关于数字音频广播(DAB)技术的演进

一、引言

针对数据广播业务的新要求，数字音频广播（DAB）标准通过增加一个前向纠错（FEC）机制而进行了扩展。扩展是在确保完全后向兼容的条件下进行的。这一扩展使得DAB的覆盖能力显著增强，扩展以前的BER（误码率）在10-4之间，扩展后由于得到了附加FEC的帮助而使得BER值达到了10-8。

现在DAB发射的主要出错保护机制是“维持比卷积码”（Viterbi Convolutional Code），它与DVB的“子信道导向”（Sub-channel-oriented）机制完全相反。维持比卷积码机制使每个DAB的子信道都可单独获得保护。这种方式很好地满足了MPEG-1/2 Layer II Audio子信道的要求，但它并未针对高敏感性的内容进行优化。

另外，2006年世界各地的服务商将开始使用DAB这种非常适合移动广播的技术流传输诸如AV的一些业务，而这些AV流式业务尽管可能会受误码率的影响，但音频还原却不会受到影响。附加的前向纠错（里德-所罗门奇偶字节）的运用确保了在无需重新设计射频（RF）网络的情况下，实现AV码流的无干扰接收。所获得的10-8的BER相当于近无误式接收。应该说，这是自DAB正式颁布以来的一个重大技术飞跃。

二、DAB：从第一代到第二代

1、DAB的基础

下面的框图给出了DAB总集图，它包括最多64个信道，这些信道都可个别地根据以下一些条款定义：
a.传输模式——流模式(SM)或包模式(PM)；
b.规模；
c.保护级(卷积码)——EEP或UEP(后者仅用于Layer II音频)；
d.附加FEC——在此情况下变为“增强”SM或PM(ESM/EPM)；
e.传输协议——MOT(PM/EPM)，MPEG-2 TS(ESM)，IP(PM/EPM)，TDC,....,
f.(用户)应用——音频(LFA)，AV流传输(MPEG-2 TS(DMB,....)或IP(加UDP,RTP,...), 电子节目指南(MOT),.....

图1：DAB总集图，Tart结构

2、附加FEC带来的演进

针对两种DAB传输模式——包模式和流模式，定义了运用附加出错控制代码的单独解决方案。

具体来说：

a.DAB包模式:含有将被传输给终端的数据包按照常规的顺序传送，并可在现有终端中正常解码接收。而在提供商的前端，DAB数据包被垂直填入应用数据表（Application Data Table）内，直至188列的12字节（总共2256字节）都被填充上数据。现在可计算出水平的每排16字节的里德-所罗门奇偶字节之序列。它们被作为DAB包垂直传输（根据指定的包地址），创建出下一组数据。这样一来便运用了一个虚拟的时间交错。现有的终端会忽略这些RS包。

图2：DAB-FEC结构图

b.流模式：MPEG TS流与FEC机制RS(204，188)一起被采用，后者已在DVB系统中采用，如每188字节的原始数据的16个奇偶字节，作为TS包的一个组成。这些TS包的内容与188字节深度交错，MPEG TS流以异步方式利用DAB流模式（DAB好比是一根电线）。

由于没有任何一种遗留的接收机/终端能够解码MPEG TS流，因此系统对后向兼容没有要求。

图1给出了约8%的里德-所罗门FEC产生的附加裕度的设想图。

3、DAB的特点

DAB的核心特点依旧是它适合移动接收，因此也可满足各种环境应用，如便携式接收和定点接受均能支持（两种传输模式的DAB Core在图3中给出）。由于采用了级联式的错误保护机制——维持比（“DAB Core”的组成部分）和里德-所罗门（图3中的“FEC”环状区），系统针对各种应用都能提供近无误的接收）。但DAB能采用的什么样的传输协议和应用呢？