時(shí)，如前所述還須并行處理模擬信號。最后，數(shù)字化的模擬音頻和數(shù)字音頻(來自HDC)混合在一起產(chǎn)生期望的HD無線音頻(見圖2)。
除了這些信號處理問題，模擬無線電和HD無線電系統(tǒng)之間的一個(gè)主要區(qū)別就是數(shù)據(jù)發(fā)送。上面提到的類似的數(shù)字技術(shù)(sans HDC)可以用來提供一種包含各種信息的數(shù)字信號。所傳輸信息的類型以及對廣播電臺以及無線電設(shè)備制造商的影響對于這個(gè)市場將來能否獲得成功都很關(guān)鍵。
圖1：混合與全數(shù)字干擾
圖2：HD無線電FM接收器原理框圖
HD無線電技術(shù)的數(shù)據(jù)與音頻處理概念
最初，在全球范圍內(nèi)快速采用數(shù)字音頻的概念背后是質(zhì)量。通過采用先進(jìn)的編解碼技術(shù)，數(shù)字無線電能在AM和FM頻段上實(shí)現(xiàn)CD或更高質(zhì)量的音頻。不過，隨著越來越多的廣播公司更專注于無線廣播的內(nèi)容，這種觀念正在淡化。
HD無線電技術(shù)的一個(gè)主要創(chuàng)新是在傳統(tǒng)用于AM/FM地面無線電廣播的系統(tǒng)頻段內(nèi)可以提供更多的內(nèi)容。通過使用我們今天稱為輔助音頻業(yè)務(wù)的技術(shù)，廣播公司可以提供兩個(gè)內(nèi)容頻道(可能更多)，而以前只能提供一個(gè)頻道。這是通過將音頻頻段細(xì)分成不同信道，類似于DAB的復(fù)用環(huán)境。成倍增加內(nèi)容而不增加廣播成本是HD無線電技術(shù)的關(guān)鍵驅(qū)動力。廣播公司可以增加聽眾規(guī)模以及相關(guān)的收入，同時(shí)為消費(fèi)者提供更多選擇。
計(jì)劃使用HD無線電技術(shù)的廣播設(shè)備制造商和接收設(shè)備制造商可以向DAB學(xué)習(xí)，從一開始就是使用數(shù)據(jù)功能。有幾種可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用可使消費(fèi)者接受HD無線電。例如，與節(jié)目有關(guān)的數(shù)據(jù)，諸如歌曲名或廣播格式，需要成為HD無線電接收器的基本數(shù)據(jù)特性。因此，接收設(shè)備將需要LCD，而且這個(gè)LCD至少能支持滾動功能，這樣消費(fèi)者就能看到發(fā)送信道的全部信息。對于廣播公司來說，定期更新可采用電子節(jié)目指南(EPG)的形式表現(xiàn)。這種功能在DAB產(chǎn)品中已經(jīng)出現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。
當(dāng)與存儲功能相匹配時(shí)，例如接收設(shè)備具有一個(gè)一體化硬盤(HDD)，EPG機(jī)制可能實(shí)現(xiàn)的另外一種創(chuàng)新是支持時(shí)移內(nèi)容。對于最簡單的層次而言，消費(fèi)者可以暫停一個(gè)節(jié)目而去接聽電話；此時(shí)，接收器將這個(gè)節(jié)目的內(nèi)容記錄在存儲器中，以便用戶在接聽電話之后繼續(xù)收聽節(jié)目。
更先進(jìn)的接收器能使用戶對其進(jìn)行編程，以便在用戶不方便收看節(jié)目時(shí)自動記錄，用戶可以在之后再回放。具有跟蹤每個(gè)歌曲列表功能的EPG可使用戶對接收器進(jìn)行編程來掃描某個(gè)特定歌曲的廣播頻道，并在發(fā)現(xiàn)這首歌曲的時(shí)候?qū)⑵浔４嫫饋怼Ｗ⒁?，?jié)目緩存和時(shí)移播放需要接收器能對內(nèi)容進(jìn)行編碼。接收器不是存儲本來的信號，而是通過聲學(xué)建模將信號轉(zhuǎn)換成一種更高效的格式，例如MP3，以便更高效地利用存儲容量。
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