Digital Radio Mondiale ( DRM ; mondiale в переводе с итальянского и французского означает «всемирный») — это набор технологий цифрового аудиовещания, разработанных для работы в диапазонах, которые в настоящее время используются для аналогового радиовещания, включая AM-вещание (особенно на коротких волнах ) и FM-вещание . DRM более спектрально эффективен, чем AM и FM, позволяя передавать больше станций с более высоким качеством в заданном диапазоне полосы пропускания , используя формат аудиокодирования xHE-AAC . Различные другие кодеки MPEG-4 и Opus также совместимы, но теперь стандарт определяет xHE-AAC .
Digital Radio Mondiale — это также название международного некоммерческого консорциума , который разработал платформу и теперь продвигает ее внедрение. В формировании консорциума DRM приняли участие Radio France Internationale , TéléDiffusion de France , BBC World Service , Deutsche Welle , Voice of America , Telefunken (теперь Transradio ) и Thomcast (теперь Ampegon).
Принцип DRM заключается в том, что ограничивающим фактором является полоса пропускания, а вычислительная мощность компьютера дешева; современные методы сжатия звука, интенсивно использующие процессор, позволяют более эффективно использовать доступную полосу пропускания за счет вычислительных ресурсов.
DRM может вещать на частотах ниже 30 МГц ( длинные волны , средние волны и короткие волны ), что позволяет распространять сигнал на очень большие расстояния. Режимы для этих более низких частот ранее были известны как «DRM30». В диапазонах VHF использовался термин «DRM+». DRM+ может использовать доступные спектры вещания между 30 и 300 МГц; как правило, 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 для возможности повторного использования частей существующих аналоговых передающих устройств, таких как антенны, фидеры и, особенно для DRM30, сами передатчики, избегая крупных новых инвестиций. DRM устойчив к затуханию и помехам, которые часто мешают обычному вещанию в этих диапазонах частот.
Кодирование и декодирование могут выполняться с помощью цифровой обработки сигнала , так что недорогая встроенная система с обычным передатчиком и приемником может выполнять довольно сложное кодирование и декодирование.
Как цифровая среда, DRM может передавать другие данные, помимо аудиоканалов ( datacasting ), а также метаданные типа RDS или данные, связанные с программой , как это делает Digital Audio Broadcasting (DAB). Услуги DRM могут работать во многих различных сетевых конфигурациях, от традиционной модели AM с одним сервисом и одним передатчиком до многосервисной (до четырех) модели с несколькими передатчиками, либо как одночастотная сеть (SFN), либо как многочастотная сеть (MFN). Также возможна гибридная работа, когда один и тот же передатчик одновременно предоставляет как аналоговые, так и DRM-услуги.
DRM включает в себя технологию, известную как функции экстренного оповещения, которая может переопределять 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. Одобрение для региона 2 ITU ожидает внесения поправок в существующие международные соглашения. Первая трансляция состоялась 16 июня 2003 года в Женеве , Швейцария , на Всемирной радиоконференции ITU .
В настоящее время вещают следующие радиостанции: Akashvani (ранее All India Radio), BBC World Service , funklust (ранее известный как BitXpress), Radio Exterior de España , Radio New Zealand International , Vatican Radio , Radio Romania International и Radio Kuwait. [4]
До сих пор [ когда? ] приемники DRM обычно использовали персональный компьютер . Несколько производителей представили приемники DRM, которые до сих пор оставались нишевыми продуктами из-за ограниченного выбора вещания. Ожидается, что переход национальных вещателей на цифровые услуги на DRM, в частности All India Radio, будет стимулировать производство нового поколения доступных и эффективных приемников.
С мая 2012 года компания Chengdu NewStar Electronics предлагает модель DR111, которая соответствует минимальным требованиям к DRM-приемникам, установленным консорциумом DRM, и продается по всему миру. [5]
General Overseas Service of Akashvani ежедневно вещает в DRM на Западную Европу на частоте 9,95 МГц с 17:45 до 22:30 UTC. [6] All India Radio находится в процессе замены и восстановления многих своих внутренних AM-передатчиков с DRM. Проект, начатый в 2012 году, планируется завершить в течение 2015 года. [7]
Британская вещательная корпорация BBC опробовала технологию в Соединенном Королевстве , транслируя BBC Radio Devon в районе Плимута в диапазоне MF . Испытание длилось год (апрель 2007 г. – апрель 2008 г.). [8] BBC также опробовала DRM+ в диапазоне FM в 2010 г. с передающей станции Craigkelly в Файфе , Шотландия, на территории, которая включала город Эдинбург . В этом испытании 10-киловаттный (ERP) FM-передатчик был заменен 1-киловаттным DRM+-передатчиком в двух разных режимах и покрытии по сравнению с FM. [9] Digital Radio Mondiale была включена в консультацию Ofcom 2007 г. о будущем радио в Соединенном Королевстве для диапазона средних волн AM . [10]
В аналогичный период RTÉ также проводила ночные испытания одной и нескольких программ на длинноволновом передатчике 252 кГц в Триме , графство Мит , Ирландия, который был модернизирован для поддержки DRM после закрытия Atlantic 252 .
Институт Фраунгофера по интегральным схемам IIS предлагает пакет для программно-определяемых радиоустройств, который может быть лицензирован для производителей радиоустройств. Пакет программного обеспечения для автомобильных радиоустройств с DRM – Digital Radio Mondiale
28 сентября 2006 года австралийский регулятор спектра, Австралийское управление по коммуникациям и СМИ , объявило, что оно «наложило эмбарго на полосы частот, потенциально пригодные для использования вещательными службами с использованием Digital Radio Mondiale, пока не будет завершено планирование спектра», «эти полосы являются «5950–6200; 7100–7300; 9500–9900; 11650–12050; 13600–13800; 15100–15600; 17550–17900; 21450–21850 и 25670–26100 кГц». [11]
С 2005 года Федеральная комиссия по связи США в 47 CFR 73.758 заявляет , что: «Для излучений с цифровой модуляцией должен использоваться стандарт Digital Radio Mondiale (DRM)». Часть 73, раздел 758 предназначена только для вещания в диапазоне HF .
Полезные битрейты для DRM30 варьируются от 6,1 кбит/с (режим D) до 34,8 кбит/с (режим A) для полосы пропускания 10 кГц (±5 кГц вокруг центральной частоты). Возможно достичь битрейтов до 72 кбит/с (режим A), используя стандартный канал шириной 20 кГц (±10 кГц). [12] (Для сравнения, чисто цифровое HD Radio может транслировать 20 кбит/с, используя каналы шириной 10 кГц, и до 60 кбит/с, используя каналы шириной 20 кГц.) [13] Полезный битрейт зависит также от других параметров, таких как:
Когда DRM был изначально разработан, было ясно, что самые надежные режимы не обеспечивали достаточной емкости для тогдашнего передового формата аудиокодирования MPEG-4 HE-AAC (High Efficiency Advanced Audio Coding). Поэтому стандарт был запущен с выбором из трех различных систем аудиокодирования (исходного кодирования) в зависимости от битрейта:
Однако с разработкой MPEG-4 xHE-AAC , который является реализацией MPEG Unified Speech and Audio Coding , стандарт DRM был обновлен, и два формата кодирования только речи, CELP и HVXC, были заменены. USAC разработан 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 трансляций CELP и HVXC, решение отказаться от форматов кодирования только речи было принято без проблем.
Многие вещатели по-прежнему используют формат кодирования HE-AAC , поскольку он по-прежнему обеспечивает приемлемое качество звука при битрейтах выше 15 кбит/с. Однако ожидается, что в будущем большинство вещателей примут xHE-AAC .
DRM30, в отличие от HD Radio на средних волнах, допускает мультипрограммирование.
Opus — это кодек с открытым исходным кодом, не включенный в стандарт DRM, но обычно поддерживаемый популярными программными реализациями. Помимо предполагаемых технических преимуществ по сравнению с семейством MPEG, таких как низкая задержка (задержка между кодированием и декодированием), кодек не требует отчислений и не подлежит патентному лицензированию. Производители оборудования в настоящее время платят отчисления за включение кодеков MPEG.
Трансляцию DRM можно осуществлять с использованием различных полос пропускания:
Модуляция, используемая для DRM, представляет собой кодированное ортогональное частотное разделение каналов ( COFDM ), где каждая несущая модулируется квадратурной амплитудной модуляцией ( QAM ) с выбираемым кодированием ошибок.
Выбор параметров передачи зависит от требуемой устойчивости сигнала и условий распространения. На передаваемый сигнал влияют шум, помехи, многолучевое распространение волн и эффект Доплера .
Можно выбрать из нескольких схем кодирования ошибок и нескольких шаблонов модуляции: 64-QAM, 16-QAM и 4-QAM. Модуляция OFDM имеет некоторые параметры, которые должны быть скорректированы в зависимости от условий распространения. Это интервал между несущими, который будет определять устойчивость к эффекту Доплера (который вызывает смещение частот, разброс: доплеровский разброс) и защитный интервал OFDM, который определяет устойчивость к многолучевому распространению (который вызывает смещение задержек, разброс: разброс задержек). Консорциум DRM определил четыре различных профиля, соответствующих типичным условиям распространения:
Компромисс между этими профилями заключается в надежности, устойчивости к условиям распространения и полезных скоростях передачи данных для сервиса. В этой таблице представлены некоторые значения в зависимости от этих профилей. Чем больше интервал между несущими, тем более система устойчива к эффекту Доплера (доплеровскому распространению). Чем больше защитный интервал, тем выше устойчивость к ошибкам распространения из-за длинных многолучевых путей (задержка распространения).
Полученная низкоскоростная цифровая информация модулируется с использованием COFDM . Она может работать в режиме одновременной передачи , переключаясь между DRM и AM, а также готова к подключению к другим альтернативам (например, службам DAB или FM).
Технология DRM была успешно протестирована на коротких , средних (с разнесением каналов 9 и 10 кГц ) и длинных волнах .
Существует также версия DRM с более низкой полосой пропускания для двусторонней связи в качестве замены для SSB-связи на HF [16] - обратите внимание, что она несовместима с официальной спецификацией DRM. Возможно, в будущем версия DRM с полосой пропускания 4,5 кГц, используемая сообществом радиолюбителей, будет объединена с существующей спецификацией DRM.
Программное обеспечение Dream получит коммерческие версии, а также ограниченный режим передачи с использованием кодера FAAC AAC.
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 исправления ошибок.
В то время как первоначальный стандарт DRM охватывал вещательные диапазоны ниже 30 МГц, консорциум DRM проголосовал в марте 2005 года за начало процесса расширения системы на диапазоны VHF до 108 МГц. [17]
31 августа 2009 года DRM+ (режим E) стал официальным стандартом вещания с публикацией технической спецификации Европейским институтом телекоммуникационных стандартов ; это фактически новая версия всей спецификации DRM с дополнительным режимом, разрешающим работу на частотах выше 30 МГц и 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+ шириной 100 кГц имеет достаточную емкость для передачи одного канала мобильного телевидения низкой четкости со скоростью 0,7 мегабит/с: было бы целесообразно распространять мобильное телевидение через DRM+, а не DMB или DVB-H . Однако DRM+ (DRM Mode E) в том виде, в котором он разработан и стандартизирован, обеспечивает скорости передачи данных только между 37,2 и 186,3 кбит/с [19] [20] в зависимости от уровня надежности, используя модуляции 4-QAM или 16-QAM и полосу пропускания 100 кГц.
DRM+ был успешно протестирован во всех диапазонах VHF , и это дает системе DRM самое широкое использование частот; она может использоваться в диапазонах I , II ( FM-диапазон ) и III . DRM+ может сосуществовать с DAB в диапазоне III . [21] ITU опубликовал три рекомендации по DRM+, известные в документах как Цифровая система G. Это указывает на введение полной системы DRM (DRM 30 и DRM+). ITU-R Rec. BS.1114 является рекомендацией ITU для звукового вещания 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 маломасштабного вещания (местное радио, общественное радио), а не DAB/DAB+.
{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )