DAB數(shù)字廣播系統(tǒng)在重慶郵電大學(xué)的應(yīng)用

    一、DAB數(shù)字廣播系統(tǒng)及其優(yōu)勢

    DAB數(shù)字廣播系統(tǒng)即數(shù)字音頻廣播(ditial audio broadcasting, DAB)，它不同于調(diào)頻 (Frequency modulation, FM)和調(diào)幅( Amplitude Modulation, AM)采用模擬調(diào)制技術(shù)，恰恰是人民經(jīng)常談及的數(shù)字技術(shù)。中國是世界上率先部署數(shù)字廣播的國家之一,早在1990 年前后在京津地區(qū)部署了數(shù)字音頻廣播DAB先導(dǎo)網(wǎng), 在廣東佛山建立了DAB 廣播臺(tái),其他地區(qū)如上海、廣州、杭州、合肥、大連等地先后進(jìn)行過DAB試播。但這么多年過去了, 數(shù)字廣播并沒有在我國發(fā)展起來, 一直沒有形成固定的運(yùn)行模式和聽眾群體，DAB數(shù)字廣播還是如此陌生。

    在物欲橫流的信息時(shí)代，通信技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，僅以取代模擬廣播為目的DAB廣播節(jié)目難免被邊緣化。DAB數(shù)字廣播發(fā)展一度舉步維艱，但未免止步不前，歐洲部分國家已經(jīng)列出了DAB+轉(zhuǎn)變時(shí)間表，韓國在DAB基礎(chǔ)上發(fā)展了數(shù)字多媒體廣播(digital multimediabroadcasting，DMB)，中國公眾應(yīng)用也有由DAB應(yīng)運(yùn)而生的中國移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播 （China Mobile Multimedia Broadcasting，RMMB） ,DAB又煥發(fā)一春。走在我國數(shù)字廣播系統(tǒng)的前行者——重慶郵電大學(xué)執(zhí)行我國數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)GY-T/214-2006下，近十年一直致力于DAB 技術(shù)的研究，致力于公眾化應(yīng)用的研究與實(shí)踐，努力在標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)創(chuàng)新，自行提出了新的高頻復(fù)制算法設(shè)計(jì)DAB+基帶解碼芯片，并掌握發(fā)展核心技術(shù), 初步實(shí)現(xiàn)了我國推廣DAB數(shù)字廣播合理性和經(jīng)濟(jì)性。

    今天的通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)可謂如日中天，但數(shù)字廣播的本征特性使其在受眾性、可靠性等方面可彌補(bǔ)通信技術(shù)的某些不足，甚至更具優(yōu)越性。數(shù)字廣播的方式還是模擬廣播的“一對(duì)全體”,而通信技術(shù)“一對(duì)部分”的移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)同時(shí)連通的用戶數(shù)是有限的, 而廣播可同時(shí)接收的用戶則是無限的�！耙粚�(duì)全體”是廣播技術(shù)最重要的特征和優(yōu)勢,不僅突破了用戶數(shù)的限制，而且傳送信息的成本低，特別在用于公共信息發(fā)布時(shí), 廣播是最經(jīng)濟(jì)、最快捷、最綠色環(huán)保的技術(shù)手段。廣播的單向性在公共信息發(fā)布和公眾化應(yīng)用方面恰恰又避免了全半雙工所帶來的用戶選擇權(quán)和競爭、垃圾信息、黑客入侵、網(wǎng)絡(luò)安全等一系列負(fù)面問題，同時(shí)也正是這種“雙工”性使得通信效率較廣播低，通信平臺(tái)由于接收質(zhì)量不能保證而不適宜用于諸如教學(xué)等重要場合。另外，數(shù)字廣播的發(fā)展不單止于聲音，還可以結(jié)合公共大屏幕、多媒體終端、個(gè)人終端及其他多種設(shè)備顯示圖片、文本、視頻等，作為政務(wù)信息、天氣、交通、預(yù)警等與民生息息相關(guān)的公共信息發(fā)布通道。最后，數(shù)字廣播系統(tǒng)與之前的模擬廣播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一樣簡單、容易維護(hù)、抗災(zāi)能力強(qiáng)，使得它的可靠性非常高。

    二、重郵校園數(shù)字廣播系統(tǒng)

    大學(xué)作為知識(shí)集散的公眾場所，公共廣播的使用是必要的。原重慶郵電大學(xué)校園廣播系統(tǒng)采用定壓分區(qū)廣播方式，對(duì)校園教學(xué)樓、學(xué)生宿舍樓等室外公共通道進(jìn)行廣播。由于使用時(shí)間過長，相當(dāng)部分室外音柱銹蝕而自然損壞，不能正常工作，需進(jìn)行必要的改造。

    恢復(fù)校園廣播功能、升級(jí)系統(tǒng)功能、實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)字化傳送播放的要求出發(fā)，校園廣播的升級(jí)改造采用重慶郵電大學(xué)DAB數(shù)字廣播技術(shù)，改造現(xiàn)有校園老舊的廣播系統(tǒng)，為廣大師生提供高品質(zhì)的廣播服務(wù)，提高宣傳效果，體現(xiàn)學(xué)校在數(shù)字通信領(lǐng)域的特色和優(yōu)勢。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用重郵自主算法的DAB數(shù)字廣播技術(shù)，將廣播室的廣播音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理編碼，主干線上通過DBA數(shù)字無線信號(hào)到達(dá)廣播點(diǎn)的無線接收終端，由聯(lián)接終端的有源音柱播放廣播音頻，由LED屏顯示文本通知，以滿足校園廣播宣傳，語音通知，應(yīng)急廣播播出。實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

    人工控制播出：在廣播室通過話筒，向指定廣播點(diǎn)臨時(shí)插播所需的音頻信息，以滿足播發(fā)語音通知和應(yīng)急廣播的要求。

    自動(dòng)編程播出控制：廣播室的音源設(shè)備在系統(tǒng)控制設(shè)備的編程管理下，自動(dòng)定時(shí)向指定廣播點(diǎn)播放所需的語音信息，實(shí)現(xiàn)無人值守的自動(dòng)工作。

    無線信號(hào)覆蓋：利用DAB技術(shù)，結(jié)合學(xué)校實(shí)際地形地貌，成本低、無線架設(shè)多媒體信息主干傳輸網(wǎng)，力求以最低成本達(dá)到全校區(qū)域（包括現(xiàn)有校區(qū)和南部校區(qū)）覆蓋。

    良好系統(tǒng)擴(kuò)展性：在系統(tǒng)無線信號(hào)有效覆蓋范圍內(nèi)，在指定點(diǎn)增加無線接收終端，聯(lián)播音視頻播放設(shè)備，方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)延伸擴(kuò)展。

    三、重郵校園數(shù)字廣播系統(tǒng)的實(shí)施

    重慶郵電大學(xué)DAB數(shù)字校園廣播設(shè)計(jì)依據(jù)以下原則：

    ★GJG/T16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

    ★GB/T50314-2000《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

    ★GBJ50166-1992《廣播系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    ★GB3096-93《城市區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

    ★GB50526-2010《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    ★重慶郵電大學(xué)總體平面布置圖

    ★重慶郵電大學(xué)數(shù)字多媒體系統(tǒng)要求

    本工程DAB校園廣播系統(tǒng)根據(jù)校方要求的功能對(duì)應(yīng)有音頻覆蓋和音視頻結(jié)合的覆蓋類型，可以實(shí)現(xiàn)播放新聞、打鈴、教學(xué)相關(guān)通知等功能，見表一。

    表一 重慶郵電大學(xué)DAB系統(tǒng)覆蓋和功能簡表

    重慶郵電大學(xué)DAB校園廣播系統(tǒng)充分考慮系統(tǒng)的功能性、合理性、多樣性，在音源方面，由于兩大播報(bào)中心三教學(xué)樓和新聞中心距離發(fā)射主天線有一段距離，重郵根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)音源到發(fā)射臺(tái)的光纖傳輸系統(tǒng)，見圖一。將主要由話筒、卡座、調(diào)音臺(tái)、DVD機(jī)、多媒體電腦、收音機(jī)等組成的音源傳輸?shù)桨l(fā)射臺(tái)，并通過重郵編寫的DAB系統(tǒng)管理軟件統(tǒng)一管理播報(bào)控制。

    圖一 重慶郵電大學(xué)DAB系統(tǒng)音源傳輸系統(tǒng)圖

    重慶郵電大學(xué)DAB無線廣播是采用一對(duì)多方式進(jìn)行單向無線傳送,即一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送和多個(gè)接收機(jī)進(jìn)行無線接收,其中無線發(fā)射機(jī)進(jìn)行備份建設(shè),見圖二。

    圖二 DAB無線發(fā)射圖系統(tǒng)圖

    發(fā)射臺(tái)選址關(guān)系到DAB無線廣播效果、全網(wǎng)通信質(zhì)量，因此在選址時(shí)遵循目標(biāo)覆蓋區(qū)視野開闊、站址區(qū)域有可靠穩(wěn)定的電源、周邊無強(qiáng)電磁干擾、便于安裝維護(hù)。根據(jù)此原則，最后選定信科樓頂作為發(fā)射臺(tái)址。發(fā)射臺(tái)主要包括發(fā)射機(jī)、天饋系統(tǒng)。本工程采用重慶郵電大學(xué)自主研發(fā)的DAB數(shù)字廣播發(fā)射機(jī)，數(shù)字編譯算法完全具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該設(shè)備發(fā)射中心頻點(diǎn)為229MHz，帶寬為1.536M。目前安裝在信科樓頂?shù)陌l(fā)射機(jī)發(fā)射功率為5W；由于南部校區(qū)還在建設(shè)中，布局和高度信息不確定，故備用站點(diǎn)建議暫不考慮發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。天饋系統(tǒng)主要包括7/8”饋線、二功分器、全向天線，這些設(shè)備主要服務(wù)DAB信號(hào)發(fā)射。

    根據(jù)重慶郵電大學(xué)各樓宇分布和房屋結(jié)構(gòu)情況，進(jìn)行對(duì)播放點(diǎn)分布規(guī)劃及編碼，DAB的數(shù)字編碼數(shù)量大、拓展空間大的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，見表二。工程終端使用的結(jié)構(gòu)形式是無線接收加終端音響和顯示屏構(gòu)成，

    表二 重慶郵電大學(xué)DAB系統(tǒng)播放點(diǎn)分布及編碼表

    見圖三，具體應(yīng)用場景為：無線模塊植入有源音箱構(gòu)成單點(diǎn)無線接收廣播系統(tǒng),運(yùn)用在室外覆蓋，各教學(xué)樓教室及部分辦公室；無線接收機(jī)加功放及音響構(gòu)成大區(qū)域廣播，運(yùn)用在學(xué)生宿舍過道、教學(xué)樓過道、教學(xué)樓教師辦公室區(qū)域；無線接收機(jī)加LED顯示終端，運(yùn)用在教學(xué)樓、操場用作通知。終端都采取就地取市電，24小時(shí)供電保證DAB廣播隨時(shí)都能正常使用。

    圖三 終端無線接收構(gòu)成圖

    四、DAB實(shí)施效果總結(jié)

    重慶郵電大學(xué)的DAB數(shù)字廣播系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)收，無論是音頻和視頻的接收電平均值穩(wěn)定，聲音達(dá)到近乎CD音質(zhì),顯示準(zhǔn)時(shí)清晰。較常規(guī)廣播系統(tǒng)，重郵的DAB至少體現(xiàn)出幾方面的優(yōu)勢：數(shù)字化傳輸媒介，聲音非常清晰；輕松實(shí)現(xiàn)幾百個(gè)甚至突破任何數(shù)量獨(dú)立尋址廣播點(diǎn)；沒有網(wǎng)絡(luò)化廣播延時(shí)效應(yīng)；融合音視頻實(shí)現(xiàn)DAB多媒體公眾應(yīng)用等�？梢�，重郵的DAB完美應(yīng)用，給DAB這種未來趨勢的無線數(shù)字化廣播帶來了曙光，在教育、公共場所等可大力推廣。