HD Radio ( HDR ) [1] — торговая марка технологии внутриполосного внутриканального цифрового радиовещания (IBOC) . HD-радио обычно одновременно транслирует существующую аналоговую радиостанцию в цифровом формате с меньшим шумом и с дополнительной текстовой информацией. HD Radio используется в основном радиостанциями AM и FM в США, Виргинских островах США, Канаде, Мексике и на Филиппинах, а также несколько внедрений за пределами Северной Америки.
Термин «на канале» является неправильным, поскольку система фактически вещает на обычно неиспользуемых каналах, прилегающих к существующей радиостанции . Это оставляет исходный аналоговый сигнал нетронутым, позволяя включенным приемникам переключаться между цифровым и аналоговым сигналом по мере необходимости. В большинстве реализаций FM доступна пропускная способность от 96 до 128 кбит/с. Для высококачественного звука требуется всего 48 кбит/с, поэтому имеется достаточно возможностей для дополнительных каналов, которые HD Radio называет «многоадресной передачей».
HD Radio имеет лицензию, поэтому одновременная трансляция основного канала осуществляется без лицензионных отчислений. Компания зарабатывает на комиссиях за дополнительные многоадресные каналы. Станции могут выбирать качество этих дополнительных каналов; музыкальные станции обычно добавляют один или два канала с высоким разрешением, в то время как другие используют более низкую скорость передачи данных для голосовых новостей и спортивных состязаний. Раньше этим службам требовались собственные передатчики, часто работающие в диапазоне AM с низкой точностью. При использовании HD одно распределение FM может передавать все эти каналы, и даже его настройки более низкого качества обычно звучат лучше, чем AM.
Хотя он обычно используется в сочетании с существующим каналом, он также имеет лицензию на полностью цифровую передачу. Четыре AM- станции используют полностью цифровой формат: одна находится под экспериментальным разрешением, остальные три — в соответствии с новыми правилами, принятыми FCC в октябре 2020 года. Америка; в Европе станции расположены более плотно.
Компания iBiquity разработала HD Radio, и в 2002 году эта система была выбрана Федеральной комиссией по связи США (FCC) в качестве метода цифрового аудиовещания в США. [2] [3] Официально он известен как NRSC‑5, последняя версия — NRSC‑5‑D. [4]
iBiquity была приобретена DTS в сентябре 2015 года, в результате чего технология HD Radio попала под тот же флаг, что и одноименные театральные системы объемного звучания DTS . [5] Технология и товарные знаки HD Radio впоследствии были приобретены Xperi Holding Corporation в 2016 году.
HD Radio — это один из нескольких стандартов цифрового радио, которые обычно несовместимы друг с другом:
К маю 2018 года iBiquity Digital Co. заявила, что ее технология HD Radio используется более чем 3500 отдельными службами, в основном в США. [6] Для сравнения: в системе DAB работает более 2200 служб .
Для аналогово-цифровой гибридной передачи HD FM требуется канал шириной 400 кГц , что делает его внедрение проблематичным за пределами Северной Америки. В Соединенных Штатах FM-каналы расположены на расстоянии 200 кГц друг от друга, а не на 100 кГц в других странах. Кроме того, давняя практика лицензирования FCC , возникшая еще в те времена, когда приемники имели плохую избирательность соседних каналов, назначает станциям в географически перекрывающихся или соседних зонах покрытия каналы, разделенные (по крайней мере) 400 кГц . Таким образом, большинство станций могут передавать тщательно спроектированные цифровые сигналы по соседним каналам, не создавая помех другим местным станциям и обычно без помех в совмещенном канале с удаленными станциями на этих каналах. [7] За пределами США более тяжелая спектральная нагрузка диапазона FM-вещания делает системы IBoC, такие как HD Radio, менее практичными.
FCC не заявила о намерении прекратить аналоговое радиовещание, как это было с аналоговым телевидением , [2] поскольку это не приведет к восстановлению каких-либо прав на радиочастотный спектр , которые могут быть проданы. Таким образом, не существует срока, к которому потребители должны купить HD-ресивер.
Цифровая информация передается с использованием OFDM с форматом сжатия звука, называемым HDC ( кодирование высокой четкости ). HDC — это собственный кодек , основанный на стандарте MPEG-4 HE-AAC , но несовместимый с ним . [8] Он использует модифицированный алгоритм сжатия аудиоданных дискретного косинусного преобразования (MDCT) . [9]
Станции, оборудованные HD, платят единовременный лицензионный сбор за преобразование своего основного аудиоканала в технологию HD Radio от iBiquity , а также 3% от дополнительных чистых доходов за любые дополнительные цифровые подканалы. [10] Стоимость переоборудования радиостанции может составлять от 100 000 до 200 000 долларов. [11] Производители приемников, включающие HD Radio, платят лицензионные отчисления, что является основной причиной того, что его не удалось полностью принять в качестве стандартной функции. [12]
Если приемник HD теряет основной цифровой сигнал (HD‑1), он возвращается к аналоговому сигналу, тем самым обеспечивая бесперебойную работу между новым и старым методами передачи. Дополнительные потоки HD-2 и HD-3 не имеют аналоговой одновременной передачи; следовательно, их звук будет пропадать или «пропускаться» при ухудшении цифрового приема (аналогично пропаданию цифрового телевидения). Альтернативно, сигнал HD может вернуться к более надежному потоку со скоростью 20 кбит/с , хотя качество звука тогда снижается до обычного уровня AM. Также возможна передача данных с метаданными , содержащими названия песен или информацию об исполнителе.
iBiquity Digital утверждает, что система приближается к качеству звука компакт-диска и обеспечивает снижение как помех, так и статических помех. [13] Однако скорость передачи данных в HD Radio существенно ниже, чем на компакт-диске, а цифровые сигналы иногда создают помехи соседним аналоговым станциям AM-диапазона . (см. § AM ниже).
Гибридный режим AM («MA1») использует полосу пропускания 30 кГц (± 15 кГц ) и перекрывает соседние каналы по обе стороны от назначенного станции канала. [4] Некоторые ночные слушатели выразили обеспокоенность, что эта конструкция вредит приему соседних каналов [14] [15] и была подана одна официальная жалоба по этому поводу: владелец WYSL Боб Сэвидж против WBZ в Бостоне.
Пропускная способность канала 30 кГц в диапазоне AM ограничена. Используя репликацию спектрального диапазона, кодек HDC+SBR способен имитировать воспроизведение звуков частотой до 15 000 Гц, обеспечивая тем самым умеренное качество в ограниченном по полосе пропускания AM-диапазоне . [16] Гибридный режим HD Radio AM предлагает два варианта, которые могут передавать данные со скоростью примерно 40–60 кбит/с , при этом большинство цифровых AM -станций по умолчанию переходят в более надежный режим 40 кбит/с , который обеспечивает избыточность (те же данные передаются в эфир). дважды).
Цифровой радиосигнал, принимаемый обычным AM-приемником , настроенным на соседний канал, звучит как белый шум – звук «шипения»., или большой водопад, или сильный, устойчивый ветер в густом пологе леса , или что-то подобное.
Полностью цифровой AM («MA3») допускает два режима: «Расширенный» и «Только для ядра». [17]
Когда приемник может декодировать только основные несущие в любом режиме, звук будет монофоническим и может отображаться только текстовая информация. Более узкая полоса пропускания, необходимая в любом полностью цифровом режиме по сравнению с гибридным режимом, снижает возможные помехи станциям, вещающим на соседних каналах, и обратно. [18] Однако в полностью цифровом AM отсутствует аналоговый сигнал для возврата , когда сигнал слишком слаб для того, чтобы приемник мог декодировать основную цифровую несущую.
Четыре станции работали как полностью цифровые/только цифровые вещатели:
WWFD экспериментировал с использованием цифрового подканала , работая на втором канале (HD2) с низкой скоростью передачи данных, одновременно снижая скорость передачи данных основного канала (HD1). [22] В октябре 2020 года Федеральная комиссия по связи пришла к выводу по результатам экспериментов WWFD :
FCC требует, чтобы станции, желающие мультиплексировать свои цифровые сигналы AM , запросили и получили разрешение на это; [23] в начале 2020 года он отклонил запрос на мультиплексирование от WTLC . [24]
Гибридный цифровой/аналоговый режим FM предлагает четыре варианта, которые могут передавать примерно 100, 112, 125 или 150 кбит/с данных, несущих сжатый цифровой звук ( с потерями ), в зависимости от бюджета мощности менеджера станции и желаемого диапазона сигнала. HD FM также обеспечивает несколько чисто цифровых режимов со скоростью до 300 кбит/с и дополнительные функции, такие как объемный звук. Как и AM , чисто цифровой FM обеспечивает «резервное» состояние, при котором он возвращается к более надежному сигналу со скоростью 25 кбит/с .
FM-станции могут разделить свой поток данных на подканалы (например, 88.1 HD‑1, HD‑2, HD‑3) с различным качеством звука. Множество услуг аналогичны цифровым подканалам, присутствующим в цифровом телевидении , совместимом с ATSC , с использованием мультиплексного вещания. Например, некоторые из 40 ведущих радиостанций добавили в свои цифровые подканалы горячий AC и классический рок , чтобы предоставить слушателям больше разнообразия. [25] Станции в конечном итоге могут стать полностью цифровыми, что позволит использовать до трех каналов полной мощности и четырех каналов малой мощности (всего семь). В качестве альтернативы они могли бы транслировать один канал со скоростью 300 кбит/с .
Правила FCC требуют, чтобы один канал одновременно передавал аналоговый сигнал, чтобы, когда основной цифровой поток не может быть декодирован, приемник мог вернуться к аналоговому сигналу. Это требует синхронизации этих двух каналов со значительной задержкой, добавляемой к аналоговой службе. В некоторых случаях, особенно во время тропосферных волноводов , HD-приемник захватывает цифровой поток удаленной станции, даже если на той же частоте находится гораздо более сильная местная аналоговая станция . Без автоматической идентификации станции по аналоговому сигналу приемник не сможет распознать отсутствие корреляции между ними. [a] Слушатель может отключить прием HD (чтобы слушать местную станцию или избежать случайного переключения между двумя станциями) или слушать удаленные станции и попытаться получить идентификатор станции .
Хотя сигналы могут быть синхронизированы на передатчике и достигать приемного оборудования одновременно, то, что слушатель слышит через устройство HD и аналоговое радио, воспроизводимое вместе, может быть явно несинхронизировано. Это связано с тем, что все аналоговые приемники обрабатывают аналоговые сигналы быстрее, чем цифровые радиоприемники обрабатывают цифровые сигналы. Цифровая обработка аналоговых сигналов в HD Radio также задерживает их. Результирующий безошибочный эффект «реверберации» или эха при воспроизведении цифровых и аналоговых радиоприемников в одной комнате или доме, настроенных на одну и ту же станцию, может раздражать. Это более заметно при простой передаче голоса, чем при сложном музыкальном программном содержании. [б]
Станции могут передавать HD через существующие антенны с использованием диплексера , как на AM , или FCC разрешает использовать отдельную антенну в том же общем месте или на сайте, лицензированном как аналоговый вспомогательный , при условии, что он находится на определенном расстоянии. и высота относительно основного аналогового сигнала. Ограничение гарантирует, что две передачи имеют почти один и тот же диапазон вещания и что они поддерживают правильное соотношение мощности сигнала друг к другу, чтобы не вызывать деструктивных помех в любом заданном месте, где они могут быть приняты.
HD Radio поддерживает услугу под названием «Artist Experience» [26] , при которой на приемнике может отображаться передача обложек альбомов, логотипов и другой графики. Обложки альбомов и логотипы отображаются по усмотрению станции и требуют дополнительного оборудования. Производитель HD-радио должен пройти сертификацию iBiquity , которая включает в себя правильное отображение изображения.
С 2016 года новые HD-радио поддерживают оповещения Bluetooth и системы экстренного оповещения (EAS) [27] , при которых на радио могут отображаться данные о дорожном движении, оповещения о погоде, AMBER и оповещения безопасности. Как и в случае с «Artist Experience», экстренные оповещения отображаются по усмотрению станции и требуют дополнительного оборудования.
FM-стереостанциям обычно требуется спектр шириной до 280 килогерц . Полоса пропускания FM-сигнала определяется путем удвоения суммы пикового отклонения (обычно 75 кГц ) и самой высокой частоты модуляции основной полосы частот (около 60 кГц при использовании RBDS ). Только 15 кГц полосы пропускания основной полосы используется аналоговым монофоническим звуком (основная полоса), а оставшаяся часть используется для стерео , RBDS , пейджинга , службы чтения радио , сдачи в аренду другим клиентам или в качестве канала связи передатчик/студия для внутренней телеметрии .
В (обычном) гибридном режиме станция имеет аналоговую полосу пропускания ±130 кГц . Основные основные цифровые боковые полосы простираются на ±70 кГц по обе стороны от аналогового сигнала, таким образом занимая полный спектр в 400 кГц . В расширенном гибридном режиме аналоговый сигнал ограничен ±100 кГц . Расширенные основные боковые полосы добавляются к основным основным боковым полосам с использованием дополнительных ±30 кГц спектра, созданных за счет ограничения аналогового сигнала. [28] Расширенный гибрид обеспечивает дополнительную пропускную способность примерно до 50 кбит/с. [29] Любые существующие службы поднесущих (обычно на частоте 92 кГц и 67 кГц ), которые необходимо отключить для использования расширенного гибридного режима, можно восстановить за счет использования цифровых подканалов . Однако это требует замены всего сопутствующего оборудования как у вещателей, так и у всех ресиверов, использующих услуги, переведенные на HD-подканалы.
Отношение мощности аналогового сигнала к цифровому сигналу изначально было стандартизировано как 100:1 (-20 дБн), т.е. мощность цифрового сигнала составляет 1% от мощности аналоговой несущей. Эта низкая мощность, а также равномерный, шумоподобный характер цифровой модуляции снижают вероятность возникновения помех в совмещенном канале с удаленными аналоговыми станциями. В отличие от поднесущих, где снижается общая модуляция основной полосы , мощность аналоговой несущей не снижается . Национальная ассоциация вещателей (NAB) запросила у FCC увеличение цифрового сигнала на 10 дБ (10×) [30] . Это соответствует увеличению мощности аналоговой несущей на 10%, но не уменьшению аналогового сигнала. Было показано, что это уменьшает аналоговое покрытие из-за помех, но приводит к значительному улучшению цифрового покрытия. Были также протестированы другие уровни, включая увеличение на 6 дБ или четырехкратное увеличение до 4% (-14 дБн или 25:1). Национальное общественное радио выступило против любого увеличения, поскольку оно может привести к увеличению помех для входящих в его состав станций, особенно для их переводчиков вещания , которые являются второстепенными и, следовательно, остаются незащищенными от такого вмешательства. Другие вещатели также выступают против (или безразличны), поскольку увеличение мощности потребует для многих дорогостоящих изменений в оборудовании, а и без того дорогая система пока не принесла им никакой пользы.
По-прежнему существуют некоторые опасения, что HD FM увеличит помехи между различными станциями, хотя HD Radio с уровнем мощности 10% соответствует спектральной маске FCC. [31] Североамериканские FM-каналы расположены на расстоянии 200 кГц друг от друга. Станция HD-вещания обычно не будет создавать помех какой-либо аналоговой станции в пределах своего контура обслуживания 1 мВ/м – предела, выше которого FCC защищает большинство станций. Однако сигнал IBOC находится в пределах аналогового сигнала непосредственно соседней станции(й). При предложенном увеличении мощности на 10 дБ существует вероятность ухудшения качества вторых аналоговых сигналов в пределах контура 1 мВ /м . [32] [33] [34]
29 января 2010 года Федеральная комиссия связи США утвердила отчет и приказ о добровольном увеличении максимальной цифровой эффективной излучаемой мощности (ERP) до 4% от аналоговой ERP (-14 дБс ) , по сравнению с предыдущим максимумом в 1% (-20 дБн). ). [35] Отдельные станции могут подать заявку на скидку до 10% (-10 дБн), если они докажут, что это не создаст вредных помех какой-либо другой станции. Если как минимум шесть подтвержденных жалоб на продолжающиеся радиопомехи другой станции поступают из мест в пределах лицензированного географического региона обслуживания другой станции , станция, создающая помехи, будет обязана снизить уровень помех до следующего уровня на 4%, 2% (-17 дБ), или 1%, пока FCC окончательно не определит, что помехи были удовлетворительно уменьшены. [36] Бремя доказывания и связанные с этим расходы несет станция, причинившая помехи , а не станция, создавшая проблему. Для устаревших FM-станций, которым разрешено превышать предел для своего класса вещания , эти цифры относятся к этому нижнему пределу, а не к их фактической мощности.
В некоторых странах реализовано цифровое аудиовещание Eureka-147 (DAB) или более новая версия DAB+ . DAB транслирует один мультиплекс шириной примерно 1,5 мегагерца (≈1 мегабит в секунду ). Затем этот мультиплекс разделяется на несколько цифровых потоков по 9–12 программ (или станций). Напротив, для HD FM требуется полоса пропускания 400 кГц – совместимая с разносом каналов 200 кГц, традиционно используемым в США – с пропускной способностью 300 кбит/с только в цифровом режиме.
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 128 кбит/с или меньше, и в результате большинство радиостанций в DAB имеют более низкое качество звука, чем FM в аналогичных условиях. [37] Многие станции DAB также вещают в моно. Напротив, DAB+ использует более новый кодек AAC+ , а HD FM использует кодек, основанный на стандарте MPEG-4 HE - AAC .
До появления DAB+ неэффективное сжатие DAB в некоторых случаях приводило к «понижению» станций со стереофонического режима на монофонический , чтобы включить больше каналов в ограниченную полосу пропускания 1 Мбит/с . [38]
Цифровое радио, такое как DAB, DAB+ и HD FM, часто имеет меньший охват рынков по сравнению с аналоговым FM, радио более дорогое, а прием внутри транспортных средств и зданий может быть плохим, в зависимости от используемых частот. HD Radio имеет большинство тех же недостатков (см. критические замечания ниже). С другой стороны, цифровое радио позволяет использовать больше станций и снижает восприимчивость к помехам в сигнале. Однако в Соединенных Штатах, за исключением HD Radio, технологии цифрового вещания, такие как DAB+, не одобрены для использования ни в диапазоне ОВЧ II ( FM ), ни в диапазоне средних волн .
DAB хорошо подходит для национальных сетей вещания, которые предоставляют несколько станций, как это обычно бывает в Европе, тогда как HD больше подходит для отдельных станций.
Digital Radio Mondiale (DRM 30) — это система, предназначенная в первую очередь для коротковолнового и средневолнового вещания с уже имеющимися в продаже совместимыми радиостанциями. DRM 30 похож на HD AM тем, что каждая станция транслируется по каналам, разнесенным на 10 кГц (или 9 кГц в некоторых регионах) на частотах до 30 МГц . Эти два стандарта также используют одну и ту же базовую схему модуляции (COFDM), а HD AM использует собственный кодек. DRM 30 работает с xHE-AAC , исторически с любым из ряда кодеков, включая AAC, Opus и HVXC . Синхронизация приемника и кодирование данных в HD AM и DRM 30 сильно различаются. По состоянию на 2015 год доступно несколько наборов радиочипсетов, которые могут декодировать AM, FM, DAB , DRM 30 и DRM+ , а также HD AM и HD FM.
Подобно HD AM, DRM позволяет либо гибридное цифро-аналоговое вещание, либо чисто цифровое вещание, DRM позволяет вещателям использовать несколько вариантов:
На средних волнах фактическая скорость передачи данных DRM варьируется в зависимости от дневной и ночной передачи ( земная волна или небесная волна ) и количества бит, предназначенных для исправления ошибок (устойчивость сигнала).
Хотя DRM предлагает путь роста для AM-вещательных компаний , к сожалению, он имеет многие из тех же недостатков, что и DAB и HD AM:
DRM+ , другая система, основанная на тех же принципах HD Radio в диапазоне FM, но может быть реализована во всех диапазонах VHF ( 1 , 2 и 3 ), [39] либо как гибридное аналогово-цифровое, либо только цифровое вещание. , но с полосой пропускания только для цифровой передачи 0,1 МГц он обеспечивает скорость передачи данных 186,3 кбит/с [40] [41] (по сравнению с HD FM с полосой пропускания 0,4 МГц, обеспечивающей скорость 300 кбит/с).
Digital Radio Mondiale представляет собой открытую систему стандартов , хотя и подлежит патентам и лицензированию . HD Radio основано на интеллектуальной собственности iBiquity Digital Co./Xperi Holding Co. В США используется DRM для ВЧ / коротковолнового вещания. [42]
Согласно опросу Bridge Ratings от 8 августа 2007 г., на вопрос: «Купили бы вы HD Radio в ближайшие два месяца?» Лишь 1,0% ответили «да» . [43]
Некоторые инженеры вещания выразили обеспокоенность по поводу новой системы HD. [44] Опрос, проведенный в сентябре 2008 года, показал, что небольшой процент участников перепутал HD Radio со спутниковым радио . [45]
Многие HD-радиоприемники первого поколения имели нечувствительные приемники, что вызывало проблемы с качеством звука. Уровень цифрового сигнала HD Radio на 10–20 дБ ниже мощности аналогового сигнала передатчика станции. Кроме того, комментаторы отметили, что аналоговая секция некоторых ресиверов уступала более старым моделям, работающим только по аналоговым сигналам. [46]
Однако с 2012 года использование приемников с поддержкой HD значительно увеличилось в большинстве новых автомобилей, а некоторые радиосистемы послепродажного обслуживания как для транспортных средств, так и для домашнего использования содержат приемники HD Radio и специальные функции, такие как Full Artist Experience. iBiquity сообщает, что 78% всего прослушивания радио осуществляется на станциях, вещающих в формате HD. [47] Растет число станций, переходящих на HD или добавляющих подканалы, совместимые с цифровым радио, например, Сент-Клауд, Миннесота , где многие местные радиостанции обнаруживают, что все больше слушателей настраиваются на их сигналы HD, что, в свою очередь, принес пользу продажам. [48]
Несмотря на то, что стандарты DAB и DRM являются открытыми стандартами и предшествуют HD Radio, приемники HD не могут использоваться для приема этих станций при продаже или перемещении за границу (за некоторыми исключениями; станции HD есть в Шри-Ланке , [49] [ требуется обновление ] Таиланде , Тайвань , Япония , Румыния и ряд других стран).
Приемники DAB и DRM не могут принимать сигналы HD в США. Система HD, которая позволяет станциям AM и FM переходить на цифровое вещание без изменения частот, представляет собой другой стандарт цифрового вещания. Отсутствие общего стандарта означает, что HD-ресиверы не могут принимать передачи DAB или DRM из других стран, и наоборот, и что производителям приходится разрабатывать отдельные продукты для разных стран, которые обычно не являются двухформатными.
В то время как семейство кодеков Advanced Audio Coding (AAC) является общедоступным стандартом, кодек HDC существует только в системе HD и является коммерческой тайной iBiquity .
Точно так же DAB или DRM являются открытыми спецификациями, тогда как спецификация HD iBiquity частично открыта, но в основном закрыта. [ необходимо разъяснение ] [50]
HD Radio не использует ATSC , стандарт цифрового телевидения в США , и поэтому не может восстановить прежнюю совместимость телевидения и FM-радио, которой пользовались вещательные компании 6-го телеканала. Во времена аналогового телевидения самая нижняя полоса диапазона FM-вещания (87,7–87,9 МГц ) перекрывалась несущей FM-звука 6-го канала аналогового телевидения США; [d] поскольку стандарт аналогового телевидения NTSC использовал обычный аналоговый FM для модуляции аудионесущей, звук телевизионных станций, вещающих на канале 6, можно было услышать на большинстве FM-приемников. На заре телевидения и радио несколько телевизионных станций использовали это дублирование и работали как радиостанции . Полноценные телевизионные станции были вынуждены прекратить аналоговое вещание в июне 2009 года, а маломощные станции прекратили аналоговое вещание к сентябрю 2015 года. Поскольку цифровое телевидение и все стандарты цифрового радио несовместимы, приемники HD не могут принимать сигналы цифрового телевидения. на частоте 87,75 МГц , устраняя прежнюю совместимость с двумя средами телевизионных станций 6-го канала.
В рекламе HD Radio часто не разъясняется, что некоторые из его функций несовместимы с другими функциями. Например, система HD описывается как «качество компакт-диска»; однако система HD также позволяет мультиплексировать поток данных между двумя или более отдельными программами. Программа, использующая половину или меньше потока данных, не достигает более высокого качества звука, чем одна программа, допускающая полный поток данных. FCC заявила
Если FCC запретит аналоговое одновременное вещание, каждая станция будет иметь доступную полосу пропускания более 300 кбит/с , что обеспечит хорошее стереокачество или даже объемный звук вместе с несколькими подканалами и, в меньшей степени, большую свободу для маломощных персональных каналов. FM-передатчики для подключения современных смартфонов , компьютеров и других устройств к устаревшим аналоговым FM-приемникам.
Индустрия телерадиовещания добивается одобрения FCC на будущие модели приемников HD для условного доступа ; то есть сделать дополнительные подканалы доступными только по платной подписке . [ нужна цитата ] NDS [e] заключила сделку с iBiquity о предоставлении HD Radio зашифрованной системы доставки контента под названием «RadioGuard». [52] NDS утверждает, что RadioGuard «предоставит дополнительные возможности получения дохода».
В основном все существующие FM-приемники, настроенные на канал, передающий сигнал HD, склонны к повышенному шуму аналогового сигнала, называемому «собственным шумом HD-радио», из-за аналоговой демодуляции цифрового сигнала (сигналов). В некоторых высококачественных FM-приемниках в системах качественного воспроизведения этот шум может быть слышен и раздражать. Большинству всех существующих FM-приемников потребуется модификация внутренних фильтров или добавление фильтра после обнаружения, чтобы предотвратить ухудшение качества аналогового сигнала на станциях, транслирующих HD Radio.
Радиостанции имеют лицензию в США на вещание на определенном эффективном уровне излучаемой мощности . В 2008 году лаборатория NPR провела исследование прогнозируемой работы HD-радио, если уровни цифровой мощности были увеличены до 10% от максимальной мощности аналоговой несущей, что теперь разрешено FCC при определенных обстоятельствах, и обнаружила, что цифровой сигнал увеличит радиочастотные помехи на ФМ. Однако расширенное покрытие цифрового HD-сигнала в этом случае превзойдет аналоговое покрытие: на транспортных средствах будет охвачено на 17% больше населения, а в помещениях - на 17% меньше. [53]
Затраты на установку системы, включая сборы, варьируются от станции к станции в зависимости от размера станции и существующей инфраструктуры. Типичные затраты составляют как минимум несколько десятков тысяч долларов на начальном этапе [f] плюс ежегодные сборы за каждый канал (3% годового дохода станции [ нужна ссылка ] ), которые должны выплачиваться Xperi за HD-2 и HD-3 ( HD‑1 не требует роялти). Крупные компании на более крупных медиарынках , таких как iHeartRadio или Cumulus Broadcasting , могут позволить себе внедрить эту технологию на своих станциях. Однако общественные радиостанции, как коммерческие, так и некоммерческие, во многих случаях не могут позволить себе ежегодную плату Xperi в размере 1000 долларов США , взимаемую со станций LPFM . В середине 2010 года было представлено новое поколение оборудования для радиовещания HD Radio, что значительно снизило начальные затраты [f] на внедрение системы.
Приемники HD-радио стоят от 50 до нескольких сотен долларов США по сравнению с обычными FM-радиоприемниками, которые иногда можно найти даже в долларовых магазинах . Хотя затраты на оборудование HD исторически были выше, по мере расширения распространения цены были снижены, а приемники, содержащие HD Radio, становятся все более распространенными, особенно по мере того, как все больше станций вещают в формате HD. [ нужна цитата ]
Обычные аналоговые FM- передатчики обычно работают с усилителями « класса C » , которые эффективны , но не линейны; Для HD Radio требуется усилитель другого класса . Усилитель класса C может работать с общим КПД передатчика более 70%. [g] Цифровые передатчики работают в одном из других классов усилителей – близком к линейному, а линейность снижает эффективность. Современный гибридный FM-передатчик HD обычно достигает эффективности 50–60 %, тогда как FM-передатчик HD, работающий только в цифровом формате, должен обеспечивать эффективность всего 40–45 %. Снижение эффективности приводит к значительному увеличению затрат на электроэнергию и охлаждение.
До 2013 года Альянс HD Digital Radio Alliance [h] выступал в качестве связующего звена между станциями при выборе недублируемых форматов для дополнительных каналов (HD-2, HD-3 и т. д.). Теперь iBiquity работает с основными владельцами станций, чтобы предоставить слушателям различные дополнительные возможности вместо того, чтобы несколько станций независимо решали создать один и тот же формат. Станции HD-1 вещают в том же формате, что и обычные станции FM (и некоторые AM ), и многие из этих станций предлагают один, два или даже три подканала (обозначаемые HD-2, HD-3, HD-4) в дополнение к своим основное программирование.
iHeartRadio продает программы нескольких музыкальных жанров другим конкурирующим станциям, а также транслирует их на своих собственных станциях. Некоторые радиостанции одновременно транслируют свои местные AM- передачи или FM-передачи с низким энергопотреблением на каналах дочерних станций HD-2 или HD-3, например, KMBZ-FM в Канзас-Сити одновременно транслирует программы KCSP-AM в 6:10 утра на 96,5 FM -HD2. Обычной практикой является трансляция старого формата, производство которого прекращено, на каналах HD‑2; например, с недавним исчезновением формата гладкого джаза из аналоговых радиоприемников на многих рынках, такие станции, как WDZH-FM в Детройте, штат Мичиган (ранее WVMV), WFAN-FM в Нью-Йорке и WNWV-FM в Кливленд, штат Огайо , программирует плавный джаз на своих диапазонах HD‑2 или HD‑3. Некоторые станции HD-2 или HD-3 даже ведут одновременное вещание дочерних станций AM . В Сент-Луисе , например, KMOX‑AM в чистом канале (аналоговый сигнал 1120 кГц и HD) одновременно транслируется на канале KEZK-FM 102,5 FM ‑HD3. KBCO‑FM в Боулдере, штат Колорадо , использует свой канал HD‑2 для трансляции эксклюзивных живых записей из своей частной студии звукозаписи. CBS Radio реализует планы по выводу своих наиболее популярных суперстанций на отдаленные рынки ( KROQ-FM в Нью-Йорке, WFAN‑AM во Флориде, а также KFRG-FM и KSCF‑FM в Лос-Анджелесе) через каналы HD‑2 и HD‑3. .
8 марта 2009 года радио CBS открыло первую станцию с подканалом HD4, WJFK-FM в Вашингтоне, округ Колумбия , спортивную радиостанцию , которая также транслирует родственные спортивные передачи WJZ-FM из Балтимора ; WTEL-AM и WIP-FM в Филадельфии ; и WFAN‑AM из Нью-Йорка . [i] [54] С тех пор многие другие каналы также внедрили подканалы HD-4, хотя и почти на 100% в разговорных форматах, из-за снижения качества звука. Например, KKLQ-FM в Лос-Анджелесе использует сигнал HD-4 и транслирует канал «Мормон», 99% которого составляют разговоры. [55]
Общественные вещатели также используют HD Radio. Общественное радио Миннесоты предлагает несколько услуг: KNOW-FM , новостная станция MPR в городах-побратимах , предлагает музыкальный сервис Radio Heartland на 91.1 FM ‑HD2 и дополнительные программы новостей под названием « BBC News and More» на 91.1 FM ‑HD3; KSJN-FM , классическая станция MPR в городах-побратимах , предоставляет услугу « Classic 24 » на частоте 99,5 FM ‑HD2; и KCMP-FM на частоте 89,3 FM в городах-побратимах предлагает музыку для детей и их родителей "Wonderground Radio" на частоте 89,3 FM ‑HD2. [56]
KPCC‑FM (Общественное радио Южной Калифорнии) , которое звучит на частоте 89,3 FM в Лос-Анджелесе , предлагает одновременную цифровую трансляцию своего аналогового канала на частоте 89,3 FM ‑HD1 и музыкального сервиса MPR KCMP-FM на частоте 89,3 FM ‑HD2 в Лос-Анджелесе. [57]
Общественное радио Нью-Йорка в Нью-Йорке , WNYC-AM и WNYC-FM ( dba WNYC ) ретранслирует местную программу полностью классической службы WQXR-FM под названием « Q2 » на частоте 93,9 FM ‑HD2. Услуга была запущена в марте 2006 года. [58] 8 октября 2009 года формат был перенесен на WQXR‑HD2 ( WXNY-FM ) на частоте 105,9 FM , когда WQXR-FM была приобретена New York Public Radio в рамках обмена частот с Univision . Радио на прежней частоте. Программы на канале WNYC-FM -HD2 теперь представляют собой ретрансляцию WQXR-FM , чтобы обеспечить полное покрытие программ WQXR-FM в той или иной форме, поскольку сигнал 105,9 FM слабее и не покрывает всю территорию.
WMIL-FM в Милуоки предлагает одновременную аудиотрансляцию дочерней компании Fox WITI‑TV на своем подканале HD‑3 с августа 2009 года в рамках соглашения о контенте новостей и погоды между iHeartRadio и WITI‑TV . Это восстановило звук WITI-TV на радиостанции Милуоки после двухмесячного перерыва, последовавшего за переходом на цифровое вещание; В качестве аналоговой телевизионной станции WITI-TV на канале 6 использовалась особенность звука 87,7 FM как преимущество, чтобы позволить зрителям слышать выпуски новостей станции и программы Fox на своих автомобильных радиоприемниках.
KYXY‑FM , управляемый CBS в Сан-Диего на частоте 96,5 FM , предлагает свой канал HD‑2 как один из немногих независимых форматов христианской музыки, основанных только на подканалах, на HD Radio. Он получил название «The Crossing» и управляется Тихоокеанским университетом Азуса .
На студенческое радио также повлияло HD Radio: такие станции, как WBJB-FM, общественная станция на территории кампуса колледжа, предлагают студенческую станцию в качестве одного из каналов многоадресной передачи. WKNC-FM в Роли, Северная Каролина , транслирует программы студенческого радио на HD-1 и HD-2, а также электронную танцевальную музыку на WolfBytes Radio на WKNC-FM -HD3.
Некоторые коммерческие вещательные компании также используют свои каналы HD‑2 для трансляции программ некоммерческих вещательных компаний. Bonneville International использует свои каналы HD-2 и HD-3 для трансляции канала Mormon Channel , который является полностью некоммерческим и работает исключительно как общественная служба владельца Бонневиля, Церкви Иисуса Христа Святых последних дней . Эта сеть из восьми станций HD-2 и HD-3 была запущена 18 мая 2009 года и полностью заработала в течение двух недель. Кроме того, в Детройте WMXD-FM , городская современная радиостанция для взрослых, транслирует современный христианский формат K-Love в своем диапазоне HD‑2 (HD‑2 также обеспечивает питание нескольких аналоговых переводчиков в столичном регионе — см. ниже), из-за соглашение между iHeartMedia и Educational Media Foundation (EMF) , владеющим K-Love , позволяющее EMF программировать канал HD-2 WMXD-FM . Аналогичным образом, сигнал KRRL 92.3 FM ‑HD3 в Лос-Анджелесе ретранслирует эфир EMF Air1 , а в Санта-Барбаре KLSB 97.5 FM транслирует K-Love на своей основной частоте и ретранслирует Air1 на HD‑2 (хотя ни один из них не поддерживает «Artist Experience»). "). В Сент-Луисе, штат Миссури, WFUN 96.3 -HD2 ретранслирует K297BI для станции классической музыки Classic 107.3.
В июле 2018 года в рамках запланированного на год эксперимента WWFD-AM во Фредерике, штат Мэриленд , стала первой AM-станцией , которая отказалась от аналоговых передач и перешла на вещание исключительно в цифровом формате. [59]
Хотя переводчикам вещания запрещено создавать свои собственные программы, FCC разрешила станциям-переводчикам ретранслировать в стандартном аналоговом FM аудиоканале HD Radio основной станции, за которой закреплен переводчик. Это также позволяет владельцам станций, которые уже обычно владеют несколькими станциями на местном и национальном уровне, избежать процесса нормотворчества по изменению таблицы распределения , который может потребоваться для получения новой станции с отдельной лицензией, а также избежать превышения ограничений на контрольный пакет акций, предназначенных для предотвратить чрезмерную концентрацию собственности СМИ . Такие новые станции-переводчики могут блокировать выход в эфир новых станций LPFM на той же территории. Станциям-переводчикам разрешен больший диапазон вещания (за счет менее строгих ограничений по высоте и мощности), чем станциям LPFM местного производства , поэтому они могут занимать площадь, на которой в противном случае могли бы быть лицензированы несколько LPFM .
В дополнение к противоречивой практике преобразования вторичных радиоканалов основной станции только с HD-сигналом в аналоговый FM в районах, где сигнал основной станции уже может быть легко принят, переводчики также могут использоваться более традиционным способом для расширения диапазона действия. полный контент основной станции, включая немодифицированный основной сигнал и любые подканалы HD Radio, в районах, где станция имеет плохое покрытие или прием, как это делается через удаленный передатчик K202BD в Манти, штат Юта , который ретранслирует как аналоговые, так и аналоговые сигналы. и цифровые сигналы KUER-FM из Солт-Лейк-Сити .
Для этого HD-радио может передаваться от главной станции через установку « изогнутой трубы », где переводчик просто выполняет частотный сдвиг всего канала, часто путем простого гетеродинирования . Это может потребовать увеличения полосы пропускания как усилителя , так и радиоантенны , если какая-либо из них слишком узкая для передачи более широкого сигнала HD Radio, а это означает, что, возможно, придется заменить одну или обе. Для трансляторов основной полосы частот , которые используют отдельные приемник и передатчик, требуется передатчик HD Radio, как и для основной станции. От переводчиков не требуется передавать цифровой сигнал HD Radio, и подавляющее большинство существующих переводчиков, которые ретранслируют FM-станции , использующие гибридные сигналы HD, не повторяют HD-часть радиовещания из-за технических ограничений оборудования, разработанного до появления HD. Радиотехника.
К 2012 году на рынке было доступно несколько HD-ресиверов. Базовая модель стоит около 50 долларов США .
Производители автомобильных HD-ресиверов включают в себя:
Большинство производителей автомобилей предлагают HD-ресиверы в качестве аудиопакетов в новых автомобилях, в том числе:
Домашнее и офисное прослушивающее оборудование можно приобрести у ряда компаний как в виде компонентных ресиверов, так и в настольных моделях, в том числе:
Первоначально портативные HD-приемники не были доступны из-за того, что ранние наборы микросхем были слишком большими для небольшого корпуса и/или требовали слишком большой мощности, чтобы быть практичными для устройства с батарейным питанием. Однако в январе 2008 года на выставке Consumer Electronics Show (CES) в Лас-Вегасе компания iBiquity представила прототип нового портативного приемника размером примерно с пачку сигарет. Две компании выпустили чипсеты с низким энергопотреблением для HD-ресиверов:
По крайней мере пять компаний выпустили портативные HD-ресиверы:
К 2012 году iBiquity пыталась внедрить чипсеты HDR в мобильные телефоны .
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite web}}: |author=имеет общее имя ( справка ){{cite web}}: |author=имеет общее имя ( справка ){{cite news}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite news}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: |author=имеет общее имя ( справка )