计算机网络技术在广播信号处理中的应用

2018-07-10徐泽路

通信电源技术 2018年4期

徐泽路

（湖北省广播电视信息网络股份有限公司襄阳分公司，湖北襄阳 441000）

0 引言

计算机技术是以第三次工业革命作为发端走进人们生活的，特别是计算机网络技术发展到今天，在信息传播、信息处理以及信息接收等方面都有着极其独特的优势。广播信号的处理过程是以信息发送和接收为主体的过程，这为二者的结合找到了共同点。如果在广播传输中应用计算机技术，一方面可以利用计算机技术对传统的广播技术进行改进，使得其传输质量和传输方式获得质的飞跃，另一方面也可以极大地提高传播速度和总体核载率[1]。

1 定义详解

1.1 计算机网络技术

计算机网络技术是计算机技术与网络技术的结合体。计算机可以看作是网络技术运行的物质载体，而网络技术又是各个计算机之间发生关联的纽带。二者结合，再利用光纤、通信卫星等介质作为媒介，即可实行信息的沟通和交换过程。计算机网络技术的优点在于极大地促进了信息资源的有效共享，提升了信息处理系统的现实可靠性，而且有效缓解了单体计算机信息处理的压力[2]。

1.2 广播信号处理

发展至今，广播信号已经不再只是传统意义上将单纯的音频信号传播作为客体，而是纳入了视频信号的传播，通过无线电系统实现数据的有效发送和接收。广播信号的处理过程指的是在接收到数据后进行有效校正，从而对输出信号内容进行质量保证的过程。比如，在音频信号的处理过程中，无线电系统在接收到发端发来的信号后，需要对音色、音调和音效等方面进行校正，然后通过编码器处理后进行输出，以此确保输出音频的具体效果达到一定的水准。

2 应用的意义

鉴于计算机网络技术在信息接收与传播方面的极大优势，所以将计算机网络技术运用到广播信号处理过程中，不仅可以增加广播系统的总体信号接收能力，还能够改善相关数据的传播速度。

2.1 方便对数据进行压缩和存储，极大的提高了数据处理总量

广播信号的数字化处理，是二者融合给广播信号处理带来的一个巨大改进。所谓的数字化广播，就是将传统意义上的广播信号使用二进制代码的编写方式进行重新组合，然后通过媒介将信息数据传送到用户的终端设备上[3]，如图1所示。数字化广播的最大优点是便于进行信息压缩和存储，这极大地改进了传统广播信号的信息接收和传输能力。比如，之前的广播和电视节目可能只是单独播放，但是数字化改进后，可以同时在一个频道中插入不同的节目类型，如可以在屏幕上方和下方插播新闻快讯、天气情况、交通状况和股市行情等信息，甚至可以在右下角重新开辟一个小屏幕进行手语解说等。

2.2 增强了抵御干扰的能力，优化了广播信号的总体质量

图1 数字化广播

传统技术支持下的广播信号在传输过程中易受到干扰。干扰因素包括传输距离、天气状况以及电磁波干扰等，这些干扰会影响数据传输的质量，严重时甚至会影响接收的时间。计算机网络技术的应用，则可以非常有效地改善这些问题。使用数字广播传播的信号应该被归于加工信号，经过加工的信号会具有比较优良的抗干扰能力，即使面对非常恶劣的传播条件和设备条件，也可以最大程度保证数据传输的质量，保证资源的播出质量。应用在广播播放过程中，将传统的音频信号进行有效数字化处理后，能够使资源的播放音质更加清晰，即使终端的使用者处于运动或比较恶劣的情况，也能够保证收听的质量。

2.3 传统功能进行延展，满足了客户的多向需求

传统广播的一大特点就是即时性，而这也可以说是一个“缺点”。某些人因为自己的时间安排可能不能即时收听广播，虽然有重播，但是无法全面满足某些人群重复收听的需要。计算机网络的应用则可以解决这些问题，可以在节目播放过程中随时存储，也可以通过网络下载方式进行重复收听。比如，对于某些学生，可能希望通过广播播放的节目学习英语，而数字化广播可以满足这些需求。另外，数字化广播还有一些新型功能，如可以点击收藏自己喜欢的节目，然后下次收听时可以直接通过收藏菜单进入。

3 计算机网络技术在广播信号处理中的应用

3.1 DAB技术

DAB技术是音频传输方式的重大变革，引领着音频传输从模拟时代向更加人性化的数字时代转变，是继FM开发和使用后的第三代广播系统。

首先，依靠DAB的推广和使用，人类已经逐渐摆脱了用耳朵听广播的时代。DAB可以传输包括文本、影像和声音在内的多种信号格式。用户可以根据自己的选择将DAB与电视进行连接，这样就可以还原信号中包含的视频信息。可以说，DAB已经不是一种完全意义上的广播了。

其次，DAB的收音质量要比传统模拟收音具有更大的优势。DAB的信噪比最低限度为95 dB，编码率更是达到了192 kb/s以上，这个音质标准甚至已经超越了一般水准的MP3。此外，由于它具有优越的抗干扰的能力，DAB收音机已经被广泛应用于车载系统。

最后，DAB的用户体验要比传统收音设备优越得多。使用DAB的用户只需要记录几个有限频段，每个频段内部都包含着综合性电台，且任何一个电台又可以在该频段设置多个频道。DAB的操作系统更像是电脑中常用到的子菜单系统，通过点击一个频段选项进入其内部，然后通过子菜单的选项再挑选自己喜欢的频道，从而给用户带来极优的使用体验。

3.2 DMB技术

DMB技术的全称是数字多媒体广播。该系统建立在DAB基础上，是对DAB技术的进一步发展。DAB技术的音频质量已经到了一个很高的层次，而DMB技术则是将单一性质的声音广播向多媒体领域拉近。除了具备传输高质量声音类节目的功能外，还提供了包括电子报纸、交通指挥、互联网信息以及综合信息等多项内容，目前已经广泛应用于出租车、火车等移动载具。

首先，DMB技术继承了DAB系统优质音质的优点。它的工作原理是在数字状态下将各种信息完成编码和传递等处理过程，不仅可以以更加简单的方式进行过程运算，而且由于在其处理的阶段只分为1和0两个状态，所以相对外部的一些干扰因素很难改变其声音品质。

其次，DMB技术具有非常优良的处理效率，可以节省更多的物质资源和资金资源。DMB技术还具有极高的频谱效率，可以在固定的带宽上安排更多数量的节目。

最后，DMB技术在高速移动的环境中也能维持相对稳定的、提供多元化的传输要求[4]。定制DAB时，是以200 km/h的速度作为攻坚目标的。在DMB技术的运用上，更是使用了分等级防护和时间交错等技术，使得其抗干扰能力比DAB技术又有了一定程度的进步。

3.3 DRM技术

DRM技术又称做为数字版权管理，主要用于对某些对象的使用权进行限制或者保护。这些被保护的对象既可以包括数字化内容，也可以包括硬件设施。应该注意，DRM技术不能与传统意义的版权保护等同。版权保护的重心放在信息内容上，而DRM则将重点放在信息的使用权限上。随着电子音频或者电子视频节目在网络上的大规模使用，DRM的使用也越来越广泛。具体地，在技术上对使用权限进行保护，防止非法复制的行为或者可以增加非法复制的难度，促进用户进行正规授权，如图2所示。

图2 DRM版权保护流程图

从工作原理上看，DRM系统首先会建立一个信息授权单元。可以使用密码对编码后的信息进行加密设定。经过加密的信息资源在其头部有密码和经过正规授权的URL，用户使用信息时需要先到正规的授权中心进行授权以取得相关的密钥，然后对加密内容进行解密进行使用。经过加密的内容，即使顾客对这些内容进行了下载处理，但是不得到授权还是无法使用，有效保护了节目的版权。一般来说，密钥分为公钥和私钥两种。公钥的意义在于对节目进行加密，而私钥则是用于解开。当节目受到非法撰改时，也可以利用私钥终止这种侵害行为。

3.4 DSB技术

DSB技术是数字卫星广播，主要工作原理是利用处于外太空的卫星来实现信息的接收和发送。该系统将卫星、数字接收机、广播上行站以及地面的控制系统连接组合成一个有机的整体，为各个地区发送广播信号，极大地促进了广播频率的发展。虽然它不如上面提到的几种技术具有超高的音质或者极强的抗干扰能力，但是DSB技术也具有自身的优点。首先，信号质量相对较好，可以使终端达到相对满意的收听要求；其次，覆盖范围较广，一些偏远地区也可以覆盖到；最后，投资成本较低，便于进行大规模推广，目前仍是重要的广播信号处理技术之一[5]。