Особенности аудиопроцессорной обработки сигнала в канале цифрового радиовещания

23 декабря 2011 г. 11:35

ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА

Особенности аудиопроцессорной обработки сигнала в канале цифрового радиовещания

Характерной особенностью канала цифрового радиовещания является максимальное снижение скорости передачи звукового вещательного сигнала. При этом деградируют практически все параметры сигнала, определяющие качество передачи слушателям. В какой-то степени восстановить качество удается при использовании аудиопроцессорной обработки перед передачей сигнала или непосредственно у слушателя. Примеры такой обработки в канале опытного цифрового вещания приведены в статье. Оределены требования к эффективности такой обработки.

Малое А.В., Попов О.Б., Черников К.В.

Известно, что при передача сигнала звукового вещания по цифровым трактам первичного распределения программ с компактным представлением ухудшаются практически все параметры определяющие качество его передачи. Удобным параметром оценки является относительная средняя мощность (СХИМ), мощность реального си тала, отнесенная к мощности гармонического сигнала с амплитудой равной номинальному значению для канала (ОСМк), или пиковому значению на выборке (ОСМс). ОСМк используется для оценки эффективности использования канала и коррелирован с громкостью сигнала. С помощью ОСМс оцениваются любые искажения сигнала. Как правило, относительная средняя мощность (ОСМ) сигнала падоет с уменьшением используемой скоростью цифрового потока. На рис. 1 приведена зависимость нормированных значений максимальных и минимальных ОСМк (по отношению к значение ОСМк исходного си тал а) от скорости цифрового потока, а также заметность вносимых при МРЕС-кодировании искажений (в %), усредненная по сигналам десяти различных радиовещательных станций (РВС). Как видно из графика, ОСМк падает, а заметность искажений растет.

Для компенсации падения ОСМк, используется специальная обработка (коррекция) сигнала на передающей или приемной стороне. Проведенное моделирование показало, что эффективность восстановительной коррекции выше, но при этом требуется гораздо больше аппаратуры. Для предварительной коррекции аудиопроцессоры ставиться только в центре распределения программ

Наиболее популярным на настоящий момент аудиопроцессором является "ОрйтосГ фирмы ОгЬап. В конце девяностых гадов разработан подобный процессор "АРГО' и у нас в стране [ 1 ]. В таблице приведены результаты измерения ОСМк критического для данной задачи сигнала, женского вокала, при предварительной обработке этими аудиопроцессорами - для рада значений скорости 1*2 си тала, сжатого с использованием алгоритма МРЗ. По результатам исследований с использованием представительной базы звуко-

ІМакс знач иормир ОСМ

^Мин знач нормир ОСМ  “Заметность

Исх 256 192 128 64 Скорость МРЕС мал»ро—мня Лт/с

1. Зависимость ОСМк и заметности искажен^ сигнала от скорости цифрового потока

вых сигналов до скоростей около 160 кбит/с аудиопроцессор может быть установлен и на входе и на выходе тракта, для скоростей ниже 128 кбит/с желательно ставить его около передатчика.

Была проведена оценка эффективности использования для такой обработки аудиопроцессора ВеЫпдег, рис. 2. В качестве источника сигнала использовался выход персонального компьютера (ПК).

Используемые в настоящий момент алгоритмы обработки (процессоры ОрЛтос! фирмы ОгЬап, с!Втах и т.п.) осуществляют адаптивное изменение коэффициента передачи, сопровождающееся расширением спектра сигнала. Такое расширение в области низких чостот приводит к необходимости расширения полосы пропускания входных цепей модулятора передатчика до 0,4 Га Только при соблюдении этих условий гарантируется высокая эффективность использования устройств. Это оговорено в инструкции, но не всегда выполнимо на практике. Кроме того, при этом не учитывается влияние входных и выходных цепей радиоприемных устройств, также не рассчитанных на пропускание почти постоянной составляющей. На рис За,б, показаны результаты моделирования прохождения обработанного аудиопроцессорами сигнала через тракт вторичного распределения с полосой 100 Гц—5,7 кГц (Ф).

Таблица

Абсолютные значения ОСМк

Абсолютные шачеиия ОСМк

Тип алюриша мрс.ширнимьной обрабо!кн К Мри К. равнин, кбщ/с

705 160 96 32

АРГО 0.180 0.170 0.145 0.100

От и мол 0.120 0.110 0.098 0.068

Без обработки 0.048 0.05 0.047 0.047

Т-Сотт, #9-2011

103