HD無線電的數(shù)據(jù)與音頻處理技術
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HD無線電技術
模擬廣播使用調頻(FM)或者調幅(AM)，這兩種調制方法都是將信號調制到載波的某些特性：FM是對正弦載波的頻率調制，而AM是對幅度進行調制。在射頻發(fā)射后，承載信息的信號被接收、解調，并從發(fā)送信號中提取。當前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)務的有限使用之外，這兩個頻段都沒有用于數(shù)據(jù)廣播。
HD無線技術不需要新的頻譜，因為它可利用現(xiàn)有的AM和FM頻段。在HD無線廣播業(yè)內，存在混合與全數(shù)字兩種形式?；旌夏Ｊ绞窃趦蓚€鄰近邊頻帶上傳輸數(shù)字信號，在兩個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)，更復雜的調制方案涉及到正交頻分復用(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，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(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備制造商的影響對于這個市場將來能否獲得成功都很關鍵。
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無線電技術的數(shù)據(jù)與音頻處理概念
最初，在全球范圍內快速采用數(shù)字音頻的概念背后是質量。通過采用先進的編解碼技術，數(shù)字無線電能在AM和FM頻段上實現(xiàn)CD或更高質量的音頻。不過，隨著越來越多的廣播公司更專注于無線廣播的內容，這種觀念正在淡化。
HD無線電技術的一個主要創(chuàng)新是在傳統(tǒng)用于AM/FM地面無線電廣播的系統(tǒng)頻段內可以提供更多的內容。通過使用我們今天稱為輔助音頻業(yè)務的技術，廣播公司可以提供兩個內容頻道(可能更多)，而以前只能提供一個頻道。這是通過將音頻頻段細分成不同信道，類似于DAB的復用環(huán)境。成倍增加內容而不增加廣播成本是HD無線電技術的關鍵驅動力。廣播公司可以增加聽眾規(guī)模以及相關的收入，同時為消費者提供更多選擇。
計劃使用HD無線電技術的廣播設備制造商和接收設備制造商可以向DAB學習，從一開始就是使用數(shù)據(jù)功能。有幾種可以實現(xiàn)的應用可使消費者接受HD無線電。例如，與節(jié)目有關的數(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，接收設備將需要LCD，而且這個LCD至少能支持滾動功能，這樣消費者就能看到發(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產品中已經出現(xiàn)，并實現(xiàn)了標準化。
當與存儲功能相匹配時，例如接收設備具有一個一體化硬盤(HDD)，EPG機制可能實現(xiàn)的另外一種創(chuàng)新是支持時移內容。對于最簡單的層次而言，消費者可以暫停一個節(jié)目而去接聽電話；此時，接收器將這個節(jié)目的內容記錄在存儲器中，以便用戶在接聽電話之后繼續(xù)收聽節(jié)目。
更先進的接收器能使用戶對其進行編程，以便在用戶不方便收看節(jié)目時自動記錄，用戶可以在之后再回放。具有跟蹤每個歌曲列表功能的EPG可使用戶對接收器進行編程來掃描某個特定歌曲的廣播頻道，并在發(fā)現(xiàn)這首歌曲的時候將其保存起來。注意，節(jié)目緩存和時移播放需要接收器能對內容進行編碼。接收器不是存儲本來的信號，而是通過聲學建模將信號轉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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