现代智能汽车中的无线技术82——FMDAB（1）

摘要：本文系统梳理了全球数字广播技术标准及应用现状。欧洲采用DAB/DAB+技术，利用OFDM调制实现CD级音质和抗干扰能力，已成为新车准入强制标准。美国采用HDRadio私有标准，通过IBOC技术实现模拟与数字信号同频共存。中国发展自主CDR标准，兼容DRM技术，具备应急广播功能。日本和韩国则分别采用ISDB-T和T-DMB标准。文章详细分析了各技术原理、频段特性及区域分布，指出全球调谐芯片和混合广播技术是应对标准碎片化的解决方案，强调数字广播在5G时代仍具不可替代的应急通信价值。（149字）

如果说 FM 是广播的 1.0 时代，那么 DAB 就是广播的 2.0 时代。它不是简单的音质提升，而是广播形态的彻底数字化。对于出口欧洲的车型，DAB 是必须通过的强制准入测试。

DAB/DAB+ (Digital Audio Broadcasting)

模拟广播（FM/AM）占用的频谱资源太多了，且容易受干扰。为了解决这些问题，欧洲人在上世纪 90 年代发明了 DAB（尤里卡 147 项目）。

1 欧洲的强制法规：为什么新车必须配 DAB？

• EECC (European Electronic Communications Code)：

• 自 2020年12月21日 起，所有在欧盟成员国销售的新车（M 类乘用车），其收音机必须具备接收数字地面广播（即 DAB+）的能力。

• 目的：

2 技术原理：OFDM 与 DQPSK

DAB 的底层技术其实和 4G/5G/Wi-Fi 非常像，核心都是 OFDM。

1. OFDM (正交频分复用) —— 抗多径神器

• FM 的痛点： 汽车移动时，多径反射波会导致频率选择性衰落（某些频率点信号突然消失）。

• OFDM 的解法：

• 把宽带（1.536 MHz）切分成 1536 个 极其细窄的子载波。

• 每个子载波传一点点数据，速度很慢，码元很长。

• 效果： 即使多径效应“杀死了”其中几十个子载波，剩下的几千个依然完好，配合纠错码（FEC），数据可以无损恢复。

• 单频网 (SFN)： 多个发射塔可以用同一个频率发射。对于 FM 这是灾难（同频干扰），对于 DAB 这是福利（信号叠加增强）。

2. DQPSK (差分四相相移键控)

• DAB 不用调幅也不用调频，而是调制相位。这使得它对幅度和频率的抖动不敏感，非常适合高速移动接收。

3. DAB vs DAB+

• DAB (原始版)： 使用 MP2 编码。效率低，音质一般。

• DAB+ (升级版)： 使用 HE-AAC v2 编码。效率极高，32kbps 就能听个响，48kbps 效果就很好了。现在的新车主要支持 DAB+。

3 频段 III (Band III) 与 L波段

DAB 主要工作在两个频段：

• 主力军： 全球绝大多数国家的 DAB 都在这里。

• 注意： 这个频段以前是给模拟电视用的。

• L-Band (1452 – 1492 MHz)：

• 补充： 频率高，穿透力差。主要用于卫星广播或局部补盲。现在用的很少。

4 业务数据：FIC 与 MSC

DAB 的数据流结构非常清晰，主要分两部分：

1. FIC (Fast Information Channel) —— 节目单

• 不加密，不交织： 为了让你一开机就能立刻读出来。

• 内容： MCI (Multiplex Configuration Information)。

• 它告诉收音机：“在这个频率上，打包了 10 个电台。电台 A 在第 1-5 个时隙，电台 B 在第 6-8 个时隙…”

• 这就是为什么 DAB 必须要先搜索（Scan）建立列表，而不能像 FM 那样拧一下频率就出声。

2. MSC (Main Service Channel) —— 实际内容

• 音频数据： AAC 编码的音乐流。

• PAD (Programme Associated Data)： 跟随音频的附加数据（如歌词、图片）。

5 幻灯片 (SlideShow)：在收音机上看专辑封面

这是 DAB 相比 FM 最大的体验升级。

• 功能： SLS (SlideShow)。

• 格式： 发送 PNG 或 JPG 图片。

• 场景：

• 专辑封面： 播谁的歌，显示谁的照片。

• 新闻图片： 播报交通拥堵时，显示路况地图。

• 广告： 甚至可以带二维码。

• 开发挑战： 图片传输较慢（因为带宽有限）。IVI 软件需要做缓存与渐变显示逻辑，避免屏幕上出现半张图的尴尬。

小结

• DAB+ 是欧洲车的入场券。

• OFDM 技术从物理上解决了多径干扰问题，让车载广播从“能听”变成了“好听”。

• SlideShow 让广播从“听觉媒体”进化为“视听媒体”。

虽然欧洲选择了 DAB，但在幅员辽阔、地形复杂的中国，DRM 技术展现出了独特的优势。对于做国内市场的车企，理解 CDR/DRM 是必修课。

DRM (Digital Radio Mondiale)

DAB 虽然好，但它有一个致命弱点：覆盖范围小（工作在 VHF 频段，单站覆盖几十公里）。如果要在广袤的中国西部实现全覆盖，建 DAB 基站会破产。 DRM 的出现，就是为了让数字广播能像当年的短波广播一样，一个台覆盖几千公里。

1 CDR (中国数字广播) 与 DRM 的关系

这是一个容易混淆的概念。

• DRM： 是一个国际标准（ETSI ES 201 980）。

• CDR (Convergent Digital Radio)： 是中国自主标准（GY/T 268-2013）。

• 关系：

• CDR 在物理层和帧结构上，大量借鉴和兼容了 DRM，特别是调频波段的数字音频广播。

• 在实际芯片实现中（如 NXP/ST 芯片），通常将 CDR/DRM 作为同一个技术族群来支持。

• 现状： 国内很多发射台使用的是 CDR 标准，车机端需要支持 CDR 解码库。

2 DRM30 (中短波) vs DRM+ (调频波段)

DRM 是一套“上得厅堂（高频），下得厨房（低频）”的全能标准。

1. DRM30 (< 30 MHz) —— 中短波的数字化

• 频段： AM 波段（长波、中波、短波）。

• 革命性意义：

• 音质质变： 传统 AM 广播音质像“闷罐电话”。DRM30 利用高效编码（HE-AAC），在同样的 AM 频率上，能传出接近 FM 的清澈音质。

• 超远覆盖： 继承了短波的天波反射特性。你可以用立体声的音质，收听几千公里外的电台。

• 应用： 跨省广播、国际广播、远洋渔船服务。

2. DRM+ (> 30 MHz) —— FM 波段的数字化

• 频段： VHF 波段（主要指 FM 87.5-108 MHz）。

• 特点：

• 带宽仅需 96 kHz（是 DAB 1.5MHz 带宽的 1/16）。

• 它可以灵活地插在两个大功率 FM 电台之间的空隙里发射。

• 对比 DAB： DAB 适合做“大拼盘”（一个频率发 10 个台）；DRM+ 适合做“小而美”（一个频率发 1-2 个台），部署更灵活，适合地级市电台。

3 紧急广播功能 (EWF)：灾难时的生命线

这是 DRM 最具社会价值的功能：Emergency Warning Functionality (EWF)。

1. 场景

当地震、海啸、洪水发生时，基站断电，互联网中断，电视没信号。只有广播塔还在工作（通常有独立发电机和坚固掩体）。

2. EWF 的工作流程

• 即使你的车机处于关机（Standby）状态，底层的 Tuner 芯片也会定期监测信号。

• 一旦检测到 EWF 报警，收音机会自动开机，并强制调大音量。

• 多语言切换： EWF 可以在屏幕上显示多语言文本（比如同时显示中文和英文报警信息）。

• 音频广播： 播放应急指令。

• 地图指引： 通过 Journaline（DRM 的图文服务）发送避难所的地图坐标。

3. 车企的责任

对于出口到印度、巴基斯坦等自然灾害频发国家的车型，EWF 是一项备受推崇的安全配置。

小结

• DRM30 让古老的短波焕发新生，实现了“AM 的覆盖，FM 的音质”。

• CDR 是中国基于 DRM 技术路线发展出的自主标准，车机开发需注意兼容性。

• EWF 证明了在 5G 时代，广播依然是不可替代的国家级应急基础设施。

如果你做的是出口北美的车型，你会发现美国人既不用 DAB 也不用 DRM，他们搞了一套非常独特的私有标准——HD Radio。

美国的 HD Radio

欧洲人为了搞数字广播，专门划了一块新地皮（Band III）。 美国人说：“不行，FM 频段太宝贵了，我不想搬家。” 于是，他们发明了 IBOC (In-Band On-Channel) 技术，硬是在现有的 FM/AM 频道里挤出了数字信号的空间。

1 IBOC (In-Band On-Channel)：带内同频技术

HD Radio 的核心就是 IBOC 技术，由 Xperi 公司（以前叫 iBiquity）持有专利。

1. 核心理念：寄生

它不需要新的频率。它直接寄生在现有的模拟电台频率上。

• 比如：FM 98.1 MHz。

• 以前：这个频率只发模拟 FM 信号。

• 现在：在这个频率的两侧边缘，增加了数字信号。

2. 频谱结构

• 中间 (Center)： 依然是强大的模拟 FM 信号。这保证了旧收音机能正常收听，完全向后兼容。

• 两侧 (Sidebands)： 在模拟信号的左右两边（功率较低），放置了 OFDM 调制的数字信号。

• 这就是为什么它叫“带内”（同一个频段）“同频”（同一个频道）。

2 混合模式 (Hybrid Mode)：如何在同一个频率上同时播？

收音机是如何处理这种“三明治”信号的？

1. 混合发射 (Hybrid Waveform)

发射塔同时发射模拟和数字信号。

• 模拟部分： 功率大，覆盖远。

• 数字部分： 功率小（为了不干扰模拟部分），覆盖范围通常比模拟信号小一圈。

2. 接收端的“无缝切换” (Blending)

这是 HD Radio 体验的核心，也是算法最难的地方。

• 场景： 你开车离开城市中心。

• 阶段一（信号好）： 收音机解码数字信号（HD）。你听到的是 CD 级音质，屏幕上有歌词封面。

• 阶段二（边缘地带）： 数字信号开始出现误码。收音机检测到质量下降。

• 阶段三（Blending）： 收音机自动、平滑地淡出数字音频，淡入模拟音频。

• 技术难点： 模拟信号和数字信号在传输链路上有时间差（数字处理慢）。Tuner 芯片必须在内部做延时对齐 (Time Alignment)，把模拟信号故意延迟几秒，确保两者在毫秒级同步。否则切换时会有回声或跳变。

• 阶段四（远郊）： 完全回退到模拟 FM 模式。虽然有沙沙声，但至少不断线。

3. 多播 (Multicasting) —— HD2 / HD3

由于数字压缩效率高，HD Radio 可以在一个频率下塞进多个节目。

• FM 98.1 (HD1)： 和模拟广播内容一样（流行音乐）。

• FM 98.1 (HD2)： 24小时古典音乐（纯数字频道，旧收音机收不到）。

• FM 98.1 (HD3)： 新闻台。

小结

• HD Radio 是美国市场的必选项，它让模拟和数字在同一个频率上共存。

• Blending（混合切换） 算法是检验 Tuner 性能的关键，要求模拟和数字信号在时间和音量上完美对齐。

• 对于车企来说，HD Radio 最大的痛点是专利费（每台车都要给 Xperi 交钱）。

一张图看懂全球广播制式分布（哪里用 DAB，哪里用 HD Radio，哪里只有 FM）

如果不了解这张图，你的车载娱乐系统（IVI）可能会面临两难：要么硬件成本浪费，要么到了当地无法通过法规认证。

🗺️ 全球广播制式分布概览

想象一张世界地图，我们用四种颜色将其划分：

📍 区域深度解析

1. 🇪🇺 欧洲 & 🇦🇺 澳大利亚：DAB+ 的天下 (蓝色)

• 标准：DAB / DAB+ (Digital Audio Broadcasting)。

• 现状：

• 欧盟法规 (EECC)：自2020年底起，所有在欧盟销售的新车，必须强制配备接收数字地面广播（即DAB+）的能力。这不是选配，是准入红线。

• 挪威：全球激进派，已经彻底关闭了国家级 FM 网络，如果你车里只有 FM，在挪威只能听寂寞。

• 英国、德国、瑞士：DAB+ 覆盖率极高，是主流收听方式。

• 硬件影响：需要支持 Band III (174–240 MHz) 频段的接收模块和天线。

2. 🇺🇸 北美：HD Radio 的独角戏 (橙色)

• 标准：HD Radio (IBOC – In-Band On-Channel)。

• 现状：

• 这是美国 Xperi 公司拥有的私有技术。与欧洲不同，HD Radio 是把数字信号“寄生”在传统模拟 FM/AM 频率的两侧（这也是为什么叫 In-Band）。

• 并不是强制法规，但作为豪华车或中高配车型的标配，市场渗透率极高。

• 商业痛点：专利费。每生产一台带 HD Radio 功能的车机，都需要向 Xperi 缴纳专利授权费。这是 Tier 1 报价时的重要成本项。

3. 🇨🇳 🇯🇵 🇰🇷 东亚三国：各自为战 (红色)

这里是全球最复杂的区域，因为大家都想推自己的标准。

• 🇨🇳 中国：

• 标准：CDR (China Digital Radio)。

• 现状：虽然有 CDR 标准，但在乘用车市场，FM 依然是绝对统治者。绝大多数量产车目前只配置 FM/AM。CDR 仍在发展中，暂未像欧洲那样强制铺开。

• 🇯🇵 日本：

• 标准：ISDB-Tsb (1seg)。

• 痛点：频段独特。全世界 FM 都是 87.5-108 MHz，只有日本传统是 76-90 MHz（现在扩展到了 95 MHz）。这意味着去日本的车，调谐器（Tuner）必须重新配置频率范围。

• 🇰🇷 韩国：

• 标准：T-DMB。韩国人很喜欢在车里看电视/多媒体，所以他们的广播技术与移动电视技术高度融合。

4. 🌍 其他地区：FM 的长尾 (灰色)

• 区域：南美（巴西正在测试 DRM）、俄罗斯、东南亚、中东、非洲。

• 现状：模拟 FM (Analog FM) 仍是王者。

• 策略：这些市场的车机配置最低，只需要最基础的 FM/AM 调谐器，成本最低。

🛠️ 工程师与产品经理的“生存指南”

看完这张地图，作为车联网项目的负责人，你需要制定以下硬件与软件策略：

1. 硬件策略：One World, One Tuner?

你不可能为每个国家造一种收音机。

• 理想方案：采用 "World Tuner"（全球调谐芯片）。

• 现在的芯片（如 NXP, ST, Silicon Labs）通常是“多模”的。

• 一颗芯片同时支持 AM/FM/DAB/HD Radio。

• 成本控制：虽然芯片支持，但外围电路和天线不同。

• 去欧洲：必须加装 Band III 天线（DAB用）。

• 去美国：必须支付 HD Radio 解码库的授权费。

• 去新兴市场：屏蔽掉数字功能，只留 FM，省钱。

2. 软件策略：SDR (软件定义无线电)

• 底层硬件可能是一样的，通过**配置字（Configuration Word）**来决定它是一台“欧洲收音机”还是“美国收音机”。

• DAB 体验：必须做“Service Following”（服务跟随），因为欧洲国家小，跨国驾驶频繁。

• HD Radio 体验：必须做“Ballgame Mode”（球赛模式），处理复杂的组播频道（Multicast），因为美国人喜欢在 HD2/HD3 频道听体育转播。

3. 混合广播 (Hybrid Radio) 的统一价值

正因为物理制式（RF）如此分裂（DAB vs HD vs CDR），第11章提到的 Hybrid Radio (RadioDNS) 才显得无比重要。

• 互联网是统一的。无论你是美国的车还是欧洲的车，只要连上 4G/5G，通过 RadioDNS 获取 IP 流媒体和 Logo 的方式是一样的。

• 未来趋势：用 IP 层（软件）来抹平物理层（硬件）的差异，为全球用户提供一致的“下一代广播体验”。