从AM到DRM

技术
Special Technology
I G I T C W 专题
88DIGITCW
2021.02
0 引言
目前，我国短波广播大多仍然使用AM 调制方式，虽然DRM 广播已经基本覆盖全国，但仍然处于试验阶段。

很多业内同事、维护人员熟悉的都是AM 设备，初步接触DRM 时对众多的技术术语很是头疼，本文通过探讨AM 和DRM 的差别，希望对大家的工作和学习能够有所帮助。

1 A M 广播
1.1 输入音频
DF100A 短波发射机是我国短波调幅发射使用的主力机型，原调制器控制器为模拟音频输入，如果对控制器进行了数字化调制器改造后，也可以使用数字音频输入，但这里数字音频信号同样会转换成模拟音频信号处理，到达调制器时变成与模拟音频信号一样的调制信号波形，最后搭乘载波，以调幅的调制形式到达用户端。

不管输入模拟音频还是数字音频，在用户端的接受方式是一样的，接收到的都是调幅波。

发射机指标、功率，传输衰落，噪声等都会影响用户收听效果。

1.2 P SM 短波发射机
DF100A 短波发射机使用的是PSM 调制方式，PSM 调制使用48个低压整流器循环通断来产生音频调制电压，把低幅度的音频信号在保证失真度前提下进行幅度放大。

载波则是由频率合成器产生一个相位连续的高频
信号。

图1 PSM 发射机框图
模拟音频通过调制器进行放大，载波通过前级放大，二者在末级进行叠加，即调制和功率放大，产生所需要的调幅波，然后经过发射天线发送出去。

2 D RM 广播
2.1 与AM 对比
由于DRM 广播需要传输的内容增多，不止节目信息，还有附加信息，如电台名称，自动频率切换和节目伴随的文本信息等。

这些信息都是以数字信号的形式进行叠加处理的。

跟AM 调制可以使用模拟音频输入相比，DRM
改造则要求使用数字输入，方便后续处理。

图2 DRM 改造后框图
DRM 广播，首先需要一个服务器，也就是调制编码器，把输入的数字信号，叠加频道信息等进行编码，这里的数字信息可以是声音，也可以是图像，可以是一路，也可以是二路或多路。

调制编码器采用的调制方式就是OFDM 调制。

OFDM 产生的基带信号是模拟信号，但不同于模拟声音信号，不能直接收听，不能直接传输到用户端，需要经过放大，在用户端进行数字解调处理，才能还原出声音或图像。

这里，就可以看出，可以简单地说，AM 使用的是AM 调制，DRM 使用的是OFDM 调制，二者调制方式不同。

但由于现有的DRM 广播发送设备是在AM 短波发射机上改造而来，在调制放大部分仍然使用的是PSM 调制。

虽然都是PSM 调制，但还是有所不同：相对比，AM 调制是把模拟音频波形和载波叠加，产生普通的调幅波；而DRM 广播则是先用OFDM 调制把各种数字信号进行处理，产生基带信号，然后对基带信号进行分离，把频率和相位送入数字频率合成器，产生调相载波，基带信号的包络检出送入调制器控制器，产生模拟被调波，最后进行叠加调制，产生数字调幅波。

从AM 到DRM
王　立
（国家广播电视总局572台，北京 101109）
摘要：简要介绍AM 广播和DRM 广播的原理，通过DF100A 短波发射机进行DRM 改造前后对比，对一些涉及的问题和术语进行解释和探讨。

关键词：AM ；DRM doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2021.02.036中图分类号：TN934.3 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2021）02-0088-02
Special Technology
专题技术
DCW
89
数字通信世界
2021.02
AM 广播：
模拟音频*普通载波→调幅波DRM 广播：
数字音频→OFDM 基带信号→包络和调相载波OFDM 基带信号的包络*调相载波→数字调幅波AM 广播的调幅波在接收端进行解调后，解调信号的包络就可以直接输出音频信号。

而DRM 广播的数字调幅波在接收端进行解调后，仍然需要特定的解码器，将数字信号恢复出来，再转变为音频输出。

2.2 D RM 调制编码器
改动最大、最复杂的就是调制编码器这一部分：
数字音频信号根据节目、来源，在保持高质量声音信号和高效率传输的目的下，需要统一格式，这里就引入了MPEG/AAC 等音频编码方式的概念，也就是需要进行信源编码；为了对传输的数据流进行差错保护，又需要进行卷积编码，还要叠加频道信息，快速访问信息等，这一部分就是信道编码。

信源编码着重于对信号的容量进行压缩，提高传输效率；信道编码针对多变的信道插入冗余信息，增加传输的稳定性。

数字音频信号、各种附加信息经过信源编码和信道编码后，得到的仍然是数字信号，不能直接进行调幅调制，需要进行OFDM 调制，产生基带信号。

并且在进行OFDM 调制前，需要首先将数字信号通过QAM 调制映
射成模拟信号。

图3 调制编码器示意图
为了同时兼顾可靠的传输率和抗干扰能力，在DRM
系统中，对每一个子载波信号应用的调制方式是QAM 调制。

QAM 调制是将比特流转成了特定的波形进行传输，根据调制方式的不同，即可能是一个比特对应一个波形，也有可能是数个比特对应一个波形（高阶调制）。

在实际应用中，采用16QAM 或者64QAM 调制。

以16QAM 为例，经过信道编码的数据流每4比特组成1个符号，经过数据分离后，前2比特为I （同相）分
量，后2比特为Q （正交）分量。

I 和Q 各有4种幅度，即+3a 、+a 、-a 、-3a ，分别代表00、10、01和11，然后通过星座图映射，得到16个星点，代表16种状态，对应于传输0000，0001，……，1110，1111共16组数据序列。

同样，也可以64QAM 每个符号由6比特组成，共有64种不同的状态。

3 O FDM 调制
OFDM 调制的基本原理是通过将串行数据与多个正交子载波并行调制，优点是可以增强频谱利用率，提高抗干扰、抗衰落的能力。

子载波虽然在频域上重叠，但仍满足奈奎斯特准则，在采样分离时互不干扰。

理论中发送N 个子载波容易，但硬件中实现电路会比较复杂。

由于在一个OFDM 数据单元的时长T 内，用N 个子载波各自发送一个信号F （k ）（k ∈[1，N]），理论上等效于直接在时域上连续发送fn （n ∈[1，N]）N 个信号，每个信号发送T/N 的时长。

因此可以简化这一个叠加过程，前文中，数字编码经过QAM 调制，或者说QAM 映射后，得到N 个信号，每个信号发送T/N 的时长，这样就完成了OFDM 调制。

通过QAM 调制映射后的信号就可以变为OFDM 基带信号，送入PSM 发射机进行调制发送。

因为现阶段DRM 广播在调制放大部分仍然采用的是PSM 调制方式，所以在现有发射设备上，可以通过频率合成器改造、加装调制编码器等实现DRM 和AM 的多模式并存，在两种发送方式上根据需要进行自由切换，更加灵活地满足发送和收听需要。

4 结束语
由于篇幅所限，对于OFDM 调制部分没有过多描述。

DRM 广播传输效率、音质和抗干扰能力方面都强于调幅广播，有利于提升用户体验，增强用户黏性，为短波广播争取生存空间。

对于广大广播从业者来说，尽快接触、学习新技术，更好地使用和维护DRM 广播，能够为我国的广播事业持续发展注入新的动力。

参考文献
[1] 李栋.DRM--先进技术与实施问题[J].广播与电视技术，2004，31（6）.
（上接第69页）优势，可以较好地应对城市轨道交通场景用户接入量大、列车高速运行、突发性高数据量的情况。

参考文献
[1] 由振鹏.地铁无线通信系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学，2014.
[2] 杨亮，刘艳霞.浅析5G 通信技术在城市轨道交通中的应用[J].电子世界，2019（03）：189+191.。