基于peaq算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通訊系統(tǒng)，尤其涉及一種評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法。
【背景技術】
[0002] 調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)是指兩臺以上的調(diào)頻發(fā)射機組成的、具有相鄰服務區(qū)、使用同 一載頻、并播出同一節(jié)目，同時、同相位廣播的調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)。
[0003] 行業(yè)標準--《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術規(guī)范》（GY/T154-2000)于2000年12月 公布實施，針對當時設備情況，對于系統(tǒng)做出了明確的技術要求，主要技術參數(shù)概括起來稱 為"三同一保"，即同頻、同相、同調(diào)制度和保證一定的接收場強。
[0004] 調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的基本技術要求：
[0005] (1)同頻：調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中各臺、站的載波、導頻的相對頻率差< IX 1(T9。
[0006] (2)同相：在相干區(qū)內(nèi)，各相鄰臺、站載波場強差< 6dB;在相干區(qū)內(nèi)，各相鄰臺、站 已調(diào)制信號之間的相對時間差：單聲道< 10Us;立體聲< 5ys。
[0007] (3)同調(diào)制度：各相鄰臺、站調(diào)制度設置誤差彡3%。
[0008] (4)保證最小可用場強。
[0009] 這個標準是基于那個年代調(diào)頻廣播設備的技術水平提出的（當時數(shù)字化調(diào)頻激 勵器沒有出現(xiàn)），評估采用的是單音信號，并采用信號信噪比結(jié)果作為評估依據(jù)，并且沒有 考慮到調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的非線性，可以說評估的依據(jù)及手段現(xiàn)在來說是不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了克服現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明采用真實電臺節(jié)目（而非單音信 號）作為模擬音頻信號進行調(diào)頻同步廣播的評估，并采用基于PEAQ算法輸出的客觀評價 指標0DG等級作為調(diào)頻同步廣播測試結(jié)果的衡量標準。
[0011] 本發(fā)明擬確定的基于PEAQ算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法，包括以下 步驟：
[0012] 步驟S1，將兩組相同的模擬音頻信號m(t)分別經(jīng)過兩個相同的調(diào)頻發(fā)射機，生成 兩路調(diào)制后的欲收信號\(0。其中模擬音頻信號采樣率為48kHz。m(t)采用分幀的方法 送入調(diào)頻發(fā)射機，其中i為幀數(shù)計數(shù)值，所述信號的分幀方法為：第i幀數(shù)據(jù)的起始采樣點 為（4096*N-2048)*i,終止采樣點為（4096*N)*(i+l)-2048*i，其中N為正整數(shù)；
[0013] 步驟S2,其中一路射頻信號Xm(t)送入?yún)?shù)偏差器，得到干擾信號Xms(t)，其中參 數(shù)偏差器可以調(diào)節(jié)載頻、調(diào)制度、時延及場強四個技術參數(shù)，可以根據(jù)評估需要調(diào)整相關參 數(shù)；
[0014] 步驟S3,將欲收信號Xm(t)和干擾信號Xms(t)進行疊加后的信號y⑴；
[0015] 步驟S4,將疊加信號y(t)送入調(diào)頻接收機，得到解調(diào)信號歷(〇，其中調(diào)頻接收機 中的中頻濾波器的參數(shù)設置，采用陶瓷濾波器LT10. 7MA5這類具有代表性的解調(diào)中頻濾波 器。其中，調(diào)頻發(fā)射機和接收機可以設置為單聲道調(diào)制解調(diào)或立體聲調(diào)制解調(diào)，發(fā)射、接收 前后方式對應；
[0016] 步驟S5,將解調(diào)信號m〇〇送入PEAQ算法模型，測試解調(diào)信號m〇)的音頻質(zhì)量，得 到音頻質(zhì)量的0DG等級。從而評估調(diào)頻同步廣播在不同技術參數(shù)時的音頻質(zhì)量。
[0017]PEAQ算法采用了心理聲學模型，是目前已知的與主觀測試相似度最大的客觀評測 方法。它是ITU提出的一種基于音頻感知技術的客觀算法。
[0018]PEAQ算法通過模仿人耳的聽覺系統(tǒng)，將原始音頻信號X,ef和處理后測試信號Xtest 分別經(jīng)由基于FFT的感知模型對信號進行分析和綜合，包括時頻變換、頻帶分組、噪聲掩 蔽比計算等步驟，目的是更好的模擬人耳的感覺特性；激勵樣本預處理模塊通過對原始 參考信號和處理后的測試信號的響度差異和線性失真進行補償，從而對計算模型輸出參 數(shù)（ModelOutputVariables，MOV)前的數(shù)據(jù)進行適應性調(diào)整；預處理后的數(shù)據(jù)通過特征 綜合計算出11個MOV值；最后，由神經(jīng)網(wǎng)絡模塊把這些MOV參數(shù)映射為一個客觀差異等 級（ObjectDifferenceGrade，0DG)值輸出，該定義等同于主觀評價中的主觀差異等級 (SubjectiveDifferenceGrade，SDG)〇
[0019] 步驟S6,將0DG=-1.0及以上（損傷可察覺，但不討厭）判定為滿意的收聽質(zhì)量。 對大量測試的音頻進行統(tǒng)計分析，可以評估得到符合現(xiàn)實設備情況的"三同一保"的技術參 數(shù)指標。
[0020] 基于PEAQ算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法不僅考慮了調(diào)頻解調(diào)系統(tǒng)的 非線性與噪聲的時變性帶來的影響，還使得解調(diào)音頻的質(zhì)量最接近人耳的主觀感受。
[0021] 關于本發(fā)明的優(yōu)勢與方法可通過下面的發(fā)明詳述及附圖得到進一步的了解。
【附圖說明】
[0022] 圖1基于PEAQ算法的調(diào)頻同步廣播模型
[0023] 圖2PEAQ算法原理框圖
[0024] 圖3神經(jīng)網(wǎng)絡計算0DG結(jié)構圖
[0025] 圖4客觀評價與主觀評價等級對應表
【具體實施方式】
[0026] 下面對結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例作詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能 更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。
[0027] 圖1示出了基于PEAQ算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法，具體包括以下步 驟：
[0028] 步驟S1，將兩組相同的模擬音頻信號m(t)分別經(jīng)過兩個相同的調(diào)頻發(fā)射機，生成 兩路調(diào)制后的欲收信號\(0。其中模擬音頻信號采樣率為48kHz。m(t)采用分幀的方法 送入調(diào)頻發(fā)射機，其中i為幀數(shù)計數(shù)值，所述信號的分幀方法為：第i幀數(shù)據(jù)的起始采樣點 為（4096*N-2048)*i,終止采樣點為（4096*N)*(i+l)-2048*i，其中N為正整數(shù)；
[0029] 步驟S2,其中一路射頻信號Xm(t)送入?yún)?shù)偏差器，得到干擾信號Xms (t)，參數(shù)偏 差器分別設置載頻、調(diào)制度、時延及場強四個技術參數(shù)，可以根據(jù)評估需要調(diào)整相關參數(shù)；
[0030] 步驟S3,將欲收信號Xm(t)和干擾信號Xms(t)進行疊加后的信號y(t);
[0031] 步驟S4,將疊加信號y(t)送入調(diào)頻接收機，得到解調(diào)信號湯(〇,其中調(diào)頻接收機 中的中頻濾波器的參數(shù)設置，采用陶瓷濾波器LT10. 7MA5這類具有代表性的解調(diào)中頻濾波 器。其中，調(diào)頻發(fā)射機和接收機可以設置為單聲道調(diào)制解調(diào)或立體聲調(diào)制解調(diào)，發(fā)射、接收 前后方式對應；
[0032] 步驟S5,將解調(diào)信號ffi(t)送入PEAQ算法模型，測試解調(diào)信號而⑴的的音頻質(zhì) 量，得到音頻質(zhì)量的0DG等級。從而評估調(diào)頻同步廣播在不同技術參數(shù)時的音頻質(zhì)量。
[0033]PEAQ算法采用了心理聲學模型，是目前已知的與主觀測試相似度最大的客觀評測 方法。它是ITU提出的一種基于音頻感知技術的客觀算法，模型如圖2所示。
[0034]PEAQ算法通過模仿人耳的聽覺系統(tǒng)，將原始音頻信號XMf和處理后測試信號Xtest 分別經(jīng)由基于FFT的感知模型對信號進行分析和綜合，包括時頻變換、頻帶分組、噪聲掩 蔽比計算等步驟，目的是更好的模擬人耳的感覺特性；激勵樣本預處理模塊通過對原始參 考信號和處理后的測試信號的響度差異和線性失真進行補償，從而對計算模型輸出參數(shù) (ModelOutputVariables，M0V)前的數(shù)據(jù)進行適應性調(diào)整；預處理后的數(shù)據(jù)通過特征綜合 計算出11個MOV值；最后，由圖3所示，由神經(jīng)網(wǎng)絡模塊把這些MOV參數(shù)映射為一個客觀差 異等級（ObjectDifferenceGrade，0DG)值輸出，該定義等同于主觀評價中的主觀差異等 級（SubjectiveDifferenceGrade，SDG)。0DG值與主觀評分等級和相應損傷對應關系圖 4所示，0DG的值從-4到0,可以是小數(shù)。該值為負且越接近0,說明參考信號和測試信號之 間的差異越小，音頻編解碼的性能就越好；當0DG值大于0時，說明不具有區(qū)分參考信號和 測試信號的能力。
[0035] 步驟S6,將0DG=-1.0及以上（損傷可察覺，但不討厭）判定為滿意的收聽質(zhì)量。 對大量測試的音頻進行統(tǒng)計分析，可以評估得到符合現(xiàn)實設備情況的"三同一保"的技術參 數(shù)指標。
[0036] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】之一，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變 化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書 所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種基于PEAQ算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟Sl，將兩組相同的模擬音頻信號m⑴分別經(jīng)過兩個相同的調(diào)頻發(fā)射機，生成兩路 調(diào)制后的欲收信號Xm(t); 步驟S2,其中一路射頻信號Xm(t)送入?yún)?shù)偏差器，得到干擾信號Xms (t)，其中參數(shù)偏 差器可以調(diào)節(jié)載頻、調(diào)制度、時延及場強四個技術參數(shù)，可以根據(jù)評估需要調(diào)整相關參數(shù)； 步驟S3,將欲收信號Xm(t)和干擾信號 Xms(t)進行疊加后的信號y(t); 步驟S4,將疊加信號y (t)送入調(diào)頻接收機，得到解調(diào)信號力(〇，其中調(diào)頻接收機中的 中頻濾波器的參數(shù)設置，采用陶瓷濾波器LTlO. 7MA5這類具有代表性的解調(diào)中頻濾波器； 步驟S5,將解調(diào)信號ffi(t)送入PEAQ算法模型，測試解調(diào)信號汾〇)的音頻質(zhì)量，得到音 頻質(zhì)量的ODG等級。從而評估調(diào)頻同步廣播在不同技術參數(shù)時的音頻質(zhì)量。 步驟S6,將ODG = -1.0及以上（損傷可察覺，但不討厭）判定為滿意的收聽質(zhì)量。對 大量測試的音頻進行統(tǒng)計分析，調(diào)頻同步廣播關鍵參數(shù)的接收音頻質(zhì)量的相關曲線，得出 調(diào)頻同步廣播的技術參數(shù)以及站點的設計依據(jù)。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟Sl中，模擬音頻信號采樣率為 48kHz。m(t)采用分幀的方法送入調(diào)頻發(fā)射機，其中i為幀數(shù)值，所述信號的分幀方法為： 第i幀數(shù)據(jù)的起始采樣點為（4096*N-2048)*i，終止采樣點為（4096*N)*(i+l)-2048*i，其 中N為正整數(shù)。3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2、S4中，調(diào)頻發(fā)射機和接收機 可以設置為單聲道調(diào)制解調(diào)或立體聲調(diào)制解調(diào)，發(fā)射接收前后方式對應。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于PEAQ算法的評估調(diào)頻同步廣播技術參數(shù)的方法。本發(fā)明以ITU-R BS.1387-1心理聲學模型為依托，采用基于PEAQ算法輸出的客觀評價指標ODG作為調(diào)頻同步廣播測試結(jié)果的衡量標準。這種調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的測試模型不僅考慮了調(diào)頻解調(diào)系統(tǒng)的非線性與噪聲的時變性帶來的影響，還使得解調(diào)音頻的質(zhì)量最接近人耳的主觀感受。調(diào)頻同步廣播模型采用電臺節(jié)目作為信號源，在參數(shù)偏差器中可以改變載頻、調(diào)制度、延時和場強這四個參數(shù)，通過計算機對大量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，給出調(diào)頻同步廣播關鍵參數(shù)的接收音頻質(zhì)量的相關曲線，從而建立一個主觀評價的客觀標準，得出調(diào)頻同步廣播的技術參數(shù)以及站點的設計依據(jù)。
【IPC分類】H04H20/18, H04H20/48
【公開號】CN104980240
【申請?zhí)枴緾N201510320285
【發(fā)明人】熊惟楚, 蔡超時, 萬欣, 王菲
【申請人】蘇州威士達信息科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月11日