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数字无线电的演化进程
调幅(AM)是20世纪前80年无线电播送的首要方式，但通道式微、失真和噪声导致接纳质量欠安。跟着调频(FM)的引进，这些问题在必定程度上得到了缓解。FM还能供给立体声传输和CD音质的音频，但模仿无线电依然无法彻底消除通道缺点效应和掩盖区域有限等问题。2003年间，两家新创商业公司XM和Sirius（后合并为SiriusXM™), 在美国推出了根据订阅的大规模数字卫星无线电服务，其盈利形式与付费电视频道相似。大约与此一同，WorldSpace Radio开端为亚洲和非洲供给卫星播送。
凭仗“卫星数字音频无线电服务”(SDARS)，轿车收音机听众能够在卫星掩盖规模内的任何地方收听同一无线电台，只要当卫星信号被建筑物、树叶和地道等遮挡时才会暂时中止。XM卫星无线电带头经过装置地上中继器来战胜遮挡问题，中继器在稠密市区发射相同的卫星音频信号，构成一个卫星与地上播送结合的架构。
简直一同，传统地上播送公司也制作了数字播送蓝图，原因有二。榜首，他们认识到，他们在模仿道路上很快就要走到止境，由于全世界都在向更高质量的数字跑道搬迁.第二，频谱资源越来越稀疏，要在相同带宽内传输更多内容，只要经过数字化和紧缩新旧内容，打包后进行播送。因而，全世界都已开端从模仿无线电转向数字无线电。这些无线电播送技能具有接纳更明晰、掩盖区域更广的优势，能够在可用模仿无线电通道的现有带宽内传输更多内容和信息，并且用户能够更灵敏地操控要获取和收听的节目资料（图1）。
数字无线电开展示例：印度
地上播送有两种敞开规范——数字多媒体播送(DMB)和通用数字无线电™ (DRM)，以及一种专有规范HD Radio™（由iBiquity开发，是仅有经过FCC同意用于美国AM/FM音频播送的规范）,DMB指定了数字音频播送的多种格局，包含DAB、DAB+和T-DMB，选用VHF频段III和L频段。DRM选用DRM30，作业频率规模是150 kHz到30 MHz；DRM+则选用VHF频段I、II和III。
VHF频段的有用传达基本上局限于很小地舆区域内的视野规模。而短波传达则可在电离层中屡次反射，然后抵达世界上简直任何地方。关于人口密布且地舆规模较小的国家/区域，选用VHF频段III和L频段传输DMB十分有用。关于面积广袤的国家/区域，中短波传输能够完成有用的掩盖。因而，在试用DAB和DRM几年之后，印度政府决议选用DRM。
2007年间，印度国家播送电台(AIR)、亚太播送联盟(ABU)和DRM联合体在新德里进行了DRM的榜首次现场实验。实验为期三天，其时选用了三个发射器，并丈量了各种参数。除了新德里的这些实验以外，AIR还进行了长距离丈量。结果表明，DRM凭仗有限数量的发射器就能服务更多人口，优势显着。此外，日益前进的节能要求将功耗考虑前进到极其重要的方位。DRM的电源功率高出50%，关于支撑生态平衡和让地球更环保而言至关重要。
数字无线电接纳机和DSP
物理世界是模仿的, 但科学家和工程师们发现，在数字域中更简略进行很多核算和符号操作。采样理论、信号处理技能和各种数据转换器的呈现, 使工程师们得以轻松顺畅地使用模数转换器(ADC)和带可编程内核的数字信号处理器来规划、完成和测验杂乱的数字信号处理(DSP)体系。
强壮高效DSP的开展以及信息和通讯理论的前进，促成了媒体技能与通讯的交融。数字无线电的呈现归功于这些技能前进。
数字无线电接纳机开始是作为实验室原型而规划的，然后投入试生产。像大多数技能相同，榜首代产品一般是使用分立器材拼装而成。跟着商场规模和竞赛水平的前进，制造商发现，经过下降制品价格能够进一步扩展商场。更高出货量的远景招引半导体制造商投入资金，尽力集成更多分立器材以下降本钱。跟着时间推移，不断缩小的芯片尺寸导致本钱进一步下降，一同产品功用更加完善。许多产品都有过这样的继续演进进程，包含FM收音机和手机。
数字无线电中的信号处理
典型的数字通讯体系（图2）先将模仿信号转换为数字信号，再进行紧缩，并增加纠错码，然后将多个信号打包以最大极限地使用通道容量。要传输RF信号（它存在于“实践”的模仿能量世界），须将数字信号转换为模仿信号并调制到载波频率上。接纳机端发作的进程刚好相反，首先是解调载波频率。然后，将信号转换为数字信号，查看有无过错并解紧缩。基带音频信号转换为模仿信号，终究发作声响。
数字无线电接纳机中的信号处理算法能够分为以下几类：
- 通道解码
- 信源解码
- 音频后处理
- 中间件
- 用户接口(MMI)
在数字无线电中，通源编码和通道编码别离能够映射到高效音频编解码器 和 过错操控体系组件。实践上，假如编解码器选用容错规划，则能够更好地履行过错操控。
抱负的通道编码器应能从传输过错中康复。抱负的通源编码器应能将音讯紧缩到最高信息含量（香农熵），但假如输入流包含过错，高度紧缩的音讯将导致十分高的音频失真。因而，高效的源编码还应确保解码器能够检测流中的过错并躲藏其影响，使得全体音质不下降。
DRM选用了通源编码和通道编码的相关技能立异，然后供给更好的音频体会。所选的DRM音频通源编码算法可确保：
- 高效的音频编码——以更低的比特率完成更高的音质
- 更好的容错性—在存在传输过错时下降音频质量以确保传输
高效音频源编码
活动图画专家组(MPEG)技能能够说是学术界、工业界和技能论坛有用协作的途径与结构。在音频范畴，这种协作结出了硕果，例如别离用于播送和存储/分发的MPEG Layer II、MP3和AAC（高档音频编码）等，鼓舞着工业界施行进一步的研制方案。尽管MP3仍是网络分发和存储使用最受欢迎的“非官方”格局，但AAC的授权规范更简略，外加苹果公司决议选用AAC作为iPod的媒体格局，使得AAC更受业界重视。
下面看看MPEG社区开发的AAC格局，以便了解信源编码涉及到的一些重要技能。“心理声学模型”（图3）和“时域混叠抵消”(TDAC)能够说是宽带音频源编码范畴开始的两大突破性立异。
工业界和学术界开发的“频带仿制”（SBR，图4）以及 “空间音频编码” 或 “双耳头绪编码”技能，能够说是随后的两大突破性立异。这两项突破性的要害立异进一步增强了AAC技能，使其具有可扩展编码功用，然后让HE-AAC v2和MPEG环绕声环绕声完成规范化，遭到工业界的热烈欢迎，like Dolby®、 AC3和 WMA®，等业界首要规范也采取了相似的过程，以便在最新媒体编码中使用相似的技能立异。
“频带仿制”(SBR)东西将解码采样速率变为AAC-LC采样速率的2倍。参数立体声(PS)东西将单声道LC流解码为立体声。
像一切其它改进方案相同，丈量技能也在音质改进方案中发挥了重要作用。音质评价东西和规范，如“音质感知评价(PEAQ)”和“躲藏参阅和基准的多刺激法”(MUSHRA)等，协助前进了技能实验的评价速度。
高雅降级/容错性
一般来说，关于给定的流过错水平，紧缩程度越高，则音频伪像越多。例如，MPEG Layer II流比AAC流更能容错。Layer II频谱数据部分中的单比特过错不会形成任何恼人的伪像，由于最大频谱值由比特分配值决议。AAC则否则，相同的单比特过错会导致霍夫曼解码器发作毛病并使用帧过错躲藏，重复的帧过错将使音频静音，直到过错率降至最小值停止。长期的静默会使体系无法确保高雅降级。
在以下附加东西的协助下，容错(ER) AAC编码能够确保体系在发作比特流过错时高雅降级：
- HCR (霍夫曼码字重排): 经过将频谱数据划分为固定巨细的数段来避免过错在频谱数据内传达。HCR将最重要的数据放在各段的开始方位。
- VCB11 (编码本11的虚拟编码本): 在特别码字映射的协助下检测频谱数据内的严重过错。
- RVLC (可逆可变长度编码):避免份额因子数据中的过错传达。
ER-AAC特性与UEP一同，能够为DRM供给满意的容错性。
DRM规范
通用数字无线电(DRM)是欧洲电信规范协会(ETSI)拟定的一种敞开规范，适用于数字窄带音频的中短波播送。尽管DRM支撑4.5 kHz、5 kHz、9 kHz、10 kHz、18 kHz、20 kHz的带宽及四种收发形式，但若要兼容现有AM规范，带宽和比特率有必要别离以10 kHz和24 kbps为限。
表1. DRM比特率和带宽
| 30 MHz时的带宽 | 带宽(kHz) | 比特率(kbps) |
| 标称带宽 | 9 至 10 | 8 至 20 |
| 半带宽 | 4.5 至 5 | 2 或 4 |
| 双倍带宽 | 18 至 20 | 20 至 80 |
为满意这一要求，有必要选用高效音频编码：Meltzer-Moser MPEG-4 HE-AAC v2（世界规范化安排/世界电工委员会—ISO/IEC）是一个不错的挑选，但容错版别的HE-AAC v2（Martin Wolters，2003）在避免通道式微方面功用更佳， 可谓最好挑选。
表2. DRM支撑的不同编解码器
| Bit Rate (kbps) | 20 to 80 | 8 至 20 | 2 或 4 |
| 编解码器 | AAC | CELP | 8 至 20 |
| 音频速率 | 12, 24,或48 | 8 至 16 | 2 或 4 |
| SBR | 是 | 是 | 是 |
| PS | 是 | — | — |
| 双倍带宽 | 是 | 是 | 是 |
除AAC外，DRM规范还界说了用于传输语音的谐波矢量鼓励编码(HVXC)和编码鼓励线性猜测(CELP)编解码器。DRM规范还支撑流传输图画、幻灯片、HTML网页之类的原始数据。
DRM架构
RM体系包含三条首要传输途径：主服务通道(MSC)、服务描绘通道(SDC)和快速存取通道(FAC)。FAC承载正交频分复用(OFDM)信号特点和SDC/MSC装备，速率以72比特/帧为限。SDC包含MSC解码所需的信息，如复用帧结构等，以及其它信息。
MSC对多路复用器发作的帧进行编码。选项有规范映射、对称分层映射和混合分层映射。MSC选用不等过错维护（UEP，图6），其间复用帧分为维护等级不同的两个部分：高维护等级数据部分和低维护等级数据部分。
选用Blackfin的数字无线电
The Blackfin®处理器（图7）十分合适一同需求数字信号处理和微操控器功用的操作。ADSP-BF5xx系列特别合适此类使用，并且还供给多种外设。硬件和软件开发东西、多种第三方软件组件以及参阅规划一应俱全，使它成为多功用产品的抱负渠道。多代产品、牢靠来历供给的老练软件IP、ADI公司的牢靠支撑以及很多高功用模仿集成电路，有助于规划人员开宣布高质量终端产品。
无论是根据Blackfin处理器的数字无线电，仍是互联网收音机和多功用产品，都能够使用ADI公司为这些产品创立的现有生态体系来进行开发。
除了创立所需的生态体系以及供给各种软件模块之外，ADI公司还为数字无线电创立了自有的解码器库。其间一个首要组件是HE-AAC v2解码器，它能优化所需很多MIPS供给的功用。
HE-AAC V2解码器的架构
HE-AAC v2解码器组件（图8）构成DRM源解码器的一部分。MPEG-4 HE-AAC v2解码器（支撑ETSI DAB和DRM规范）集成了高档音频编码(AAC)、频带仿制(SBR)和参数立体声(PS)。该解码器向后兼容AAC-LC。
首要特性包含：
- MPEG-4 ER-AAC可扩展解码器，能够处理960样本/帧
- 支撑AAC-LC/HE-AAC v1/v2/DRM/DAB
- 支撑过错躲藏
- 支撑DRC
- 针对存储器和MIPS进行高度优化
- 针对一整套ISO/DAB/DMB和ETSI矢量进行验证
表3. MPEG-4 HE-AAC v2解码器功用
| 存储器(kB) | 代码 | 表 | 数据 | MIPS |
| DAB | 115 | 61 | 182 | 8 至 20 |
| DRM | 115 | 62 | 182 | 2 或 4 |
该解码器施行了规范要求的悉数音频编码东西，包含：
- MDCT/TDAC前进频率分辨率和编码功率
- 自适应模块切换下降预回声效应
- 非线性量化
- 霍夫曼编码
- 使用Kaiser-Bessel导出的窗口函数消除频谱走漏
- 可变帧巨细改进比特分配
- IS/MS立体声/TNS和PNS东西
- 频带仿制(SBR)
- 参数立体声(PS)
