DAB+无线接收机设计介绍

录入：edatop.com 点击：

对数字无线电而言，这是个令人激动的时代。基于Eureka-147的DAB(数字音频广播)已在极具影响力的英国市场取得了重大突破。据某些独立调查公司预测，今年，英国DAB销量将超过200万，到2008年还将增加至260万。丹麦的DAB发展也很成功，至今已售出超过40万台DAB接收机。这样的成功应归功于政府在这些市场果断推行数字无线电，广播公司提供极具吸引力的节目内容，再加上各种数字无线电接收机(从低成本带时钟的数字收音机和手持式收音机到高端HiFi系统)的广泛供应。

从上世纪90年代问世之后，DAB数字无线电一直是采用MPEG Audio Layer II编码。但从DAB标准首次制定至今已过了许多年，这期间出现了很多更有效的编码方案和算法。采用这些算法，DAB能用更低的比特率提供同样的甚至更好的主观音频质量。因此，WorldDMB技术委员会任务组最终决定选取全球最有效的音频压缩方案-采用MPEG-4 HE-AAC v2的DAB+技术。

在象英国和丹麦等已经部署DAB数字无线电的国家，广播公司和政府管理层肯定会继续采用MPEG Audio Layer II编码。但在那些准备在近期开始发展数字无线电的国家，DAB+的呼声则非常高。

DAB+的特点

政府、管理机构、广播公司以及最重要的消费者都会发现DAB+有很多非常明显的优点。首先，最新的MEPG-4音频编解码器能达到非常优异的能效，允许更多电台进行多路广播，为消费者提供更多节目选择，并提高无线电频谱的利用效率和降低数字电台的传输成本。HE-AAC v2只需MPEG Audio Layer II所需子通道比特率的三分之一就能达到与其相同的主观音频质量。

MPEG Audio Layer II的所有功能DAB+都一样可以提供，包括服务跟踪(即调整到另一个DAB信号群(ensemble)或FM联播上的相同服务)、交通信息发布、PAD多媒体数据服务(包括象封面艺术家信息介绍或新闻头条的动态标签以及作为补充的图形图象)、服务语言选择和节目类型信息(例如是伤感音乐、流行音乐还是体育)介绍。

DAB+的另一特点是使用了带宽扩展工具SBR(频带复制)。SBR将大部分可用比特率分配给音频信号的低频部分(低频带)，因而提高了效率。解码器通过分析低频带信号和编码器提供的附加信息来产生音频信号的高频部分(高频带)。这里的附加信息所需的比特率远低于用核心音频编解码器编码高频带信号所需的比特率。

DAB+有一个非常重要的设计要求，那就是频道切换延迟(“zapping” delay)必须很短。不但同一个DAB信号群上由一个台切换到另一个台所需的时间必须控制得最短，而且调整到另一个DAB信号群上的频道服务的时间也必须尽量缩短。

图1：提供DAB和DAB+服务的国家(图片由WorldDMB提供)。

英国和澳大利亚进行的现场实验表明，采用HE-AACv2编码方案所能覆盖的地理面积比采用MPEG Audio Layer II的稍大。在某些靠近覆盖区域边缘的地方，MPEG Audio Layer服务已经出现可闻噪声现象，而HE-AAC v2服务则未出现此类现象。从实际效果来说，HE-AAC v2不会产生可闻噪声，但当信号过弱时，音频帧的丢帧数将增多，因而会出现短暂的静音(渐弱和渐强)。实验听众表示更愿意在接收错误时听到这种效果。与采用MPEG Audio Layer II方案的DAB相比，采用HE-AAC v2方案的DAB通信失败的时间会推后(HE-AAC v2能接收信号质量更低的DAB信号)，但从正常接收到无法接收之间的信号质量余量较小。

图2：DAB+标识。

从接收机方面看， DAB+的成本相比DAB有所增加，尤其是在市场起步阶段。因为DAB+需要添加额外的非易失性闪存来安装新的编解码器，还需要更大RAM来运行这个编解码器。此外，DAB+还要求处理器速度更快，这会消耗更多电能。以上这些，再加上AAC编解码器的版权花费，会让DAB+的材料成本最高增加25%。但随着技术发展，通过代码优化，闪存和RAM的使用将越来越少，而且功耗也会降低。代码优化预计将在2009年1月实现，恰好赶上澳大利亚的DAB计划上马，那时最终的成本除了编解码器版权费之外不会有任何增加。

图3：Fronter Silicon公司的Jupiter 6参考平台。

DAB市场开始起步

在DAB规范(DAB+)中纳入了高效AAC解码器之后，全球都对DAB寄予了厚望。例如，澳大利亚已公开表示将在2008年底全面开展DAB+服务，包括加拿大、意大利、瑞士、捷克、马耳他、以色列、匈牙利、科威特、马来西亚和新西兰在内的许多其它国家也都准备开始试推DAB+服务，预计也将很快正式推行。尽管澳大利亚的官方展示时间预定在2009年1月，但其国内已开始进行DAB+业务传输，DAB+接收机也将于2008年圣诞节期间登上零售货架。这就意味着DAB+接收机的制造商必须现在就开始进行设计。

图4：Frontier Silicon的Venice 6 多标准(DAB+/DAB/FM/WiFi)模块。

今年7月在阿姆斯特丹IBC展览会上曾展出一款演示版DAB+接收机接收Factum Electronics发射的现场DAB+广播。这款DAB+接收机采用了Frontier Silicon公司的多标准数字无线电SoC芯片Chorus 2和Fraunhofer IIS公司的音频解码IP 。目前，设计DAB+无线接收机的制造商所采用的方案都是Frontier Silicon公司提供的，包括Chorus 2芯片、已开始量产的Venice 6多标准(DAB+/DAB/FM/WiFi)模块以及已准备投产的Jupiter 6参考平台。

Frontier Silicon 公司DAB+方案的独特之处就在于它内部的硬件辅助DSP内核结构。这种内核结构辅以Fraunhofer MPEG-4 HE-AAC v2的音频IP就能在保持较低功耗的情况下解码复杂的广播数据流。Venice 6方案还有一个关键的可扩展优势，即制造商可采用版本不同但管脚兼容的Venice 6设计出不同类型的产品：DAB或DAB+或WiFi。而且，该模块还是个可配置模块，因此同一个设计经过软件定制可以同时支持DAB或DAB+或WiFi数字无线电。

由于大多数制造商都将厂设在中国，Frontier Silicon已在远东地区组建了一个专门负责为制造商提供支持、帮助他们将设计变成产品的团队。随着DAB+在众多市场上开始发展壮大，事实将证明Frontier Silicon的这一举措将非常有助于推动DAB+业务快速成功地普及。

表1：不同型号与功能的Venice 6。