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短波數位廣播 DRM 接收實戰
前言
在短波廣播世界裡,除了我們熟知的 AM 調變的廣播,其實還有數位型態廣播,那個數位廣播模式名稱稱為 DRM ,這個廣播標準來自於歐洲電信標準協會 (ETSI) 所制定。
如何接收
能收到的廣播電台
在台灣主要能收到的廣播服務主要為:
- 中國之聲。
- 朝鮮之聲。
- (基督教的廣播電台)。
其中國之聲,是廣播的頻率最多的,詳細頻率可以去這個網站進行查詢。
接收的方法
最主要的方法是使用 SDR 接收機然後搭配接收軟體並且使用虛擬音效卡把原始音訊輸入進去 DRM 的解碼軟體。 由於能接收的設備十分眾多,這邊無法一一解說,所以主要提及接收的條件:
- 用 SSB USB 解調頻需要達 10 Khz 的頻寬(0 - 10khz)。
- 使用 IC-7300 等業餘無線電設備,需使用 AM 模式在機內設定成 IF 輸出。
- 一個接收性能良好的天線,例如筆者使用的有源小環天線。
- 電腦安裝好解碼軟體。
由於我的環境是使用孔雀石收音機進行接收,所以這邊的接收示範過程以該機器為主。
- 找到 DRM 的廣播頻率。
- 把解調模式設為 USB。
- 進入 AUDIO 選項中把濾波器低頻調為 0 HZ ,高頻調整到 10000 Khz。
- 把接收機接到你電腦,接上後正常來說你電腦會偵測到新的音效卡。
- 這邊補充一下,電腦雖然會偵測到音效卡,但是可能會預設為停用狀態,請進去設定中,把它設定成啟用的狀態。
5. 下載 Dream 解碼軟體。
Dream 但一款開源的解碼軟體,但由於已經多年以來已經沒有維護,且官網載點的最新版本是有問題的,所以我們要找其他人重新編譯好的版本,這邊將提供我找到最穩定的版本。
- 設定輸入的音效卡,請設定孔雀石接收機的音效卡。
經由以上的步驟之後, Dream 就會開始嘗試解碼接收機進來的音訊,如果解碼成功,你將會聽清晰的數位廣播。
上圖是一個成功的解碼案例,以軟體顯示的資訊來看,接收品質十分的好。
上圖是一個解碼失敗的案例,到了晚間中國之聲僅有在 6Mhz 的廣播頻率進行廣播,但是他們使用的調變方案使用 64-QAM ,這樣導致需要更強的訊號,才能成功接收。
DRM 廣播的缺點與心得
雖然聽起來這個模式很美好。但是您沒有想過為何 DRM 並未取代大多數的AM電台。
接下來我們就來探討 DRM 主要造成無法普及的缺點。
軟體生態不全:由於 DRM 採用了一些技術涉及了一些專利 EX: AAC 編碼技術、制定該數位標準的組織想要賺錢等等。這導致了各大主流的 SDR 軟體為了避免涉及到專利技術的問題,所以選擇不支援該數位標準;目前最多人用的解碼軟體 Dream ,也已多年前處於開發停滯的狀態,而最新版的官方編譯版存在了無法正常運作的問題。好家在該程式是開源的,所以國外有熱心的網友修正了一些問題。而其它的開源軟體,經個人使用所體會出來的感覺,都覺得十分的難用,操作體驗也極差,不適合對於缺少電腦操作知識的人使用。
支援的硬體收音機過於稀少,以台灣無線愛好者常買的德生以及山進皆未推出,支援該制式的功能。而在 DRM 協會官網所寫的支援收音機皆本上都是在華人地區較不知名的品牌,而因為屬於小眾的商品,價錢也不會太便宜,這樣的狀態更加對 DRM 生態不利。
對於接收要求的 SNR 過高:由於短波的傳播特性,有時會有大量的多重路徑傳播,這樣會產生 ISI 現象,讓軟體讀取到的符號混合在一起,所以有時候 SNR 達到了 8~9 dB 仍然會解碼不出來,就算有成功的解出聲音,也堅持不到幾秒便會又會因為 CRC 的錯誤而無法撥出聲音。但是這樣也產生了一個矛盾,如果要訊號那麼強,那麼去聽同樣訊號強度的 AM 電台不就好了?
採用的編碼技術位元率偏低: DRM 所使用的頻寬只有 10KHz,所以就算採用 OFDM 的調變方式,資訊量也無法太高,因為根據物理特性的限制,如果要在同樣的頻寬傳輸更多的資訊,那麼就需要更高的 SNR ;相反的可以透過降低傳輸資料量來換取較低的 SNR 要求,但是這樣就會讓音質變差。其實實際體驗下來與 DRM 電台相同的 SNR 的 AM 電台,基本上音質就比 DRM 來要的自然。