Отчет мсэ-r bt. 2140-1 (05/2009)



страница8/55
Дата31.10.2016
Размер2.7 Mb.
Просмотров2952
Скачиваний0
ТипОтчет
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   55

2.5 Цифровое звуковое радиовещание


Цифровое звуковое радиовещание (DSB) было введено в эксплуатацию в разных районах мира в разных цифровых системах: DRM, DAB, IBOC и ISDB-TSB. В США были внедрены цифровые гибридные системы (спутниковые и наземные): XM radio и Sirius. Бизнес-модель этих систем предполагает абонентскую плату. В других частях мира радиовещание бесплатно с самого начала. Главной проблемой является замена в течение периода ввода миллионов аналоговых приемников, зачастую очень дешевых, на более дорогие цифровые приемники.

Большинство потребителей не знают о цифровом радио и считают, что аналоговое радио стоит своих денег. Разрыв в показателях качества и добавленной стоимости от цифрового радио, или, как минимум, доступная потребителям информация, должны быть достаточно важны, чтобы оправдать дополнительные траты среднего потребителя, несмотря на то, что цены падают. Более того, даже если произойдет отключение аналогового радиовещания, то спектра освободится не так много как в случае телевизионного вещания, и он будет, скорее всего, поглощен растущей потребностью в услугах радиовещания.

Для "автономных" цифровых радиослужб ситуация не очень простая; то есть, службы не объединены с пакетами услуг цифрового телевидения и не принимаются по сети интернет. В отличие от Соединенных Штатов Америки и других частей мира, в Европе цифровые спутниковые радиослужбы еще не работают. Наземное цифровое радиовещание началось в 1995 году на основе Eureka-147 – стандартов цифрового радиовещания (DAB). Но на рынке практически нет цифровых приемников, а потому нет и слушателей, хотя в 2002 году ситуация стала улучшаться, особенно в Соединенном Королевстве.

Основной проблемой, как говорилось ранее, является замена миллионов аналоговых приемников, зачастую очень дешевых, на более дорогие цифровые приемники. Большинство потребителей не знают о цифровом радио и считают, что аналоговое радио стоит своих денег. Добавленной стоимости цифрового радио, или хотя бы доступной потребителям информации, пока не достаточно для оправдания затрат среднего потребителя, несмотря на то что цены падают. Кроме того, в Европе трудно предоставлять субсидии на приемники, так как рамки платного радиовещания ограничены. Более того, даже если произойдет отключение аналогового радиовещания, по сравнению с телевизионным вещанием освободится не так много спектра, и он будет, скорее всего, поглощен растущей потребностью в услугах радиовещания.

Переход от радиослужбы, в первую очередь зависящей от применения аналоговых технологий, к службе, которая основана на цифровых технологиях, разрабатывается в течение последних 20 лет с появлением качественных алгоритмов, для ввода цифрового звукового радиовещания требуется развитие вычислительной мощности и доступность устройств цифровой обработки сигнала (DSP), сначала в студии, затем в сетях первичного и вторичного распределения программ и, наконец, на потребительском рынке по разумным ценам. (Согласно закону Мура, мощность вычисления удваивается каждые 18 месяцев и аналогично процесс ввода цифровых технологий ускоряется). Цифровые методы, применяемые к схеме модуляции, обеспечивают прозрачные каналы. Качество каждого участка цепочки звукового радиовещания должно быть близким к идеальному; самое слабое звено будет критическим элементом, и от него будет зависеть окончательное качество. Следовательно, цифровые методы будут применяться на всем пути сигнала, начиная от студий и заканчивая сетями распространения, даже в аналоговых передатчиках, например, AM и ЧМ передатчиках и, очевидно, в цифровых радиовещательных передатчиках (DAB, DRM и т. д.).

Основными преимуществами для перехода с аналогового на цифровое звуковое радиовещание являются:


a) Лучше прием звукового сигнала


Когда вводятся новые компоненты и устройства, например, CD и MP3 плееры люди хотят лучшего качества звукового сигнала и даже возможности услуг передачи данных.

В конце 90-х годов XX века страны Европы создали новую радиовещательную службу на основе технологии OFDM при помощи новейших технологий, например, звуковой кодер TDAB. В результате TDAB стал основой для развития других мировых систем: DRM, IBOC. Современные цифровые стандарты используют стандарты сжатия звукового сигнала на основе MPEG4. Например, DRM содержит три разные решения (алгоритма) сжатия звукового сигнала: AAC+ для многозадачного звука, CELP для высококачественного кодирования речи и HVXC для кодирования речи с очень низкой битовой скоростью. Эти три алгоритма являются частью MPEG4. Выигрыш в битовой скорости, если сравнивать первые алгоритмы сжатия звукового сигнала и современные алгоритмы, составляет примерно 4 раза при том же качестве звукового сигнала.


b) Привлекательный новый контент/программы


Внедрение цифровых технологий и высокоэффективное сжатие звукового/видео сигнала позволяют ввести множество программ (контента) в сравнении с аналоговыми сигналами, наряду с очень высоким качеством звукового сигнала (ЧМ как в AM диапазонах) и качеством, сравнимым с компакт-диском, в TDAB, как в звуковых системах стереозвучания и многоканального объемного звучания (например, система 5.1), сопровождающих презентации данных (программы передач, информация о трафике). Более того, цифровые звуковые системы могут поддерживать статическое изображение. В случае требований к видео и/или данным, слушателю необходимо иметь соответствующий приемник.

Слушатель получает преимущества в виде множества новых программ как результат эффективности использованной цифровой технологии: от 1 бит/герц/с до 4 бит/герц/с.


c) Переносимость, подвижность


Пользователи желают иметь те же возможности и даже больше в отношении переносимости и подвижного приема, что и в аналоговых системах (AM, ЧМ).

d) Эффективность


Внедрение цифровых технологий позволяет:

− улучшить эффективность использования частот в распределенном канале (больше программ), но также и использовать соседний канал без создания помех;

− значительно снизить мощность излучения для некоторых зон обслуживания с лучшим качеством звукового сигнала: например, для системы DRM пиковая мощность будет равна 80 кВт, вместо 250 кВт.

2.5.1 Описание систем цифрового звукового радиовещания


Для наземного звукового радиовещания были разработаны различные цифровые системы. В данном отчете рассматриваются следующие системы:

  • DRM – Всемирное цифровое радио – (Система A из Рекомендации МСЭ-R BS.1514).

  • IBOC – Полоса на канал – (Система B из Рекомендации МСЭ-R BS.1514 и Система C из
    Рекомендации МСЭ-R BS.1114).

  • ISDB-TSB – Наземное цифровое радиовещание с интеграцией служб – (Система F из Рекомендации МСЭ-R BS.1114).

  • T-DAB – Наземное цифровое звуковое радиовещание – (Система A из Рекомендации МСЭ-R BS.1114).

(Более подробная информация об указанных системах содержится в Части 2.)

2.5.1.1 DRM


Наземное всемирное цифровое радио (DRM), разработанное международным консорциумом DRM (цифровая Система A из Рекомендации МСЭ-R BS.1514), предназначено для предоставления высококачественного цифрового радиовещания для приема приемниками на транспорте, носимыми и фиксированными приемниками. Она предназначена для работы на любой частоте ниже 30 МГц для наземных служб. Эта система позволяет развитие местных служб (СВ и/или КВ в диапазоне 26 МГц), региональных служб (СВ), национальных служб (ДВ высокой мощности, СВ, NVIS в СВ и даже СВ с передающей стороны на скачке от целевой зоны) и, наконец, международных служб для служб дальней и сверхдальней связи (СВ).

Система DRM является грубой, но очень эффективной в части использования спектра и мощности, системой звукового радиовещания и передачи данных. Она использует передовые цифровые технологии, чтобы убрать из исходного звукового сигнала избыточность и не воспринимаемую информацию, а затем она вводит в передаваемый сигнал точно регулируемую избыточность для исправления ошибок. Переданная информация затем расширяется как во временной, так и в частотной области так, что на приемнике получается сигнал высокого качества, даже при работе в условиях сложного многолучевого распространения (распространения в ионосфере), вне зависимости от того, является ли приемник стационарным, носимым или подвижным. Эффективность использования спектра достигает примерно 4 бит/Гц/с. DRM позволяет осуществлять радиовещание от 4 различных служб в канале МСЭ (шириной 9 или 10 кГц). Благодаря использованию схемы модуляции OFDM, она позволяет получить особое свойство повторного использования частоты, за счет чего радиовещательные сети расширяются, практически без ограничений, при помощи дополнительных передатчиков, которые синхронизированы и работают на одной и той же частоте передачи (SFN). Стандарт DRM включает в себя различные режимы модуляции в соответствии с работой канала распространения, начиная с очень устойчивого режима C и заканчивая очень эффективным режимом A (до 37 кбит/с в канале 10 кГц). Стандарт DRM позволяет использовать разные виды режимов одновременной передачи, начиная с одновременной передачи в одном канале (SCS), которая является компромиссом, позволяющим осуществлять радиовещание одного и того же контента в цифровой и аналоговой форме в одном и том радиочастотном канале, и заканчивая многоканальной одновременной передачей (MCS), заключающейся в радиовещании одного и того же контента в аналоговой и цифровой форме или по двум соседним каналам, или не соседним каналам, или также при помощи комбинации частот. Например, радиовещание аналогового контента на СВ и цифрового сигнала на КВ.

Недавно консорциум DRM решил расширить стандарт DRM в диапазонах ОВЧ (диапазон I и II); технические условия расширенного стандарта будут доступны через несколько лет.

Более подробную информацию о DRM можно найти в п. 1.1, Часть 2.


2.5.1.2 IBOC DSB


Система цифрового звукового радиовещания Полоса на канал (IBOC DSB) используется только в Соединенных Штатах Америки для работы в диапазонах II СЧ и ОВЧ (Рекомендации МСЭ-R BS.1514 и МСЭ-R BS.1114), также известная, как система HD Radio™, предназначена для работы в трех режимах: "гибридном", "расширенном гибридном" и "полностью цифровом". Режим работы зависит от частоты радиовещания, существующего использования спектра и эксплуатационных требований вещательной станции. Гибридный режим работы позволяет вести одновременное радиовещание идентичного программного материала как в аналоговом, так и в цифровом форматах в пределах канала, занятого в настоящее время аналоговым сигналом. Расширенный гибридный режим также поддерживает одновременную передачу, но позволяет вещательной станции добавить цифровые несущие плотнее к существующему аналоговому сигналу, чтобы получить больше пропускной способности для цифрового сигнала для расширенных служб передачи звукового сигнала и данных. Полностью цифровой режим представляет расширенные возможности в том же канале после удаления существующего аналогового сигнала, или когда канал в настоящее время не используется для аналогового радиовещания.

Система IBOC DSB состоит из четырех основных компонентов: кодека, который кодирует и декодирует звуковой сигнал; кодирования и перемежения FEC, обеспечивающего надежность при помощи избыточности и разнесения; модема, который модулирует и демодулирует сигнал; и сопряжения, которое обеспечивает плавный переход от цифрового либо к существующему аналоговому сигналу, для гибридного или расширенного гибридного режимов, либо к дублированию цифрового сигнала, для полностью цифрового режима.

Система IBOC DSB предлагает радиовещательным организациям и слушателям несколько преимуществ. И в ОВЧ и СЧ диапазонах система предлагает улучшенное качество звукового сигнала. Радиовещание в диапазоне ОВЧ гарантирует качество, практически сопоставимое с CD, а в диапазоне СЧ предлагается качество звукового сигнала, соответствующего ОВЧ. Радиовещание также предлагает большую устойчивость к помехам при многолучевом распространении в диапазоне ОВЧ и к шуму в канале в диапазоне СЧ. Система также позволяет радиовещательным организациям предлагать групповое радиовещание, которое позволяет радиовещательным организациям вводить до семи новых цифровых звуковых сигналов дополнительно к одновременному вещанию существующего аналогового составления программ. IBOC DSB предлагает данные, связанные с программами, в качестве основной функции. Это позволяет отражать на дисплее имя артиста, информацию о названии песни и другие данные прокрутки. Эта система также позволяет радиовещательным организациям предлагать расширенные услуги передачи данных, например информацию о движении и погоде, обновления системы навигации, котировки акций, хранение и воспроизведение звуковых файлов и электронная программа передач.

Более подробную информацию о IBOC DSB можно найти в п. 1.3, Часть 2.


2.5.1.3 ISDB-TSB


Наземное цифровое радиовещание с интеграцией служб – для системы звукового радиовещания ISDB-TSB, (также известное, как цифровая система F из Рекомендации МСЭ-R BS.1114, Приложение 3), разработана для предоставления высококачественного звукового радиовещания и радиовещательной передачи данных высокой надежности даже в условиях подвижного приема. Система F создана также для обеспечения гибкости, расширяемости и унификации мультимедийного радиовещания с использованием наземных сетей и соответствия требованиям к системе, заданным в Рекомендации МСЭ-R BS.774.

Система ISDB-TSB является устойчивой системой, в которой используется модуляция OFDM, двухмерное частотно-временное перемежение и каскадные коды с исправлением ошибок. Модуляция OFDM, используемая в Системе , называется модуляцией OFDM с сегментацией полосы передачи (BSTOFDM). Эта система унифицирована на физическом уровне с системой ISDBT для наземного цифрового телевизионного радиовещания. Полоса частот блока OFDM, называемая сегментом OFDM, составляет приблизительно 500 кГц. Система включает один или три сегмента OFDM, поэтому полоса частот системы равна приблизительно 500 кГц или 1,5 МГц.

Система ISDB-TSB обладает большим количеством разнообразных параметров передачи, такими как схема модуляции несущих, скорости кодирования внутреннего кода с исправлением ошибок и длительность временного перемежения. Некоторые несущие назначены для управления несущими, на которых передается информация о параметрах передачи. Эти управляющие несущие называются несущими TMCC.

В Системе ISDB-TSB могут использоваться методы кодирования аудиосигналов с высоким сжатием, такие как MPEG-2 уровня II, AC-3 и AAC MPEG-2. В системе используются также системы MPEG-2. Она унифицирована и может взаимодействовать со многими другими системами, в которых приняты системы MPEG-2, такими как ISDB-S, ISDB-T, DVB-S и DVB-T.

Более подробную информацию о ISDB-TSB можно найти в п. 1.4, Часть 2.

2.5.1.4 T-DAB


Система наземного цифрового звукового радиовещания (T-DAB), разработанная в рамках проекта Eureka 147, (цифровая система A из Рекомендации МСЭ-R BS.1114) разработана для обеспечения высококачественного мультисервисного цифрового радиовещания на автомобильные, переносные и стационарные приемники. Она предназначена для работы на любой частоте до 3000 МГц при наземной, спутниковой, гибридной (спутниковой и наземной) и кабельной доставке радиовещательных программ. Система разрабатывалась также как гибкая универсальная система цифрового радиовещания с интеграцией служб (ISDB) , которая может обеспечивать широкий спектр вариантов кодирования источников и каналов, услуги передачи данных, как связанных со звуковой программой, так и независимых от нее, в соответствии с гибкими и разнообразными требованиями к системам и услугам, которые приведены в Рекомендациях МСЭ-R BO.789 МСЭ-R BS.774.

Система T-DAB звукового радиовещания и радиовещательной передачи данных отличается устойчивостью и обладает высокой эффективностью использования спектра и экономичностью. В ней используются передовые цифровые технологии для устранения избыточности и не относящейся к восприятию информации в исходном аудиосигнале, а для коррекции ошибок, возникающих при передаче сигнала, применяется строго контролируемая избыточность. Передаваемая информация рассредоточивается затем по частоте и времени таким образом, чтобы обеспечить высокое качество приема сигнала в стационарных условиях или в движении даже при сильном многолучевом распространении, стационарном или подвижном.

Эффективное использование спектра достигается путем перемежения сигналов нескольких программ и благодаря специальной функции повторного использования частоты, позволяющей практически неограниченно расширять сети радиовещания с использованием дополнительных передатчиков, работающих на одной и той же частоте передачи (SFN).

Более подробную информацию о T-DAB можно найти в п. 1.2, Часть 2.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   55


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал