從上世紀90年代問世之后,DAB數字無線電一直是采用MPEG Audio Layer II編碼。但從DAB標準首次制定至今已過了許多年,這期間出現了很多更有效的編碼方案和算法。采用這些算法,DAB能用更低的比特率提供同樣的甚至更好的主觀音頻質量。因此,WorldDMB技術委員會任務組最終決定選取全球最有效的音頻壓縮方案-采用MPEG-4 HE-AAC v2的DAB+技術。

在象英國和丹麥等已經部署DAB數字無線電的國家,廣播公司和政府管理層肯定會繼續采用MPEG Audio Layer II編碼。但在那些準備在近期開始發展數字無線電的國家,DAB+的呼聲則非常高。

DAB+的特點

政府、管理機構、廣播公司以及最重要的消費者都會發現DAB+有很多非常明顯的優點。首先,最新的MEPG-4音頻編解碼器能達到非常優異的能效,允許更多電臺進行多路廣播,為消費者提供更多節目選擇,并提高無線電頻譜的利用效率和降低數字電臺的傳輸成本。HE-AAC v2只需MPEG Audio Layer II所需子通道比特率的三分之一就能達到與其相同的主觀音頻質量。

MPEG Audio Layer II的所有功能DAB+都一樣可以提供,包括服務跟蹤(即調整到另一個DAB信號群(ensemble)或FM聯播上的相同服務)、交通信息發布、PAD多媒體數據服務(包括象封面藝術家信息介紹或新聞頭條的動態標簽以及作為補充的圖形圖象)、服務語言選擇和節目類型信息(例如是傷感音樂、流行音樂還是體育)介紹。

DAB+的另一特點是使用了帶寬擴展工具SBR(頻帶復制)。SBR將大部分可用比特率分配給音頻信號的低頻部分(低頻帶),因而提高了效率。解碼器通過分析低頻帶信號和編碼器提供的附加信息來產生音頻信號的高頻部分(高頻帶)。這里的附加信息所需的比特率遠低于用核心音頻編解碼器編碼高頻帶信號所需的比特率。

DAB+有一個非常重要的設計要求,那就是頻道切換延遲(“zapping” delay)必須很短。不但同一個DAB信號群上由一個臺切換到另一個臺所需的時間必須控制得最短,而且調整到另一個DAB信號群上的頻道服務的時間也必須盡量縮短。

圖1: 提供DAB和DAB+服務的國家(圖片由WorldDMB提供)。

英國和澳大利亞進行的現場實驗表明,采用HE-AACv2編碼方案所能覆蓋的地理面積比采用MPEG Audio Layer II的稍大。在某些靠近覆蓋區域邊緣的地方,MPEG Audio Layer服務已經出現可聞噪聲現象,而HE-AAC v2服務則未出現此類現象。從實際效果來說,HE-AAC v2不會產生可聞噪聲,但當信號過弱時,音頻幀的丟幀數將增多,因而會出現短暫的靜音(漸弱和漸強)。實驗聽眾表示更愿意在接收錯誤時聽到這種效果。與采用MPEG Audio Layer II方案的DAB相比,采用HE-AAC v2方案的DAB通信失敗的時間會推后(HE-AAC v2能接收信號質量更低的DAB信號),但從正常接收到無法接收之間的信號質量余量較小。

圖2:DAB+標識。

從接收機方面看, DAB+的成本相比DAB有所增加,尤其是在市場起步階段。因為DAB+需要添加額外的非易失性閃存來安裝新的編解碼器,還需要更大RAM來運行這個編解碼器。此外,DAB+還要求處理器速度更快,這會消耗更多電能。以上這些,再加上AAC編解碼器的版權花費,會讓DAB+的材料成本最高增加25%。但隨著技術發展,通過代碼優化,閃存和RAM的使用將越來越少,而且功耗也會降低。代碼優化預計將在2009年1月實現,恰好趕上澳大利亞的DAB計劃上馬,那時最終的成本除了編解碼器版權費之外不會有任何增加。

圖3:Fronter Silicon公司的Jupiter 6參考平臺。

DAB市場開始起步

在DAB規范(DAB+)中納入了高效AAC解碼器之后,全球都對DAB寄予了厚望。例如,澳大利亞已公開表示將在2008年底全面開展DAB+服務,包括加拿大、意大利、瑞士、捷克、馬耳他、以色列、匈牙利、科威特、馬來西亞和新西蘭在內的許多其它國家也都準備開始試推DAB+服務,預計也將很快正式推行。盡管澳大利亞的官方展示時間預定在2009年1月,但其國內已開始進行DAB+業務傳輸,DAB+接收機也將于2008年圣誕節期間登上零售貨架。這就意味著DAB+接收機的制造商必須現在就開始進行設計。

圖4:Frontier Silicon的Venice 6 多標準(DAB+/DAB/FM/WiFi)模塊。

今年7月在阿姆斯特丹IBC展覽會上曾展出一款演示版DAB+接收機接收Factum Electronics發射的現場DAB+廣播。這款DAB+接收機采用了Frontier Silicon公司的多標準數字無線電SoC芯片Chorus 2和Fraunhofer IIS公司的音頻解碼IP 。目前,設計DAB+無線接收機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、已開始量產的Venice 6多標準(DAB+/DAB/FM/WiFi)模塊以及已準備投產的Jupiter 6參考平臺。

Frontier Silicon 公司DAB+方案的獨特之處就在于它內部的硬件輔助DSP內核結構。這種內核結構輔以Fraunhofer MPEG-4 HE-AAC v2的音頻IP就能在保持較低功耗的情況下解碼復雜的廣播數據流。Venice 6方案還有一個關鍵的可擴展優勢,即制造商可采用版本不同但管腳兼容的Venice 6設計出不同類型的產品:DAB或DAB+或WiFi。而且,該模塊還是個可配置模塊,因此同一個設計經過軟件定制可以同時支持DAB或DAB+或WiFi數字無線電。

由于大多數制造商都將廠設在中國,Frontier Silicon已在遠東地區組建了一個專門負責為制造商提供支持、幫助他們將設計變成產品的團隊。隨著DAB+在眾多市場上開始發展壯大,事實將證明Frontier Silicon的這一舉措將非常有助于推動DAB+業務快速成功地普及。

表1:不同型號與功能的Venice 6。

作者:Alex Sin

亞太區銷售總監

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