計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播信號處理中的應(yīng)用

徐澤路

（湖北省廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司襄陽分公司，湖北 襄陽 441000）

0 引 言

計算機(jī)技術(shù)是以第三次工業(yè)革命作為發(fā)端走進(jìn)人們生活的，特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到今天，在信息傳播、信息處理以及信息接收等方面都有著極其獨(dú)特的優(yōu)勢。廣播信號的處理過程是以信息發(fā)送和接收為主體的過程，這為二者的結(jié)合找到了共同點(diǎn)。如果在廣播傳輸中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，一方面可以利用計算機(jī)技術(shù)對傳統(tǒng)的廣播技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使得其傳輸質(zhì)量和傳輸方式獲得質(zhì)的飛躍，另一方面也可以極大地提高傳播速度和總體核載率[1]。

1 定義詳解

1.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合體。計算機(jī)可以看作是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)行的物質(zhì)載體，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又是各個計算機(jī)之間發(fā)生關(guān)聯(lián)的紐帶。二者結(jié)合，再利用光纖、通信衛(wèi)星等介質(zhì)作為媒介，即可實(shí)行信息的溝通和交換過程。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于極大地促進(jìn)了信息資源的有效共享，提升了信息處理系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)可靠性，而且有效緩解了單體計算機(jī)信息處理的壓力[2]。

1.2 廣播信號處理

發(fā)展至今，廣播信號已經(jīng)不再只是傳統(tǒng)意義上將單純的音頻信號傳播作為客體，而是納入了視頻信號的傳播，通過無線電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收。廣播信號的處理過程指的是在接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行有效校正，從而對輸出信號內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)量保證的過程。比如，在音頻信號的處理過程中，無線電系統(tǒng)在接收到發(fā)端發(fā)來的信號后，需要對音色、音調(diào)和音效等方面進(jìn)行校正，然后通過編碼器處理后進(jìn)行輸出，以此確保輸出音頻的具體效果達(dá)到一定的水準(zhǔn)。

2 應(yīng)用的意義

鑒于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在信息接收與傳播方面的極大優(yōu)勢，所以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到廣播信號處理過程中，不僅可以增加廣播系統(tǒng)的總體信號接收能力，還能夠改善相關(guān)數(shù)據(jù)的傳播速度。

2.1 方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和存儲，極大的提高了數(shù)據(jù)處理總量

廣播信號的數(shù)字化處理，是二者融合給廣播信號處理帶來的一個巨大改進(jìn)。所謂的數(shù)字化廣播，就是將傳統(tǒng)意義上的廣播信號使用二進(jìn)制代碼的編寫方式進(jìn)行重新組合，然后通過媒介將信息數(shù)據(jù)傳送到用戶的終端設(shè)備上[3]，如圖1所示。數(shù)字化廣播的最大優(yōu)點(diǎn)是便于進(jìn)行信息壓縮和存儲，這極大地改進(jìn)了傳統(tǒng)廣播信號的信息接收和傳輸能力。比如，之前的廣播和電視節(jié)目可能只是單獨(dú)播放，但是數(shù)字化改進(jìn)后，可以同時在一個頻道中插入不同的節(jié)目類型，如可以在屏幕上方和下方插播新聞快訊、天氣情況、交通狀況和股市行情等信息，甚至可以在右下角重新開辟一個小屏幕進(jìn)行手語解說等。

2.2 增強(qiáng)了抵御干擾的能力，優(yōu)化了廣播信號的總體質(zhì)量

圖1 數(shù)字化廣播

傳統(tǒng)技術(shù)支持下的廣播信號在傳輸過程中易受到干擾。干擾因素包括傳輸距離、天氣狀況以及電磁波干擾等，這些干擾會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，嚴(yán)重時甚至?xí)绊懡邮盏臅r間。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，則可以非常有效地改善這些問題。使用數(shù)字廣播傳播的信號應(yīng)該被歸于加工信號，經(jīng)過加工的信號會具有比較優(yōu)良的抗干擾能力，即使面對非常惡劣的傳播條件和設(shè)備條件，也可以最大程度保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，保證資源的播出質(zhì)量。應(yīng)用在廣播播放過程中，將傳統(tǒng)的音頻信號進(jìn)行有效數(shù)字化處理后，能夠使資源的播放音質(zhì)更加清晰，即使終端的使用者處于運(yùn)動或比較惡劣的情況，也能夠保證收聽的質(zhì)量。

2.3 傳統(tǒng)功能進(jìn)行延展，滿足了客戶的多向需求

傳統(tǒng)廣播的一大特點(diǎn)就是即時性，而這也可以說是一個“缺點(diǎn)”。某些人因?yàn)樽约旱臅r間安排可能不能即時收聽廣播，雖然有重播，但是無法全面滿足某些人群重復(fù)收聽的需要。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用則可以解決這些問題，可以在節(jié)目播放過程中隨時存儲，也可以通過網(wǎng)絡(luò)下載方式進(jìn)行重復(fù)收聽。比如，對于某些學(xué)生，可能希望通過廣播播放的節(jié)目學(xué)習(xí)英語，而數(shù)字化廣播可以滿足這些需求。另外，數(shù)字化廣播還有一些新型功能，如可以點(diǎn)擊收藏自己喜歡的節(jié)目，然后下次收聽時可以直接通過收藏菜單進(jìn)入。

3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播信號處理中的應(yīng)用

3.1 DAB技術(shù)

DAB技術(shù)是音頻傳輸方式的重大變革，引領(lǐng)著音頻傳輸從模擬時代向更加人性化的數(shù)字時代轉(zhuǎn)變，是繼FM開發(fā)和使用后的第三代廣播系統(tǒng)。

首先，依靠DAB的推廣和使用，人類已經(jīng)逐漸擺脫了用耳朵聽廣播的時代。DAB可以傳輸包括文本、影像和聲音在內(nèi)的多種信號格式。用戶可以根據(jù)自己的選擇將DAB與電視進(jìn)行連接，這樣就可以還原信號中包含的視頻信息?？梢哉f，DAB已經(jīng)不是一種完全意義上的廣播了。

其次，DAB的收音質(zhì)量要比傳統(tǒng)模擬收音具有更大的優(yōu)勢。DAB的信噪比最低限度為95 dB，編碼率更是達(dá)到了192 kb/s以上，這個音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)甚至已經(jīng)超越了一般水準(zhǔn)的MP3。此外，由于它具有優(yōu)越的抗干擾的能力，DAB收音機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于車載系統(tǒng)。

最后，DAB的用戶體驗(yàn)要比傳統(tǒng)收音設(shè)備優(yōu)越得多。使用DAB的用戶只需要記錄幾個有限頻段，每個頻段內(nèi)部都包含著綜合性電臺，且任何一個電臺又可以在該頻段設(shè)置多個頻道。DAB的操作系統(tǒng)更像是電腦中常用到的子菜單系統(tǒng)，通過點(diǎn)擊一個頻段選項(xiàng)進(jìn)入其內(nèi)部，然后通過子菜單的選項(xiàng)再挑選自己喜歡的頻道，從而給用戶帶來極優(yōu)的使用體驗(yàn)。

3.2 DMB技術(shù)

DMB技術(shù)的全稱是數(shù)字多媒體廣播。該系統(tǒng)建立在DAB基礎(chǔ)上，是對DAB技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。DAB技術(shù)的音頻質(zhì)量已經(jīng)到了一個很高的層次，而DMB技術(shù)則是將單一性質(zhì)的聲音廣播向多媒體領(lǐng)域拉近。除了具備傳輸高質(zhì)量聲音類節(jié)目的功能外，還提供了包括電子報紙、交通指揮、互聯(lián)網(wǎng)信息以及綜合信息等多項(xiàng)內(nèi)容，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于出租車、火車等移動載具。

首先，DMB技術(shù)繼承了DAB系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)音質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。它的工作原理是在數(shù)字狀態(tài)下將各種信息完成編碼和傳遞等處理過程，不僅可以以更加簡單的方式進(jìn)行過程運(yùn)算，而且由于在其處理的階段只分為1和0兩個狀態(tài)，所以相對外部的一些干擾因素很難改變其聲音品質(zhì)。

其次，DMB技術(shù)具有非常優(yōu)良的處理效率，可以節(jié)省更多的物質(zhì)資源和資金資源。DMB技術(shù)還具有極高的頻譜效率，可以在固定的帶寬上安排更多數(shù)量的節(jié)目。

最后，DMB技術(shù)在高速移動的環(huán)境中也能維持相對穩(wěn)定的、提供多元化的傳輸要求[4]。定制DAB時，是以200 km/h的速度作為攻堅(jiān)目標(biāo)的。在DMB技術(shù)的運(yùn)用上，更是使用了分等級防護(hù)和時間交錯等技術(shù)，使得其抗干擾能力比DAB技術(shù)又有了一定程度的進(jìn)步。

3.3 DRM技術(shù)

DRM技術(shù)又稱做為數(shù)字版權(quán)管理，主要用于對某些對象的使用權(quán)進(jìn)行限制或者保護(hù)。這些被保護(hù)的對象既可以包括數(shù)字化內(nèi)容，也可以包括硬件設(shè)施。應(yīng)該注意，DRM技術(shù)不能與傳統(tǒng)意義的版權(quán)保護(hù)等同。版權(quán)保護(hù)的重心放在信息內(nèi)容上，而DRM則將重點(diǎn)放在信息的使用權(quán)限上。隨著電子音頻或者電子視頻節(jié)目在網(wǎng)絡(luò)上的大規(guī)模使用，DRM的使用也越來越廣泛。具體地，在技術(shù)上對使用權(quán)限進(jìn)行保護(hù)，防止非法復(fù)制的行為或者可以增加非法復(fù)制的難度，促進(jìn)用戶進(jìn)行正規(guī)授權(quán)，如圖2所示。

圖2 DRM版權(quán)保護(hù)流程圖

從工作原理上看，DRM系統(tǒng)首先會建立一個信息授權(quán)單元?？梢允褂妹艽a對編碼后的信息進(jìn)行加密設(shè)定。經(jīng)過加密的信息資源在其頭部有密碼和經(jīng)過正規(guī)授權(quán)的URL，用戶使用信息時需要先到正規(guī)的授權(quán)中心進(jìn)行授權(quán)以取得相關(guān)的密鑰，然后對加密內(nèi)容進(jìn)行解密進(jìn)行使用。經(jīng)過加密的內(nèi)容，即使顧客對這些內(nèi)容進(jìn)行了下載處理，但是不得到授權(quán)還是無法使用，有效保護(hù)了節(jié)目的版權(quán)。一般來說，密鑰分為公鑰和私鑰兩種。公鑰的意義在于對節(jié)目進(jìn)行加密，而私鑰則是用于解開。當(dāng)節(jié)目受到非法撰改時，也可以利用私鑰終止這種侵害行為。

3.4 DSB技術(shù)

DSB技術(shù)是數(shù)字衛(wèi)星廣播，主要工作原理是利用處于外太空的衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)信息的接收和發(fā)送。該系統(tǒng)將衛(wèi)星、數(shù)字接收機(jī)、廣播上行站以及地面的控制系統(tǒng)連接組合成一個有機(jī)的整體，為各個地區(qū)發(fā)送廣播信號，極大地促進(jìn)了廣播頻率的發(fā)展。雖然它不如上面提到的幾種技術(shù)具有超高的音質(zhì)或者極強(qiáng)的抗干擾能力，但是DSB技術(shù)也具有自身的優(yōu)點(diǎn)。首先，信號質(zhì)量相對較好，可以使終端達(dá)到相對滿意的收聽要求；其次，覆蓋范圍較廣，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以覆蓋到；最后，投資成本較低，便于進(jìn)行大規(guī)模推廣，目前仍是重要的廣播信號處理技術(shù)之一[5]。

4 結(jié) 論

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，民眾的物質(zhì)水平得到了極大滿足。對于廣播節(jié)目來說，人們對所獲取信息的數(shù)量和音質(zhì)質(zhì)量有了更高層次的要求，而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播信號處理中的有效應(yīng)用，在保證廣播收聽、傳播質(zhì)量的前提下，提供了更加快速的信息傳播渠道，值得推廣。

[1] 袁銘鍵.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播信號處理中的實(shí)際運(yùn)用[J].數(shù)字通信世界，2015，（6）：62，72.

[2] 魏家軍.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電視廣播信號處理中的應(yīng)用研究[J].信息通信，2014，（2）：286-287.

[3] 陳 紅.廣播信號的遠(yuǎn)程監(jiān)測與處理技術(shù)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2006.

[4] 姚新迎.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及在實(shí)踐中的應(yīng)用分析[J].河南科技，2014，（1）：7.

[5] 蔡曉鋒.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播信號處理中的應(yīng)用[J].應(yīng)用技術(shù)，2016，（4）：187.