数字调幅广播的全面革新:DRM技术深度解析与应用前景

广播技术的数字化转型与频谱价值的重塑

在人类通信技术漫长的演进史中,无线电广播始终占据着无可替代的生态位。从早期的矿石收音机到现代的车载娱乐系统,调幅(AM)广播以其独特的传播特性——即利用地波覆盖广阔区域以及利用天波实现跨越国界的远距离传输——连接了全球数以亿计的听众。然而,随着数字信号处理技术的飞速进步以及移动互联网对受众注意力资源的激烈争夺,传统模拟AM广播面临着前所未有的生存危机。底噪大、易受干扰、频带窄导致的音质低劣,以及高昂的发射能耗,使得这一古老的技术在高清音频和流媒体时代显得步履蹒跚。对于广电运营商和设备集成商而言,如何盘活庞大的中短波频谱资产,如何在保持广覆盖优势的同时提升服务质量,已成为关乎行业未来的核心命题。

正是在这样的产业背景下,数字广播技术应运而生,而其中最为耀眼的明星便是“世界数字广播”(Digital Radio Mondiale,简称DRM)。DRM不仅仅是一种新的编码方式,它代表了广播频谱利用效率的一次革命性飞跃。随着中国国家广播电视总局批准发布《中、短波数字声音广播技术规范》(GY/T 423-2025)等行业标准,DRM技术的本地化落地与标准化进程已正式拉开帷幕。这标志着,利用现有的调幅频段资源进行数字化改造,已不仅是技术可能,更是政策导向和行业趋势。DRM系统的核心愿景极为清晰:在保持调幅广播广覆盖、穿透力强的传统优势基础上,提供近乎调频(FM)广播的完美音质,并引入丰富的数据增值服务。

对于广电运营商而言,理解DRM不再仅仅是技术层面的探讨,更关乎未来几十年的基础设施布局与运营战略。传统的大功率AM发射机往往是能源消耗的巨兽,为了维持覆盖不得不消耗巨大的电能,而大部分能量实际上并未携带有效信息。DRM技术利用先进的正交频分复用(COFDM)和高效的音频编码,能够以模拟广播几分之一的功率,实现同等甚至更优的覆盖效果。这种“绿色广播”的特性,在能源成本日益敏感的今天,具有极高的经济价值。更为重要的是,DRM是一个开放标准,不属于任何单一的商业实体,这意味着广电运营商和设备制造商可以公平地获取技术规范,避免了被私有技术锁定的风险,这对于构建健康的产业生态至关重要。

我们必须认识到,广播频段是不可再生的国家战略资源。在30MHz以下的频段,电磁波的传播特性决定了它是唯一能够实现低成本、大范围、跨地形覆盖的手段。特别是在自然灾害频发、地面通信网络瘫痪的极端情况下,中短波广播往往是最后一道不倒的防线。DRM技术的引入,不仅是为了提升音质,更是为了赋予这一战略资源以现代化的信息承载能力,使其从单一的声音管道进化为集音频、文本、图片乃至应急指令于一体的多媒体平台。本文将以科普的笔触,深入浅出地剖析DRM技术的内在逻辑、系统架构以及在实际业务场景中的应用策略,帮助行业同仁构建起对这一新一代广播系统的深刻认知。

信号生成的逻辑重构与抗干扰机制

要理解DRM系统的优势,首先需要理解其信号生成的根本逻辑。在模拟AM广播中,音频信号直接控制载波的幅度,这种方式虽然简单,但抗干扰能力极差,且频谱利用率极低。外界的闪电、电气设备的火花等脉冲干扰,都会直接叠加在信号幅度上,转化为听众耳中的噪声。而DRM系统则完全不同,它将广播信号的生成过程变成了一个精密的数字处理流水线,每一个环节都经过了精心的数学设计,以对抗无线信道中可能出现的各种恶劣情况。

在这个流水线的起点,是源编码器和数据预编码器。音频信号不再是连续的波形,而是被切分、量化并压缩成数字比特流。

图1. DRM 广播的播出和接收流程

目前,DRM标准主要依赖于MPEG-4 HE-AAC和USAC(Unified Speech and Audio Coding)技术。USAC 是一项国际 ISO/MPEG 音频标准,其官方术语为 MPEG Extended High-Efficiency Advanced Audio Coding,旨在统一语音和音乐的编码,并在设计上能提供对其他 AAC 系列配置文件的向后兼容性。 HE-AAC利用心理声学模型,去除了人耳听觉掩蔽效应下的冗余信息,适用于码率大于8kbps的场景,能够处理单声道及立体声的音乐和语音混合内容,提供高保真的听觉体验。

图2. DRM 音频编码流程图:USAC 与 HE-AAC 的集成与模块化对比

而USAC是当前DRM生态中最先进的编码标准,它打破了语音和音乐编码的界限。USAC能够根据输入信号的特征,逐帧动态地在语音编码模式和通用音频编码模式之间切换。这意味着广播电台不再需要为了播放一首歌曲而在新闻节目中手动更改编码器设置。USAC使得在低至6kbps的码率下传输音乐和语音成为可能,且音质远超传统的短波广播。这种灵活的编码选择,使得运营商可以根据节目内容的性质来动态调整比特率,从而最大化频谱的使用效率。USAC是理解DRM为何能取代模拟广播的关键——它在节省频谱资源的同时,并未妥协音质。

特别值得一提的是,DRM引入了频带复制(SBR, Spectral Band Replication)技术作为带宽扩展的关键工具。在带宽极其有限的中短波频段,传输全频带的高保真音频是一项巨大的挑战。SBR的工作原理非常巧妙且具有启发性:它利用了人耳听觉系统的心理声学特性。研究发现,高频声音的波形细节并不像低频那样对听感至关重要,人耳更关注高频的包络和频谱结构。因此,SBR技术只对音频信号的低频部分进行高精度的波形编码,而对于高频部分,则只提取并传输其包络特征和少量的辅助控制信息。接收机端利用这些辅助信息,基于高质量的低频信号,通过谐波扩展等算法“重建”出高频成分。这种方法使得在极低的比特率下(例如仅需2kbps的附加开销),也能获得宽广的音频听感,极大地提升了听众的主观体验。

图3. 频带复制(SBR)工作原理示意图:音频频谱压缩与高频重建

纽格立的 NGA-101 DRM 媒体编码器正是这种先进音频处理能力的核心载体。NGA-101 是一款专业数字广播系统,它支持 Unified Speech and Audio Coding (USAC) 格式的多流实时音频编码。作为 MPEG Extended High Efficiency AAC的主要标准,NGA-101 能够高效地将音频、DRM 文本、MOT 幻灯片等业务融合到 DRM 复用信号中。

图4. NGA-101 DRM 媒体编码器

通过在编码过程中严格遵循 USAC 标准并结合SBR(频带复制)和 PS(Parametric Stereo)技术,NGA-101 确保了在短波和中波等有限频段内,广播信号依然能输出接近调频品质的高保真音频体验,彻底改善了传统 AM 广播的收听质量。无论是多变的节目内容还是复杂的传播环境,NGA-101 都能提供必要的编码灵活性和质量保障,是广播运营商实现音质飞跃的关键前端设备。

经过源编码的数据流,随后进入复用器。复用器是DRM系统的“调度中心”,它将音频数据、业务描述信息以及其他多媒体数据打包成一个统一的数据流,称为DRM复用帧。这一过程确保了接收机不仅能听到声音,还能知道这个电台叫什么、正在播放什么节目、甚至获取当前的交通路况。这种将内容与元数据强绑定的传输方式,是数字广播区别于模拟广播的根本特征之一。

DRM信号之所以能够在短波和中波这种极不稳定的信道中稳定传输,核心在于其采用的调制技术——编码正交频分复用(COFDM)。传统的数字调制往往使用单一载波传输高数率的数据,一旦这个载波受到特定频率的干扰或发生频率选择性衰落,载波幅度将大幅下降甚至消失,整个通信链路就会中断。而在短波传播中,信号往往会经过电离层的多次反射到达接收机,这种多径效应会导致严重的信号衰落和符号间干扰。

图5. COFDM 信号的时频结构与正交子载波示意图

COFDM采用了“分而治之”的策略,它将高速的数字比特流分散到成百上千个并行的子载波上。在9kHz或10kHz的带宽内,DRM系统会分布大约100到200个子载波。每一个子载波传输的数据速率虽然很低,但当它们组合在一起时,总的吞吐量却非常惊人。这种设计的巧妙之处在于,它通过延长每个符号的持续时间(从9毫秒到24毫秒不等),并插入保护间隔,使得信号的持续时间远大于信道的延迟扩展。这就好比在两个快速说话的句子之间插入了足够长的停顿,确保听者不会因为回声而听混了内容。此外,这些子载波在频率上是正交排列的,这意味着尽管它们的频谱相互重叠,但在数学上是互不干扰的。接收机可以精确地分离出每一个子载波上的信息。

为了进一步提高系统的鲁棒性,DRM还引入了交织技术。在短波信道中,干扰往往是突发性的,可能瞬间抹掉连续的一大片数据。如果这些数据恰好属于同一个音频帧,那么听众就会听到明显的爆音或静音。交织技术将原本连续的数据打散,按照特定的规则分散到不同的时间和频率位置上进行传输。在接收端,数据被重新排列回原来的顺序。这样一来,原本集中发生的突发错误就被分散到了很长的一段时间内,变成了零星的随机错误。配合强大的信道纠错编码,接收机可以轻松修复这些零星错误,从而实现“无损”的收听体验。这种源编码、信道编码、交织和COFDM调制的有机结合,构成了DRM系统坚不可摧的技术底座。

DRM复用帧的精细结构与系统运作机制

DRM系统不仅仅是一个传输音频的管道,更像是一个高度组织化的数字集装箱运输系统。为了确保不同类型的数据(音频、文本、控制指令)能够有序、高效地到达接收端,DRM定义了一套严密的复用帧结构。理解这一结构,是掌握DRM业务配置和灵活调度的关键。对于设备集成商而言,这也是设计发射机激励器和接收机解调算法的基础。

DRM传输的基本时间单位是“传输超级帧”。每个超级帧的持续时间固定为1.2秒,这个时间长度的选择并非随意,它是综合考虑了音频编码帧长、信道交织深度以及接收机同步速度后的最优解。这个1.2秒的时间容器被进一步划分为三个传输帧,每个时长400毫秒。在这个时间容器内,流淌着三条并行的逻辑信道,它们各司其职,共同维持着广播业务的运转。这三条信道分别是:主业务信道(MSC)、快速接入信道(FAC)和业务描述信道(SDC)。

图6. DRM 信号复用结构示意图:FAC、SDC 与 MSC 数据帧

主业务信道是DRM复用帧中占用带宽最大、承载核心内容的部分。我们可以把它想象成一列货运卡车的主车厢,里面装载着听众真正关心的内容——音频流和数据流。MSC的设计极具灵活性,它最多可以同时承载四个独立的业务流。这些流可以是纯音频,也可以是纯数据,或者是两者的结合。每个音频流不仅包含压缩后的音频数据,还可以附带少量的文本信息(如滚动的歌名或新闻简报)。而数据流则是DRM区别于模拟广播的重要特征。特别是当使用DRM的数据包模式时,一个物理上的数据流内部还可以进一步划分为最多四个“子流”。这意味着,在一个数据管道中,可以同时并行传输四种不同的数据业务,例如一路传输交通信息,另一路传输电子地图更新,互不干扰。

如果说MSC是满载货物的车厢,那么快速接入信道FAC就是车头的调度信号灯。FAC的数据量虽然很小,但至关重要。它的主要任务是告诉接收机:这个信号是什么?包含了哪些服务?如何去解调它?FAC包含的信息分为两类:一是信道参数,描述了信号的物理属性,例如频谱占用情况(是9kHz带宽还是10kHz带宽?)、信号的调制方式(是16QAM还是64QAM?)、以及复用中包含的业务流总数;二是业务参数,为接收机提供快速扫描和识别服务的能力,例如每个业务的唯一标识符、语言代码等。由于FAC承载的是最基本的系统信息,因此它采用了最稳健的传输参数,确保即使在信号极差的情况下,接收机也能首先锁定FAC,从而获知系统的基本状态。

当接收机通过FAC“发现”了信号后,它需要更详细的信息来正确地呈现内容,这就是业务描述信道SDC的作用。SDC可以被看作是随信号发送的一本详细的“用户手册”或“节目单”。与FAC每帧都发送不同,SDC的信息在每个超级帧(1.2秒)中只发送一次。它包含的信息量非常大且种类繁多,被组织成不同的“实体”。目前定义的SDC实体类型多达13种,涵盖了方方面面的信息:从解码指南(告诉接收机MSC中的某一个流具体采用了哪种音频编码,采样率是多少),到业务关联(描述哪些流属于同一个电台,例如一个音频流可能和一个图片数据流绑定),再到辅助功能(提供时间校准信息、国家代码、节目类型标签等)。特别值得注意的是,SDC还提供了异频切换信息(Alternative Frequencies),这对于移动接收至关重要,让收音机能在信号变弱时自动切换到信号更好的频率上,实现类似蜂窝网络的无缝漫游体验。

表1. DRM 核心信道(MSC, FAC, SDC)功能与传输特性对照表
信道类型 全称 功能类比 主要内容 传输频次
MSC 主业务信道 货运车厢 音频数据、多媒体数据、文本信息 持续传输
FAC 快速接入信道 调度信号灯 带宽模式、调制参数、服务 ID 每帧传输 (400ms)
SDC 业务描述信道 用户手册 解码参数、多语种标签、异频列表、时间信息 每超级帧传输 (1.2s)

这种三信道的设计,体现了DRM系统在效率与可靠性之间的平衡智慧。MSC追求最大的吞吐量,使用高阶调制;FAC追求最强的鲁棒性,使用低阶调制和强纠错;SDC则在两者之间,负责复杂的元数据管理。对于运营商而言,这意味着可以通过调整MSC的保护等级来平衡覆盖范围和音质,而无需担心系统的基本引导信息丢失。同时,这种结构也为未来的扩展留下了空间,新的业务类型可以通过增加新的SDC实体来定义,而不会破坏现有的接收机架构。

从“听广播”到“用广播”:多媒体业务的深度开发

DRM技术的魅力不仅在于“听得清”,更在于“看得见”和“用得上”。通过主业务信道,DRM提供了一套完善的数据传输机制,使得广播不再局限于声音,而是演进为一种多媒体信息服务。这对于广电运营商来说,意味着业务形态的根本性转变:从单一的音频内容提供商,转型为综合信息服务分发商。

为了适应不同类型的数据应用,DRM设计了三种数据传输方案,运营商可以根据业务需求灵活选择。第一种是同步数据流,这是一种类似于透明管道的传输方式。数据以固定的比特率连续不断地送入,接收端则按同样的速率流出。这种方式适合那些对实时性要求极高、且数据产生速率恒定的应用。但是,它要求内容提供商必须保证数据流的连续性,不能有中断,否则管道就会空转,浪费宝贵的带宽资源。第二种是DRM数据包模式,这是最常用也最灵活的模式。它类似于互联网的IP数据包传输,数据被切分成一个个有限长度的数据包。这种模式支持异步传输,即有数据就发,没数据就停,极大地提高了带宽利用率。更重要的是,它允许在同一个MSC数据流中复用多个子业务,系统会根据数据量动态分配带宽。第三种是异步数据流,它是基于数据包模式的一种特殊应用,提供了介于前两者之间的折衷方案。

图7. DRM 多业务复用架构与共享数据流示意图

在这些传输机制之上,DRM构建了一系列标准化的应用,极大地丰富了广播的内涵。其中最具代表性的是SlideShow(幻灯片显示)。通过DRM,电台可以同步发送JPEG或PNG格式的图片。在播放音乐时显示专辑封面,在播报新闻时显示现场照片,或者在交通广播中推送实时路况地图。这让广播具备了视觉冲击力,使其在与车载屏幕、手机等终端的竞争中具备了更强的吸引力。此外,DRM还支持广播网站(Broadcast Website)和电子节目指南(EPG)。前者通过传输HTML格式的页面,让用户在接收机上获得类似浏览本地网站的体验;后者则允许用户查看未来几天的节目安排,并进行预约收听。这些功能共同构成了一个丰富多彩的数字广播生态系统,彻底改变了传统广播“过时不候、仅凭耳听”的收听习惯。

图8. DRM 业务动态重构与多时段资源优化示例

更进一步,DRM支持动态重构,这使得运营商可以灵活调度资源。在模拟时代,一个频率就是一个节目,资源是固定的。而在DRM中,通过SDC的配置,运营商可以玩出无数花样。例如,一个运营商可以在同一个复用信号中提供两个音频节目。这两个节目虽然播放不同的语言(如普通话和藏语的新闻),但它们可以共享同一个图片数据流,这种“共享”机制使得有限的带宽资源得到了最大程度的利用。或者,运营商可以根据时段动态调整业务配置。比如,在白天时段,由于地面波传播稳定,可以配置为两个携带新闻图片的高音质的立体声音乐台;到了晚间,随着电离层反射增强,干扰变大,或者是为了转播整点新闻,运营商可以瞬间将配置切换为三个单声道的语音台,并增加纠错编码的强度以保证接收可靠性。这种切换对用户是透明的,接收机会自动适应新的配置,确保持续的收听体验。这种能力赋予了运营商前所未有的运营弹性,使其能够根据受众需求和信道条件,实时优化播出策略。

图9. NGA-101 DRM 媒体编码器

而实现这种运营弹性和多业务融合的核心,正是纽格立的NGA-101 DRM 媒体编码器。NGA-101 不仅支持USAC 和HE-AAC高清音频编码,更是强大的信息聚合中心,能够将音频、DRM 文本、MOT幻灯片和交互数据等丰富的多媒体业务融合到一个完整的DRM 复用信号中。

它支持多复用配置的灵活安排,完美契合了运营商根据不同时段和传播条件进行动态资源调度的需求。NGA-101兼容DRM30的全部鲁棒模式和保护比,确保内容在复杂环境下的高送达率。更值得一提的是,NGA-101在输出标准的 MDI/DCP 复用流时,集成了PFT(保护分 片传输)功能,通过对 IP 传输流进行差错保护,极大地增强了传输可靠性,为广电运营商转型为综合信息服务分发商提供了坚实的前端技术保障。

绿色广播的经济账:能效、覆盖与基础设施复用

在当前的全球能源背景下,广播系统的能效比成为了广电运营商考量的重要指标。传统的模拟AM广播技术,虽然在覆盖上具有优势,但其能源利用效率之低也是不争的事实。 在频域上,AM信号由一个中心载波分量和两个对称的边带(上边带USB和下边带LSB)组成。射频能量的分布直接决定了系统的发射效率。

  • 载波: 在无调制或有调制状态下,载波分量始终存在且占据了发射总功率的绝大部分。然而,从信息论的角度来看,载波是一个确定性的正弦波,其熵(Entropy)为零,即载波本身不携带任何音频信息。它存在的唯一工程意义,是为早期的非相干解调接收机(如包络检波器)提供相位和频率参考,使得接收机能够以极低的成本(仅需一个二极管和一个电容)还原信号。

  • 边带: 真正的音频信息完全包含在两个边带中。边带的幅度随音频信号的变化而变化,承载了有效的信息熵。

图10. 模拟调幅(AM)信号的时域与频域分解示意图

AM发射机为了传送信息,载波必须始终保持高功率发射,即使在静音期间也是如此。这意味着大量的电能的能量仅用于“辅助”廉价接收机工作,最终被转化为热能耗散掉了,只有很少一部分真正用于承载音频信息。相比之下,DRM作为数字系统,其发射功率主要用于传输有效比特,展现出了压倒性的能效优势,被业界誉为“绿色广播”的典范。

DRM信号在频域上不再表现为“中心高塔、两侧低坡”的形态,而是呈现为一个近似矩形的平坦功率谱。DRM系统不需要发送高功率载波来辅助解调。接收机采用相干解调技术,通过散布在数据符号中的低功率导频进行信道估计和同步。这使得发射机的绝大部分能量可以直接分配给携带数据的子载波。DRM信号由成百上千个(具体数量取决于带宽和模式,如模式A在10kHz带宽下约有200个)窄带子载波组成。每个子载波独立进行正交幅度调制(QAM)。由于去除了非信息载波,DRM发射机的平均功率几乎全部用于传输有效比特。这是DRM能够以几分之一的功率实现同等覆盖的关键原因。

图11. AM 与 DRM 信号频谱对比图:数字广播的无载波优势

工程实践和场测数据表明,要达到相同的有效覆盖范围和优于模拟的信噪比,DRM系统所需的平均辐射功率仅为模拟AM的20%到25%。这一发现被称为“1/4 功率法则”,是DRM技术经济性的核心支柱。

为了量化节能效果,我们建立一个详细的年度能耗模型。假设两台发射机均按照广播电台的典型工况(24小时/365天)运行。在整机效率方面,即使是较先进的固态模拟AM发射机,其AC-to-RF效率通常在70% - 75%左右(此处按75%计算);而现代DRM发射机凭借高效率的功放技术,平均效率已优化至85% - 90%(此处按85%计算)。基于这些参数,我们量化计算了它们的电力消耗:

表2. 模拟 AM 与 DRM 发射系统能耗及节能效益对比表
参数指标 250 kW 模拟 AM 发射机 80 kW DRM 发射机 差异值 (节能)
射频输出功率 250 kW (载波+边带) 80 kW (全信息功率) -170 kW
整机 AC-RF 效率 ~75% ~85% +10%
电网输入功率 250 ÷ 0.75 ≈ 333.3kW 80 ÷ 0.85 ≈ 94.1kW -239.2 kW
年运行小时数 $8,760$ 小时 $8,760$ 小时 0
年总耗电量 2,919,708 kWh 824,316 kWh 2,095,392 kWh

分析表明,仅单台发射机,DRM方案每年可节省超过209万千瓦时的电力,其系统的能耗仅为同等覆盖能力模拟系统的28%,节能幅度高达72%。

这种结构性的节能优势直接转化为运营成本的大幅缩减。以工业用电价格0.8元人民币/kWh计算,DRM方案单台设备每年可节省电费约167.7万元人民币。对于拥有大规模发射网络的广播运营商来说,这种削减是结构性的,能够极大改善财务健康状况。

此外,能效的提升还显著降低了机房的热负荷。250kW AM发射机(333kW输入)约产生 83kW 的废热,而80kW DRM发射机(94kW输入)仅产生 14kW 的废热。热负荷降低了83%,极大缩减了对机房大型空调系统的依赖,进一步提升了能源使用效率,从而减少了基础设施成本。最后,在“双碳”目标下,环境效益也至关重要。基于国际通用的碳排放因子,单台80kW DRM替代250kW AM,每年可减少约1047吨的二氧化碳排放。这使得DRM技术成为广播行业履行社会责任、应对气候变化政策的关键技术路径。

图12. NGA-201 DRM 调制器

纽格立提供的NGA-201 DRM 调制器集成了集成了数字预失真 (DPD)、自适应线性和非线性预校正,以及 PAPR(峰均功率比)降低功能,可显著提升系统性能和传输效率,帮助运营商实现成本优化的目标。

除了省电,DRM还极大地节省了宝贵的频谱资源。在VHF频段,传统的模拟FM立体声广播通常需要占用约200kHz的带宽来保证音质。而DRM在VHF频段(模式E)下,仅需占用不到FM一半的带宽(96kHz),就可以传输多达3套音频节目加上丰富的数据服务。这相当于将频谱的商业价值提升了6倍以上(从1个节目/200kHz变为3个节目/100kHz)。这种频谱效率的提升,对于频谱资源日益紧张的城市环境尤为重要,它允许运营商在有限的频段内通过单频网(SFN)技术,部署更多的电台,提供更多样化的内容,从而在激烈的媒体竞争中占据优势。

在覆盖能力上,DRM利用COFDM技术有效克服了多径衰落。在模拟短波广播中,听众常会遇到信号忽大忽小、伴随严重相位失真和噪音的现象,这就是典型的多径衰落。DRM则能提供清澈的声音,且接收门限更低。这意味着在相同的发射功率下,DRM信号可以被更远距离的接收机成功解调,实质上扩大了有效覆盖半径。而且,DRM不仅适用于传统的AM频段(长波、中波、短波),还扩展到了VHF频段,能够与DAB+等其他数字标准互补,形成全频段的数字覆盖网络。

对于设备集成商而言,DRM的一个巨大优势在于其对现有基础设施的高度复用性。从模拟转向数字并不意味着要将现有的铁塔、天线和发射机房推倒重来。DRM标准在设计之初就充分考虑了这一点。许多现代化的模拟AM发射机,实际上只需要进行激励器的升级和末级放大电路的线性化改造,就可以支持DRM发射。天线系统和铁塔等昂贵的重资产通常可以直接沿用。此外,DRM支持同播模式,运营商可以在现有的模拟频道旁边,利用空闲的半个频道带宽发射数字信号,或者在邻频发射。这种平滑过渡的方案,允许运营商在不流失现有模拟听众的前提下,逐步培养数字广播受众,最终实现完全的数字化切换。

战略高地与未来展望:应急广播与产业生态

在中国广电行业的宏观战略版图中,DRM技术不仅仅是广播技术的升级,更是国家应急通信体系的重要组成部分。在地震、洪水等重大自然灾害发生时,光纤网络可能断裂,基站可能倒塌,电力可能中断,现代通信网络往往会瞬间瘫痪。而中短波广播凭借其地波绕射和天波反射的物理特性,往往成为最后一道不倒的信息防线,是政府向灾区民众发布指令、稳定民心的关键渠道。

图13. 基于中短波远距离传播的 DRM 应急广播系统覆盖示意图

DRM技术特有的EWF(应急报警功能),使其成为理想的新一代应急广播平台。与传统模拟广播只能被动等待听众收听不同,DRM系统可以发送特殊的控制指令。当灾难发生时,发射端可以触发EWF信号,强制唤醒处于待机状态的DRM接收机,并自动切换到应急频道。更为强大的是,DRM不仅可以播放语音警报,还可以通过屏幕显示多语种的文字逃生指南、避难所地图等详细信息。这种图文并茂、强制唤醒、多语种支持的能力,极大地提升了信息传递的准确性和效率。对于承担公共服务职能的广电运营商来说,部署DRM不仅是技术升级,更是履行社会责任、提升国家应急保障能力的必要举措。

纽格立提供的DRM应急广播解决方案是一套端到端、无缝衔接的完整系统,旨在高效、精准地连接中国应急广播平台与DRM数字广播网络。

图14. DRM 应急广播解决方案端到端系统架构与功能流程图

该解决方案是连接应急广播平台与DRM网络的端到端系统,由五大组件构成。应急广播适配器(EBA) 作为核心桥梁,接收和解析应急广播平台下发的应急广播消息。随后,DRM媒体编码器(DME)接收EBA的DIP包,完成编码复用、执行动态重配,生成复用流。信号经由DRM调制发射系统实现大区域覆盖。最终,DRM接收终端实现信令监听、强制唤醒、自动换频和多媒体信息的精准显示,确保应急信息的可靠送达。

图15. 纽格立DRM 应急广播适配器消息管理界面与户外信息接收大屏

展望未来,随着《中、短波数字声音广播技术规范》等标准的实施,中国DRM产业将迎来爆发期。对于广电运营商,建议积极开展单频网的试点部署,利用DRM支持同频覆盖的特性,解决重点区域的补点覆盖问题;同时,不要仅将DRM视为音频广播的替代,而应将其视为“无线数据分发网”,积极开发基于数据包模式的行业应用,如针对远洋渔业、地质勘探等特定行业的远程数据推送服务,开拓新的盈利模式。对于设备集成商,应抓住发射机改造和多模接收机研发的机遇,推动DRM技术在车载终端和消费电子产品中的普及。特别是在新能源汽车领域,DRM的高音质、低功耗和数据服务特性与智能座舱的理念高度契合,是一个巨大的潜在市场。

数字音频广播(DRM)技术的成熟与标准化,为古老的调幅波段注入了全新的生命力。它不再是那个伴随着沙沙声的旧收音机,而是一个高效、绿色、智能的多媒体信息平台。通过精密的数字信号处理、灵活的复用架构以及强大的抗干扰能力,DRM成功地在有限的带宽内实现了音质与服务的双重飞跃。对于广电行业而言,这是一次从“广播电台”向“综合信息服务商”转型的历史机遇。通过拥抱DRM,我们不仅能够大幅降低运营成本,响应国家节能减排的号召,更能通过丰富的数据业务,在数字化时代重新捕获受众的注意力。随着技术的不断演进和产业链的日益完善,一个清晰、多彩、无处不在的数字广播新时代正在向我们走来。


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