Цифровое аудиовещание ( DAB ) — это стандарт цифрового радиовещания для цифрового аудиорадиовещания во многих странах мира, определяемый, поддерживаемый, продаваемый и продвигаемый организацией WorldDAB . Этот стандарт доминирует в Европе , а также используется в Австралии , а также в некоторых частях Африки и Азии ; по состоянию на 2022 год 55 стран активно ведут вещание DAB. [3] [4]
DAB стал результатом европейского исследовательского проекта и впервые был публично представлен в 1995 году, а в начале этого тысячелетия появились приемники DAB потребительского уровня. Первоначально во многих странах ожидалось, что существующие службы FM перейдут на DAB, хотя внедрение DAB шло гораздо медленнее, чем ожидалось. [5] [6] [7] [8] По состоянию на 2023 год [обновлять]Норвегия является первой страной, которая внедрила национальное отключение FM-радио, [9] [10] и другие страны , которые последуют этому примеру в ближайшие годы. [11] [12] [13] В последние годы DAB стала самой популярной платформой для прослушивания радио в Норвегии, Швейцарии и Великобритании , [14] и стала обязательным требованием для всех новых автомобилей, продаваемых в ЕС с 2021 года . [ 15]
Исходная версия DAB использовала аудиокодек MP2 ; Позже была разработана и выпущена обновленная версия системы под названием DAB+ , которая использует аудиокодек HE-AAC v2 (AAC+) и является более надежной и эффективной. DAB не совместим с DAB+. [16] Сегодня большинство вещаний DAB по всему миру используют обновленный стандарт DAB+, и только Великобритания, Румыния, Бруней и Филиппины по-прежнему используют значительное количество устаревших вещаний DAB.
DAB, как правило, более эффективно использует спектр, чем аналоговое FM- радио, [17] и, таким образом, может предлагать больше радиоуслуг при той же полосе пропускания. Вещатель может выбрать любое желаемое качество звука: от сигналов высокого качества для музыки до сигналов низкого качества для разговорного радио, и в этом случае качество звука может заметно уступать аналоговому FM. Высокая точность соответствует высокой скорости передачи данных и более высокой стоимости передачи. DAB более устойчив к шуму и замираниям из-за многолучевого распространения при прослушивании на мобильных устройствах, [18] хотя качество приема DAB быстро ухудшается, когда уровень сигнала падает ниже критического порога (как обычно для цифрового вещания ), тогда как качество приема FM ухудшается медленно с увеличением уменьшение сигнала, обеспечивая более эффективное покрытие на большей территории. [ нужна ссылка ] DAB+ является « зеленой » платформой и обеспечивает 85-процентную экономию энергопотребления [19] по сравнению с FM-вещанием (но аналоговые тюнеры более эффективны, чем цифровые [20] , а DRM+ рекомендуется для небольших передач). [21]
Аналогичными стандартами наземного цифрового радио являются HD Radio , ISDB-Tb , DRM и родственный им DMB . [22]
.jpg/1280px-DAB_Receiver_-_Eureka_147_(1993).jpg)
Стандарт DAB был инициирован как европейский исследовательский проект под названием Eureka-147 в 1980-х годах. [23] [24] DAB находится в стадии разработки с 1981 года в Институте радиотехнологий (IRT). Первые демонстрации DAB прошли в 1985 году на WARC-ORB в Женеве, а в 1988 году первые передачи DAB были осуществлены в Германии. Позже DAB был разработан как исследовательский проект Европейского Союза ( EUREKA ), который стартовал в 1987 году по инициативе консорциума, образованного в 1986 году. Кодек MPEG-1 Audio Layer II («MP2») был создан как часть Проект ЕС147. DAB был первым стандартом, основанным на методе модуляции 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 , схемы модуляции и кодирования с коррекцией ошибок и первые пробные трансляции были сделаны в 1990 году. Публичные демонстрации были проведены в 1993 году в Великобритании . 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. Пилотное вещание было запущено в 1995 году: Норвежская радиовещательная корпорация (NRK) запустила первый канал DAB в 1995 году. мир 1 июня 1995 года ( NRK Klassisk ), [25] а BBC и Шведское радио (SR) начали свои первые передачи позже в сентябре [26] , а в Германии пилотное вещание началось в Баварии в октябре 1995 года. [27] В В Великобритании коммерческие станции начали вещание в ноябре 1999 года. [28]
По разным причинам, таким как высокая стоимость приемника и ограниченный прием, внедрение DAB первоначально шло медленно, за исключением Соединенного Королевства и Дании. В Великобритании радиоприемники DAB пользовались большим спросом, и по состоянию на 2005 год 10% домохозяйств владели радиоприемниками DAB, [29] чему способствовали местные производители, создавшие доступные приемники, такие как Pure Evoke . [30] В странах, где DAB не получил распространения, в последующие годы были предприняты попытки «перезапустить» его с использованием нового стандарта DAB+: [31] он начал набирать обороты в 2010-х годах [32] и, наконец, стал популярным в странах. как Франция, к 2019 году. [33] В это время внедрение DAB в автомобилях становилось все более распространенным, и к 2016 году оно стало стандартом для большинства автомобилей, продаваемых в Великобритании, Норвегии и Швейцарии. [34]
В октябре 2005 года Всемирный форум DMB поручил своему техническому комитету провести работу, необходимую для внедрения аудиокодека AAC+ и более строгого кодирования с коррекцией ошибок . Стандарт кодирования аудио AAC+ использует модифицированный алгоритм сжатия аудиоданных дискретного косинусного преобразования (MDCT) . [35] [36] Эта работа привела к запуску системы DAB+.
Испытания DAB-IP прошли в Лондоне в 2006 году по инициативе « BT Movio». [37] Он конкурировал с DVB-H и MediaFLO , которые также находились на стадии тестирования. [38]
К 2006 году в зоне покрытия DAB-вещания находилось 500 миллионов человек по всему миру, хотя к этому времени продажи ресиверов взлетели только в Великобритании ( Великобритании) и Дании . В 2006 году во всем мире действовало около 1000 станций DAB. [39] По состоянию на 2018 год во всем мире было продано более 68 миллионов устройств и в эфире находится более 2270 услуг DAB. [4]
В октябре 2018 года организация WorldDAB представила совершенно новый логотип DAB (в частности, DAB+) взамен предыдущего логотипа, который использовался еще до первого запуска DAB в 1995 году. [40]
Термин «DAB» чаще всего относится как к конкретному стандарту DAB, использующему аудиокодек MP2, но иногда может относиться и к целому семейству стандартов, связанных с DAB, таких как DAB+, DMB и DAB-IP.
WorldDAB , организация, отвечающая за стандарты DAB, анонсировала DAB+, серьезное обновление стандарта DAB, в 2006 году, когда был принят аудиокодек HE-AAC v2 [41] (также известный как eAAC+ ). AAC+ использует модифицированный алгоритм дискретного косинусного преобразования (MDCT). [35] [36] Новый стандарт, который называется DAB+, также принял аудиоформат MPEG Surround и более сильное кодирование с коррекцией ошибок в форме кодирования Рида-Соломона . DAB+ стандартизирован как Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) TS 102 563.
Поскольку DAB не совместим с DAB+, старые ресиверы DAB не могут принимать трансляции DAB+. Однако ресиверы DAB, способные принимать новый стандарт DAB+ после обновления прошивки , продавались еще в июле 2007 года. Как правило, если ресивер совместим с DAB+, на упаковке продукта будет соответствующий знак.
Вещание DAB+ началось в нескольких странах, таких как Австралия, Чехия, Дания, Германия, Гонконг (сейчас прекращено), Италия, Мальта, Норвегия, Польша, Швейцария, Бельгия (октябрь 2017 г.), [42] Великобритания и Нидерланды. Мальта была первой страной, запустившей DAB+ в Европе в октябре 2008 года. Южная Африка начала технический пилотный проект DAB+ в ноябре 2014 года на канале 13F в полосе 3. Если станции DAB+ будут запущены в странах с установленным DAB, они смогут вести передачу вместе с существующими станциями DAB, которые используют более старый аудиоформат MPEG-1 Audio Layer II , и ожидается, что большинство существующих станций DAB будут продолжать вещание до тех пор, пока подавляющее большинство приемников не поддержат DAB+. [43]
В Великобритании DAB+ был запущен в январе 2016 года после испытательного периода, начавшегося в сентябре 2014 года. [44] Ofcom опубликовал консультацию по новому национальному мультиплексу, содержащему сочетание услуг DAB и DAB+, с намерением в долгосрочной перспективе перевести все услуги на DAB+. срок. [45] В феврале 2016 года была запущена новая национальная сеть Sound Digital с тремя станциями DAB+. [46] В августе 2021 года BBC начала свою первую регулярную внутреннюю трансляцию DAB+ на Нормандских островах [47], а затем в декабре 2021 года начала местное вещание в Камбрии и северном Ланкашире. [48] 1 января 2024 года Classic FM был изменен с DAB на DAB+. [49] [50]
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 подканал видео DMB можно легко добавить к любой передаче DAB, поскольку он был разработан для передачи по подканалу DAB. Вещания DMB в Южной Корее передают обычные аудиоуслуги MPEG 1 Layer II DAB наряду с видеоуслугами DMB.
По состоянию на 2017 год [обновлять]DMB транслируется в Норвегии, Южной Корее и Таиланде.
55 стран обеспечивают регулярное или пробное вещание DAB(+). [3] В управлении использованием спектра полосы, выделенные для общественных служб DAB, обозначаются сокращенно T-DAB .
В Европейском Союзе «Европейский кодекс электронных коммуникаций (EECC) вступил в силу 20 декабря 2018 года с переносом в национальное законодательство государств-членов, требуемым к 21 декабря 2020 года. Директива применяется ко всем государствам-членам ЕС независимо от статуса DAB+. Это означает, что с конца 2020 года во всех странах ЕС все магнитолы в новых автомобилях должны быть способны принимать и воспроизводить цифровое наземное радио». [51]
В соответствии с обязательством Европейского Союза в 2020 году включать приемники DAB + в новые автомобили, Бельгия прекратила все продажи аналоговых радиоприемников с 1 января 2023 года. Таким образом, потребители больше не могут приобретать приемники AM или FM для домашнего использования. «Обязательство внедрить DAB+ в новые автомобили и бытовые радиоприемники — это хороший шаг вперед в оцифровке нашего радиопространства», — прокомментировал Бенджамин Далле, фламандский министр СМИ. [52]
Норвегия была первой страной, объявившей о полном отключении национальных FM-радиостанций. Отключение началось 11 января 2017 года и закончилось 13 декабря 2017 года. [53] [54] Отключение в 2017 году не затронуло некоторые местные и региональные радиостанции. Они смогут продолжать вести вещание на FM до 2027 года.
График закрытия FM-сигналов в 2017 году был следующим: [55]
Швейцарские радиовещатели закроют FM-радио 31 декабря 2026 года. [56] [57] [58] [59] [11] [60]
По состоянию на 2021 год: [88]
DAB использует технологию широкополосного вещания, и обычно для него 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, а Соединенные Штаты достигли соглашения с Канадой об ограничении L-диапазона DAB наземным вещанием во избежание помех. [ нужна цитата ]
В январе 2017 года обновленная спецификация DAB (2.1.1) удалила режимы II, III и IV, оставив только режим I.
С точки зрения стека протоколов модели OSI , технологии, используемые в DAB, располагаются 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 коррекцией ошибок , модуляцию OFDM и отвечает за беспроводную передачу и прием данных. Некоторые их аспекты описаны ниже.
Первоначально DAB использовал только аудиокодек MPEG-1 Audio Layer II , который часто называют MP2 из-за повсеместного распространения MP3 (MPEG-1 Audio Layer III).
Новый стандарт DAB+ принял LC-AAC и HE-AAC , включая аудиокодеки версии 2 , широко известные как AAC , AAC+ или aacPlus . AAC+ использует модифицированный алгоритм дискретного косинусного преобразования (MDCT) [35] [36] и примерно в три раза более эффективен, чем MP2 [89] . Это означает, что вещатели, 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 того, какой аудиокодек использовать, поскольку эффективность аудиокодека определяет, сколько радиостанций может передаваться в мультиплексе с фиксированной пропускной способностью при заданном уровне звука. качество.
Кодирование с коррекцией ошибок (ECC) является важной технологией для цифровой системы связи, поскольку оно определяет, насколько надежным будет прием при заданной мощности сигнала: более сильный ECC обеспечит более надежный прием, чем более слабая форма.
Старая версия DAB использует перфорированное сверточное кодирование для ECC. Схема кодирования использует неравную защиту от ошибок (UEP), что означает, что части аудиопотока, которые более восприимчивы к ошибкам, вызывающим звуковые помехи, имеют большую защиту (т. е. более низкую скорость кодирования ) и наоборот. Однако схема UEP, используемая в DAB, приводит к образованию серой зоны 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 промежуточной силы, они ощущают «бормотающий» звук, который прерывает воспроизведение звука.
Стандарт DAB+ включает ECC Рида-Соломона в качестве «внутреннего уровня» кодирования, который размещается вокруг аудиокадра с чередованием байтов, 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 в DAB+ каждый бит одинаково важен. Эта комбинация кодирования Рида-Соломона в качестве внутреннего уровня кодирования, за которым следует внешний уровень сверточного кодирования - так называемое «сцепленное кодирование» - стала популярной схемой ECC в 1990-х годах, и НАСА приняло ее для своих миссий в дальний космос. . Одно небольшое различие между каскадным кодированием, используемым в системе DAB+, и кодированием, используемым в большинстве других систем, заключается в том, что здесь используется перемежитель прямоугольных байтов, а не перемежение Форни, чтобы обеспечить большую глубину перемежения, что увеличивает расстояние, на котором будут распространяться пакеты ошибок. распределяются по битовому потоку, что, в свою очередь, позволит декодеру ошибок Рида-Соломона исправлять большую часть ошибок.
ECC, используемый в DAB+, намного сильнее, чем тот, который используется в DAB, что при прочих равных условиях (т. е. если бы мощность передачи оставалась прежней) привело бы к тому, что люди, которые в настоящее время испытывают трудности с приемом в DAB, получают гораздо более надежный сигнал. с передачей DAB+. Он также имеет гораздо более крутой «цифровой обрыв», и тесты на прослушивание показали, что люди предпочитают его при низкой мощности сигнала по сравнению с более пологим цифровым обрывом в DAB. [89]
Устойчивость к замираниям и межсимвольным помехам (вызванным многолучевым распространением) достигается без выравнивания с помощью методов модуляции OFDM и DQPSK . Подробности смотрите в сравнительной таблице 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 1,0 мс, что приводит к тому, что каждая из поднесущих OFDM имеет полосу пропускания 1 кГц из-за обратной зависимости между этими двумя параметрами, а общая полоса пропускания канала OFDM составляет 1,537 МГц. Защитный интервал OFDM для TM I составляет 0,246 мс, что означает, что общая длительность символа OFDM составляет 1,246 мс. Длительность защитного интервала также определяет максимальное расстояние между передатчиками, входящими в одну одночастотную сеть (SFN), которое для TM I составляет примерно 74 км.
OFDM позволяет использовать одночастотные сети ( SFN ), что означает, что сеть передатчиков может обеспечить покрытие большой территории – вплоть до размера страны – где все передатчики используют один и тот же блок частот передачи. Передатчики, являющиеся частью SFN, должны быть очень точно синхронизированы с другими передатчиками в сети, что требует от передатчиков использования очень точных часов.
Когда приемник принимает сигнал, который был передан от разных передатчиков, входящих в SFN, сигналы от разных передатчиков обычно имеют разные задержки, но для OFDM они будут выглядеть просто как разные многолучевые распространения одного и того же сигнала. Однако могут возникнуть трудности с приемом, когда относительная задержка многолучевого распространения превышает продолжительность защитного интервала OFDM, и часто появляются сообщения о трудностях приема из-за этой проблемы при изменении условий распространения, например, при высоком давлении, когда сигналы распространяются дальше, чем обычно. и, таким образом, сигналы, вероятно, прибудут с относительной задержкой, превышающей защитный интервал OFDM.
Передатчики с малой мощностью , заполняющие зазоры , могут быть добавлены к SFN по мере необходимости, чтобы улучшить качество приема, хотя способ реализации SFN в Великобритании до сих пор, как правило, состоял из передатчиков более высокой мощности, установленных на основном передатчике. сайтах, чтобы снизить затраты.
Ансамбль имеет максимальную скорость передачи данных, но это зависит от того, какой уровень защиты от ошибок используется. Однако все мультиплексы DAB могут нести в общей сложности 864 «единицы емкости». Количество единиц емкости, или CU, которое требуется для определенного уровня скорости передачи данных, зависит от объема исправления ошибок, добавленного к передаче, как описано выше. В Великобритании большинство служб осуществляют передачу с использованием «третьего уровня защиты», который обеспечивает среднюю скорость кода ECC примерно1/2, что соответствует максимальной скорости передачи данных на мультиплекс 1184 кбит/с.
Различные сервисы встроены в один ансамбль (который также обычно называют мультиплексом ). Эти услуги могут включать в себя:
Традиционно радиопрограммы транслировались на разных частотах через AM и FM , и радио приходилось настраивать на каждую частоту по мере необходимости. При этом использовался сравнительно большой объем спектра для относительно небольшого количества станций, что ограничивало выбор прослушивания. DAB — это система цифрового радиовещания, которая посредством применения мультиплексирования и сжатия объединяет несколько аудиопотоков в относительно узкую полосу частот, сосредоточенную на одной частоте вещания, называемую 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 стандарте DAB делает сигнал более надежным, но снижает общую скорость передачи данных, доступную для потоков.
DAB передает один мультиплекс шириной примерно 1,5 МГц (≈1000 килобит в секунду). Затем этот мультиплекс делится на несколько цифровых потоков, содержащих от 9 до 12 программ. В отличие от этого, FM HD Radio добавляет свои цифровые несущие 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.
В DAB первого поколения используется 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 в формате DAB имеют более низкое качество звука, чем FM, что вызывает жалобы со стороны слушателей. [91] 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 собственная система iBiquity Digital Corporation , дочерней компании DTS, Inc. с 2015 года, которая с 2016 года принадлежит Xperi Corporation. DAB — это открытый стандарт, депонированный в ETSI.
DAB может обеспечить существенно более высокую спектральную эффективность , измеряемую в программах на МГц и на передатчик, чем аналоговые системы. Во многих местах это привело к увеличению количества станций, доступных слушателям, особенно за пределами крупных городских районов. Эту ситуацию можно улучшить с помощью DAB+, который использует гораздо более эффективный кодек, позволяющий снизить битрейт на канал практически без потери качества. Если некоторые станции ведут передачу в моно, их битрейт может быть снижен по сравнению со стереотрансляциями, что еще больше повышает эффективность.
Числовой пример: для аналогового FM требуется 0,2 МГц на программу. Коэффициент повторного использования частоты 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 одну и ту же частоту канала без проблем с -канальные помехи , т.е. перекрестные помехи. Предполагая общую доступность 102 FM-каналов с полосой пропускания 0,2 МГц в диапазоне частот II от 87,5 до 108,0 МГц, на каждом участке передатчика возможно в среднем 102/15 = 6,8 радиоканалов (плюс местные передатчики меньшей мощности, вызывающие меньшее количество радиоканалов). помехи). В результате спектральная эффективность системы составляет 1/15/(0,2 МГц) = 0,30 программы/передатчик/МГц. Для DAB с кодеком 192 кбит/с требуется 1,536 МГц * 192 кбит/с / 1136 кбит/с = 0,26 МГц на аудиопрограмму. Коэффициент повторного использования частоты для местных программ и многочастотных сетей радиовещания ( MFN ) обычно составляет 4 или 5, что дает 1/4/(0,26 МГц) = 0,96 программы/передатчик/МГц. Это в 3,2 раза эффективнее аналогового FM для местных станций. Для передачи одночастотной сети (SFN), например, национальных программ, коэффициент повторного использования канала равен 1, что дает 1/1/0,25 МГц = 3,85 программы/передатчик/МГц, что в 12,7 раз эффективнее, чем FM для национальных программ. и региональные сети.
Обратите внимание, что вышеуказанное улучшение пропускной способности не всегда может быть достигнуто на частотах L-диапазона, поскольку они более чувствительны к препятствиям, чем частоты ОВЧ-диапазона II, и могут вызвать замирание в тени для холмистой местности и для связи внутри помещений. Количество передатчиков или мощность передачи, необходимая для полного покрытия страны, может быть довольно высокой на этих частотах, чтобы избежать ограничения системы шумом, а не помехами внутри канала.
Первоначальные цели перехода на цифровую передачу заключались в том, чтобы обеспечить более высокую точность передачи звука , большее количество станций и большую устойчивость к шуму, внутриканальным помехам и многолучевому распространению, чем в аналоговом FM-радио. Улучшенное качество звука достигается за счет использования технологий CRC и FEC, которые улучшают качество передачи цифровых сигналов. [92] Однако во многих странах при внедрении DAB на стереорадиостанциях используется сжатие до такой степени, что оно обеспечивает более низкое качество звука, чем получаемое при FM-вещании. Это происходит из-за того, что уровни скорости передачи данных слишком низки для того, чтобы аудиокодек MPEG Layer 2 мог обеспечить высокое качество звука. [93]
Отдел исследований и разработок BBC утверждает, что для высококачественного стереовещания необходима скорость не менее 192 кбит/с:
Было установлено, что значение 256 кбит/с обеспечивает высококачественный стереосигнал вещания. Однако небольшого снижения до 224 кбит/с часто бывает достаточно, а в некоторых случаях можно согласиться на дальнейшее снижение до 192 кбит/с, особенно если избыточность стереосигнала используется в процессе «совместного стереосигнала». 'кодирование (т.е. некоторые звуки, появляющиеся в центре стереоизображения, не нужно отправлять дважды). При скорости 192 кбит/с относительно легко услышать несовершенства критического аудиоматериала.
- Технический документ BBC по исследованиям и разработкам WHP 061, июнь 2003 г. [94]
Когда в июле 2006 года BBC снизила скорость передачи своей станции классической музыки Radio 3 со 192 кбит/с до 160 кбит/с, возникшее в результате ухудшение качества звука вызвало ряд жалоб в адрес корпорации. [95] Позже BBC объявила, что после испытаний нового оборудования она возобновит предыдущую практику передачи Radio 3 со скоростью 192 кбит/с всякий раз, когда не будет других требований к полосе пропускания. (Для сравнения, BBC Radio 3 и все другие радиостанции BBC транслируются онлайн с использованием AAC со скоростью 320 кбит / с, называемой «HD», на BBC Radio iPlayer после периода, когда он был доступен с двумя разными скоростями передачи данных.)
Несмотря на вышесказанное, опрос слушателей DAB (в том числе мобильных) в 2007 году показал, что большинство из них считают, что качество звука DAB равно или лучше, чем FM. [96]
К 2019 году некоторые станции перешли на DAB+, но вместо того, чтобы улучшить качество звука, они снизили его до 32 или 64 кбит/с, часто в моно. [97]
Устройства DAB выполняют сканирование диапазонов по всему диапазону частот, представляя все станции из единого списка, из которого пользователь может выбрать.
DAB способен предоставлять метаданные вместе с аудиопотоком. Метаданные позволяют отображать визуальную информацию, текст и графику, например название и логотип станции, ведущего, название песни и обложку альбома, во время воспроизведения станции. Радиостанции могут предоставлять метаданные для улучшения качества прослушивания, особенно на автомобильных приемниках с большими дисплеями. [98]
DAB может передавать «радиотекст» (в терминологии DAB, сегмент динамической метки или DLS) от станции, предоставляя информацию в реальном времени, такую как названия песен, тип музыки и новости или обновления дорожного движения, длиной до 128 символов. Это похоже на функцию FM под названием 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 и при переходе на летнее время или обратно .
DAB не более эффективен по полосе пропускания, чем аналог, измеряемый в программах на МГц конкретного передатчика (так называемая спектральная эффективность канала ), но он менее восприимчив к внутриканальным помехам (перекрестным помехам), что позволяет уменьшить повторное использование расстояние, т.е. более плотно использовать один и тот же радиочастотный канал. Спектральная эффективность системы (среднее количество радиопрограмм на 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 регионах, особенно в сельской местности, внедрение DAB дает радиослушателям более широкий выбор радиостанций. Например, в Южной Норвегии радиослушатели почувствовали увеличение количества доступных станций с 6 до 21, когда в ноябре 2006 года было введено DAB.
Стандарт DAB объединяет функции, позволяющие уменьшить негативные последствия многолучевого замирания и шума сигнала , от которых страдают существующие аналоговые системы.
Кроме того, поскольку DAB передает цифровой звук, при слабом сигнале не возникает шипения, которое может возникнуть в FM. Однако радиоприемники на границе сигнала DAB могут слышать звук «пузырящейся грязи», прерывающий звук, или звук вообще отключается.
Из-за чувствительности к доплеровскому сдвигу в сочетании с многолучевым распространением дальность приема DAB (но не качество звука) снижается при скорости движения более 120–200 км/ч, в зависимости от несущей частоты. [18]
Моно-разговорное радио, каналы новостей и погоды, а также другие немузыкальные программы требуют значительно меньшей полосы пропускания, чем типичная музыкальная радиостанция, что позволяет DAB транслировать эти программы с более низкой скоростью передачи данных, оставляя большую полосу пропускания для использования для других программ.
Однако это привело к тому, что некоторые станции вещают в моно; дополнительную информацию см. в разделе «Качество звука» .
Передатчики DAB неизбежно дороже своих аналогов FM. DAB использует более высокие частоты, чем FM, и поэтому может возникнуть необходимость компенсировать это большим количеством передатчиков, чтобы достичь того же покрытия, что и один FM-передатчик. DAB обычно транслируется другой компанией, чем вещательная компания, которая затем продает пропускную способность ряду радиостанций. Эти общие затраты могут оказаться дешевле, чем эксплуатация отдельного FM-передатчика.
Эта эффективность обусловлена способностью сети DAB транслировать больше каналов на один 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-радиоприемников и FM-передатчиков на новые DAB-радиоприемники и DAB-передатчики не будет стоить дороже по сравнению с новыми FM-устройствами. Также утверждается, что энергопотребление будет ниже для станций, передаваемых по одному мультиплексу DAB, по сравнению с отдельными аналоговыми передатчиками. [99]
После подачи заявки один оператор заявил, что стоимость передачи DAB составляет всего одну девятнадцатую стоимости передачи FM. [100]
Качество приема на раннем этапе развертывания DAB было плохим даже у людей, хорошо живущих в зоне покрытия. Причина этого в том, что DAB использует слабое кодирование с коррекцией ошибок , поэтому при наличии большого количества ошибок в полученных данных недостаточное количество ошибок не может быть исправлено, и возникает звук «пузырящейся грязи». В некоторых случаях может произойти полная потеря сигнала. Эта ситуация была улучшена в более новой версии DAB+, которая использует более сильное кодирование с коррекцией ошибок и построена дополнительные передатчики.
Как и в случае с другими цифровыми системами, когда сигнал слабый или имеет серьезные помехи, она вообще не будет работать. Прием DAB также может стать проблемой для приемников, если полезный сигнал соседствует с более сильным сигналом. Это была особая проблема для ранних и недорогих приемников.
Слушатели часто жалуются на то, что вещательные компании «втискивают» в ансамбль больше станций, чем рекомендовано [94] :
Природа одночастотной сети (SFN) такова, что передатчики в сети должны передавать один и тот же сигнал одновременно. Чтобы добиться синхронизации, радиовещательная компания должна учитывать любые различия во времени распространения, возникающие из-за разных методов и расстояний, связанных с передачей сигнала от мультиплексора к различным передатчикам. Это делается путем применения задержки к входящему сигналу в передатчике на основе временной метки, сгенерированной в мультиплексоре, созданной с учетом максимально вероятного времени распространения, с большим дополнительным запасом безопасности. Задержки в аудиокодере и приемнике из-за цифровой обработки (например, обратного перемежения) увеличивают общую задержку, воспринимаемую слушателем. [18] Сигнал задерживается, обычно на 1–4 секунды, а для DAB+ может быть значительно дольше. Это имеет недостатки:
Сигналы времени , наоборот, 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, меняющейся) задержки декодирования звука в приемниках, поскольку время не встроено в аудиокадры. Это означает, что встроенные в приемники часы могут быть абсолютно точными.
DAB может обеспечить экономию для сетей нескольких станций. Первоначальное развитие DAB было инициировано национальными сетевыми операторами, имевшими ряд каналов для передачи с нескольких сайтов. Однако для отдельных станций, таких как небольшие общественные или местные станции, которые традиционно используют собственный FM-передатчик в собственном здании, стоимость передачи DAB будет намного выше, чем аналоговая. Использование передатчика DAB для одной станции не является эффективным использованием спектра или мощности. С учетом вышесказанного, эту проблему можно в некоторой степени решить путем объединения нескольких местных станций в один мультиплексор DAB/DAB+, аналогично тому, как это делается в DVB-T/DVB-T2 с местными телевизионными станциями.
Хотя покрытие FM по-прежнему превышает покрытие DAB в большинстве стран, реализующих какие-либо услуги DAB, в ряде стран, переходящих на цифровое вещание, произошло значительное развертывание сети DAB; по состоянию на 2022 год WorldDAB предоставил следующие материалы: [14]
В 2006 году начались испытания с использованием значительно улучшенного кодека HE-AAC для DAB+ . Однако вряд ли какой-либо из ресиверов, выпущенных до 2008 года, поддерживает новый кодек, что делает их частично устаревшими, когда начинается вещание DAB +, и полностью устаревшими, когда все станции с кодировкой MP2 исчезают. Большинство новых ресиверов совместимы как с DAB, так и с DAB+; однако проблема усугубляется тем, что некоторые производители отключают функции DAB+ на совместимых в остальном радиоприемниках, чтобы сэкономить на лицензионных сборах при продаже в странах, где нет текущего вещания DAB+.
Поскольку для DAB требуются методы цифровой обработки сигналов для преобразования принятого сигнала, закодированного в цифровой форме, в аналоговый аудиоконтент, сложность электронных схем, необходимых для этого, выше. Это означает, что для осуществления этого преобразования потребуется больше энергии, чем при аналоговом преобразовании FM в аудио, а это означает, что портативное приемное оборудование будет иметь гораздо более короткий срок службы батареи и потребует более высокой мощности (и, следовательно, большего объема). Это означает, что они потребляют больше энергии, чем аналоговые УКВ-приемники диапазона II. Однако благодаря усиленной интеграции (радио на кристалле) энергопотребление приемника DAB значительно сократилось, что делает портативные приемники гораздо более удобными в использовании.
Хотя многие страны ожидали перехода к цифровому аудиовещанию, некоторые из них после неудачных испытаний пошли в противоположном направлении.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )Для нас DAB+ в 19 раз эффективнее FM.