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？

图3：DAB系统解构

（1）Internet Protocol IP

DAB IPDC(DataCast)标准于2000年首次颁布。今天它实际上是作为各种应用内容（主要是AV流）的适配层使用的。（如图3中的："BT Movio"）。

事实上，任何带有相应IP负载格式的应用内容都可以通过DAB传输网发射。IP（确切地讲是IPsec）也是在DAB系统中运行"OMA-数字版权管理"的基础。

IP是各种多媒体内容的"传输链路"，这一点无论是在开放式或专有的标准中均能体现出。

IP数据广播节目也可使用MPEG-2编码压缩后通过"多协议打包"传输。

（2）多媒体目标转移(MOT)协议

正如它的名字所示，该协议可用来实现目标转移，具体方式有两种：

a.简单的连续方式，即用一个文件取代前一个文件（用于诸如幻灯片放映应用），或

b.将文件架构自提供商镜像至终端的方式（用于Broadcast WebSite(BWS)及电子节目指南(EPG)应用)

后一种运行模式被称之为"目录模式"（Directory Mode），因为它有一个目录文件提供所有现有相关应用示例的可用文件的目录；而前一个模式被称之为"标头模式"（Header Mode），它得名于每个数据目标都伴有一个标头，该标头详细描述了目标的参数。

（3）MPEG-2 TS流

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