Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с цифрового аудиовещания )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чистый -Фирменные приемник DAB

Цифровое аудиовещание ( DAB ) - это стандарт цифрового радио для вещания цифровых аудиорадиослужб во многих странах мира, но не в Северной Америке, где HD Radio является стандартом цифрового радио.

Стандарт DAB был инициирован в качестве европейского исследовательского проекта в 1980-х годах. [1] Норвежская вещательная корпорация (NRK) запустила первый канал DAB в мире на 1 июня 1995 года ( NRK Klassisk ), [2] и BBC и Радио Швеции (SR) начали свои первые DAB цифрового вещания радио в 27 сентября 1995 Приемники DAB стали доступны во многих странах с конца 1990-х годов.

DAB обычно более эффективно использует спектр, чем аналоговое FM- радио [3], и, таким образом, может предлагать больше услуг радиосвязи для той же заданной ширины полосы. Качество звука может быть заметно хуже, если битовая скорость, выделенная для каждой аудиопрограммы, недостаточна. DAB более устойчив в отношении шума и замирания из- за многолучевого распространения для мобильного прослушивания, [4] хотя качество приема DAB быстро ухудшается, когда уровень сигнала падает ниже критического порога, тогда как качество приема FM ухудшается медленно с уменьшением сигнала, обеспечивая эффективное покрытие в течение большая площадь.

Оригинальная версия DAB используется MP2 аудио кодек . В феврале 2007 года была выпущена обновленная версия системы под названием DAB + , в которой используется аудиокодек HE-AAC v2 (AAC +) на основе модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT) . DAB не поддерживает прямую совместимость с DAB +, что означает, что приемники только DAB не могут принимать широковещательные передачи DAB +. [5] Однако вещательные компании могут смешивать программы DAB и DAB + в одной передаче и, таким образом, осуществлять постепенный переход к DAB +. DAB + примерно в два раза эффективнее DAB и надежнее.

При управлении использованием спектра полосы, выделенные для общедоступных служб DAB, обозначаются аббревиатурой T-DAB. По состоянию на 2021 год в 42 странах используются службы DAB. [6] Большинство этих услуг используют DAB +, и только Ирландия, Великобритания, Новая Зеландия, Румыния, Бруней-Даруссалам и Филиппины по-прежнему используют значительное количество услуг DAB. См. « Страны, использующие DAB / DMB» . Во многих странах ожидается, что существующие FM-службы будут переведены на DAB +. Норвегия стала первой страной , которая в 2017 году ввела национальное аналоговое отключение FM-радио , однако это коснулось только национальных вещательных компаний, а не местных.

История [ править ]

  Страны с регулярными услугами
  Страны с испытаниями / тестами
  Страны с интересом
  DAB больше не используется

DAB разрабатывается с 1981 года в Institut für Rundfunktechnik (IRT). Первые демонстрации DAB были проведены в 1985 году в WARC-ORB в Женеве, а в 1988 году первые передачи DAB были сделаны в Германии. Позже DAB был разработан как исследовательский проект для Европейского Союза ( EUREKA ), который начался в 1987 году по инициативе консорциума, сформированного в 1986 году. Кодек MPEG-1 Audio Layer II («MP2») был создан как часть Проект EU147 . DAB был первым стандартом, основанным на методе модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), который с тех пор стал одной из самых популярных схем передачи для современных широкополосных цифровых систем связи.

Выбор аудиокодека , схем модуляции и кодирования с исправлением ошибок, а также первые пробные трансляции были сделаны в 1990 году. Публичные демонстрации были проведены в 1993 году в Соединенном Королевстве . Спецификация протокола была завершена в 1993 году и принята органом по стандартизации ITU-R в 1994 году, европейским сообществом в 1995 году и ETSI в 1997 году. В 1995 году в нескольких странах были запущены пилотные передачи.

В октябре 2005 года Всемирный форум DMB поручил своему Техническому комитету выполнить работу, необходимую для принятия аудиокодека AAC + и более строгого кодирования с исправлением ошибок . Стандарт кодирования аудио AAC + использует алгоритм сжатия аудиоданных с модифицированным дискретным косинусным преобразованием (MDCT) . [7] [8] Эта работа привела к запуску системы DAB +.

К 2006 году , 500 миллионов людей во всем мире были в зоне охвата вещания DAB, хотя к этому времени продажа приемников были только снята в Соединенном Королевстве (Великобритания) и Дании . В 2006 году во всем мире действовало около 1000 станций DAB. [9] По состоянию на 2018 год во всем мире было продано более 68 миллионов устройств, и более 2270 услуг DAB находятся в эфире. [6]

Для других систем цифрового аудиовещания см. Цифровое радио .

Технология [ править ]

Группы и режимы [ править ]

DAB использует широкополосную технологию вещания, и обычно для нее выделяются спектры в диапазоне III (174–240 МГц) и диапазоне L (1,452–1,492 ГГц), хотя схема позволяет работать в диапазоне от 30 до 300 МГц . Военные США зарезервировали L-диапазон только в США, заблокировав его использование для других целей в Америке, и Соединенные Штаты достигли соглашения с Канадой об ограничении DAB L-диапазона для наземного вещания, чтобы избежать помех. [ необходима цитата ]

DAB исторически имел ряд режимов передачи, зависящих от страны (I, II, III и IV).

  • Режим I для диапазона III, Земля
  • Режим II для диапазона L, Земля и спутник
  • Режим III для частот ниже 3 ГГц, Земля и спутник
  • Режим IV для диапазона L, Земля и спутник

В январе 2017 года обновленная спецификация DAB (2.1.1) удалила режимы II, III и IV, оставив только режим I.

Стек протоколов [ править ]

С точки зрения стека протоколов модели OSI , технологии, используемые в DAB, находятся на следующих уровнях: аудиокодек находится на уровне представления . Ниже находится уровень канала передачи данных , отвечающий за статистическое мультиплексирование с временным разделением и синхронизацию кадров . Наконец, физический уровень содержит кодирование с исправлением ошибок , модуляцию OFDM и занимается передачей и приемом данных по воздуху. Некоторые их аспекты описаны ниже.

Аудиокодек [ править ]

DAB использует аудиокодек MPEG-1 Audio Layer II , который часто называют MP2 из-за повсеместного распространения MP3 (MPEG-1 Audio Layer III).

В новом стандарте DAB + используется аудиокодек HE-AAC версии 2, широко известный как «AAC +» или «aacPlus». AAC + использует алгоритм модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT) [7] [8] и примерно в три раза более эффективен, чем MP2, [10], что означает, что вещательные компании, использующие DAB +, могут обеспечить гораздо более высокое качество звука или гораздо больше станций, чем они могли бы использовать DAB или комбинацию более высокого качества звука и большего количества станций.

Одним из наиболее важных решений, касающихся проектирования системы цифрового радиовещания, является выбор аудиокодека для использования, поскольку эффективность аудиокодека определяет, сколько радиостанций может передаваться на мультиплексоре с фиксированной пропускной способностью при заданном уровне звука. качественный.

Кодирование с исправлением ошибок [ править ]

Кодирование с исправлением ошибок (ECC) является важной технологией для цифровой системы связи, потому что оно определяет, насколько устойчивым будет прием для данного уровня сигнала - более сильное ECC обеспечит более надежный прием, чем более слабая форма.

Старая версия DAB использует пунктурированное сверточное кодирование для своего ECC. Схема кодирования использует неравную защиту от ошибок (UEP), что означает, что части аудиопотока, которые более восприимчивы к ошибкам, вызывающим слышимые помехи, обеспечиваются большей защитой (т. Е. Более низкой кодовой скоростью) наоборот. Однако схема UEP, используемая в DAB, приводит к тому, что существует серая зона между пользователем, испытывающим хорошее качество приема, и отсутствием приема вообще, в отличие от ситуации с большинством других систем беспроводной цифровой связи, которые имеют резкий «цифровой обрыв». где сигнал быстро становится непригодным для использования, если уровень сигнала падает ниже определенного порога. Когда слушатели DAB получают сигнал в этой области средней мощности, они слышат "булькающий" звук, который прерывает воспроизведение звука.

Стандарт DAB + включает ECC Рида-Соломона в качестве «внутреннего уровня» кодирования, который размещается вокруг аудиокадра с байтовым чередованием, но внутри «внешнего уровня» сверточного кодирования, используемого исходной системой DAB, хотя в DAB + сверточное кодирование использует равные защита от ошибок (EEP), а не UEP, поскольку каждый бит одинаково важен в DAB +. Эта комбинация кодирования Рида-Соломона в качестве внутреннего уровня кодирования, за которым следует внешний уровень сверточного кодирования - так называемое «конкатенированное кодирование» - стала популярной схемой ECC в 1990-х годах, и НАСА приняло ее для своих миссий в дальний космос. . Одно небольшое различие между конкатенированным кодированием, используемым системой DAB +, и тем, что используется в большинстве других систем, заключается в том, что в нем используется прямоугольныйперемежитель байтов вместо перемежения Форни для обеспечения большей глубины перемежителя, что увеличивает расстояние, на которое пакеты ошибок будут распространяться в потоке битов, что, в свою очередь, позволит декодеру ошибок Рида-Соломона исправлять более высокую долю ошибки.

ECC, используемый в DAB +, намного сильнее, чем используется в DAB, что при прочих равных условиях (т. Е. Если мощность передачи останется прежней) приведет к тому, что люди, которые в настоящее время испытывают трудности с приемом в DAB, получают гораздо более надежный сигнал. с передачами DAB +. У него также гораздо более крутой «цифровой обрыв», и тесты на прослушивание показали, что люди предпочитают это, когда уровень сигнала низкий по сравнению с более мелким цифровым обрывом на DAB. [10]

Модуляция [ править ]

Устойчивость к замиранию и межсимвольным помехам (вызванным многолучевым распространением) достигается без выравнивания с помощью методов модуляции OFDM и DQPSK . Для получения дополнительной информации см. Сравнительную таблицу систем OFDM .

Используя значения для режима передачи I (TM I), модуляция OFDM состоит из 1536 поднесущих, которые передаются параллельно. Полезная часть периода символа OFDM составляет 1 миллисекунду, в результате чего каждая поднесущая OFDM имеет полосу пропускания 1 кГц из-за обратной зависимости между этими двумя параметрами, а общая ширина полосы канала OFDM составляет 1537 кГц. Защитный интервал OFDM для TM I составляет 246 микросекунд, что означает, что общая длительность символа OFDM составляет 1,246 миллисекунды. Продолжительность защитного интервала также определяет максимальное расстояние между передатчиками, которые являются частью одной одночастотной сети (SFN), что составляет примерно 74 км для TM I.

Одночастотные сети [ править ]

OFDM позволяет использовать одночастотные сети ( SFN ), что означает, что сеть передатчиков может обеспечивать покрытие большой площади - вплоть до размера страны, - где все передатчики используют одну и ту же частоту передачи. Передатчики, которые являются частью SFN, должны быть очень точно синхронизированы с другими передатчиками в сети, что требует, чтобы передатчики использовали очень точные часы.

Когда приемник принимает сигнал, который был передан от разных передатчиков, которые являются частью SFN, сигналы от разных передатчиков обычно будут иметь разные задержки, но для OFDM они будут казаться просто разными многолучевыми путями одного и того же сигнала. Однако трудности с приемом могут возникнуть, когда относительная задержка многолучевого распространения превышает длительность защитного интервала OFDM, и есть частые сообщения о трудностях приема из-за этой проблемы, когда есть подъем , например, при высоком давлении, из-за сигналов, идущих дальше. чем обычно, и, следовательно, сигналы, вероятно, будут поступать с относительной задержкой, превышающей защитный интервал OFDM.

Низкое энергопотребление Зазор-присадочные передатчики могут быть добавлены к SFN , как и когда желательно, чтобы улучшить качество приема, хотя способ SFNs были реализованы в Великобритании до сих пор они , как правило, состоят из более высоких передатчиков мощности устанавливается на основной передатчик сайтов, чтобы снизить затраты.

Битрейт [ править ]

Ансамбль имеет максимальную скорость передачи данных , но это зависит от того, какой уровень защиты от ошибок используется. Однако все мультиплексоры DAB могут нести в общей сложности 864 «единицы емкости». Количество единиц пропускной способности, или CU, которое требуется для определенного уровня битовой скорости, зависит от количества исправлений ошибок, добавленных к передаче, как описано выше. В Великобритании большинство услуг передают с использованием «третьего уровня защиты», который обеспечивает среднюю кодовую скорость ECC приблизительно 1/2, что соответствует максимальной скорости передачи данных на мультиплексирование в 1184 кбит / с.

Службы и ансамбли [ править ]

В один ансамбль (который также обычно называют мультиплексом ) встраиваются различные службы . Эти услуги могут включать:

  • Основные услуги, такие как основные радиостанции
  • Дополнительные услуги, например, дополнительные спортивные комментарии
  • Услуги передачи данных
    • Электронный программный гид ( EPG )
    • Коллекции HTML- страниц и цифровых изображений (известные как " веб - сайты вещания ")
    • Слайд-шоу , которые можно синхронизировать с аудиотрансляциями. Например, обращение в полицию может транслироваться с электронной подгонкой подозреваемого или видеозаписью с камер видеонаблюдения .
    • видео
    • Приложения на платформе Java
    • IP- туннелирование
    • Прочие необработанные данные

DAB + [ редактировать ]

Термин «DAB» чаще всего относится как к конкретному стандарту DAB, использующему аудиокодек MP2, но иногда может относиться к целому семейству стандартов, связанных с DAB, таким как DAB +, DMB и DAB-IP.

DAB + [ редактировать ]

WorldDAB , организация, отвечающая за стандарты DAB, объявила о DAB +, крупном обновлении стандарта DAB в 2006 году, когда был принят аудиокодек HE-AAC v2 [11] (также известный как eAAC + ). AAC + использует алгоритм модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT). [7] [8] Новый стандарт, который называется DAB +, также принял аудиоформат MPEG Surround и усиленное кодирование с исправлением ошибок в форме кодирования Рида-Соломона . DAB + был стандартизирован как Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) TS 102 563.

Поскольку DAB не поддерживает прямую совместимость с DAB +, старые приемники DAB не могут принимать широковещательные передачи DAB +. Однако приемники DAB, которые смогут получать новый стандарт DAB + через обновление прошивки, поступили в продажу в июле 2007 года. Если приемник совместим с DAB +, на упаковке продукта будет знак.

Трансляции DAB + были запущены в нескольких странах, таких как Австралия, Чешская Республика, Дания, Германия, Гонконг (в настоящее время прекращено), Италия, Мальта, Норвегия, Польша, Швейцария, Бельгия (октябрь 2017 г.), [12] Великобритания и Нидерланды. Мальта была первой страной, запустившей DAB + в Европе. Ожидается, что несколько других стран также начнут вещание DAB + в ближайшие несколько лет, например, Австрия, Венгрия, Таиланд, Вьетнам и Индонезия. В ноябре 2014 года в Южной Африке начался технический пилотный проект DAB + на канале 13F в диапазоне 3. Если станции DAB + запускаются в установленных странах DAB, они могут передавать вместе с существующими станциями DAB, которые используют более старую версию MPEG-1 Audio Layer II.аудиоформат, и ожидается, что большинство существующих станций DAB продолжат вещание до тех пор, пока подавляющее большинство приемников не поддержат DAB +. [13]

Ofcom в Великобритании опубликовал консультацию по новому национальному мультиплексу, включающему сочетание услуг DAB и DAB +, с намерением перевести все услуги в DAB + в долгосрочной перспективе. [14] В феврале 2016 года была запущена новая национальная сеть Sound Digital с тремя станциями DAB +. [15]

DMB [ править ]

Основная статья: Цифровое мультимедийное вещание

Цифровое мультимедийное вещание (DMB) и DAB-IP подходят для мобильного радио и телевидения, поскольку они поддерживают MPEG 4 AVC и WMV9 соответственно в качестве видеокодеков. Однако видеоканал DMB может быть легко добавлен к любой передаче DAB, поскольку он был разработан для передачи по подканалу DAB. Радиовещательные передачи DMB в Корее передают обычные аудиоуслуги MPEG 1 Layer II DAB наряду с видеоуслугами DMB.

по состоянию на 2017 год DMB транслируется в Норвегии, Южной Корее и Таиланде.

Страны, использующие DAB [ править ]

Основная статья: Страны, использующие DAB / DMB

Более 40 стран предоставляют вещание DAB, DAB + или DMB либо в качестве постоянной технологии, либо в качестве тестовой передачи.

DAB не используется в США. Федеральная комиссия по связи США утверждает, что станции в таком национальном диапазоне DAB будет труднее контролировать из-за помех сигнала, чем AM / FM / TV, из-за большой территории континента; и корпорации, которые продают радио DAB в Северной Америке, могут посчитать более дорогим продавать эти типы радио потребителям. По состоянию на 2018 год в Северной Америке нет DAB-радиостанций. [ Требуется обновление ]

Сравнение DAB и AM / FM [ править ]

Традиционно радиопрограммы транслировались на разных частотах через AM и FM , и радио приходилось настраивать на каждую частоту по мере необходимости. Это использовало сравнительно большой объем спектра для относительно небольшого количества станций, ограничивая выбор прослушивания. DAB - это система цифрового радиовещания, которая посредством применения мультиплексирования и сжатия объединяет несколько аудиопотоков в относительно узкую полосу, сосредоточенную на одной частоте вещания, которая называется ансамблем DAB .

В пределах общей целевой скорости передачи данных для ансамбля DAB отдельным станциям могут быть назначены разные скорости передачи данных. Количество каналов в ансамбле DAB можно увеличить за счет снижения средней скорости передачи данных, но за счет качества потоков. Исправление ошибок в соответствии со стандартом DAB делает сигнал более устойчивым, но снижает общую скорость передачи данных, доступную для потоков.

FM HD Radio против DAB [ править ]

Некоторые страны внедрили цифровое аудиовещание Eureka-147 (DAB). DAB транслирует одиночный мультиплекс шириной примерно 1500 килогерц (≈1000 килобит в секунду). Затем этот мультиплекс делится на несколько цифровых потоков от 9 до 12 программ. Напротив, FM HD Radio добавляет свои цифровые носители к традиционным аналоговым каналам шириной 270 килогерц со скоростью до 300 кбит / с на станцию ​​(чисто цифровой режим). Полная полоса пропускания гибридного режима приближается к 400 кГц.

DAB первого поколения использует аудиокодек MPEG-1 Audio Layer II (MP2), который имеет менее эффективное сжатие, чем более новые кодеки. Типичный битрейт для стереопрограмм DAB составляет всего 128 кбит / с или меньше, и в результате большинство радиостанций на DAB имеют более низкое качество звука, чем FM, что вызывает ряд жалоб среди сообщества аудиофилов. [16] Как и в случае с DAB + или T-DMB в Европе, FM HD Radio использует кодек, основанный на стандарте MPEG-4 HE-AAC .

HD Radio - это фирменная система от компании IBiquity . DAB - это открытый стандарт, хранящийся в ETSI.

Использование частотного спектра и сайтов передатчиков [ править ]

DAB может дать значительно более высокую спектральную эффективность , измеренную в программах на МГц и на передатчик, чем аналоговые системы. Во многих местах это привело к увеличению количества станций, доступных для слушателей, особенно за пределами крупных городских районов. Это можно улучшить с помощью DAB +, который использует гораздо более эффективный кодек, позволяющий снизить битрейт на канал с минимальной потерей качества или без нее. Если некоторые станции передают в моно, их битрейт можно уменьшить по сравнению со стереовещанием, что еще больше повысит эффективность.

Числовой пример: аналоговый FM требует 0,2 МГц на программу. Коэффициент повторного использования частоты в большинстве стран составляет примерно 15 для стереопередач (с меньшими коэффициентами для моно сетей FM), что означает (в случае стерео FM), что только один из 15 сайтов передатчиков может использовать ту же частоту канала без проблем с совместным использованием. -канальные помехи , т.е. перекрестные помехи. Предполагая, что общая доступность 102 FM-каналов с полосой пропускания 0,2 МГц в диапазоне диапазона II от 87,5 до 108,0 МГц, в среднем возможно 102/15 = 6,8 радиоканалов на каждом сайте передатчика (плюс маломощные локальные передатчики, вызывающие меньше помехи). Это приводит к спектральной эффективности системы.1/15 / (0,2 МГц) = 0,30 программ / передатчик / МГц. DAB с кодеком 192 кбит / с требует 1,536 МГц * 192 кбит / с / 1136 кбит / с = 0,26 МГц для каждой аудиопрограммы. Коэффициент повторного использования частот для местных программ и сетей многочастотного вещания ( MFN ) обычно составляет 4 или 5, в результате чего 1/4 / (0,26 МГц) = 0,96 программ / передатчик / МГц. Это в 3,2 раза эффективнее аналогового FM для местных станций. Для передачи по одночастотной сети (SFN), например, национальных программ, коэффициент повторного использования канала равен 1, в результате чего 1/1 / 0,25 МГц = 3,85 программ / передатчик / МГц, что в 12,7 раз эффективнее, чем FM для национальных и региональные сети.

Обратите внимание, что вышеупомянутое улучшение пропускной способности не всегда может быть достигнуто на частотах L-диапазона, поскольку они более чувствительны к препятствиям, чем частоты FM-диапазона, и могут вызывать затухание тени для холмистой местности и для связи внутри помещений. Количество передающих станций или мощность передачи, необходимая для полного покрытия страны, может быть довольно высокой на этих частотах, чтобы система не ограничивалась шумом, а не ограничивалась внутриканальными помехами.

Качество звука [ править ]

См. Также: качество MP2

Первоначальные цели преобразования в цифровую передачу заключались в том, чтобы обеспечить более высокую точность воспроизведения , больше станций и большую устойчивость к шумам, межканальным помехам и многолучевости, чем в аналоговом FM-радио. Однако во многих странах при внедрении DAB на стереофонических радиостанциях сжатие используется до такой степени, что качество звука ниже, чем у FM-трансляций. Это связано с тем, что уровень битовой скорости слишком низкий для аудиокодека MPEG Layer 2, чтобы обеспечить высокое качество звука. [17]

Департамент исследований и разработок BBC заявляет, что для высококачественного стереовещания необходимо не менее 192 кбит / с:

Считается, что значение 256 кбит / с обеспечивает высококачественный стереофонический широковещательный сигнал. Однако небольшое снижение до 224 кбит / с часто бывает адекватным, а в некоторых случаях может быть возможно допустить дальнейшее снижение до 192 кбит / с, особенно если избыточность в стереосигнале используется в процессе «объединенного стереосигнала». 'кодирование (т.е. некоторые звуки, появляющиеся в центре стереоизображения, не нужно отправлять дважды). На скорости 192 кбит / с относительно легко услышать дефекты критически важного аудиоматериала.

-  Белая книга BBC R&D WHP 061, июнь 2003 г. [18]

Когда BBC в июле 2006 года снизила скорость передачи своей станции классической музыки Radio 3 со 192 кбит / с до 160 кбит / с, в результате этого ухудшение качества звука вызвало ряд жалоб в Корпорацию. [19] BBC позже объявила, что после этого тестирования нового оборудования она возобновит прежнюю практику передачи Radio 3 со скоростью 192 кбит / с всякий раз, когда не было других требований к пропускной способности. (Для сравнения, BBC Radio 3 и все другие радиостанции BBC теперь транслируются с использованием AAC со скоростью 320 кбит / с, обозначаемой как «HD», на BBC Radio iPlayer после периода, когда он был доступен с двумя разными скоростями передачи.)

Несмотря на вышесказанное, опрос слушателей DAB (включая мобильные) в 2007 году показал, что большинство из них считают, что DAB имеет такое же или лучшее качество звука, чем FM. [20]

Преимущества DAB [ править ]

Улучшенные функции для пользователей [ править ]

Устройства DAB выполняют сканирование полосы частот по всему диапазону частот, представляя все станции из единого списка для выбора пользователем.

DAB может передавать "радиотекст" (в терминологии DAB, Dynamic Label Segment или DLS) от станции, предоставляя информацию в реальном времени, такую ​​как названия песен, тип музыки, новости или обновления трафика, длиной до 128 символов. Это похоже на функцию FM, называемую RDS , которая позволяет использовать радиотекст длиной до 64 символов.

Передача DAB содержит местное время суток, поэтому устройство может использовать его для автоматической корректировки своих внутренних часов при перемещении между часовыми поясами, а также при переходе на летнее время или обратно .

Другие станции [ править ]

DAB не более эффективен в отношении полосы пропускания, чем аналоговый, измеренный в программах на МГц конкретного передатчика (так называемая спектральная эффективность канала ), но он менее подвержен межканальным помехам (перекрестным помехам), что позволяет уменьшить повторное использование расстояние , т.е. используйте один и тот же радиочастотный канал более плотно. Спектральная эффективность системы (среднее число программ радио на МГц и передатчик) является одним из факторов три более эффективны , чем аналоговый FM для местных радиостанций. Для национальных и региональных радиосетей эффективность повышается более чем на порядок за счет использования SFN . В этом случае соседние передатчики используют одну и ту же частоту.

В некоторых районах, особенно в сельской местности, внедрение DAB дает радиослушателям более широкий выбор радиостанций. Например, в Южной Норвегии количество доступных радиослушателей увеличилось с 6 до 21, когда в ноябре 2006 года был введен DAB.

Качество приема [ править ]

Стандарт DAB объединяет функции для уменьшения негативных последствий многолучевого замирания и шума сигнала , которые влияют на существующие аналоговые системы.

Кроме того, поскольку DAB передает цифровой звук, при слабом сигнале отсутствует шипение, которое может возникнуть на FM. Однако радиоприемники, находящиеся на периферии сигнала DAB, могут слышать звук «пузырящейся грязи», прерывающий звук или полностью прерывающий звук.

Из-за чувствительности к доплеровскому сдвигу в сочетании с многолучевым распространением дальность приема DAB (но не качество звука) уменьшается при скорости движения от 120 до 200 км / ч, в зависимости от несущей частоты. [4]

Менее нелицензионное ("пиратское") вмешательство станции [ править ]

Специализированный характер, ограниченный спектр и более высокая стоимость вещательного оборудования DAB создают препятствия для нелицензионных («пиратских») станций, ведущих вещание в DAB. В таких городах, как Лондон, с большим количеством нелицензионных радиостанций, вещающих на FM, это означает, что некоторые станции могут быть надежно приняты через DAB в регионах, где их часто трудно или невозможно принимать на FM из-за помех от нелицензионных радиостанций.

Переменная пропускная способность [ править ]

Моно-разговорное радио, новостные и погодные каналы, а также другие немузыкальные программы требуют значительно меньшей полосы пропускания, чем обычная музыкальная радиостанция, что позволяет DAB передавать эти программы с более низкой скоростью передачи данных, оставляя большую полосу пропускания для использования другими программами.

Однако это привело к ситуации, когда некоторые станции транслируются в моно; см. музыкальные радиостанции, вещающие в моно, для получения более подробной информации.

Стоимость передачи [ править ]

Передатчики DAB неизбежно дороже своих FM-аналогов. DAB использует более высокие частоты, чем FM, и поэтому может потребоваться компенсация с помощью большего количества передатчиков для достижения такого же покрытия, как у одного FM-передатчика. DAB обычно передается не вещательной компанией, а другой компанией, которая затем продает емкость ряду радиостанций. Эта общая стоимость может оказаться дешевле, чем использование отдельного FM-передатчика.

Эта эффективность проистекает из способности сети DAB транслировать больше каналов на передатчик / сеть. Одна сеть может транслировать 6–10 каналов (с аудиокодеком MP2) или 10–18 каналов (с кодеком HE AAC). Следовательно, считается, что замена FM-радио и FM-передатчиков на новые DAB-радио и DAB-передатчики не будет стоить дороже по сравнению с новыми FM-средствами. Также утверждается, что потребляемая мощность будет ниже для станций, передающих на один мультиплекс DAB, по сравнению с отдельными аналоговыми передатчиками. [21]

После подачи заявки один оператор заявил, что передача DAB составляет всего одну девятнадцатую часть стоимости передачи FM. [22]

Недостатки DAB [ править ]

Качество приема [ править ]

Качество приема на начальном этапе развертывания DAB было низким даже для людей, которые хорошо живут в зоне покрытия. Причина этого в том, что DAB использует слабое кодирование с исправлением ошибок , так что при большом количестве ошибок с полученными данными их невозможно исправить, и возникает звук "пузырящейся грязи". В некоторых случаях может произойти полная потеря сигнала. Эта ситуация была улучшена в новой версии DAB +, в которой используется более сильное кодирование с исправлением ошибок, и по мере создания дополнительных передатчиков.

Как и в случае с другими цифровыми системами, когда сигнал слабый или испытывает серьезные помехи, он вообще не будет работать. Прием DAB также может быть проблемой для приемников, когда полезный сигнал находится рядом с более сильным. Это было особой проблемой для ранних и недорогих ресиверов.

Качество звука [ править ]

Слушатели часто жалуются, что вещатели втискивают больше станций в ансамбль, чем рекомендовано [18] :

  • Минимизация битрейта до самого низкого уровня качества звука, который слушатели готовы терпеть, например 112 кбит / с для стерео и даже 48 кбит / с для моноречевого радио (примеры LBC 1152 и Голос России) .
  • Наличие нескольких цифровых каналов, вещающих в стерео.

Задержка сигнала [ править ]

Природа одночастотной сети (SFN) такова, что передатчики в сети должны транслировать один и тот же сигнал в одно и то же время. Для достижения синхронизации вещатель должен противодействовать любым различиям во времени распространения, возникающим из-за различных методов и расстояний, используемых для передачи сигнала от мультиплексора к разным передатчикам. Это делается путем применения задержки к входящему сигналу в передатчике на основе временной метки, созданной в мультиплексоре, созданной с учетом максимального вероятного времени распространения, с большим дополнительным запасом для безопасности. Задержки в аудиокодере и приемнике из-за цифровой обработки (например, обратного перемежения) добавляют к общей задержке, воспринимаемой слушателем. [4]Сигнал задерживается, обычно примерно на 1–4 секунды и может быть значительно дольше для DAB +. У этого есть недостатки:

  • Радио DAB не в ногу с живыми событиями, поэтому опыт прослушивания живых комментариев к наблюдаемым событиям ухудшается;
  • Слушатели, использующие комбинацию аналогового (AM или FM) и DAB-радио (например, в разных комнатах дома), будут слышать смесь, когда оба приемника находятся в пределах слышимости.

Сигналы времени , напротив, не являются проблемой в четко определенной сети с фиксированной задержкой. Мультиплексор DAB добавляет правильное смещение к распределенной информации о времени. Информация о времени также не зависит от (возможно, изменяющейся) задержки декодирования звука в приемниках, поскольку время не внедряется в кадры звука. Это означает, что встроенные часы в приемниках могут быть точно правильными.

Стоимость передачи [ править ]

DAB может обеспечить экономию для сетей из нескольких станций. Первоначальная разработка DAB была инициирована операторами национальных сетей с несколькими каналами для передачи с нескольких сайтов. Однако для отдельных станций, таких как небольшие сообщества или местные станции, которые традиционно используют свой собственный FM-передатчик в собственном здании, стоимость передачи DAB будет намного выше, чем у аналоговой. Использование передатчика DAB для одной станции не является эффективным использованием спектра или мощности. С учетом сказанного, это может быть решено до некоторой степени путем объединения нескольких локальных станций в один мультиплексор DAB / DAB +, аналогично тому, как это делается в DVB-T / DVB-T2 с местными телевизионными станциями.

Покрытие [ править ]

Хотя покрытие FM по-прежнему превышает покрытие DAB в большинстве стран, реализующих любые виды услуг DAB, в ряде стран, переходящих на переход на цифровое вещание, произошли значительные развертывания сети DAB; по состоянию на декабрь 2019 года WorldDAB предоставил следующие покрытия: [23]

СтранаОхват
(% населения)
Кувейт100
Мальта100
Монако100
Норвегия99,7
Швейцария99,5
Дания98
Германия98
Великобритания97,3
Бельгия97
Нидерланды95
Гибралтар90
Южная Корея90
Чехия85
Словения85
Италия84
Австрия77
Австралия65
Польша56
Ирландия52
Тунис51
Швеция41,8
Азербайджан30
Франция25
Испания20
Украина7,07
Греция?
Ватикан?

Совместимость [ править ]

В 2006 году начались тесты с использованием значительно улучшенного кодека HE-AAC для DAB + . Однако вряд ли какие-либо приемники, выпущенные до 2008 года, поддерживают новый кодек, что делает их частично устаревшими после начала вещания DAB + и полностью устаревшими после исчезновения всех станций с кодировкой MP2 . Большинство новых приемников совместимы как с DAB, так и с DAB +; однако проблема усугубляется тем, что некоторые производители отключают функции DAB + на других совместимых радиостанциях, чтобы сэкономить на лицензионных сборах при продаже в странах, где в настоящее время нет вещания DAB +.

Требования к питанию [ править ]

Портативный приемник DAB / DAB + и FM, около 2016 г. Для этого устройства требуются две батареи размера «AA» . (Наушники не показаны).

Поскольку DAB требует технологий цифровой обработки сигналов для преобразования принятого закодированного в цифровой форме сигнала в аналоговый аудиоконтент, сложность электронных схем, необходимых для этого, выше. Это приводит к необходимости большей мощности для осуществления этого преобразования, чем по сравнению с аналоговым преобразованием FM в аудио, а это означает, что портативное приемное оборудование будет иметь гораздо меньший срок службы батареи и потребует большей мощности (и, следовательно, большей емкости). Это означает, что они потребляют больше энергии, чем аналоговые УКВ-приемники диапазона II. Однако благодаря усиленной интеграции (радио-на-кристалле) потребление мощности приемником DAB резко сократилось, что сделало портативные приемники гораздо более удобными.

Отключение FM-радио [ править ]

Норвегия [ править ]

Норвегия была первой страной, объявившей о полном отключении национальных FM-радиостанций. Отключение началось 11 января 2017 года и закончилось 13 декабря 2017 года. [24] [25] Отключение в 2017 году не повлияло на некоторые местные и региональные радиостанции. Они могут продолжать передачу на FM до 2027 года.

График закрытия FM-сигналов в 2017 году был следующим: [26]

  • 11 января в Нурланде (все радио)
  • 8 февраля в Трёнделаге и Мёре-ог-Ромсдале ( Радио NRK )
  • 21 апреля в Трёнделаге и Мёре-ог-Ромсдале ( P4 , Radio Norge и местное радио )
  • 26 апреля в Телемарк , Бускеруд , Хедмарк и Оппланд (NRK)
  • 16 июня в Телемарке, Бускеруде, Хедмарке и Оппланде (P4, Radio Norge и местное радио)
  • 21 июня в Согн-ог-Фьордане , Хордаланде , Рогаланде и Агдере (NRK)
  • 15 сентября в Согн-ог-Фьордане, Хордаланде, Рогаланде и Агдере (P4, Radio Norge и местное радио)
  • 20 сентября в Эстфолле , Вестфолле , Осло и Акерсхусе (NRK)
  • 8 декабря в Эстфолле, Вестфолле, Осло и Акерсхусе (P4, Radio Norge и местное радио)
  • 13 декабря в Трумсе и Финнмарке (все радио)

Другие страны [ править ]

  • Швеция в 2015 году приостановила свои планы по отключению. [27]
  • Италия , СКС планировала переход в провинции Трентино в период с декабря 2017 года по ноябрь 2018 года, но национальный переход не планируется. [28]
  • Дания в 2018 году решила не отключать FM-передатчики, по крайней мере, до 2023 года. [29]
  • Швейцария объявила о планах постепенного перехода на цифровое вещание в период с 2020 по 2024 год [30].

Отключение DAB-радио [ править ]

В то время как многие округа ожидали перехода на цифровое аудиовещание, некоторые из них пошли в противоположном направлении после неудачных испытаний.

  • Канада провела испытания DAB в L-диапазоне в крупных городах. Однако успех спутникового цифрового радио и отсутствие приемников DAB L-диапазона привели к отказу от аналогового отключения. Впоследствии Канада приняла HD Radio, используемое в соседних Соединенных Штатах вместо DAB. [31]
  • Финляндия отказалась от DAB в 2005 году. [32] Она просит ЕС обязать поддержку FM в автомобилях аналогично цифровому радио.
  • Гонконг объявил о прекращении DAB в марте 2017 года. [33] Он был заменен на DVB-T2 Lite.
  • Португалия объявила о прекращении DAB в апреле 2011 года. [34]
  • В Корее передача MBC 11FM была остановлена ​​в 2015 году, а канал DAB был переключен на T-DMB V-Radio.
  • DAB в Ирландии с 2017 года был ограничен мультиплексом государственного вещателя RTÉ Radio , который будет отключен в марте 2021 года после того, как опрос показал, что 77% взрослых слушают радио через FM, по сравнению с 8% через цифровые средства, из которых 0,5 % через DAB. [35] Служба RTÉ началась в 2006 году после испытаний в 1998 и 2001 годах. [36] Коммерческий мультиплекс был испытан в 2007–2008 годах и лицензирован, включая DAB + , с 2010 по 2017 год, но лицензиат не продлил его из-за отсутствия приема. вещателями. [36]

См. Также [ править ]

  • Служба цифрового аудио-радио
  • Цифровое мультимедийное вещание (DMB)
  • Мировое цифровое радио (DRM)
  • ETSI Спутниковое цифровое радио (SDR)
  • FMeXtra
  • HD Радио
  • Интернет-радио
  • ISDB
  • Спутниковое радио
  • СВЧ
  • Спутниковое радио Sirius XM
  • Таблица сравнения спектральной эффективности
  • УВЧ
  • УКВ

Ссылки [ править ]

  1. ^ "DAB Eureka-147: европейское видение цифрового радио" . sagepub.com .
  2. ^ "St.meld. № 30 (2006-2007)" . Regjeringen.no .
  3. ^ "Точка зрения EBU Будущее цифрового радио" (PDF) . ebu.ch .
  4. ^ a b c Цифровое аудиовещание (статья EBU Technical Review)
  5. ^ [мертвая ссылка ]DAB / DAB + / DMB Receivers[ постоянная мертвая ссылка ], worlddab.org
  6. ^ a b «Глобальное резюме WorldDAB DAB» (PDF) . worlddab.org . 2018-08-29.
  7. ^ a b c Herre, J .; Дитц, М. (2008). «MPEG-4 высокоэффективное кодирование AAC [в двух словах о стандартах]». Журнал обработки сигналов IEEE . 25 (3): 137–142. DOI : 10.1109 / MSP.2008.918684 .
  8. ^ a b c Британак, Владимир; Рао, КР (2017). Банки фильтров с косинусной / синусоидальной модуляцией: общие свойства, быстрые алгоритмы и целочисленные приближения . Springer. п. 478. ISBN 9783319610801.
  9. ^ Список преимуществ форумов World DMB Архивировано 17 октября 2007 г.на Wayback Machine , worlddab.org
  10. ^ a b "Worlddab.org" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 28 ноября 2007 года . Проверено 17 ноября 2007 .
  11. ^ Worlddab.org Архивировано 27 июня 2013 г. на Wayback Machine
  12. ^ «Настройки и станции» . dab-digitalradio.ch .
  13. ↑ Пресс-релиз: для цифрового радио DAB добавлена ​​новая высокоэффективная аудиосистема , worlddab.org Архивировано 8 марта 2008 г., на Wayback Machine
  14. ^ http://stakeholder.ofcom.org.uk/binaries/consultations/digital-radio-tech-codes/summary/Digital_Radio_Tech_Codes.pdf
  15. ^ Группа, Энди Финни ATSF для цифрового телевидения. "DTG :: Новости :: DAB Radio запускает 18 новых радиостанций при поддержке государства" . Архивировано из оригинала на 2016-03-18 . Проверено 26 марта 2016 .
  16. Перейти ↑ Holm, Sverre (2007). "Лидквалитетет и DAB digitalradio" . Digitale предоставил UiO. Архивировано из оригинала на 2008-05-01 . Проверено 3 января 2009 .( Норвежский ).
  17. ^ OFCOM: Регулирование цифрового вещания: битрейты цифрового радио DAB и качество звука; Сжатие динамического диапазона и громкость. Архивировано 8 июля 2008 г.на Wayback Machine , david.robinson.org.
  18. ^ a b «Белая книга BBC R&D WHP 061, июнь 2003 г., DAB: введение в систему EUREKA DAB и руководство по ее работе» (PDF) . BBC.co.uk . Проверено 8 мая 2007 .
  19. ^ Друзья Radio 3 (FoR3) Новости BBC и R3 Архивировано 6 октября 2008 г.на Wayback Machine , for3.org
  20. ^ Джеймс Уэлш. «Ofcom раскрывает мнения о качестве звука DAB» . Цифровой шпион .
  21. ^ Гарфорс, Гуннар. «DAB в 20 раз экологичнее, чем FM» . Архивировано из оригинального 13 октября 2016 года . Проверено 21 июня 2012 года .
  22. ↑ Давиде Моро (12 декабря 2017 г.). "Южный Тироль Италии начинает отключение FM" . Радио Мир . Архивировано из оригинала 16 декабря 2017 года . Проверено 18 декабря 2017 года . Для нас DAB + в 19 раз эффективнее FM
  23. ^ «WorldDAB: Страны» . www.worlddab.org . 2019-10-16 . Проверено 16 октября 2019 .
  24. ^ Норвегия стала первой страной, которая отключила FM-радио и перешла на цифровое вещание.
  25. ^ "Slik slukkes FM-nettet" . NRK .
  26. ^ Medieprofessor: - Et kritisk øyeblikk для радиомедиеты
  27. ^ "Regeringen stoppar övergången до DAB-радио" .
  28. ^ "Digitalradio weiter ausgebaut - UKW Abschaltplan der RAS von der Landesregierung genehmigt" (на немецком языке). 14 ноября 2017.
  29. ^ Frygtede для к Millioner Biler - ню får FM-båndet LOV сезам в overleve
  30. ^ «Глобальное резюме» (PDF) . WorldDAB. 29 июля 2016 г.
  31. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2018-11-10 . Проверено 10 ноября 2018 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  32. ^ https://yle.fi/uutiset/osasto/news/yle_closes_down_dab_radio_services/5196460
  33. ^ https://www.info.gov.hk/gia/general/201703/28/P2017032800689.htm
  34. ^ http://www.mundodaradio.com/historia/dab_em_portugal.html
  35. ↑ Crowley, Sinéad (2 марта 2021 г.). «RTÉ прекратит радиопередачу в сети DAB» . Проверено 2 марта 2021 года .; «Отчет JNLR: Радио в цифровом мире» (PDF) . Ipsos MRBI. Февраль 2021. С. 15–18 . Проверено 2 марта 2021 года .
  36. ^ a b Mediatique (декабрь 2017 г.). «Отчет о структуре рынка, динамике и развитии ирландских СМИ» (PDF) . Управление вещания Ирландии. п. 77, рис.44 . Проверено 2 марта 2021 года .

Общие [ править ]

  • Спецификации ETSI доступны в области загрузки публикаций ETSI , pda.etsi.org (откроется система поиска документов ETSI; чтобы найти последнюю версию документа, введите строку поиска; для загрузки PDF требуется бесплатная регистрация)
  • Стотт, JH; Как и почему COFDM, BBC Research Development

Внешние ссылки [ править ]

  • WorldDAB , глобальный отраслевой форум цифрового радио.
  • Цифровое аудиовещание (DAB) - Канадский фонд связи
  • ETSI EN 300401 v1.4.1 - исходная спецификация DAB , etsi.org
  • Техническая спецификация ETSI TS 102563 V1.2.1 (2010-05) , etsi.org
  • DAB Ensembles Worldwide (также известный как Wohnort, основная часть сайта представляет собой список служб, передающих в настоящее время)
  • Нейтральные факты DAB , Нейтральные факты DAB - где лоббистские организации, такие как World Dab и другие, не контролируют информацию.
  • Обзор услуг DAB + в Германии. Архивировано 01.06.2019 на Wayback Machine.