Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Официальный логотип DRM

Digital Radio Mondiale ( DRM ; Mondiale является итальянским и французской для « во всем мире») представляет собой набор цифровых аудио вещания технологий , предназначенных для работы над группами в настоящее время используется для аналогового вещания , включая радио AM вещания , особенно коротковолновый , и FM вещание . DRM более эффективен в спектральном отношении, чем AM и FM, позволяя большему количеству станций с более высоким качеством работать с заданной полосой пропускания , используя формат кодирования звука xHE-AAC . Различные другие MPEG-4 и Opus кодеки также совместимы, но теперь стандарт определяет xHE-AAC.

Digital Radio Mondiale - это также название международного некоммерческого консорциума , который разработал платформу и в настоящее время продвигает ее внедрение. В формировании консорциума DRM приняли участие Radio France Internationale , TéléDiffusion de France , BBC World Service , Deutsche Welle , Voice of America , Telefunken (ныне Transradio ) и Thomcast (теперь Ampegon ).

Принцип DRM заключается в том, что ограничивающим фактором является пропускная способность, а вычислительная мощность компьютера дешевая; Современные методы сжатия звука, интенсивно использующие ЦП , позволяют более эффективно использовать доступную полосу пропускания за счет ресурсов обработки.

Особенности [ править ]

DRM может обеспечить качество звука, сравнимое с FM [ необходима ссылка ] на частотах ниже 30 МГц ( длинные волны , средние волны и короткие волны ), что позволяет распространять сигнал на очень большие расстояния. Режимы для этих более низких частот ранее были известны как «DRM30». В диапазонах VHF использовался термин «DRM +». DRM + может использовать доступные широковещательные спектры от 30 до 300 МГц; обычно это диапазон I (47–68 МГц), диапазон II (87,5–108 МГц) и диапазон III (174–230 МГц). DRM был разработан, чтобы иметь возможность повторно использовать части существующего аналогового передатчика.такие средства, как антенны, фидеры и, особенно для DRM30, сами передатчики, что позволяет избежать крупных новых инвестиций. DRM устойчив к замираниям и помехам, которые часто мешают обычному вещанию в этих частотных диапазонах.

Кодирование и декодирование могут выполняться с помощью цифровой обработки сигналов , так что дешевый встроенный компьютер с обычным передатчиком и приемником может выполнять довольно сложные кодирование и декодирование.

В качестве цифрового носителя DRM может передавать другие данные помимо аудиоканалов ( передача данных ), а также метаданные типа RDS или данные, связанные с программой, как это делает цифровое аудиовещание (DAB). Сервисы DRM могут работать во многих различных сетевых конфигурациях, от традиционной модели AM с одним сервисом и одним передатчиком до мультисервисной (до четырех) модели с несколькими передатчиками, либо как одночастотная сеть (SFN), либо как многочастотная сеть. частотная сеть (MFN). Также возможна гибридная работа, когда один и тот же передатчик одновременно предоставляет как аналоговые услуги, так и услуги DRM.

DRM включает в себя технологию, известную как функции аварийного предупреждения, которая может отменять другие программы и активировать радиостанции, находящиеся в режиме ожидания, для приема экстренного вещания.

Статус [ править ]

Технический стандарт доступно бесплатное заряда от ETSI , [1] и МСЭ одобрил ее использование в большинстве стран мира. Утверждение для региона 2 МСЭ ожидает внесения поправок в существующие международные соглашения. Первая трансляция состоялась 16 июня 2003 года в Женеве , Швейцария , на Всемирной радиоконференции МСЭ .

Текущие вещательные компании включают All India Radio , BBC World Service , funklust (ранее известное как BitXpress), Radio Exterior de España , Radio New Zealand International , Vatican Radio , Radio Romania International и Radio Kuwait. [2]

До сих пор [ когда? ] Приемники DRM обычно использовали персональный компьютер . Несколько производителей представили приемники DRM, которые до сих пор остаются нишевыми продуктами из-за ограниченного выбора вещания. Ожидается, что переход национальных вещателей к цифровым услугам на основе DRM, особенно All India Radio, будет стимулировать производство доступных и эффективных приемников нового поколения.

Chengdu NewStar Electronics предлагает DR111 с мая 2012 года, который соответствует минимальным требованиям к приемникам DRM, установленным консорциумом DRM, и продается по всему миру. [3]

Генеральная зарубежная служба Всеиндийского радио ежедневно ведет вещание в DRM на Западную Европу на частоте 9,95 МГц с 17:45 до 22:30 по всемирному координированному времени. [4] Всеиндийское радио находится в процессе замены и модернизации многих своих отечественных AM-передатчиков с DRM. Проект, начатый в 2012 году, планируется завершить в течение 2015 года. [5]

Британская радиовещательная корпорация BBC опробовала эту технологию в Соединенном Королевстве , транслируя BBC Radio Devon в районе Плимута в диапазоне MF . Судебный процесс длился год (апрель 2007 г. - апрель 2008 г.). [6] BBC также опробована DRM + в FM - диапазоне в 2010 году от передающей станции Craigkelly в Файф , Шотландия, на площади , которая включала в город Эдинбург . В этом испытании ранее использовавшийся FM-передатчик мощностью 10 кВт (ERP) был заменен передатчиком DRM + мощностью 1 кВт в двух разных режимах и охвате по сравнению с FM [7] Digital Radio Mondiale была включена в консультацию Ofcom 2007 года о будущем радио в Соединенном Королевстве в диапазоне средних волн AM . [8]

RTÉ также провел ночные тесты для одной и нескольких программ в течение аналогичного периода на передатчике LW 252 кГц в Триме , графство Мит , Ирландия, который был модернизирован для поддержки DRM после закрытия Atlantic 252 .

Институт интегральных схем Фраунгофера IIS предлагает пакет для программно-определяемых радиоприемников, который может быть лицензирован для производителей радиоприемников. [1]

Международное регулирование [ править ]

28 сентября 2006 г. австралийский регулятор спектра, Управление связи и СМИ Австралии , объявил, что он «ввел эмбарго на полосы частот, потенциально пригодные для использования службами радиовещания, использующими Мондиалское цифровое радио, до тех пор, пока не будет завершено планирование использования спектра» », "5 950–6 200; 7 100–7 300; 9 500–9 900; 11 650–12 050; 13 600–13 800; 15 100–15 600; 17,550–17,900; 21 450–21 850 и 25 670–26 100 кГц. [9]

США Федеральная комиссия по связи говорится в 47 CFR 73,758 , что: «Для излучений с цифровой модуляцией, то Digital Radio Mondiale (DRM) стандарт должен быть использован.» Часть 73, раздел 758 предназначена только для КВ вещания.

Технологический обзор [ править ]

Кодирование источника звука [ править ]

Полезные битрейты для DRM30 варьируются от 6,1 кбит / с (режим D) до 34,8 кбит / с (режим A) для полосы пропускания 10 кГц (± 5 кГц вокруг центральной частоты). Можно достичь скорости передачи данных до 72 кбит / с (режим A) при использовании стандартного канала шириной 20 кГц (± 10 кГц). [10] (Для сравнения, чистое цифровое HD Radio может транслировать 20 кбит / с с использованием каналов шириной 10 кГц и до 60 кбит / с с использованием каналов 20 кГц.) [11] Полезный битрейт зависит также от других параметров, таких как:

  • желаемая устойчивость к ошибкам ( кодирование ошибок )
  • необходимая мощность ( схема модуляции )
  • устойчивость к условиям распространения ( многолучевое распространение , эффект Доплера ) и т. д.

Когда изначально была разработана DRM, было ясно, что наиболее надежные режимы предлагают недостаточную пропускную способность для тогдашнего современного формата кодирования звука MPEG-4 HE-AAC (High Efficiency Advanced Audio Coding). Поэтому стандарт запущен с возможностью выбора из трех различных систем кодирования звука (кодирования источника) в зависимости от битрейта:

  • MPEG-4 HE-AAC (высокоэффективное улучшенное кодирование звука). AAC - это перцепционный кодер, подходящий для голоса и музыки, а High Efficiency - это дополнительное расширение для реконструкции высоких частот (SBR: репликация спектральной полосы пропускания) и стереоизображения (PS: Parametric Stereo). Частоты дискретизации 24 кГц или 12 кГц могут использоваться для основного AAC (без SBR), что соответствует соответственно 48 кГц и 24 кГц при использовании передискретизации SBR.
  • MPEG-4 CELP, который представляет собой параметрический кодер, подходящий только для голоса (вокодер), но устойчивый к ошибкам и требующий небольшой скорости передачи данных.
  • MPEG-4 HVXC, который также является параметрическим кодером для речевых программ, который использует еще меньший битрейт, чем CELP.

Однако с разработкой MPEG-4 xHE-AAC , который представляет собой реализацию унифицированного речевого и аудиокодирования MPEG , был обновлен стандарт DRM и были заменены два формата кодирования только речи, CELP и HVXC. USAC разработан для объединения свойств речи и общего аудиокодирования в соответствии с ограничениями полосы пропускания и, таким образом, способен обрабатывать все виды программного материала. Учитывая, что в эфире было мало передач CELP и HVXC, решение отказаться от форматов кодирования только речи было принято без проблем.

Многие вещатели по-прежнему используют формат кодирования HE-AAC , потому что он по-прежнему предлагает приемлемое качество звука, отчасти сопоставимое с FM-трансляцией с битрейтом выше примерно 15 кбит / с. Однако ожидается, что в будущем большинство вещательных компаний перейдут на xHE-AAC .

Кроме того, начиная с версии 2.1, популярное программное обеспечение Dream может транслировать с использованием формата кодирования Opus . Хотя этот кодек не входит в текущий стандарт DRM, включение этого кодека предусмотрено для экспериментов. Помимо очевидных технических преимуществ по сравнению с семейством MPEG, таких как низкая задержка (задержка между кодированием и декодированием), кодек является бесплатным и имеет реализацию с открытым исходным кодом. Это альтернатива патентованному семейству MPEG, использование которого разрешено по усмотрению владельцев патентов. К сожалению, он имеет значительно более низкое качество звука, чем xHE-AAC, при низких скоростях передачи данных, что является ключом к экономии полосы пропускания. На самом деле, на 8 кбит Opus на самом деле звучит хуже , чем аналоговый коротковолнового радио [ править ]. Видео, показывающее сравнение Opus и xHE-AAC, доступно здесь . Производители оборудования в настоящее время платят роялти за использование кодеков MPEG.

Пропускная способность [ править ]

Вещание DRM может осуществляться с использованием различных полос пропускания:

  • 4,5 кГц. Дает возможность вещательной компании вести одновременную передачу и использовать область нижней боковой полосы растрового канала 9 кГц для AM , при этом сигнал DRM 4,5 кГц занимает область, традиционно занимаемую верхней боковой полосой. [12] Однако результирующая скорость передачи данных и качество звука плохие.
  • 5 кГц. Дает возможность вещательной компании вести одновременную передачу и использовать область нижней боковой полосы растрового канала 10 кГц для AM , при этом сигнал DRM 5 кГц занимает область, традиционно занимаемую верхней боковой полосой. Однако результирующая скорость передачи данных и качество звука незначительны (7,1–16,7 кбит / с для 5 кГц). Этот метод можно использовать на коротковолновых диапазонах по всему миру.
  • 9 кГц. Занимает половину стандартной полосы пропускания длинноволнового или средневолнового широковещательного канала региона 1.
  • 10 кГц. Занимает половину стандартной полосы пропускания широковещательного канала региона 2 и может использоваться для одновременной передачи с аналоговым аудиоканалом, ограниченным NRSC5. Занимает весь всемирный канал коротковолнового вещания (14,8–34,8 кбит / с).
  • 18 кГц. Занимает всю полосу пропускания длинноволновых или средневолновых каналов региона 1 в соответствии с существующим частотным планом . Это обеспечивает лучшее качество звука.
  • 20 кГц. Занимает всю полосу пропускания канала AM области 2 или области 3 в соответствии с существующим частотным планом. Это обеспечивает высочайшее качество звука стандарта DRM30 (30,6–72 кбит / с).
  • 100 кГц для DRM +. Эта полоса пропускания может использоваться в полосах I , II и III, а DRM + может передавать четыре разные программы в этой полосе пропускания или даже один цифровой видеоканал низкого разрешения.

Модуляция [ править ]

Модуляция, используемая для DRM, представляет собой кодирование мультиплексирования с ортогональным частотным разделением ( COFDM ), где каждая несущая модулируется квадратурной амплитудной модуляцией ( QAM ) с выбираемым кодированием ошибок.

Выбор параметров передачи зависит от желаемой устойчивости сигнала и условий распространения. На передаваемый сигнал влияют шум, помехи, многолучевое распространение волн и эффект Доплера .

Можно выбрать одну из нескольких схем кодирования ошибок и нескольких шаблонов модуляции: 64-QAM, 16-QAM и 4-QAM. Модуляция OFDM имеет некоторые параметры, которые необходимо настраивать в зависимости от условий распространения. Это разнос несущих, который будет определять устойчивость к эффекту Доплера (который вызывает смещения частот, разброс: доплеровский разброс) и защитный интервал OFDM, который определяет устойчивость к многолучевому распространению (что вызывает смещения задержки, разброс: разброс задержки). Консорциум DRM определил четыре различных профиля, соответствующих типичным условиям распространения:

  • A: Гауссов канал с очень небольшим многолучевым распространением и эффектом Доплера. Этот профиль подходит для местного или регионального вещания.
  • B: канал многолучевого распространения. Этот режим подходит для передачи на средние дистанции. В наши дни это часто используется.
  • C: аналогично режиму B, но с большей устойчивостью к доплеровскому режиму (большее расстояние между несущими). Этот режим подходит для передачи на большие расстояния.
  • D: аналогично режиму B, но с устойчивостью к большому разбросу задержки и доплеровскому разбросу. Этот случай существует при неблагоприятных условиях распространения при передаче на очень большие расстояния. Полезная скорость передачи данных для этого профиля уменьшается.

Компромисс между этими профилями заключается между надежностью, устойчивостью к условиям распространения и полезной скоростью передачи данных для услуги. В этой таблице представлены некоторые значения в зависимости от этих профилей. Чем больше расстояние между несущими, тем более система устойчива к эффекту Доплера (доплеровскому распространению). Чем больше защитный интервал, тем выше устойчивость к ошибкам длительного многолучевого распространения (разброс задержки).

Результирующая цифровая информация с низкой скоростью передачи данных модулируется с использованием COFDM . Он может работать в режиме одновременной передачи, переключаясь между DRM и AM, а также готов к подключению к другим альтернативам (например, службам DAB или FM).

DRM был успешно протестирован на коротких волнах , Mediumwave (с 9, а также 10 кГц разносом каналов ) и длинноволновых .

РежимРазнос между несущими OFDM (Гц)Количество перевозчиковДлина символа (мс)Длина защитного интервала (мс)Кол-во символов в кадре
9 кГц10 кГц18 кГц20 кГц
А41,6620422841246026,662,6615
B46,8818220636641026,665,3315
C68,18-138-28020.005,3320
D107,14-88-17816,667,3324

Существует также более низкая пропускная способность двухсторонняя версия связь DRM в качестве замены для SSB связи на КВ [13] - обратите внимание , что это не совместимо с официальной спецификацией DRM. Возможно, в будущем возможно объединение версии DRM с полосой пропускания 4,5 кГц, используемой сообществом радиолюбителей, с существующей спецификацией DRM.

Программное обеспечение Dream получит коммерческие версии, а также ограниченный режим передачи с использованием кодировщика FAAC AAC.

Кодирование ошибки [ править ]

Кодирование ошибок может быть более или менее надежным.

В этой таблице показан пример полезных битрейтов в зависимости от классов защиты.

  • Профили распространения OFDM (A или B)
  • модуляция несущей (16QAM или 64QAM)
  • и пропускная способность канала (9 или 10 кГц)
Битрейт, кбит / с
Класс защитыA (9 кГц)B (9 кГц)B (10 кГц)C (10 кГц)D (10 кГц)
64-QAM16-КАМ16-КАМ64-QAM16-КАМ64-QAM16-КАМ64-QAM
019,67,68,717,46,813,74.59.1
123,510.211,620,99.116,46.010.9
227,8--24,7-19,4-12,9
330,8--27,4-21,5-14,3

Чем ниже класс защиты, тем выше уровень исправления ошибок.

DRM + [ редактировать ]

В то время как первоначальный стандарт DRM охватывал диапазоны вещания ниже 30 МГц, консорциум DRM проголосовал в марте 2005 г. за начало процесса расширения системы до диапазонов ОВЧ до 108 МГц. [14]

31 августа 2009 г. DRM + (режим E) стал официальным стандартом вещания с публикацией технической спецификации Европейским институтом стандартов электросвязи ; По сути, это новая версия всей спецификации DRM с дополнительным режимом, позволяющим работать на частотах от 30 до 174 МГц. [15]

Используются каналы с более широкой полосой пропускания, что позволяет радиостанциям использовать более высокие скорости передачи данных, обеспечивая тем самым более высокое качество звука. Канал DRM + 100 кГц имеет достаточную пропускную способность для передачи одного мобильного ТВ-канала низкой четкости шириной 0,7 мегабит / с: было бы целесообразно распространять мобильное ТВ по DRM +, а не по DMB или DVB-H . Однако DRM + (DRM Mode E), как это разработано и стандартизовано, обеспечивает только битрейт от 37,2 до 186,3 кбит / с [16] [17] в зависимости от уровня устойчивости, используя модуляцию 4-QAM или 16-QAM и полосу пропускания 100 кГц.

DRM + битрейт [кбит / с]
РежимМодуляция MSCУровень устойчивостиПолоса пропускания 100 кГц
E4-КАММаксимум37,2
Мин.74,5
16-КАММаксимум99,4
Мин.186,3

DRM + был успешно протестирован во всех диапазонах VHF , и это дает системе DRM самое широкое использование частот; его можно использовать в диапазонах I , II и III . DRM + может сосуществовать с DAB в диапазоне III [18], но также может использоваться текущий FM-диапазон . ITU опубликовал три рекомендации по DRM +, известные в документах как Digital System G. Это указывает на введение полной системы DRM (DRM 30 и DRM +). МСЭ-R Рек. BS.1114 - это рекомендация ITU для звукового радиовещания в диапазоне частот от 30 МГц до 3 ГГц. DAB, HD-Radio и ISDB-T уже были рекомендованы в этом документе как цифровые системы A, C и F соответственно.

В 2011 году общеевропейская организация Community Media Forum Europe [19] рекомендовала Европейской комиссии использовать DRM + для маломасштабного вещания (местное радио, общественное радио), чем DAB / DAB +.

См. Также [ править ]

  • Система сигнализации AMSS AM
  • Цифровое аудиовещание (DAB)
  • Цифровое мультимедийное вещание (DMB)
  • DVB-H (цифровое видеовещание - портативные устройства)
  • DVB-T (цифровое видеовещание - наземное)
  • ETSI Спутниковое цифровое радио (SDR)
  • HD Radio , американская система цифрового радио
  • ISDB-Tsb , японская система цифрового радио.
  • Эффект обрыва , влияющий на цифровую связь, например радио.
  • Коротковолновое радио
  • Внутриполосный на канале

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Спецификация системы DRM» (PDF) . etsi.org . Проверено 19 апреля 2018 года .
  2. ^ "Digital Radio Mondiale - Расписание вещания" . www.drm.org . Проверено 19 апреля 2018 года .
  3. ^ "DR111 DRM Radio" . Chengdu NewStar Electronics | 成都 纽斯达 电子 公司. 2014 . Проверено 15 апреля 2014 .
  4. ^ «Цифровая передача» . Всеиндийское радио . Проверено 18 апреля 2019 .
  5. ^ «Мировое цифровое радио - страница DRM в Индии» . www.drm.org . Проверено 19 апреля 2018 года .
  6. ^ BBC. «Отчет об испытаниях цифровых средневолновых технологий» . bbc.co.uk . Проверено 19 апреля 2018 года .
  7. ^ "Белая книга BBC Research WHP199" (PDF) . bbc.co.uk . Проверено 19 апреля 2018 года .
  8. ↑ The Future of Radio (Ofcom, 2007). Архивировано 16 июня 2010 г. в Wayback Machine.
  9. ^ АСМА : Эмбарго на новых частотных присвоений для поддержки внутренних служб вещания с использованием DRM tecxhnology в архив 2014-02-13 в Wayback Machine
  10. ^ «Руководство по внедрению и внедрению DRM» (PDF; 6,7 МБ) . DRM. п. 22.
  11. ^ «Структура и генерация устойчивых сигналов для внутриполосного цифрового вещания AM» (PDF) . Архивировано 06 февраля 2012 года. CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  12. ^ "См. Раздел 5:" Одноканальная одновременная передача DRM / AM " " (PDF) .
  13. ^ "WinDRM] - программа для аудио и быстрой передачи данных по HF SSB" . n1su.com . Проверено 19 апреля 2018 года .
  14. ^ DRM + Presentation , DRM.org, доступ 2 февраля 2009 г.
  15. ^ ETSI ES 201 980 V3.1.1
  16. ^ «DRM Введение и Руководство по внедрению» (PDF) . Консорциум DRM. 13 сентября 2013. с. 22.
  17. ^ Шредер, Йенс (апрель 2016 г.). «Использование DRM + в диапазоне FM 87,5–108 МГц» (PDF) . Немецкий DRM-форум. п. 6.
  18. ^ "Симпозиум DRM + im VHF-Band III в Кайзерслаутерне" . www.drm-radio-kl.eu . Проверено 19 апреля 2018 года .
  19. ^ "Европейский форум СМИ сообщества - Информация и лоббирование для сектора СМИ сообщества" . cmfe.eu . Проверено 19 апреля 2018 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Digital Radio Mondiale (DRM) - официальная домашняя страница
  • Как получить DRM на длинноволновых, средне- и коротковолновых диапазонах
  • Ресивер Diorama DRM. DRM приемник с открытым исходным кодом написанный институт телекоммуникаций в Университете Кайзерслаутерн (Германия) )
  • WinDRM программное обеспечение DRM для радиолюбителей пользователей
  • Dream - программный приемник DRM с открытым исходным кодом
  • gr-drm реализация радиопередатчика GNU
  • Программное обеспечение DRM Коллекция программного обеспечения DRM
  • Глобальный график передач DRM