縱觀廣播技術(shù)的發(fā)展史，我們可以把廣播技術(shù)的發(fā)展分為不同的階段。到目前為止，廣播已經(jīng)發(fā)展到了第三代：數(shù)字音頻廣播（Digital Audio Broadcasting，DAB）。DAB是繼調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）廣播之后，又一項(xiàng)具有革命性的廣播技術(shù)。它有強(qiáng)大的傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力和多媒體廣播業(yè)務(wù)功能，在傳播聲音的同時(shí)，還可以傳播大容量的可視信息，其中包括音訊(audio)、影像(video)、文本(text)等內(nèi)容。這給廣播發(fā)展帶來了全新領(lǐng)域，也給廣播新聞工作者帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

調(diào)幅和調(diào)頻廣播傳送的都是模擬信號，屬于模擬廣播。模擬廣播受調(diào)制方式和帶寬的限制，在傳輸過程中會產(chǎn)生噪聲和失真的積累，以及電波多徑傳播產(chǎn)生的衰落，嚴(yán)重影響了傳輸質(zhì)量。而DAB克服了以上的缺點(diǎn)，它是數(shù)字廣播，抗干擾性能好，消除了傳輸過程中的噪聲和失真積累，并對傳輸過程中的誤差進(jìn)行修正，聲音質(zhì)量可以達(dá)到CD水平。而且，DAB的數(shù)字傳輸系統(tǒng)需要的發(fā)射功率小，有節(jié)能、環(huán)保方面的特點(diǎn)；此外，DAB的數(shù)字傳播系統(tǒng)采用單頻網(wǎng)技術(shù)，所需頻譜寬度只是傳統(tǒng)調(diào)頻廣播的三分之一，提高了頻譜利用率，可以工作在VHF、UEF和L波段的不同頻段上。DAB采用了COFDM調(diào)制傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速移動接收功能。

根據(jù)WorldDAB記錄，中國1995年第一次開始DAB試驗(yàn)，1996年在廣東省佛山，廣州和中山實(shí)現(xiàn)第一個(gè)三站式Eureka 147單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)。佛山發(fā)射站點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)信號處理中心，不但提供高品質(zhì)的聲音，而且還有實(shí)時(shí)視頻和圖像。SFN提供的DAB信號覆蓋大約8%的廣東省地區(qū)，大約有1346500人(主要在廣東省的省會廣州市)。第二個(gè)SFN 2000年在北京，天津和廊坊建立。SFN兩個(gè)發(fā)射站點(diǎn)目前在試運(yùn)行階段(天津和廊坊)，并提供DAB的音頻節(jié)目，標(biāo)志著中國DAB技術(shù)研究日趨成熟，步入產(chǎn)業(yè)化。

DAB三大關(guān)鍵技術(shù)分別是：信源編碼、編碼正交頻分復(fù)用（COFDM）、單頻網(wǎng)。

1．信源編碼

十多年來，音視頻信源編碼技術(shù)一直處于快速發(fā)展之中�；顒訄D像標(biāo)準(zhǔn)已從MPEG-1、MPEG-2發(fā)展到MPEG-4以及MPEG-4 AVC，聲音標(biāo)準(zhǔn)已從雙聲道編碼標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到多聲道編碼標(biāo)準(zhǔn)。中國音視頻信源編碼的研究也有長足發(fā)展。

（1）視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

目前世界上已出現(xiàn)的視頻編碼技術(shù)主要有算術(shù)編碼、霍夫曼編碼、游程編碼、差分脈沖調(diào)制（DPCM）、離散余弦變換(DCT)以及離散小波變換等。為提高編碼效率，通常將幾種不同的編碼方法按照一定方式組合在一起構(gòu)成一種新的混合編碼方法。現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)采用的就是各種混合編碼方法。
    
1994年推出的MPEG-2編碼無疑是最為成熟的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。其突出特點(diǎn)是支持標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視和更高分辨率的HDTV，支持包括高速體育運(yùn)動在內(nèi)的各種活動圖像等，因而在DVD產(chǎn)品、數(shù)字電視廣播系統(tǒng)、交互式的視頻點(diǎn)播（VOD）、準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）以及ATM寬帶通信網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1999年2月正式公布的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)則是近年來頗受關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)之一�；趦�(nèi)容的交互性、高效的壓縮性、通用的訪問性和良好的開放性構(gòu)成了該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的特有優(yōu)勢。目前該標(biāo)準(zhǔn)已應(yīng)用于因特網(wǎng)多媒體、數(shù)字電視、實(shí)時(shí)可視通信、交互式多媒體應(yīng)用、移動通信條件下的多媒體應(yīng)用、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、通過ATM網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)等領(lǐng)域。

近年來，由ISO/IEC和ITU共同成立的聯(lián)合視頻小組（Joint Video Team，JVT）負(fù)責(zé)開發(fā)的H.264/MPEG-4 AVC（ISO/IEC  MPEG-4 Part 10）已趨于成熟，即將成為國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)主要目的是開發(fā)一種簡單直接、壓縮性能增強(qiáng)的視頻編碼方法，用于視頻電話及視頻存儲、廣播或流媒體。與MPEG-4相比，H.264/MPEG-4 AVC可以使壓縮效率提高1倍以上。

除此之外，還有MPEG-7、MPEG-21以及微軟公司、RealNetworks、蘋果公司的流媒體標(biāo)準(zhǔn)等。目前得到廣泛應(yīng)用并受到廣泛關(guān)注的還是MPEG-2及MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)（包括MPEG-4 part 10）。MPEG-4在壓縮率、編解碼器的性能方面具有優(yōu)勢，而且它的接收設(shè)備硬件成本也較MPEG-2低。但由于MPEG-4僅僅涉及到信源編碼部分，還未形成系統(tǒng)規(guī)模，因此MPEG-4的應(yīng)用僅局限在互聯(lián)網(wǎng)中。MPEG-4高額的專利費(fèi)也是制約其應(yīng)用的最大障礙。相比之下，MPEG-2是一個(gè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，不僅僅是信源標(biāo)準(zhǔn)，它被認(rèn)為是迄今為止世界上最成功的編解碼標(biāo)準(zhǔn)。因此，在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)仍將主宰電視系統(tǒng)中的視頻信源編碼。

（2）音頻編碼技術(shù)

音頻壓縮技術(shù)一般分為無損（lossless）壓縮及有損（lossy）壓縮兩大類；按照壓縮方案的不同，又可將其劃分為時(shí)域壓縮、變換壓縮、子帶壓縮，以及多種技術(shù)相互融合的混合壓縮等等。根據(jù)這些編碼技術(shù)相繼形成了MPEG-1層Ⅰ、層Ⅱ（MUSICAM）、Dolby AC-2、AT&T的ASPEC（Audio Spectral Perceptual Entropy Coding）、PAC（Perceptual Audio Coder）等編碼標(biāo)準(zhǔn)。

在音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)化方面取得巨大成功的是MPEG-1音頻（ISO/IEC 11172-3）。其中的三種音頻壓縮模式，即層I、層II（即MUSICAM，又稱MP2）、層III（又稱MP3）都得到了廣泛應(yīng)用。VCD中使用的音頻壓縮方案就是MPEG-1層I；MUSICAM由于其適當(dāng)?shù)膹?fù)雜程度和優(yōu)秀的聲音質(zhì)量，在數(shù)字演播室、DAB、DVB等數(shù)字節(jié)目制作、交換、存儲、傳送中得到廣泛應(yīng)用；MP3在低碼率條件下高水準(zhǔn)的聲音質(zhì)量，使得它成為軟解壓及網(wǎng)絡(luò)廣播的寵兒。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和生活水準(zhǔn)的不斷提高，具有更強(qiáng)定位能力和空間效果的三維聲音技術(shù)得到蓬勃發(fā)展，多聲道環(huán)繞聲技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1992年CCIR（ITU-R）以建議（Recommendation）的形式約定了多聲道聲音系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及向下兼容變換的標(biāo)準(zhǔn)，其中主要約定了大家熟知的5.1聲道形式及7.1聲道形式。而在對環(huán)繞聲壓縮的研究上也產(chǎn)生了許多專利技術(shù)，如Dolby Surround Pro-Logic、THX、Dolby AC-3、DTS及MPEG-2等。這些技術(shù)在不同的場合，尤其是在影劇院、家庭影院系統(tǒng)，以及在將來的高清晰度電視（HDTV）等系統(tǒng)中將得到廣泛應(yīng)用。

近年來，先進(jìn)音頻編碼（Advanced Audio Coding-AAC）開發(fā)成功，成為繼MPEG-2音頻標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC13818-3）之后的新一代音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。AAC可以支持1到48路之間任意數(shù)目的音頻聲道組合、包括15路低頻效果聲道、配音/多語音聲道，以及15路數(shù)據(jù)。它可同時(shí)傳送16套節(jié)目，每套節(jié)目的音頻及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可任意規(guī)定。AAC主要可能的應(yīng)用范圍集中在因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳播、數(shù)字音頻廣播，包括衛(wèi)星直播和數(shù)字AM、以及數(shù)字電視及影院系統(tǒng)等方面。

2．編碼正交頻分復(fù)用（COFDM）

編碼正交頻分復(fù)用（coded orthogonal frequency division multiplex，COFDM），是一種信道編碼和調(diào)制的方法，是目前世界最先進(jìn)和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。它的實(shí)用價(jià)值就在于支持突破視距限制的應(yīng)用，是一種在無線電頻譜資源方面充分利用的技術(shù)， 可以對噪聲和干擾有著很好的免疫力。其基本原理就是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進(jìn)行傳輸。

在歐洲，主要用于DTV數(shù)字電視和DAB。用于將相鄰的每部分信號盡可能的分離開來，并分別在可多達(dá)1536個(gè)離散的頻率上傳送，因而可減少傳輸差錯(cuò)和多徑傳波之類干擾。

編碼（C）是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應(yīng)不同重要性數(shù)據(jù)的保護(hù)要求；正交頻分（OFD）指使用大量的載波（副載波），它們有相等的頻率間隔，都是一個(gè)基本震蕩頻率的整數(shù)倍；復(fù)用（M）指多路數(shù)據(jù)源相互交織地分布在上述大量載波上，形成一個(gè)頻道。

COFDM（編碼正交頻分復(fù)用）是ETSI歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會關(guān)于DVB-T數(shù)字視頻地面廣播及DAB的標(biāo)準(zhǔn)。 早期是用于軍事無線電傳輸安全性之目的。近年來，基于COFDM技術(shù)的廉價(jià)的數(shù)字信號處理芯片已成為眾多公司發(fā)展產(chǎn)品之首選。

上個(gè)世紀(jì)中期，人們提出了頻帶混疊的多載波通信方案，選擇相互之間正交的載波頻率作子載波，也就是我們所說的OFDM。這種“正交”表示的是載波頻率間精確的數(shù)學(xué)關(guān)系。按照這種設(shè)想，OFDM既能充分利用信道帶寬，也可以避免使用高速均衡和抗突發(fā)噪聲差錯(cuò)。OFDM是一種特殊的多載波通信方案，單個(gè)用戶的信息流被串/并變換為多個(gè)低速率碼流，每個(gè)碼流都用一個(gè)子載波發(fā)送。OFDM不用帶通濾波器來分隔子載波，而是通過快速傅立葉變換（FFT）來選用那些即便混疊也能夠保持正交的波形。

OFDM技術(shù)屬于多載波調(diào)制（Multi－Carrier Modulation，MCM）技術(shù)。有些文獻(xiàn)上將OFDM和MCM混用，實(shí)際上不夠嚴(yán)密。MCM與OFDM常用于無線信道，它們的區(qū)別在于：OFDM技術(shù)特指將信道劃分成正交的子信道，頻道利用率高；而MCM，可以是更多種信道劃分方法。

OFDM技術(shù)的推出其實(shí)是為了提高載波的頻譜利用率，或者是為了改進(jìn)對多載波的調(diào)制，它的特點(diǎn)是各子載波相互正交，使擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可以相互重疊，從而減小了子載波間的相互干擾。OFDM每個(gè)載波所使用的調(diào)制方法可以不同。各個(gè)載波能夠根據(jù)信道狀況的不同選擇不同的調(diào)制方式，比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等，以頻譜利用率和誤碼率之間的最佳平衡為原則。OFDM技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制，根據(jù)信道條件的好壞來選擇不同的調(diào)制方式。OFDM還采用了功率控制和自適應(yīng)調(diào)制相協(xié)調(diào)工作方式。信道好的時(shí)候，發(fā)射功率不變，可以增強(qiáng)調(diào)制方式（如64QAM），或者在低調(diào)制方式（如QPSK）時(shí)降低發(fā)射功率。

OFDM技術(shù)是HPA聯(lián)盟（HomePlug Powerline Alliance）工業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)，它采用一種不連續(xù)的多音調(diào)技術(shù)，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。由于這種技術(shù)具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質(zhì)中。

（1）單載波系統(tǒng)

在FDM傳統(tǒng)的頻分復(fù)用和TDM時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，一個(gè)單一的無線電頻率可以采用振幅、頻率、相位調(diào)制或采用復(fù)合調(diào)制方式以傳送數(shù)據(jù)流。為防止對臨近信道產(chǎn)生的干擾需要拿出一段頻譜空間作為保護(hù)頻段，但增加保護(hù)頻段會減少整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量。

射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到最小的信號噪聲比，以保證接收信號在背景噪聲下所需要的性能。在強(qiáng)的干擾環(huán)境下（在同頻本地多發(fā)信機(jī)工作的情況下）或在強(qiáng)的衰落環(huán)境下（在暴雨期間或金屬物內(nèi)），信號通常是不能被良好的接收的。
　
更為重要的是在同頻工作下會有多徑干擾產(chǎn)生的影響，它會使信號在建筑物之間、人群、移動的車輛、飛機(jī)或其它的方面產(chǎn)生多種反射而使信號傳輸中斷，那么如何使接收機(jī)能夠正確地接收這些信號？假設(shè)這些多徑射頻信號的特性可以迅速地從一個(gè)瞬間到另一個(gè)瞬間進(jìn)行變化，在設(shè)計(jì)上采用復(fù)雜的算法以及昂貴的電路技術(shù)能夠處理這些問題，使得在上述環(huán)境下信號也能夠得以良好的接收。

（2）多載波系統(tǒng)

COFDM技術(shù)不使用單載波系統(tǒng)而是多載波系統(tǒng)，在同樣的調(diào)制方式下，比如采用QPSK、16-QAM或64QAM，可以使之應(yīng)用于單載波系統(tǒng)。但無論如何，數(shù)據(jù)的傳輸仍然是采用時(shí)分和頻分方式 ，并工作在各自的子載波上，每個(gè)子載波都在特定的正交頻率上，以增加潛在的數(shù)據(jù)吞吐量。盡管這時(shí)每個(gè)子載波的數(shù)據(jù)率低于單載波系統(tǒng)，但各個(gè)子載波的總的數(shù)據(jù)率要高于整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。

DVB-T標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛應(yīng)用于歐洲和世界各國， 其中“2K”版本(1704載波信號)應(yīng)用于較強(qiáng)的干擾環(huán)境，“8K”版本(6816載波信號) 應(yīng)用于較低些的干擾環(huán)境。DAB標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于CD品質(zhì)的音頻和數(shù)據(jù)在移動環(huán)境下的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。其中有4個(gè)不同的工作方式， 在整個(gè)1.5MHz的信道上具有高達(dá)1536個(gè)載波的間隔， 其目的是為了提高對多普勒相移和多徑干擾的免疫力。

COFDM技術(shù)是關(guān)于前向糾錯(cuò)方法和數(shù)據(jù)信號處理過程的。它對干擾具有強(qiáng)的抵抗力。包括抗多徑干擾。這些信號相對原始信號因傳播距離而被延遲，相對于最大的期望延遲，保護(hù)間隔的配置就更長。這樣就可以保證接收機(jī)從反射信號中區(qū)別有用的信號以正確地接收。

值得注意的是，實(shí)際上多徑信號會給COFDM系統(tǒng)中帶來好處，如果原始信號被封鎖，僅有多徑信號被接收的話，這些信號會被用于接收機(jī)去獲得想得到的數(shù)據(jù)。此外，即使個(gè)別的子載波不能完全地被接收， 數(shù)據(jù)糾錯(cuò)方式也能夠使接收機(jī)從其它的子載波中獲得足夠的信息去重建缺少的數(shù)據(jù)。

（3）移動性和雙向數(shù)據(jù)

COFDM技術(shù)是移動環(huán)境下應(yīng)用的最佳選擇。例如：UBS系統(tǒng)的COFDM調(diào)制器在新加坡已被廣泛應(yīng)用于公交車的電視信號的傳送，這項(xiàng)技術(shù)也被用于拉斯維加斯戰(zhàn)時(shí)流動醫(yī)院的實(shí)時(shí)移動視頻圖象的單向傳送，以診斷病人。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)也能被應(yīng)用于雙向廣播無線接入業(yè)務(wù)。包括數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)接入、話音和傳真等。

COFDM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為增強(qiáng)頻譜資源的利用率提供了一種有效的解決途徑，特別是在強(qiáng)的干擾環(huán)境下。它可應(yīng)用于單向或雙向的固定或移動的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

以前采用固定無線接入方式訪問互聯(lián)網(wǎng)的用戶都知道一個(gè)道理：如果用戶屋頂上的天線不在幾公里/幾十公里外的基站天線視線范圍內(nèi)的話，用戶就接收不到信號。 但是現(xiàn)在WXKD新一代的固定無線雙向系統(tǒng)可以突破這一限制，包括樹叢、飾墻、甚至是金屬片都不能阻擋它與基站天線的通信。這對于使用固定無線接入技術(shù)向用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的人們來說無疑是一件好事。另外，這種新系統(tǒng)的安裝也更加方便，用戶可以自行安裝天線，而不是象以前那樣需要工程技術(shù)人員來調(diào)整它的角度以對準(zhǔn)遠(yuǎn)端的天線。

3．單頻網(wǎng)

DAB單頻網(wǎng)（Single Frequency Network，SFN），也稱為同步網(wǎng)，是指單頻網(wǎng)中的所有發(fā)射機(jī)都工作在中心頻率相同的DAB頻率段，調(diào)制信號必須精確同步。在網(wǎng)中發(fā)射臺之間的距離和布局滿足一定條件的情況下，各發(fā)射臺發(fā)射的功率是相助的（通常稱為網(wǎng)絡(luò)增益）。因此，DAB單頻網(wǎng)中發(fā)射臺的發(fā)射功率不需要很大，約幾百瓦至一千瓦。

為了實(shí)現(xiàn)地面大范圍的覆蓋，DAB可以由幾個(gè)工作于相同的頻率，時(shí)間同步地發(fā)射相同節(jié)目的發(fā)射臺構(gòu)成一個(gè)同頻發(fā)射網(wǎng)。在單頻網(wǎng)中，相近發(fā)射臺的功率信號可實(shí)現(xiàn)無縫交叉覆蓋，可很好地改善接收效果，使覆蓋的范圍增加了，頻譜利用率高了，每個(gè)臺的發(fā)射功率卻可以大大降低。

一個(gè)單頻網(wǎng)將在覆蓋區(qū)域內(nèi)建立較強(qiáng)的和有力的多徑效應(yīng)失真（直至零分貝），因?yàn)榻邮諜C(jī)可以接收來自不同發(fā)射機(jī)的信號。COFDM系統(tǒng)在主發(fā)射機(jī)覆蓋區(qū)域邊緣的運(yùn)行可能是不成功的，除非它在具有良好的C/N性能的同時(shí)，具有較強(qiáng)的回波的抗擾度；因?yàn)檫@些位置正好是場強(qiáng)和得到的C/N閾值都將是最小的地方。

因此，一個(gè)COFDM的單頻網(wǎng)對于單頻網(wǎng)中的每個(gè)發(fā)射臺都需要較高的發(fā)射功率，或更多的發(fā)射場所。需要注意的是，增加發(fā)射場所意味著增加資產(chǎn)和法定的價(jià)值，以及所涉及的環(huán)境事項(xiàng)。所有的發(fā)射機(jī)必須是頻率鎖定的，而且定時(shí)信息必須調(diào)整到獲得最佳的SFN性能。其結(jié)果是一個(gè)非常昂貴的傳輸網(wǎng)絡(luò)，其中包括把節(jié)目源饋送到所有發(fā)射機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)施。

DAB被公認(rèn)為第三代廣播技術(shù)，盡管困難很多，一些技術(shù)已經(jīng)用于目前廣播領(lǐng)域的各個(gè)方面（如MUSICAM已經(jīng)作為HDTV和普通數(shù)字電視伴音標(biāo)準(zhǔn)以及衛(wèi)星傳輸數(shù)字廣播節(jié)目的標(biāo)準(zhǔn)），所以其發(fā)展前景還是樂觀的。