一 AM廣播的數(shù)字化與DRM系統(tǒng)的產(chǎn)生
    1．模擬AM廣播需要數(shù)字化
    30MHz以下的長、中、短波廣播波段，迄今為止使用的幅度調(diào)制雖然技術(shù)很簡單，但是抗干擾能力很差，尤其是在短波經(jīng)常出現(xiàn)干擾。除了已經(jīng)是短波廣播愛好者這一少部分聽眾外，多年來短波廣播就變得沒有什么吸引力了。原因主要在于差的聲音質(zhì)量以及麻煩的操作與電臺尋找。AM廣播自身的缺點(diǎn)加之其它數(shù)字媒體的競爭，其結(jié)果是長、中、短波廣播的不景氣，聽眾數(shù)量下降。
    AM廣播的數(shù)字化，可以使聲音質(zhì)量得到明顯的改善，通過好的質(zhì)量再來吸引聽眾。此外，數(shù)字化后，可以通過傳輸附加數(shù)據(jù)，例如電臺名稱和替換頻率，可使接收機(jī)的操作變得簡單容易。
    從能量的利用來看，AM發(fā)射功率中的很大一部分是用于載波（例如，當(dāng)平均m=0.3時(shí)，載波功率占發(fā)射總功率的95.7%）,對信號本身甚至完全沒有好處。現(xiàn)今中短波廣播發(fā)射機(jī)功率都很大，與此相聯(lián)系的是有相當(dāng)高的運(yùn)行費(fèi)用。
    從頻率資源的利用來看，30MHz以下的廣播波段有其特有的性能，它能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和大范圍的覆蓋，是實(shí)現(xiàn)地區(qū)性、全國性及國際性廣播覆蓋的最好手段之一，而且它的良好的快速移動接收特性是其它數(shù)字傳播媒體所不能相比的。因此，其它眾多媒體的數(shù)字化并不能代替AM廣播的數(shù)字化。
    模擬AM廣播數(shù)字化對聽眾、廣播機(jī)構(gòu)和發(fā)射與接收設(shè)備制造商都會帶來好處：首先，對于聽眾來說，除了得到良好的聲音質(zhì)量和接收機(jī)操作、使用簡單方便外，還可以得到如文本等五彩繽紛的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)；對于廣播機(jī)構(gòu)來說，在振興調(diào)幅波段的廣播的同時(shí)，數(shù)字廣播可以有增值業(yè)務(wù)，具有節(jié)約發(fā)射功率（在保持相同的覆蓋范圍的情況下，發(fā)射功率起碼可低6dB）和節(jié)約頻譜的能力（有同步網(wǎng)運(yùn)行能力），可以說是既有顯著的社會效益又有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；對于設(shè)備制造商而言，通過數(shù)字化可以帶來新的市場機(jī)遇，新市場的開辟會有良好的投資回報(bào)。
    2．全世界需要統(tǒng)一的數(shù)字化系統(tǒng)
    AM廣播是世界性的廣播，尤其是短波廣播，使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行世界統(tǒng)一的短波頻率規(guī)劃和分配。這樣做既保障有良好的“空中”秩序，又擁有廣大的聽眾。當(dāng)模擬AM廣播準(zhǔn)備向數(shù)字AM廣播過渡的時(shí)候，在1998年以前，世界范圍內(nèi)曾經(jīng)有五種不同的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。
    但是，無論是數(shù)字AM系統(tǒng)建議的提出者，還是廣播機(jī)構(gòu)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)制造廠商乃至聽眾，都希望全世界有一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字AM制式和標(biāo)準(zhǔn)。大家共同認(rèn)識到，研究和實(shí)施不同的、互不兼容的發(fā)射系統(tǒng)，例如像在30MHz以上頻段上地面發(fā)射或者通過衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)字聲音廣播方式（DSR、ADR、DAB等）那樣，各有各自的互不兼容的制式的局面，在調(diào)幅波段廣播中不應(yīng)再發(fā)生。此外，世界統(tǒng)一的制式與標(biāo)準(zhǔn)，也是廉價(jià)接收機(jī)這類大眾消費(fèi)電子產(chǎn)品的前提條件。
    為了選擇合適的、統(tǒng)一的數(shù)字AM系統(tǒng)，1998年3月在中國廣州成立了數(shù)字AM廣播的國際組織DRM（Digital Radio Mondiale）聯(lián)盟。
    DRM聯(lián)盟的目標(biāo)是開發(fā)數(shù)字長、中、短波廣播的世界范圍的標(biāo)準(zhǔn)，并提供一個(gè)系統(tǒng)建議，供ITU進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。經(jīng)過緊張工作，DRM提出了系統(tǒng)建議，并于2001年4月在ITU作為正式的建議書而獲得通過。DRM系統(tǒng)在2001年10月被ETSI標(biāo)準(zhǔn)化，并在2002年3月經(jīng)IEC通過，DRM系統(tǒng)規(guī)范正式生效，為AM波段廣播的數(shù)字化鋪平了道路。國際上不少廣播機(jī)構(gòu)的部分發(fā)射臺，已經(jīng)從2003年6月16日（日內(nèi)瓦召開ITU無線電行政大會）開始，以DRM方式正式投入廣播運(yùn)行，這標(biāo)志著30MHz以下廣播新時(shí)代的開始。
    DRM系統(tǒng)是經(jīng)過嚴(yán)格的開路試驗(yàn)、技術(shù)成熟的系統(tǒng)。DRM系統(tǒng)是世界上唯一的非專利的數(shù)字系統(tǒng)，用于短波、中波/AM和長波，它可以使用已有的頻率和帶寬，是對模擬AM廣播的重大改善。DRM系統(tǒng)充分考慮到了與ITU現(xiàn)有的邊界條件相一致以及與現(xiàn)有的模擬業(yè)務(wù)的兼容，并保證了由模擬廣播向數(shù)字廣播的平滑過渡。

二 DRM系統(tǒng)的信源編碼
    信源編碼的任務(wù)主要是解決數(shù)據(jù)存儲、交換、傳輸?shù)挠行詥栴}。即通過對信源數(shù)據(jù)率的壓縮，力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的信息量。在進(jìn)行信源編碼時(shí)，既希望最大限度地降低碼率，又希望盡可能不要對節(jié)目造成損傷，以便聽不出數(shù)據(jù)壓縮的節(jié)目與原版節(jié)目的差別。二者是相矛盾的，只能根據(jù)不同節(jié)目的特點(diǎn)和不同的需要折衷選擇合適的壓縮程度。
    眾所周知，數(shù)字音頻信號的質(zhì)量是由其數(shù)據(jù)率決定的，音頻數(shù)據(jù)率越高，在信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率也越高，所需的射頻帶寬也就越寬。DRM系統(tǒng)規(guī)定使用與模擬AM廣播相同的頻道寬度（9kHz或10kHz），在條件允許的情況下，最多可以使用到加倍的帶寬（18kHz或20kHz）。在這樣窄的帶寬限制下，為了得到好的聲音信號質(zhì)量，除了選擇相應(yīng)的信道編碼和調(diào)制方法外，十分重要的一點(diǎn)是選擇相應(yīng)的信源編碼方法，要求信源編碼的比特率為從8kb/s（半信道）到20kb/s（標(biāo)準(zhǔn)信道）左右,最高約72kb/s（雙信道）。
    國際上MPEG組織迄今已經(jīng)發(fā)布了MPEG-1、MPEG-2和 MPEG-4等不同的信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。不同的信源編碼方法有不同的數(shù)據(jù)壓縮效率和不同的聲音信號質(zhì)量，適用于不同的場合。DRM系統(tǒng)必須選擇壓縮效率高，同時(shí)又有好的聲音質(zhì)量的信源編碼方法。
    在DRM系統(tǒng)中，信源編碼方法是最關(guān)鍵的技術(shù)之一。為在給定的比特率下提供更好的質(zhì)量，DRM系統(tǒng)使用了屬于MPEG-4的不同的信源編碼方案，以適應(yīng)在數(shù)字AM廣播中不同節(jié)目（音樂/語言）的不同帶寬的需要：（1）MPEG-4子集AAC(先進(jìn)音頻編碼)，包括抗差錯(cuò)強(qiáng)壯性處理，用于普通單聲道和立體聲廣播。（2）MPEG-4子集CELP（碼本激勵(lì)線性預(yù)測）語音編碼，用于單聲道語音廣播，對很低比特率是有效的，或者適合于在要求較高的抗差錯(cuò)強(qiáng)壯性的情況下應(yīng)用。（3）MPEG-4子集HVXC（諧波矢量激勵(lì)編碼）語音編碼，用于很低比特率和抗差錯(cuò)強(qiáng)壯性單聲道語音廣播，特別適合于基于語音數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
    除了上述的編碼方法外，在DRM系統(tǒng)中還應(yīng)用了頻帶恢復(fù)（SBR—Spectral Band Replication）技術(shù)，它是一種在低比特率情況下獲得完全音頻帶寬的音頻編碼增強(qiáng)方法（工具），它可以與AAC和CELP聯(lián)合應(yīng)用，構(gòu)成目前能力最強(qiáng)的壓縮方法。僅AAC本身效率已經(jīng)比眾所周知的MP3方法高出30%，然而由于窄的有限的帶寬，僅使用AAC是不夠的。借助附加應(yīng)用的SBR，可以在保持同樣高的音頻質(zhì)量的情況下，數(shù)據(jù)率還可以再減低40%。這樣就有可能傳輸數(shù)據(jù)率僅為25kb/s左右的高級的音頻信號，遠(yuǎn)不到ISDN線路的1/3。讓我們比較一下：CD的數(shù)據(jù)率是1411kb/s,是25kb/s的50多倍。而MP3本身在可以接受的質(zhì)量下，也需要大約100kb/s的數(shù)據(jù)率。當(dāng)節(jié)目是純粹的語言內(nèi)容時(shí)，例如新聞節(jié)目，在DRM系統(tǒng)中比特率甚至可以減低到10kb/s～2kb/s。
   

圖1 DRM系統(tǒng)信源編碼與解碼系統(tǒng)構(gòu)成方塊圖