Цифровое аудиовещание - Digital Audio Broadcasting

А Чистый -марочный приемник DAB

Цифровое аудиовещание (DAB) это цифровое радио стандарт для вещание услуги цифрового аудио радио во многих странах в Европа, Северная Африка, Южная Африка, Океания, Азия и Средний Восток.[1] Он недоступен в Америка где HD Радио (Соединенные Штаты ) является стандартом для цифрового радио.

Стандарт DAB был инициирован в качестве европейского исследовательского проекта в 1980-х годах.[2] В Норвежская радиовещательная корпорация (NRK) запустил первый в мире канал DAB 1 июня 1995 г.НРК Классиск ),[3] и BBC и Шведское радио (SR) начали свое первое цифровое радиовещание в формате DAB 27 сентября 1995 года. DAB приемники были доступны во многих странах с конца 1990-х годов.

DAB обычно более эффективно использует спектр, чем аналог FM радио,[4] и, следовательно, может предложить больше услуг радиосвязи для той же заданной полосы пропускания. Качество звука может быть заметно хуже, если битовая скорость, выделенная для каждой аудиопрограммы, недостаточна. DAB более надежен в отношении шум и многолучевость угасание для мобильного прослушивания,[5] 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 на большей площади.

Исходная версия DAB использовала MP2 аудио кодек. В феврале 2007 года была выпущена обновленная версия системы, получившая название DAB +, который использует модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) на основе HE-AAC v2 (AAC +) аудиокодек. DAB не прямая совместимость с DAB +, что означает, что приемники только DAB не могут принимать широковещательные передачи DAB +.[6] Однако вещатели могут смешивать программы DAB и DAB + в одной передаче и, таким образом, осуществлять постепенный переход к DAB +. DAB + примерно в два раза эффективнее, чем DAB, и надежнее.

В управление использованием спектра, полосы, выделенные для общедоступных служб DAB, сокращенно обозначаются T-DABПо состоянию на 2018 год службы DAB работают в 41 стране.[7] Большинство этих сервисов используют DAB +, и только Ирландия, Великобритания, Румыния и Бруней по-прежнему используют значительное количество сервисов DAB. Увидеть Страны, использующие DAB / DMB. Во многих странах ожидается, что существующие FM-службы будут переведены на DAB +. Норвегия - первая страна, внедрившая национальное FM-радио аналоговое отключение, в 2017 г .; однако это относилось только к национальным вещателям, а не к местным.

В Европейский кодекс электронных коммуникаций (EECC) вступила в силу 20 декабря 2018 года и должна быть перенесена в национальное законодательство Государства-члены до 21 декабря 2020 года. Применяется ко всем ЕС государства-члены независимо от статуса DAB в каждой стране. Это означает, что к концу 2020 года во всех странах ЕС все радиоприемники в новых автомобилях должны быть способны принимать и воспроизводить цифровое наземное радио.[8]

История

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

DAB находится в разработке с 1981 г. 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 Европейский Союз (ЭВРИКА ), который начался в 1987 году по инициативе консорциума, образованного в 1986 году. MPEG-1 Audio Layer II ("MP2") кодек был создан как часть EU147 проект. DAB был первым стандартом, основанным на мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) метод модуляции, который с тех пор стал одной из самых популярных схем передачи для современных широкополосных цифровых систем связи.

Выбор аудиокодек, схемы кодирования с модуляцией и исправлением ошибок и первые пробные передачи были сделаны в 1990 году. Публичные демонстрации были проведены в 1993 году в объединенное Королевство. Спецификация протокола была завершена в 1993 г. и принята МСЭ-R орган по стандартизации в 1994 г., Европейское сообщество в 1995 г. и ETSI в 1997 году. В 1995 году были запущены пилотные передачи в нескольких странах.

В октябре 2005 г. Всемирный форум DMB поручил своему Техническому комитету провести работу, необходимую для принятия AAC + аудиокодек и сильнее кодирование с исправлением ошибок. AAC + стандарт кодирования звука использует модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) сжатие аудиоданных алгоритм.[9][10] Эта работа привела к запуску системы DAB +.

К 2006 году 500 миллионов человек во всем мире находились в зоне действия DAB-вещания, хотя к тому времени продажи ресиверов только начали расти. объединенное Королевство (Великобритания) и Дания. В 2006 году во всем мире действовало около 1000 станций DAB.[11] По состоянию на 2018 год по всему миру было продано более 68 миллионов устройств, и более 2270 услуг DAB находятся в эфире.[7]

Для других систем цифрового аудиовещания см. Цифровое радио.

Технологии

Полосы и режимы

DAB использует широкополосную технологию широковещательной передачи, и обычно спектры для нее выделяются в Группа III (174–240 МГц) и L группа (1,452–1,492 ГГц), хотя схема позволяет работать 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 L-диапазон DAB к наземному вещанию, чтобы избежать помех.[нужна цитата ]

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

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

Стек протоколов

Из Модель OSI стек протоколов с точки зрения технологии, используемые в DAB, находятся на следующих уровнях: аудиокодек находится в уровень представления. Ниже находится уровень канала передачи данных, ответственный за статистическое мультиплексирование с временным разделением и кадровая синхронизация. Наконец, физический слой содержит кодирование с исправлением ошибок, OFDM модуляция и имеет дело с беспроводной передачей и приемом данных. Некоторые их аспекты описаны ниже.

Аудиокодек

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

Новый стандарт DAB + принял HE-AAC аудиокодек версии 2, широко известный как «AAC +» или «aacPlus». AAC + использует модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) алгоритм,[9][10] и примерно в три раза эффективнее MP2,[12] Это означает, что вещательные компании, использующие DAB +, могут обеспечить гораздо более высокое качество звука или гораздо больше станций, чем они могли бы с DAB, или сочетание более высокого качества звука и большего количества станций.

Одним из наиболее важных решений при проектировании 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

Кодирование с исправлением ошибок (ECC) является важной технологией для цифровой системы связи, поскольку оно определяет, насколько устойчивым будет прием для данного уровня сигнала - более сильный ECC обеспечит более надежный прием, чем более слабый вариант.

Старая версия DAB использует проколотые сверточное кодирование для своего ECC. В схеме кодирования используется неравная защита от ошибок (UEP), что означает, что части аудиопотока, которые более восприимчивы к ошибкам, вызывающим слышимые помехи, обеспечиваются большей защитой (т.е. кодовая скорость ) и 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 резкое цифровая скала, 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 Рид-Соломон ECC как «внутренний уровень» кодирования, который размещается вокруг аудиокадра с байтовым чередованием, но внутри «внешнего уровня» сверточного кодирования, используемого исходной системой DAB, хотя на DAB + сверточное кодирование использует равную защиту от ошибок (EEP), а не UEP, поскольку в DAB + каждый бит одинаково важен. Эта комбинация кодирования Рида-Соломона в качестве внутреннего уровня кодирования, за которым следует внешний уровень сверточного кодирования - так называемый "составное кодирование" - стала популярной схемой ECC в 1990-х годах, и НАСА принял его для своих миссий в дальний космос. Одно небольшое различие между конкатенированным кодированием, используемым системой DAB +, и которое используется в большинстве других систем, заключается в том, что в нем используется прямоугольный перемежитель байтов скорее, чем Форни чередование для обеспечения большей глубины перемежителя, что увеличивает расстояние, на котором пакеты ошибок будут распространяться в потоке битов, что, в свою очередь, позволит Рид-Соломон декодер ошибок для исправления большей части ошибок.

ECC, используемый в DAB +, намного сильнее, чем используется в DAB, что, при прочих равных (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.[12]

Модуляция

Устойчивость к замираниям и межсимвольным помехам (вызванным многолучевым распространением) достигается без выравнивания с помощью OFDM и DQPSK методы модуляции. Подробнее см. Таблица сравнения систем OFDM.

Используя значения для режима передачи I (TM I), OFDM модуляция состоит из 1536 поднесущих, которые передаются параллельно. Полезная часть периода символа OFDM составляет 1 миллисекунду, что приводит к тому, что 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

OFDM позволяет использовать одночастотные сети (SFN ), что означает, что сеть передатчиков может обеспечить 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 распространениями одного и того же сигнала. Однако трудности с приемом могут возникать, когда относительная задержка многолучевого распространения превышает длительность защитного интервала OFDM, и есть частые сообщения о трудностях приема из-за этой проблемы, когда есть лифт, например, при высоком давлении из-за того, что сигналы распространяются дальше, чем обычно, и, следовательно, сигналы, вероятно, прибудут с относительной задержкой, превышающей защитный интервал OFDM.

Низкая мощность заполнитель передатчики могут быть добавлены к SFN по мере необходимости, чтобы улучшить качество приема, хотя до настоящего времени в Великобритании реализовывались SFN, которые, как правило, состояли из передатчиков более высокой мощности, устанавливаемых на основных передающих узлах, чтобы сохранить стоит вниз.

Битрейт

В ансамбле есть максимум битрейт которые можно переносить, 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 емкости, или CU, которое требуется для определенного уровня скорости передачи данных, зависит от количества исправление ошибки добавлен в трансмиссию, как описано выше. В Великобритании большинство услуг передают с использованием «третьего уровня защиты», который обеспечивает средний уровень защиты. Кодовая скорость ECC приблизительно 1/2, что соответствует максимальной скорости передачи данных на мультиплексирование 1184 кбит / с.

Услуги и ансамбли

Различные сервисы встроены в один ансамбль (который также обычно называют мультиплекс ). Эти услуги могут включать:

DAB +

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

DAB +

WorldDAB, организация, отвечающая за стандарты DAB, объявила о DAB +, крупном обновлении стандарта DAB в 2006 году, когда HE-AAC аудиокодек v2[13] (также известен как eAAC + ) был принят. AAC + использует модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) алгоритм.[9][10] Новый стандарт, который называется DAB +, также принял MPEG Surround аудиоформат и сильнее кодирование с исправлением ошибок в виде Рид-Соломон кодирование. DAB + был стандартизирован как Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) TS 102563.

Поскольку DAB нет прямая совместимость с DAB + старые приемники DAB не могут принимать широковещательные передачи DAB +. Однако приемники DAB, которые смогут принимать новый стандарт DAB + через Обновление прошивки поступил в продажу в июле 2007 года. Если ресивер поддерживает DAB +, на упаковке продукта будет табличка.

Трансляции DAB + запущены в нескольких странах, таких как Австралия, Чешская Республика, Дания, Германия, Гонконг (сейчас прекращено), Италия, Мальта, Норвегия, Польша, Швейцария, Бельгия (октябрь 2017 г.),[14] Соединенное Королевство 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 г. Южная Африка начала технический пилотный проект DAB + на канале 13F в г. Группа 3. Если станции DAB + запускаются в установленных странах DAB, они могут передавать вместе с существующими станциями DAB, которые используют более старые 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 +.[15]

Ofcom в Великобритании опубликовал консультацию по новому национальному мультиплексу, включающему сочетание услуг DAB и DAB +, с намерением в долгосрочной перспективе перевести все услуги на DAB +.[16] В феврале 2016 года новая национальная сеть Звук Цифровой запущен с тремя станциями DAB +.[17]

DMB

Основная статья: Цифровое мультимедийное вещание

Цифровое мультимедийное вещание (DMB) и DAB-IP подходят для мобильного радио и телевидения, потому что 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 на подканале DAB. Радиовещательные передачи DMB в Корее передают обычные аудиоуслуги MPEG 1 Layer II DAB вместе с видеоуслугами DMB.

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

Страны, использующие DAB

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. Соединенные Штаты' FCC утверждает, что станциями в таком национальном диапазоне DAB будет труднее управлять 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 2020 год в Северной Америке нет радиостанций DAB.[нуждается в обновлении ]

Сравнение DAB и AM / FM

Традиционно радиопрограммы транслировались на разных частотах через AM и FM, и радио нужно было 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 благодаря применению мультиплексирование и сжатие, объединяет несколько аудиопотоков в относительно узкую полосу, сосредоточенную на одной частоте вещания, называемой Ансамбль DAB.

В пределах общей целевой скорости передачи данных для ансамбля DAB отдельным станциям могут быть назначены разные скорости передачи данных. Количество каналов в Ансамбль DAB можно увеличить, снизив среднюю скорость 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

Некоторые страны внедрили Эврика-147 цифровое аудиовещание (DAB). DAB транслирует одиночный мультиплекс с шириной около 1500 килогерц (≈1000 килобит в секунду). Затем этот мультиплекс делится на несколько цифровых потоков от 9 до 12 программ. Напротив, FM HD Радио 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 MPEG-1 Audio Layer II (MP2) аудиокодек, 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.[18] Как с DAB + или Т-ДМБ в Европе FM HD Radio использует кодек, основанный на MPEG-4 HE-AAC стандарт.

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

Использование частотного спектра и передатчиков

DAB может дать значительно больше спектральная эффективность измеряется в программах на МГц и на передатчик, чем в аналоговых системах. 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. В повторное использование частоты Фактор в большинстве стран составляет примерно 15 для стереопередач (с меньшими коэффициентами для моно FM-сетей), что означает (в случае стерео FM), что только один из 15 передатчиков может использовать ту же частоту канала без проблем с внутриканальная помеха, т.е. перекрестный разговор. Предполагая, что общая доступность 102 FM-каналов с полосой пропускания 0,2 МГц в Группа II спектр от 87,5 до 108,0 МГц, в среднем 102/15 = 6,8 радиоканалов возможны на каждом участке передатчика (плюс местные передатчики меньшей мощности, вызывающие меньше помех). Это приводит к спектральная эффективность 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 на аудиопрограмму. Коэффициент повторного использования частот для местных программ и сетей многочастотного вещания (MFN ) обычно равно 4 или 5, в результате получается 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 для национальных программ, коэффициент повторного использования канала равен 1, в результате 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 вышеуказанное улучшение емкости не всегда может быть достигнуто на L-диапазон частоты, поскольку они более чувствительны к препятствиям, чем FM диапазон частоты, и может вызвать 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 помехами внутри канала.

Качество звука

Смотрите также: Качество MP2

Первоначальная цель перехода на цифровую передачу заключалась в том, чтобы обеспечить более высокую верность, больше станций и больше устойчивости к шуму, межканальным помехам и многолучевость 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 MPEG Layer 2 аудиокодек для обеспечения высокого качества звука.[19]

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

Было установлено, что значение 256 кбит / с обеспечивает высококачественный стереофонический широковещательный сигнал. Однако небольшое снижение до 224 кбит / с часто бывает достаточным, а в некоторых случаях может быть возможно допустить дальнейшее снижение до 192 кбит / с, особенно если избыточность стереосигнала используется в процессе «совместного стерео». 'кодирование (т.е. некоторые звуки, появляющиеся в центре стереоизображения, не нужно отправлять дважды). На скорости 192 кбит / с относительно легко услышать недостатки в важном аудиоматериале.

— Белая книга BBC R&D WHP 061 июнь 2003 г.[20]

Когда BBC в июле 2006 года снизила битрейт передачи своей станции классической музыки Радио 3 со 192 кбит / с до 160 кбит / с, как следствие, ухудшение качества звука вызвало ряд жалоб в Корпорацию.[21] Позднее BBC объявила, что после этого тестирования нового оборудования она возобновит прежнюю практику передачи Radio 3 со скоростью 192 кбит / с, когда не будет других требований к пропускной способности. (Для сравнения, BBC Radio 3 и все другие радиостанции BBC теперь транслируются с использованием AAC на скорости 320 кбит / с, обозначается как «HD» на BBC Radio iPlayer после периода, когда он был доступен с двумя разными битрейтами.)

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.[22]

Преимущества DAB

Улучшенные функции для пользователей

DLS ("Радиотекст") и мощность сигнала, отображаемые на четырехстрочном дисплее этого Sony Walkman портативный приемник DAB

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

DAB может нести "радиотекст" (в терминологии DAB, Сегмент динамической метки, или DLS) со станции, предоставляющей 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, что позволяет использовать радиотекст длиной до 64 символов.

Передача DAB содержит локальный время суток и поэтому устройство может использовать это для автоматической корректировки своих внутренних часов при перемещении между часовыми поясами, а также при переходе на или из Летнее время.

Больше станций

DAB не более эффективен в отношении полосы пропускания, чем аналоговый, измеренный в программах на МГц конкретного передатчика (так называемый спектральная эффективность линии ), но он менее восприимчив к межканальным помехам (перекрестным помехам), что позволяет уменьшить расстояние повторного использования, т.е. использовать один и тот же радиочастотный канал более плотно. В спектральная эффективность системы (среднее количество радиопрограмм на один МГц и передатчик) в три раза эффективнее аналогового 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 Южная Норвегия радиослушатели столкнулись с увеличением числа доступных станций с 6 до 21, когда в ноябре 2006 года был введен DAB.

Качество приема

Стандарт DAB объединяет функции для уменьшения негативных последствий многолучевость угасание и сигнал шум, которые поражают существующие аналог 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 звук полностью прерывается.

Из-за чувствительности к доплеровский сдвиг в комбинации с многолучевое распространение, Дальность приема DAB (но не качество звука) уменьшается при скорости движения от 120 до 200 км / ч, в зависимости от несущей частоты.[5]

Менее нелицензионное («пиратское») вмешательство станции

Специализированный характер, ограниченный спектр и более высокая стоимость вещательного оборудования DAB создают препятствия для нелицензионный («пиратский») радиостанции, вещающие 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

Моно-разговорное радио, новостные и погодные каналы и 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; увидеть музыкальные радиостанции вещают в моно Больше подробностей.

Затраты на передачу

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 пропускную способность 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 новыми DAB-радио и DAB-передатчиками 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.[23]

После подачи заявки один оператор заявил, что передача DAB обходится всего в одну девятнадцатую часть стоимости передачи FM.[24]

Недостатки DAB

Качество приема

Качество приема на ранней стадии развертывания DAB было низким даже для людей, которые хорошо живут в зоне покрытия. Причина в том, что DAB использует слабые кодирование с исправлением ошибок, так что при большом количестве ошибок с полученными данными можно исправить недостаточное количество ошибок, и возникает звук "булькающей грязи". В некоторых случаях может произойти полная потеря сигнала. Эта ситуация была улучшена в новой версии DAB +, в которой используется более сильный кодирование с исправлением ошибок и как построены дополнительные передатчики.

Как и в случае с другими цифровыми системами, когда сигнал слабый или испытывает сильные 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

Слушатели часто жалуются, что вещатели "втискивают" больше станций в ансамбль, чем рекомендуется. [20] от:

  • Сведение к минимуму скорости передачи данных 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

Природа одночастотная сеть (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 при передаче 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.[5] 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 впечатление от 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, это не проблема 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 точными.

Затраты на передачу

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 до некоторой степени решено 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

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 г.WorldDAB предоставил следующие покрытия:[25]

СтранаПокрытие
(% населения)
Кувейт100
Мальта100
Монако100
Ватикан100
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?

Совместимость

В 2006 году в тестах начали использовать значительно улучшенный HE-AAC кодек 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. MP2 закодированные станции ушли. 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

Портативный приемник DAB / DAB + и FM, около 2016 г. Для этого устройства требуется два Батарейки 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 более высокой мощности (и, следовательно, большей емкости). Это означает, что они потребляют больше энергии, чем аналог. Группа II УКВ приемники. Однако благодаря усиленной интеграции (радио-на-кристалле) потребление мощности приемником DAB резко сократилось, что сделало портативные приемники гораздо более удобными.

Отключение FM-радио

Норвегия

Норвегия была первой страной, объявившей о полном отключении национальных FM-радиостанций. Отключение началось 11 января 2017 г. и закончилось 13 декабря 2017 г.[26][27] Отключение в 2017 году не коснулось некоторых местных и региональных радиостанций. Они могут продолжать передачу на FM до 2027 года.

График закрытия FM-сигналов в 2017 году был следующим:[28]

Другие страны

  • В Федеральное правительство Бельгии решил отключить FM через два года после того, как 50 процентов радио стало цифровым.[29]
  • В Дания действующее соглашение датского парламента со СМИ предусматривает, что FM-вещание будет остановлено, как только доля приема цифрового радио достигнет 50 процентов.[30] С 2018 года ситуация изменилась, когда FM-передатчики не планировалось отключать, по крайней мере, до 2023 года.[31]
  • Швейцария подтвердила свои планы по отключению аналоговых радиослужб через 18 месяцев. Государственная телекомпания SRG SSR выйдет первой летом 2022 года, а к январю 2023 года - частные станции.[32]
  • Швеция в 2015 г. приостановил планы по отключению.[33]
  • Италия, СКС планировала переход в провинции Трентино в период с декабря 2017 года по ноябрь 2018 года, но переход на национальный режим не планируется.[34]

Отключение DAB-радио

В то время как многие страны ожидали перехода к цифровому аудиовещанию, некоторые из них пошли в противоположном направлении после неудачных испытаний.

  • Финляндия прекратил свои услуги DAB в 2005 году, заявив, что в будущем возможны трансляции DAB: «Однако, если международные события приведут к принятию DAB в качестве общеевропейского стандарта распространения, YLE сохранит средства для возобновления услуг DAB». .[35] Финские радиостанции обратились к правительству с просьбой сделать FM обязательным для автомобилей, продаваемых в Финляндии.
  • Венгрия прекратил свои услуги DAB в сентябре 2020 года. Национальное управление по СМИ и коммуникациям Венгрии (NMHH), тем не менее, заявило, что они изучат ситуацию и потенциально могут пересмотреть DAB + радио в будущем.[36]
  • Португалия объявила о прекращении DAB в апреле 2011 года.[37]
  • Гонконг объявила о прекращении DAB в марте 2017 года.[38] Его заменили на DVB-T2 Lite.
  • Тайвань закончили судебные процессы в 2016 году.[39]
  • Новая Зеландия завершились судебные процессы в 2018 году.
  • Канада провели испытания DAB в L-диапазон в крупных городах. Однако успех спутникового цифрового радио и отсутствие L-диапазон DAB приемники привели к отказу от аналогового отключения. Впоследствии Канада приняла HD Радио как используется в соседних США вместо DAB.[40]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Страны с DAB, DAB + или интересами". WorldDAB org. 26 ноября 2020.
  2. ^ «DAB Eureka-147: европейское видение цифрового радио». sagepub.com.
  3. ^ "St.meld. Nr. 30 (2006-2007)". Regjeringen.no.
  4. ^ «Точка зрения EBU - будущее цифрового радио» (PDF). ebu.ch.
  5. ^ а б c Цифровое аудиовещание (статья EBU Technical Review)
  6. ^ Приемники DAB / DAB + / DMB[постоянная мертвая ссылка ], worlddab.org
  7. ^ а б «Глобальное резюме WorldDAB DAB» (PDF). worlddab.org. 2018-08-29.
  8. ^ «Европейский код электронной связи - цифровое наземное радио в автомобиле» (PDF).
  9. ^ а б c Herre, J .; Дитц, М. (2008). «MPEG-4 высокоэффективное кодирование AAC [в двух словах о стандартах]». Журнал IEEE Signal Processing Magazine. 25 (3): 137–142. Дои:10.1109 / MSP.2008.918684.
  10. ^ а б c Британак, Владимир; Рао, К. Р. (2017). Банки фильтров, модулированных косинусом / синусом: общие свойства, быстрые алгоритмы и целочисленные приближения. Springer. п. 478. ISBN  9783319610801.
  11. ^ Список преимуществ форумов World DMB В архиве 2007-10-17 на Wayback Machine, worlddab.org
  12. ^ а б "Worlddab.org" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-11-28. Получено 2007-11-17.
  13. ^ Worlddab.org В архиве 2013-06-27 на Wayback Machine
  14. ^ «Настройки и станции». dab-digitalradio.ch.
  15. ^ Пресс-релиз: для цифрового радио DAB добавлена ​​новая высокоэффективная аудиосистема, worlddab.org В архиве 8 марта 2008 г. Wayback Machine
  16. ^ http://stakeholder.ofcom.org.uk/binaries/consultations/digital-radio-tech-codes/summary/Digital_Radio_Tech_Codes.pdf
  17. ^ Group, Энди Финни ATSF для цифрового телевидения. "DTG :: Новости :: DAB Radio запускает 18 новых станций при поддержке государства". Архивировано из оригинал на 2016-03-18. Получено 2016-03-26.
  18. ^ Холм, Сверре (2007). "Лидквалитет и DAB digitalradio". Digitale предоставил UiO. Архивировано из оригинал на 2008-05-01. Получено 2009-01-03. (Норвежский ).
  19. ^ OFCOM: Регулирование цифрового вещания: битрейты цифрового радио DAB и качество звука; Сжатие динамического диапазона и громкость В архиве 2008-07-08 на Wayback Machine, david.robinson.org
  20. ^ а б "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. Получено 2007-05-08.
  21. ^ Друзья Радио 3 (FoR3) BBC & R3 News В архиве 2008-10-06 на Wayback Machine, for3.org
  22. ^ Джеймс Уэлш. «Ofcom раскрывает мнения о качестве звука DAB». Цифровой шпион.
  23. ^ Гарфорс, Гуннар. "DAB в 20 раз экологичнее, чем FM". Архивировано из оригинал 13 октября 2016 г.. Получено 21 июн 2012.
  24. ^ Давиде Моро (12 декабря 2017 г.). "Южный Тироль Италии начинает отключать FM-радио". Радио Мир. Архивировано из оригинал 16 декабря 2017 г.. Получено 18 декабря 2017. Для нас DAB + в 19 раз эффективнее FM
  25. ^ «WorldDAB: Страны». www.worlddab.org. 2019-10-16. Получено 2019-10-16.
  26. ^ Норвегия стала первой страной, которая отключила FM-радио и перешла на цифровое вещание
  27. ^ "Slik slukkes FM-nettet". NRK.
  28. ^ Medieprofessor: - Et kritisk øyeblikk для радиомедиеты
  29. ^ «DAB + в Европе: обзор». https://www.dabplus.de/. 20 июля 2020. Внешняя ссылка в | publisher = (Помогите)
  30. ^ «DAB + в Европе: обзор». https://www.dabplus.de/. 20 июля 2020. Внешняя ссылка в | publisher = (Помогите)
  31. ^ Frygtede для биллера-миллионера - nu får FM-båndet lov til at overleve
  32. ^ "Швейцария готовится отключить FM-радио". RadioToday UK. 5 ноября 2020.
  33. ^ "Regeringen stoppar övergången till DAB-radio".
  34. ^ "Digitalradio weiter ausgebaut - UKW Abschaltplan der RAS von der Landesregierung genehmigt" (на немецком). 14 ноября 2017.
  35. ^ https://yle.fi/uutiset/osasto/news/yle_closes_down_dab_radio_services/5196460
  36. ^ //https://www.worlddab.org/countries/hungary
  37. ^ http://www.mundodaradio.com/historia/dab_em_portugal.html
  38. ^ https://www.info.gov.hk/gia/general/201703/28/P2017032800689.htm
  39. ^ https://www.ncc.gov.tw/chinese/news_detail.aspx?site_content_sn=67&is_history=0&pages=0&sn_f=36703
  40. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2018-11-10. Получено 2018-11-10.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)

Общее

  • Спецификации ETSI доступны по адресу Область 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)
  • Stott, J. H .; Как и почему COFDM, BBC Research Development

внешние ссылки