Digital Radio Mondiale ( DRM ; mondiale по- итальянски и по-французски означает «всемирный») представляет собой набор технологий цифрового аудиовещания , предназначенных для работы в диапазонах, используемых в настоящее время для аналогового радиовещания, включая AM-вещание , особенно коротковолновое , и FM-вещание . DRM более эффективно использует спектр, чем AM и FM, позволяя большему количеству станций с более высоким качеством использовать заданную полосу пропускания , используя формат аудиокодирования xHE-AAC . Различные другие кодеки MPEG-4 и Opus также совместимы, но теперь в стандарте указан xHE-AAC .
Digital Radio Mondiale — это также название международного некоммерческого консорциума , который разработал платформу и сейчас способствует ее внедрению. 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 (ныне Ampegon).
Принцип DRM заключается в том, что ограничивающим фактором является полоса пропускания, а вычислительная мощность компьютера дешева; современные методы сжатия звука с интенсивным использованием ЦП позволяют более эффективно использовать доступную полосу пропускания за счет ресурсов обработки.
DRM может вещать на частотах ниже 30 МГц ( длинноволновые , средневолновые и коротковолновые ), что обеспечивает распространение сигнала на очень большие расстояния. Режимы для этих более низких частот ранее были известны как «DRM30». В диапазонах УКВ использовался термин «DRM+». DRM+ может использовать доступные спектры вещания в диапазоне от 30 до 300 МГц; обычно это означает диапазон I (от 47 до 68 МГц), диапазон II (от 87,5 до 108 МГц) и диапазон III (от 174 до 230 МГц). [1] DRM был разработан, чтобы иметь возможность повторно использовать части существующих аналоговых передатчиков , таких как антенны, фидеры и, особенно для DRM30, сами передатчики, избегая крупных новых инвестиций. DRM устойчив к замираниям и помехам, которые часто мешают обычному радиовещанию в этих диапазонах частот.
Кодирование и декодирование могут выполняться с помощью цифровой обработки сигналов , так что недорогая встроенная система с обычным передатчиком и приемником может выполнять довольно сложное кодирование и декодирование.
В качестве цифрового носителя DRM может передавать и другие данные, помимо аудиоканалов ( передача данных ), а также метаданные типа RDS или данные, связанные с программой, как это делает цифровое аудиовещание (DAB). Услуги DRM могут работать во многих различных сетевых конфигурациях: от традиционной модели AM с одной услугой и одним передатчиком до модели с несколькими услугами (до четырех) и несколькими передатчиками, либо в виде одночастотной сети (SFN), либо в виде многочастотной сети (SFN). частотная сеть (СЧС). Также возможна гибридная работа, при которой один и тот же передатчик одновременно предоставляет как аналоговые услуги, так и услуги DRM.
DRM включает в себя технологию, известную как функции экстренного предупреждения, которая может игнорировать другие программы и активировать радиостанции, находящиеся в режиме ожидания, для приема экстренных сообщений. [2]
Технический стандарт доступен бесплатно в ETSI [3] , и ITU одобрил его использование в большинстве стран мира. Утверждение для региона 2 ITU ожидает внесения поправок в существующие международные соглашения. Первая трансляция состоялась 16 июня 2003 года в Женеве , Швейцария , на Всемирной конференции радиосвязи ITU.
В настоящее время вещатели включают Akashvani (ранее All India Radio), BBC World Service , funklust (ранее известный как BitXpress), Radio Exterior de España , Radio New Zealand International , Vatican Radio , Radio Румынии International и Radio Kuwait. [4]
До сих пор [ когда? ] Приемники DRM обычно используют персональный компьютер . Некоторые производители представили приемники DRM, которые до сих пор оставались нишевыми продуктами из-за ограниченного выбора передач. Ожидается, что переход национальных вещательных компаний на цифровые услуги с DRM, особенно Всеиндийского радио, будет стимулировать производство нового поколения доступных и эффективных приемников.
Chengdu NewStar Electronics с мая 2012 года предлагает DR111, который соответствует минимальным требованиям для приемников DRM, указанным консорциумом DRM, и продается по всему миру. [5]
Генеральная зарубежная служба Акашвани ежедневно вещает в формате DRM на Западную Европу на частоте 9,95 МГц с 17:45 до 22:30 UTC. [6] Всеиндийское радио находится в процессе замены и ремонта многих своих отечественных AM-передатчиков с использованием DRM. Проект, начатый в 2012 году, планируется завершить в 2015 году. [7]
Британская радиовещательная корпорация BBC опробовала эту технологию в Соединенном Королевстве , транслируя BBC Radio Devon в районе Плимута в диапазоне СВ . Суд длился год (апрель 2007 г. – апрель 2008 г.). [8] В 2010 году BBC также опробовала DRM+ в диапазоне FM на передающей станции Крейгкелли в Файфе , Шотландия, на территории, включающей город Эдинбург . В этом испытании FM-передатчик мощностью 10 кВт (ERP) был заменен передатчиком DRM+ мощностью 1 кВт в двух разных режимах и с покрытием по сравнению с FM. [9] Digital Radio Mondiale было включено в консультации Ofcom 2007 года о будущем радио в Соединенном Королевстве для диапазона средних волн AM . [10]
В течение аналогичного периода RTÉ также провела одно- и многопрограммные ночные испытания 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-конфигурируемых радиостанций, который может лицензироваться производителям радиоустройств. Пакет программного обеспечения для автомагнитол с DRM – Digital Radio Mondiale
28 сентября 2006 года австралийский регулятор спектра, Австралийское управление по коммуникациям и средствам массовой информации , объявил, что «наложил эмбарго на полосы частот, потенциально пригодные для использования службами радиовещания, использующими Digital Radio Mondiale, до тех пор, пока не будет завершено планирование спектра». «5950–6200; 7100–7300; 9500–9900; 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. [11]
С 2005 года Федеральная комиссия по связи США заявляет в 47 CFR 73.758 , что: «Для излучений с цифровой модуляцией должен использоваться стандарт Digital Radio Mondiale (DRM)». Часть 73, раздел 758 предназначен только для КВ- вещания.
Полезные скорости передачи данных 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), используя стандартный канал шириной 20 кГц (±10 кГц). [12] (Для сравнения, чистое цифровое HD-радио может передавать 20 кбит/с при использовании каналов шириной 10 кГц и до 60 кбит/с при использовании каналов 20 кГц.) [13] Полезный битрейт зависит также от других параметров, таких как:
Когда DRM изначально разрабатывался, было ясно, что самые надежные режимы предлагают недостаточную мощность для современного на тот момент формата кодирования звука MPEG-4 HE-AAC (высокоэффективное усовершенствованное аудиокодирование). Поэтому стандарт запущен с возможностью выбора из трех различных систем кодирования звука (исходного кодирования) в зависимости от битрейта:
Однако с разработкой MPEG-4 xHE-AAC , который представляет собой реализацию унифицированного кодирования речи и звука MPEG , стандарт DRM был обновлен, и два формата кодирования только речи, CELP и HVXC, были заменены. USAC предназначен для объединения свойств речи и общего аудиокодирования в соответствии с ограничениями полосы пропускания и поэтому 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 вещательные компании до сих пор используют формат кодирования HE-AAC , поскольку он по-прежнему обеспечивает приемлемое качество звука при битрейтах выше примерно 15 кбит/с. Однако ожидается, что в будущем большинство вещательных компаний перейдут на xHE-AAC .
Opus — это кодек с открытым исходным кодом, не включенный в стандарт DRM, но обычно поддерживаемый популярными программными реализациями. Помимо очевидных технических преимуществ перед семейством MPEG, таких как низкая задержка (задержка между кодированием и декодированием), кодек не требует лицензионных отчислений и не подлежит патентному лицензированию. Производители оборудования в настоящее время платят роялти за внедрение кодеков MPEG.
К сожалению, Opus имеет существенно более низкое качество звука, чем xHE-AAC при низких битрейтах, что является ключом к экономии полосы пропускания. Фактически, на скорости 8 Кбит/с Opus действительно звучит хуже, чем аналоговое коротковолновое радио . Видео, демонстрирующее сравнение Opus и xHE-AAC при битрейте 12 Кбит/с, доступно здесь.
Вещание DRM может осуществляться с использованием различных полос пропускания:
Модуляция, используемая для DRM, представляет собой кодированное мультиплексирование 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 сигнал передачи 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 регулировать в зависимости от условий распространения. Это интервал несущих, который будет определять устойчивость к эффекту Доплера (который вызывает сдвиги частот, разброс: доплеровский разброс) и защитный интервал OFDM, который определяет устойчивость к многолучевому распространению (который вызывает сдвиги задержки, разброс: разброс задержки). Консорциум DRM определил четыре различных профиля, соответствующих типичным условиям распространения:
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 устойчива система к эффекту Доплера (доплеровскому разбросу). 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 путем переключения между DRM и AM, а также подготовлен для подключения к другим альтернативам (например, службам DAB или FM).
DRM успешно протестирован на коротких , средних волнах (с разносом каналов 9 и 10 кГц ) и длинных волнах .
Существует также версия DRM для двусторонней связи с более низкой полосой пропускания в качестве замены SSB-связи на ВЧ [16] — обратите внимание, что она несовместима с официальной спецификацией DRM. Возможно, в будущем версия DRM с полосой пропускания 4,5 кГц, используемая сообществом любительского радио, будет объединена с существующей спецификацией DRM.
Программное обеспечение Dream получит коммерческие версии, а также ограниченный режим передачи с использованием кодера AAC FAAC.
Кодирование ошибок может быть выбрано более или менее надежным.
В этой таблице показан пример полезных битрейтов в зависимости от классов защиты:
Чем ниже класс защиты, тем выше уровень коррекции ошибок.
Хотя первоначальный стандарт DRM охватывал диапазоны радиовещания ниже 30 МГц, консорциум DRM проголосовал в марте 2005 года за начало процесса расширения системы на диапазоны ОВЧ до 108 МГц. [17]
31 августа 2009 года DRM+ (режим E) стал официальным стандартом вещания после публикации технической спецификации Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ; По сути, это новая версия всей спецификации DRM с дополнительным режимом, позволяющим работать на частотах от 30 до 174 МГц. [18]
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+ с частотой 100 кГц имеет достаточную пропускную способность для передачи одного мобильного ТВ-канала низкой четкости со скоростью 0,7 Мбит/с: было бы целесообразно распространять мобильное телевидение по DRM+, а не по DMB или DVB-H . Однако DRM+ (режим DRM E) в том виде, в котором он разработан и стандартизирован, обеспечивает скорость передачи данных только от 37,2 до 186,3 кбит/с [19] [20] в зависимости от уровня устойчивости, используя модуляции 4-QAM или 16-QAM и полосу пропускания 100 кГц.
DRM+ была успешно протестирована во всех диапазонах ОВЧ , что дает системе DRM самое широкое использование частот; его можно использовать в диапазонах I , II ( FM-диапазон ) и III . DRM+ может сосуществовать с DAB в диапазоне III . [21] МСЭ опубликовал три рекомендации по DRM+, известные в документах как Цифровая система G. Это указывает на введение полной системы DRM (DRM 30 и DRM+). Рек. МСЭ-R. BS.1114 — это рекомендации 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 [22] рекомендовала Европейской комиссии использовать DRM+ для мелкомасштабного вещания (местное радио, общественное радио), а не DAB/DAB+.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )