基于peaq算法的评估调频同步广播技术参数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通讯系统，尤其涉及一种评估调频同步广播技术参数的方法。
【背景技术】
[0002] 调频同步广播系统是指两台以上的调频发射机组成的、具有相邻服务区、使用同 一载频、并播出同一节目，同时、同相位广播的调频发射系统。
[0003] 行业标准--《调频同步广播系统技术规范》（GY/T154-2000)于2000年12月 公布实施，针对当时设备情况，对于系统做出了明确的技术要求，主要技术参数概括起来称 为"三同一保"，即同频、同相、同调制度和保证一定的接收场强。
[0004] 调频同步广播系统的基本技术要求：
[0005] (1)同频：调频同步广播系统中各台、站的载波、导频的相对频率差< IX 1(T9。
[0006] (2)同相：在相干区内，各相邻台、站载波场强差< 6dB;在相干区内，各相邻台、站 已调制信号之间的相对时间差：单声道< 10Us;立体声< 5ys。
[0007] (3)同调制度：各相邻台、站调制度设置误差彡3%。
[0008] (4)保证最小可用场强。
[0009] 这个标准是基于那个年代调频广播设备的技术水平提出的（当时数字化调频激 励器没有出现），评估采用的是单音信号，并采用信号信噪比结果作为评估依据，并且没有 考虑到调频同步广播系统的非线性，可以说评估的依据及手段现在来说是不够。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有技术中存在的技术问题，本发明采用真实电台节目（而非单音信 号）作为模拟音频信号进行调频同步广播的评估，并采用基于PEAQ算法输出的客观评价 指标0DG等级作为调频同步广播测试结果的衡量标准。
[0011] 本发明拟确定的基于PEAQ算法的评估调频同步广播技术参数的方法，包括以下 步骤：
[0012] 步骤S1，将两组相同的模拟音频信号m(t)分别经过两个相同的调频发射机，生成 两路调制后的欲收信号\(0。其中模拟音频信号采样率为48kHz。m(t)采用分帧的方法 送入调频发射机，其中i为帧数计数值，所述信号的分帧方法为：第i帧数据的起始采样点 为（4096*N-2048)*i,终止采样点为（4096*N)*(i+l)-2048*i，其中N为正整数；
[0013] 步骤S2,其中一路射频信号Xm(t)送入参数偏差器，得到干扰信号Xms(t)，其中参 数偏差器可以调节载频、调制度、时延及场强四个技术参数，可以根据评估需要调整相关参 数；
[0014] 步骤S3,将欲收信号Xm(t)和干扰信号Xms(t)进行叠加后的信号y⑴；
[0015] 步骤S4,将叠加信号y(t)送入调频接收机，得到解调信号历(〇，其中调频接收机 中的中频滤波器的参数设置，采用陶瓷滤波器LT10. 7MA5这类具有代表性的解调中频滤波 器。其中，调频发射机和接收机可以设置为单声道调制解调或立体声调制解调，发射、接收 前后方式对应；
[0016] 步骤S5,将解调信号m〇〇送入PEAQ算法模型，测试解调信号m〇)的音频质量，得 到音频质量的0DG等级。从而评估调频同步广播在不同技术参数时的音频质量。
[0017]PEAQ算法采用了心理声学模型，是目前已知的与主观测试相似度最大的客观评测 方法。它是ITU提出的一种基于音频感知技术的客观算法。
[0018]PEAQ算法通过模仿人耳的听觉系统，将原始音频信号X,ef和处理后测试信号Xtest 分别经由基于FFT的感知模型对信号进行分析和综合，包括时频变换、频带分组、噪声掩 蔽比计算等步骤，目的是更好的模拟人耳的感觉特性；激励样本预处理模块通过对原始 参考信号和处理后的测试信号的响度差异和线性失真进行补偿，从而对计算模型输出参 数（ModelOutputVariables，MOV)前的数据进行适应性调整；预处理后的数据通过特征 综合计算出11个MOV值；最后，由神经网络模块把这些MOV参数映射为一个客观差异等 级（ObjectDifferenceGrade，0DG)值输出，该定义等同于主观评价中的主观差异等级 (SubjectiveDifferenceGrade，SDG)〇
[0019] 步骤S6,将0DG=-1.0及以上（损伤可察觉，但不讨厌）判定为满意的收听质量。 对大量测试的音频进行统计分析，可以评估得到符合现实设备情况的"三同一保"的技术参 数指标。
[0020] 基于PEAQ算法的评估调频同步广播技术参数的方法不仅考虑了调频解调系统的 非线性与噪声的时变性带来的影响，还使得解调音频的质量最接近人耳的主观感受。
[0021] 关于本发明的优势与方法可通过下面的发明详述及附图得到进一步的了解。
【附图说明】
[0022] 图1基于PEAQ算法的调频同步广播模型
[0023] 图2PEAQ算法原理框图
[0024] 图3神经网络计算0DG结构图
[0025] 图4客观评价与主观评价等级对应表
【具体实施方式】
[0026] 下面对结合附图对本发明的较佳实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
[0027] 图1示出了基于PEAQ算法的评估调频同步广播技术参数的方法，具体包括以下步 骤：
[0028] 步骤S1，将两组相同的模拟音频信号m(t)分别经过两个相同的调频发射机，生成 两路调制后的欲收信号\(0。其中模拟音频信号采样率为48kHz。m(t)采用分帧的方法 送入调频发射机，其中i为帧数计数值，所述信号的分帧方法为：第i帧数据的起始采样点 为（4096*N-2048)*i,终止采样点为（4096*N)*(i+l)-2048*i，其中N为正整数；
[0029] 步骤S2,其中一路射频信号Xm(t)送入参数偏差器，得到干扰信号Xms (t)，参数偏 差器分别设置载频、调制度、时延及场强四个技术参数，可以根据评估需要调整相关参数；
[0030] 步骤S3,将欲收信号Xm(t)和干扰信号Xms(t)进行叠加后的信号y(t);
[0031] 步骤S4,将叠加信号y(t)送入调频接收机，得到解调信号汤(〇,其中调频接收机 中的中频滤波器的参数设置，采用陶瓷滤波器LT10. 7MA5这类具有代表性的解调中频滤波 器。其中，调频发射机和接收机可以设置为单声道调制解调或立体声调制解调，发射、接收 前后方式对应；
[0032] 步骤S5,将解调信号ffi(t)送入PEAQ算法模型，测试解调信号而⑴的的音频质 量，得到音频质量的0DG等级。从而评估调频同步广播在不同技术参数时的音频质量。
[0033]PEAQ算法采用了心理声学模型，是目前已知的与主观测试相似度最大的客观评测 方法。它是ITU提出的一种基于音频感知技术的客观算法，模型如图2所示。
[0034]PEAQ算法通过模仿人耳的听觉系统，将原始音频信号XMf和处理后测试信号Xtest 分别经由基于FFT的感知模型对信号进行分析和综合，包括时频变换、频带分组、噪声掩 蔽比计算等步骤，目的是更好的模拟人耳的感觉特性；激励样本预处理模块通过对原始参 考信号和处理后的测试信号的响度差异和线性失真进行补偿，从而对计算模型输出参数 (ModelOutputVariables，M0V)前的数据进行适应性调整；预处理后的数据通过特征综合 计算出11个MOV值；最后，由图3所示，由神经网络模块把这些MOV参数映射为一个客观差 异等级（ObjectDifferenceGrade，0DG)值输出，该定义等同于主观评价中的主观差异等 级（SubjectiveDifferenceGrade，SDG)。0DG值与主观评分等级和相应损伤对应关系图 4所示，0DG的值从-4到0,可以是小数。该值为负且越接近0,说明参考信号和测试信号之 间的差异越小，音频编解码的性能就越好；当0DG值大于0时，说明不具有区分参考信号和 测试信号的能力。
[0035] 步骤S6,将0DG=-1.0及以上（损伤可察觉，但不讨厌）判定为满意的收听质量。 对大量测试的音频进行统计分析，可以评估得到符合现实设备情况的"三同一保"的技术参 数指标。
[0036] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】之一，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变 化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书 所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种基于PEAQ算法的评估调频同步广播技术参数的方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤Sl，将两组相同的模拟音频信号m⑴分别经过两个相同的调频发射机，生成两路 调制后的欲收信号Xm(t); 步骤S2,其中一路射频信号Xm(t)送入参数偏差器，得到干扰信号Xms (t)，其中参数偏 差器可以调节载频、调制度、时延及场强四个技术参数，可以根据评估需要调整相关参数； 步骤S3,将欲收信号Xm(t)和干扰信号 Xms(t)进行叠加后的信号y(t); 步骤S4,将叠加信号y (t)送入调频接收机，得到解调信号力(〇，其中调频接收机中的 中频滤波器的参数设置，采用陶瓷滤波器LTlO. 7MA5这类具有代表性的解调中频滤波器； 步骤S5,将解调信号ffi(t)送入PEAQ算法模型，测试解调信号汾〇)的音频质量，得到音 频质量的ODG等级。从而评估调频同步广播在不同技术参数时的音频质量。 步骤S6,将ODG = -1.0及以上（损伤可察觉，但不讨厌）判定为满意的收听质量。对 大量测试的音频进行统计分析，调频同步广播关键参数的接收音频质量的相关曲线，得出 调频同步广播的技术参数以及站点的设计依据。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤Sl中，模拟音频信号采样率为 48kHz。m(t)采用分帧的方法送入调频发射机，其中i为帧数值，所述信号的分帧方法为： 第i帧数据的起始采样点为（4096*N-2048)*i，终止采样点为（4096*N)*(i+l)-2048*i，其 中N为正整数。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2、S4中，调频发射机和接收机 可以设置为单声道调制解调或立体声调制解调，发射接收前后方式对应。
【专利摘要】本发明提供了一种基于PEAQ算法的评估调频同步广播技术参数的方法。本发明以ITU-R BS.1387-1心理声学模型为依托，采用基于PEAQ算法输出的客观评价指标ODG作为调频同步广播测试结果的衡量标准。这种调频同步广播系统的测试模型不仅考虑了调频解调系统的非线性与噪声的时变性带来的影响，还使得解调音频的质量最接近人耳的主观感受。调频同步广播模型采用电台节目作为信号源，在参数偏差器中可以改变载频、调制度、延时和场强这四个参数，通过计算机对大量的数据进行统计分析，给出调频同步广播关键参数的接收音频质量的相关曲线，从而建立一个主观评价的客观标准，得出调频同步广播的技术参数以及站点的设计依据。
【IPC分类】H04H20/18, H04H20/48
【公开号】CN104980240
【申请号】CN201510320285
【发明人】熊惟楚, 蔡超时, 万欣, 王菲
【申请人】苏州威士达信息科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月11日