Digital lydkringkasting - Digital Audio Broadcasting

Offisiell DAB -logo
En ren -merket DAB -mottaker

Digital Audio Broadcasting ( DAB ) er en digital radiostandard for kringkasting av digitale audioradiotjenester i mange land rundt om i verden, definert og fremmes av WorldDAB forumet. Standarden er dominerende i Europa og brukes også i deler av Afrika, Asia og Australia; andre verdensomspennende terrestriske digitale radiostandarder inkluderer HD Radio , ISDB-Tb , DRM og den tilhørende DMB .

DAB-standarden ble startet som et europeisk forskningsprosjekt kalt Eureka-147 på 1980-tallet. Den norske rikskringkasting (NRK) lanserte den første DAB-kanal i verden på den 1 juni 1995 ( NRK Klassisk ), og BBC og Sveriges Radio (SR) lanserte sine første sendinger senere samme år. DAB -mottakere har vært tilgjengelig i mange land siden slutten av 1990 -tallet. Den opprinnelige versjonen av DAB brukt MP2 audio codec . En oppgradert versjon av systemet ble utgitt i februar 2007, kalt DAB+ , som bruker HE-AAC v2 (AAC+) lydkodek og er mer robust og effektiv. DAB er ikke kompatibelt med DAB+, noe som betyr at mottakere som bare er DAB ikke kan motta DAB+ -sendinger.

DAB er generelt mer effektiv i bruken av spekter enn analog FM -radio, og kan dermed tilby flere radiotjenester for samme gitte båndbredde. Kringkasteren kan velge hvilken som helst ønsket lydkvalitet, fra high-fidelity-signaler for musikk til low-fidelity-signaler for snakkradio, i så fall kan lydkvaliteten være merkbart dårligere enn analog FM. High-fidelity tilsvarer en høy bithastighet og høyere overføringskostnader. DAB er mer robust med hensyn til støy og flerbane- fading for mobil lytte, selv om DAB mottak kvaliteten reduseres hurtig når signalstyrken faller under et kritisk nivå (som er normalt for digital kringkasting ) mens FM mottak kvaliteten reduseres langsomt med avtagende signal, gir effektiv dekning over et større område.

Fra 2021 kjører 42 land DAB -tjenester. Flertallet av disse tjenestene bruker den oppgraderte DAB+, med bare Storbritannia, New Zealand, Romania, Brunei Darussalam og Filippinene som fortsatt bruker et betydelig antall (originale) DAB -tjenester. I mange land forventes det at eksisterende FM -tjenester vil gå over til DAB+; Så langt er Norge det eneste landet som har implementert et analogt utkoblingsprogram , etter å ha byttet sine nasjonale kringkastere til digital-only i 2017.

Historie og utvikling

DAB har vært under utvikling siden 1981 ved Institut für Rundfunktechnik (IRT). De første DAB-demonstrasjonene ble holdt i 1985 på WARC-ORB i Genève, og i 1988 ble de første DAB-sendingene gjort i Tyskland. Senere ble DAB utviklet som et forskningsprosjekt for EU ( EUREKA ), som startet i 1987 på initiativ av et konsortium dannet i 1986. MPEG-1 Audio Layer II ("MP2") kodeken ble opprettet som en del av EU147 prosjekt. DAB var den første standarden basert på ortodonale frekvensdelingsmultiplexering (OFDM) moduleringsteknikk, som siden har blitt en av de mest populære overføringsordningene for moderne bredbånds digitale kommunikasjonssystemer.

Et valg av lydkodekoder , modulering og feilkorrigeringskodingsordninger og første prøvesendinger ble gjort i 1990. Offentlige demonstrasjoner ble gjort i 1993 i Storbritannia . Protokollspesifikasjonen ble ferdigstilt i 1993 og vedtatt av ITU-R standardiseringsorgan i 1994, det europeiske samfunnet i 1995 og av ETSI i 1997. Pilotsendinger ble lansert i flere land i 1995.

I oktober 2005 instruerte World DMB Forum sin tekniske komité om å utføre arbeidet som trengs for å vedta AAC+ lydkodek og sterkere feilkorrigeringskoding . De AAC + Audio Coding vanlige anvendelser en modifisert diskret cosinus-transformasjon (MDCT) lyddatakomprimering algoritmen. Dette arbeidet førte til lanseringen av DAB+ -systemet.

I 2006 var 500 millioner mennesker over hele verden i dekningsområdet for DAB -sendinger, selv om salget av mottakere på dette tidspunktet bare hadde tatt fart i Storbritannia (Storbritannia) og Danmark . I 2006 var det rundt 1000 DAB -stasjoner i drift over hele verden. Fra 2018 har over 68 millioner enheter blitt solgt over hele verden, og over 2270 DAB -tjenester er på lufta.

For andre digitale lydkringkastingssystemer, se Digital radio .

DAB+

Logo for DAB+
Gammel DAB+ logo

Begrepet "DAB" refererer vanligvis både til en spesifikk DAB-standard ved bruk av MP2 lydkodek, men kan noen ganger referere til en hel familie av DAB-relaterte standarder, for eksempel DAB+, DMB og DAB-IP.

WorldDAB , organisasjonen som har ansvaret for DAB-standardene, kunngjorde DAB+, en stor oppgradering til DAB-standarden i 2006, da HE-AAC v2 lydkodek (også kjent som eAAC+ ) ble vedtatt. AAC+ bruker en modifisert diskret cosinus transform (MDCT) algoritme. Den nye standarden, som kalles DAB+, har også tatt i bruk MPEG Surround -lydformatet og sterkere feilkorrigeringskoding i form av Reed - Solomon -koding. DAB+ er standardisert som European Telecommunications Standards Institute (ETSI) TS 102 563.

Siden DAB ikke er foroverkompatibel med DAB+, kan eldre DAB -mottakere ikke motta DAB+ -sendinger. Imidlertid ble DAB -mottakere som vil kunne motta den nye DAB+ -standarden via en fastvareoppgradering i salg i juli 2007. Hvis en mottaker er DAB+ kompatibel, vil det være et skilt på produktemballasjen.

DAB+ -sendinger har lansert i flere land som Australia, Tsjekkia, Danmark, Tyskland, Hong Kong (nå avsluttet), Italia, Malta, Norge, Polen, Sveits, Belgia (oktober 2017), Storbritannia og Nederland. Malta var det første landet som lanserte DAB+ i Europa i oktober 2008. Flere andre land forventes også å lansere DAB+ -sendinger i løpet av de neste årene, som Østerrike, Ungarn, Thailand, Vietnam og Indonesia. Sør-Afrika begynte en DAB+ teknisk pilot i november 2014 på kanal 13F i Band 3. Hvis DAB+ -stasjoner lanseres i etablerte DAB-land, kan de sende sammen med eksisterende DAB-stasjoner som bruker det eldre MPEG-1 Audio Layer II lydformatet, og de fleste eksisterende DAB stasjoner forventes å fortsette å kringkaste til de aller fleste mottakere støtter DAB+.

Ofcom i Storbritannia publiserte en konsultasjon for en ny nasjonal multiplex som inneholder en blanding av DAB- og DAB+ -tjenester, med den hensikt å flytte alle tjenester til DAB+ på lang sikt. I februar 2016 ble det nye nasjonale nettverket Sound Digital lansert med tre DAB+ -stasjoner.

DMB

Hovedartikkel: Digital multimedia kringkasting

Digital multimedia kringkasting (DMB) og DAB-IP er begge egnet for mobilradio og TV fordi de støtter henholdsvis MPEG 4 AVC og WMV9 som videokodeker. Imidlertid kan en DMB -videounderkanal enkelt legges til i en hvilken som helst DAB -overføring, ettersom den ble designet for å bli båret på en DAB -underkanal. DMB -sendinger i Sør -Korea har konvensjonelle MPEG 1 Layer II DAB -lydtjenester sammen med sine DMB -videotjenester.

Fra og med 2017 sendes DMB for tiden i Norge, Sør -Korea og Thailand.

DAB-IP

Prøver for DAB-IP ble holdt i London i 2006, som " BT Movio". Den konkurrerte med DVB-H og MediaFLO som også var under testing.

Land som bruker DAB

  Land med faste tjenester
  Land med forsøk / tester
  Land med interesse
  DAB brukes ikke lenger
Hovedartikkel: Land som bruker DAB/DMB

Mer enn 40 land tilbyr DAB-, DAB +- eller DMB -sendinger , enten som permanent teknologi eller som testoverføringer. I spektrumforvaltning forkortes båndene som er tildelt offentlige DAB-tjenester, med T-DAB .

DAB brukes ikke i USA. USAs FCC hevder at stasjoner på et slikt nasjonalt DAB -band ville være vanskeligere å kontrollere fra signalforstyrrelser enn AM/FM/TV på grunn av kontinentets store landmasse; og selskaper som selger DAB -radio i Nord -Amerika, kan finne det dyrere å markedsføre denne typen radio til forbrukere. Det er ingen DAB -radiostasjoner som opererer i Nord -Amerika fra og med 2018.

Teknologi

Band og moduser

DAB bruker en bredbåndsbredde-kringkastingsteknologi og vanligvis er det tildelt spektra for det i Band III (174–240 MHz) og L-bånd (1452–1492 MHz), selv om opplegget tillater drift mellom 30 og 300 MHz . Det amerikanske militæret har reservert L-Band bare i USA og blokkert bruken til andre formål i Amerika, og USA har inngått en avtale med Canada om å begrense L-Band DAB til terrestrisk kringkasting for å unngå forstyrrelser.

DAB hadde historisk en rekke landsspesifikke overføringsmoduser (I, II, III og IV).

  • Mode I for Band III, Earth
  • Mode II for L-Band, Earth og satellitt
  • Modus III for frekvenser under 3 GHz, jord og satellitt
  • Mode IV for L-Band, Earth og satellitt

I januar 2017 fjernet en oppdatert DAB -spesifikasjon (2.1.1) Modus II, III og IV, og etterlot bare Mode I.

Protokollstabel

Fra et OSI -modellprotokollstabel -synspunkt, befinner teknologiene som brukes på DAB følgende lag: lydkodeken befinner seg i presentasjonslaget . Nedenfor er datalinklaget , som har ansvaret for statistisk tidsdelingsmultipleksering og rammesynkronisering . Til slutt inneholder det fysiske laget feilkorrigeringskodingen , OFDM- modulering og håndtering av over-the-air-overføring og mottak av data. Noen aspekter av disse er beskrevet nedenfor.

Lydkodek

DAB bruker lydkodekoden MPEG-1 Audio Layer II , som ofte kalles MP2 på grunn av den allestedsnærværende MP3 (MPEG-1 Audio Layer III).

Den nyere DAB+ -standarden tok i bruk HE-AAC versjon 2 lydkodek, vanligvis kjent som 'AAC+' eller 'aacPlus'. AAC+ bruker en modifisert diskret cosinus transform (MDCT) algoritme, og er omtrent tre ganger mer effektiv enn MP2, noe som betyr at kringkastere som bruker DAB+ er i stand til å gi langt høyere lydkvalitet eller langt flere stasjoner enn de kunne med DAB, eller en kombinasjon av både høyere lydkvalitet og flere stasjoner.

En av de viktigste beslutningene angående utformingen av et digitalt radiokringkastingssystem er valget av hvilken lydkodek som skal brukes fordi effektiviteten til lydkodeken bestemmer hvor mange radiostasjoner som kan transporteres på en fast kapasitetsmultiplex på et gitt lydnivå kvalitet.

Feilrettingskoding

Feilkorrigeringskoding (ECC) er en viktig teknologi for et digitalt kommunikasjonssystem fordi den bestemmer hvor robust mottaket vil være for en gitt signalstyrke-sterkere ECC vil gi en mer robust mottak enn en svakere form.

Den gamle versjonen av DAB bruker punktert konvolusjonskoding for sin ECC. Kodingsskjemaet bruker ulik feilbeskyttelse (UEP), noe som betyr at deler av lydbitstrømmen som er mer utsatt for feil som forårsaker hørbare forstyrrelser, er utstyrt med mer beskyttelse (dvs. en lavere koderate ) og omvendt. UEP -ordningen som brukes på DAB resulterer imidlertid i at det er et grått område mellom brukeren som opplever god mottakskvalitet og ingen mottakelse i det hele tatt, i motsetning til situasjonen med de fleste andre trådløse digitale kommunikasjonssystemer som har en skarp "digital klippe", hvor signalet raskt blir ubrukelig hvis signalstyrken faller under en viss terskel. Når DAB -lyttere mottar et signal i dette mellomliggende styrkeområdet, opplever de en "buldrende" lyd som avbryter avspillingen av lyden.

DAB+ -standarden inneholder Reed - Solomon ECC som et "indre lag" av koding som er plassert rundt den byte interleaved lydrammen, men inne i det "ytre laget" av konvolusjonskoding som brukes av det originale DAB -systemet, selv om det på DAB+ bruker konvolusjonskodingen like feilbeskyttelse (EEP) i stedet for UEP siden hver bit er like viktig i DAB+. Denne kombinasjonen av Reed-Solomon-koding som det indre kodingslaget, etterfulgt av et ytre lag med konvolusjonskoding-såkalt "sammenkoblet koding" -ble et populært ECC-opplegg på 1990-tallet, og NASA vedtok det for sine dype romoppdrag . En liten forskjell mellom den sammenkoblede kodingen som brukes av DAB+ -systemet og den som brukes på de fleste andre systemer, er at den bruker en rektangulær byte -interleaver i stedet for Forney -interleaving for å gi en større interleaver -dybde, noe som øker avstanden over hvilken feilutbrudd vil være spredt ut i bitstrømmen, noe som igjen gjør at feildekoderen Reed-Solomon kan korrigere en høyere andel feil.

ECC som brukes på DAB+ er langt sterkere enn det som brukes på DAB, som, med alt annet likt (dvs. hvis overføringskreftene forblir den samme), vil oversette til mennesker som for øyeblikket opplever mottaksvansker på DAB som mottar et mye mer robust signal med DAB+ transmisjoner. Den har også en langt brattere "digital klippe", og lyttetester har vist at folk foretrekker dette når signalstyrken er lav sammenlignet med den grunnere digitale klippen på DAB.

Modulasjon

Immunitet mot fading og inter-symbol interferens (forårsaket av flerveisforplantning) oppnås uten utjevning ved hjelp av OFDM og DQPSK moduleringsteknikker. For detaljer, se OFDM system sammenligningstabell .

Ved å bruke verdier for overføringsmodus I (TM I), består OFDM -modulasjonen av 1536 underbærere som sendes parallelt. Den nyttige delen av OFDM -symbolperioden er 1,0 ms, noe som resulterer i at OFDM -underbærerne hver har en båndbredde på 1 kHz på grunn av det inverse forholdet mellom disse to parameterne, og den totale OFDM -kanalbåndbredden er 1537 kHz. OFDM -vaktintervallet for TM I er 0,246 ms, noe som betyr at den totale OFDM -symbolvarigheten er 1,246 ms. Vaktintervallets varighet bestemmer også maksimal separasjon mellom sendere som er en del av det samme enkeltfrekvente nettverket (SFN), som er omtrent 74 km for TM I.

Enkelfrekvente nettverk

OFDM tillater bruk av enkeltfrekvente nettverk ( SFN ), noe som betyr at et nettverk av sendere kan gi dekning til et stort område-opp til størrelsen på et land-hvor alle sendere bruker den samme overføringsfrekvensblokken. Sendere som er en del av et SFN må synkroniseres veldig nøyaktig med andre sendere i nettverket, noe som krever at senderne bruker veldig nøyaktige klokker.

Når en mottaker mottar et signal som er blitt overført fra de forskjellige senderne som er en del av et SFN, vil signalene fra de forskjellige senderne vanligvis ha forskjellige forsinkelser, men for OFDM ser det ut til å være forskjellige flerveier for det samme signalet. Mottaksvansker kan imidlertid oppstå når den relative forsinkelsen til flerbaner overstiger OFDM -vaktintervallets varighet, og det er hyppige rapporter om mottaksvansker på grunn av dette problemet når forplantningsforholdene endres, for eksempel når det er høyt trykk, ettersom signaler reiser lenger enn vanlig , og dermed kommer signalene sannsynligvis til å komme med en relativ forsinkelse som er større enn OFDM -vaktintervallet.

Lavt strømforbruk spaltefyll sendere kan tilsettes til en SFN som og når det er ønskelig for å forbedre mottakskvalitet, selv om måten SFNs har blitt implementert i Storbritannia frem til nå har de tendens til å bestå av høyere kraft sendere blir installert i hovedsenderen nettsteder for å holde kostnadene nede.

Bithastigheter

Et ensemble har en maksimal bithastighet som kan overføres, men dette avhenger av hvilket feilbeskyttelsesnivå som brukes. Imidlertid kan alle DAB -multiplekser bære totalt 864 "kapasitetsenheter". Antall kapasitetsenheter, eller CU, som et visst bithastighetsnivå krever, avhenger av mengden feilkorrigering som legges til overføringen, som beskrevet ovenfor. I Storbritannia overfører de fleste tjenester ved hjelp av 'beskyttelsesnivå tre', som gir en gjennomsnittlig ECC -kodefrekvens på omtrent1/2, som tilsvarer en maksimal bithastighet per multiplex på 1.184 kbit/s.

Tjenester og ensembler

Ulike forskjellige tjenester er innebygd i ett ensemble (som også vanligvis kalles en multiplex ). Disse tjenestene kan omfatte:

DAB og AM/FM sammenlignet

Tradisjonelt ble radioprogrammer sendt på forskjellige frekvenser via AM og FM , og radioen måtte stilles inn på hver frekvens etter behov. Dette brukte opp en relativt stor mengde spekter for et relativt lite antall stasjoner, noe som begrenset lyttevalget. DAB er et digitalt radiokringkastingssystem som, ved bruk av multipleksing og komprimering, kombinerer flere lydstrømmer til et relativt smalt bånd sentrert på en enkelt kringkastingsfrekvens kalt et DAB -ensemble .

Innenfor en samlet målbithastighet for DAB -ensemblet kan individuelle stasjoner tildeles forskjellige bithastigheter. Antall kanaler i et DAB -ensemble kan økes ved å senke gjennomsnittlige bithastigheter, men på bekostning av kvaliteten på strømmer. Feilretting under DAB -standarden gjør signalet mer robust, men reduserer den totale bithastigheten som er tilgjengelig for strømmer.

FM HD -radio kontra DAB

DAB sender en enkelt multiplex som er omtrent 1500 kilohertz bred (≈1000 kilobit per sekund). Denne multiplexen blir deretter delt inn i flere digitale strømmer på mellom 9 og 12 programmer. I kontrast legger FM HD Radio sine digitale bærere til de tradisjonelle 270 kilohertz-brede analoge kanalene, med kapasitet på opptil 300 kbit/s per stasjon (ren digital modus). Hele båndbredden til hybridmodus nærmer seg 400 kHz.

Første generasjon DAB bruker lydkodek MPEG-1 Audio Layer II (MP2), som har mindre effektiv komprimering enn nyere kodeker. Den typiske bithastigheten for DAB -stereoprogrammer er bare 128 kbit/s eller mindre, og som et resultat har de fleste radiostasjoner på DAB en lavere lydkvalitet enn FM, noe som forårsaker en rekke klager blant audiofilsamfunnet. Som med DAB+ eller T-DMB i Europa, bruker FM HD Radio en kodek basert på MPEG-4 HE-AAC- standarden.

HD Radio er et proprietært system fra iBiquity Digital Corporation , et datterselskap av DTS, Inc. siden 2015, som selv er eid av Xperi Corporation siden 2016. DAB er en åpen standard deponert på ETSI.

Bruk av frekvensspekter og sendersteder

DAB kan gi vesentlig høyere spektral effektivitet , målt i programmer per MHz og per sendersted, enn analoge systemer. Mange steder har dette ført til en økning i antall stasjoner tilgjengelig for lyttere, spesielt utenfor de store byområdene. Dette kan forbedres ytterligere med DAB+ som bruker en mye mer effektiv kodek, noe som gir lavere bithastighet per kanal med lite eller ingen tap i kvalitet. Hvis noen stasjoner sender i mono, kan bithastigheten reduseres sammenlignet med stereosendinger, noe som forbedrer effektiviteten ytterligere.

Numerisk eksempel: Analog FM krever 0,2 MHz per program. Den frekvensgjenbruksfaktoren i de fleste land er omtrent 15 for stereo transmisjon (med mindre faktorer for mono FM-nett), som betyr (i tilfelle av FM-stereo) at bare en av 15 sender områder kan benytte den samme kanalfrekvens uten problemer med ko -kanalinterferens , dvs. cross-talk. Forutsatt en total tilgjengelighet på 102 FM-kanaler med en båndbredde på 0,2 MHz over Band II-spekteret på 87,5 til 108,0 MHz, er et gjennomsnitt på 102/15 = 6,8 radiokanaler mulig på hvert sendersted (pluss lokale lavere sendere som forårsaker mindre innblanding). Dette resulterer i en systemspektral effektivitet på 1 /15 / (0,2 MHz) = 0,30 programmer / sender / MHz. DAB med 192 kbit/s codec krever 1,536 MHz * 192 kbit/s/1,136 kbit/s = 0,26 MHz per lydprogram. Frekvensgjenbruksfaktoren for lokale programmer og flerfrekvente kringkastingsnettverk ( MFN ) er vanligvis 4 eller 5, noe som resulterer i 1 /4 / (0,26 MHz) = 0,96 programmer / sender / MHz. Dette er 3,2 ganger så effektivt som analog FM for lokale stasjoner. For overføring av enkeltfrekvent nettverk (SFN), for eksempel nasjonale programmer, er kanalens gjenbruksfaktor 1, noe som resulterer i 1/1/0,25 MHz = 3,85 programmer/sender/MHz, som er 12,7 ganger så effektiv som FM for nasjonale og regionale nettverk.

Vær oppmerksom på at kapasitetsforbedringen ovenfor ikke alltid kan oppnås ved L-båndfrekvensene, siden disse er mer følsomme for hindringer enn FM-båndfrekvensene, og kan føre til at skyggen falmer for kupert terreng og for innendørs kommunikasjon. Antall sendersteder eller overføringseffekten som kreves for full dekning av et land kan være ganske høyt ved disse frekvensene, for å unngå at systemet blir støybegrenset snarere enn begrenset av interkanaler fra andre kanaler.

Lydkvalitet

Se også: MP2 -kvalitet

De opprinnelige målene med å konvertere til digital overføring var å muliggjøre høyere troskap , flere stasjoner og mer motstand mot støy, co-channel interferens og flerbaner enn i analog FM-radio. Imidlertid bruker mange land ved implementering av DAB på stereoradiostasjoner komprimering i en slik grad at den gir lavere lydkvalitet enn den som mottas fra FM -sendinger. Dette er på grunn av at bithastighetsnivåene er for lave til at MPEG Layer 2 lydkodek kan gi lydkvalitet av høy kvalitet.

De BBC Forskning og utvikling avdeling sier at minst 192 kbit / s er nødvendig for en stereosending high fidelity:

En verdi på 256 kbit/s er dømt til å gi et stereosendingsignal av høy kvalitet. Imidlertid er en liten reduksjon til 224 kbit/s ofte tilstrekkelig, og i noen tilfeller kan det være mulig å akseptere en ytterligere reduksjon til 192 kbit/s, spesielt hvis redundans i stereosignalet utnyttes av en prosess med felles stereo 'koding (dvs. noen lyder som vises i midten av stereobildet trenger ikke sendes to ganger). Med 192 kbit/s er det relativt enkelt å høre feil i kritisk lydmateriale.

-  BBC R&D White Paper WHP 061 juni 2003

Da BBC i juli 2006 reduserte bithastigheten for overføring av den klassiske musikkstasjonen Radio 3 fra 192 kbit/s til 160 kbit/s, førte den resulterende forringelsen av lydkvaliteten til en rekke klager til Corporation. BBC kunngjorde senere at etter denne testen av nytt utstyr, ville den gjenoppta den tidligere øvelsen med å sende Radio 3 med 192 kbit/s når det ikke var andre krav til båndbredde. (Til sammenligning streames BBC Radio 3 og alle andre BBC -radiostasjoner nå med AAC ved 320 kbit/s, beskrevet som 'HD', på BBC Radio iPlayer etter en periode da den var tilgjengelig med to forskjellige bithastigheter.)

Til tross for ovenstående har en undersøkelse i 2007 av DAB -lyttere (inkludert mobil) vist at de fleste synes DAB har lik eller bedre lydkvalitet enn FM.

Fordeler med DAB

Forbedrede funksjoner for brukerne

DAB-enheter utfører båndskanninger over hele frekvensområdet, og presenterer alle stasjoner fra en enkelt liste som brukeren kan velge mellom.

DAB kan bære "radiotekst" (i DAB-terminologi, Dynamic Label Segment eller DLS) fra stasjonen og gi sanntidsinformasjon som sangtitler, musikktype og nyheter eller trafikkoppdateringer, på opptil 128 tegn i lengde. Dette ligner på en funksjon i FM kalt RDS , som muliggjør en radiotekst på opptil 64 tegn.

DAB -overføringen inneholder en lokal tid på dagen , så en enhet kan bruke denne til å automatisk korrigere den interne klokken når du reiser mellom tidssoner og når du endrer til eller fra sommertid .

Flere stasjoner

DAB er ikke mer båndbreddeeffektiv enn analog målt i programmer per MHz på en bestemt sender (den såkalte lenkspektraleffektiviteten ), men det er mindre utsatt for co-channel interferens (cross talk), noe som gjør det mulig å redusere gjenbruk avstand , dvs. bruk den samme radiofrekvenskanalen tettere. Det system spektral effektivitet (det gjennomsnittlige antall radioprogrammer pr MHz og sender) er en faktor tre mer effektiv enn analoge FM for lokale radiokanaler. For nasjonale og regionale radionett er effektiviteten forbedret med mer enn en størrelsesorden på grunn av bruk av SFN . I så fall bruker tilstøtende sendere samme frekvens.

I visse områder - spesielt på landsbygda - gir introduksjonen av DAB radiolytterne et større utvalg av radiostasjoner. I Sør -Norge opplevde for eksempel radiolyttere en økning i tilgjengelige stasjoner fra 6 til 21 da DAB ble introdusert i november 2006.

Mottakskvalitet

DAB -standarden integrerer funksjoner for å redusere de negative konsekvensene av flerveisfading og signalstøy , som påvirker eksisterende analoge systemer.

Ettersom DAB overfører digital lyd, er det ingen sus med et svakt signal, som kan skje på FM. Imidlertid kan radioer i utkanten av et DAB -signal oppleve at en "boblende gjørme" -lyd avbryter lyden eller at lyden slås helt av.

På grunn av følsomhet for doppler -skift i kombinasjon med flerveisforplantning , reduseres DAB -mottaksområdet (men ikke lydkvaliteten) ved kjørehastigheter på mer enn 120 til 200 km/t, avhengig av bærefrekvens.

Mindre ulisensiert ("pirat") stasjonsforstyrrelse

Den spesialiserte naturen, begrensede spekteret og de høyere kostnadene for DAB -kringkastingsutstyr gir hindringer for ulisensierte ("pirat") stasjoner som sender på DAB. I byer som London med et stort antall ulisensierte radiostasjoner som sender på FM, betyr dette at noen stasjoner kan mottas pålitelig via DAB i områder der de regelmessig er vanskelige eller umulige å motta på FM på grunn av forstyrrelser fra ulisensierte radiostasjoner.

Variabel båndbredde

Mono talk radio, nyheter og værkanaler og andre ikke-musikkprogrammer trenger betydelig mindre båndbredde enn en typisk musikkradiostasjon, noe som gjør at DAB kan bære disse programmene med lavere bithastigheter, slik at mer båndbredde kan brukes til andre programmer.

Dette førte imidlertid til situasjonen der noen stasjoner blir sendt i mono; se § Lydkvalitet for flere detaljer.

Overføringskostnader

DAB -sendere er uunngåelig dyrere enn sine FM -kolleger. DAB bruker høyere frekvenser enn FM, og derfor kan det være behov for å kompensere med flere sendere for å oppnå samme dekning som en enkelt FM -sender. DAB blir vanligvis overført av et annet selskap fra kringkasteren som deretter selger kapasiteten til en rekke radiostasjoner. Denne delte kostnaden kan bli billigere enn å bruke en individuell FM -sender.

Denne effektiviteten stammer fra evnen et DAB -nettverk har til å kringkaste flere kanaler per sender/nettverk. Ett nettverk kan kringkaste 6–10 kanaler (med MP2 lydkodek) eller 10–18 kanaler (med HE AAC -kodek). Derfor antas det at erstatning av FM-radioer og FM-sendere med nye DAB-radioer og DAB-sendere ikke vil koste mer sammenlignet med nye FM-anlegg. Det hevdes også at strømforbruket vil være lavere for stasjoner som sendes på en enkelt DAB -multiplex sammenlignet med individuelle analoge sendere.

Når den ble brukt, har en operatør hevdet at DAB-overføring er så lav som en nittende av kostnaden for FM-overføring.

Ulemper med DAB

Mottakskvalitet

Mottakskvaliteten i det tidlige stadiet av distribusjon av DAB var dårlig, selv for mennesker som bor godt innenfor dekningsområdet. Årsaken til dette er at DAB bruker svak feilkorrigeringskoding , slik at når det er mange feil med mottatte data, ikke nok av feilene kan korrigeres og det oppstår en "boblende gjørme" -lyd. I noen tilfeller kan et totalt tap av signal skje. Denne situasjonen er blitt forbedret i den nyere DAB+ -versjonen som bruker sterkere feilkorrigeringskoding og ettersom flere sendere bygges.

Som med andre digitale systemer, vil det ikke fungere i det hele tatt når signalet er svakt eller lider av alvorlig interferens. DAB -mottak kan også være et problem for mottakere når ønsket signal ligger ved siden av et sterkere signal. Dette var et spesielt problem for tidlige og rimelige mottakere.

Lydkvalitet

En vanlig klage fra lytterne er at kringkastere 'presser inn' flere stasjoner per ensemble enn anbefalt av:

  • Minimer bithastigheten til det laveste lydkvalitetsnivået som lytterne er villige til å tolerere, for eksempel 112 kbit/s for stereo og til og med 48 kbit/s for mono-taleradio (LBC 1152 og Voice of Russia er eksempler) .
  • Har få digitale kanaler som sender i stereo.

Signalforsinkelse

Naturen til et enkeltfrekvent nettverk (SFN) er slik at senderne i et nettverk må sende det samme signalet samtidig. For å oppnå synkronisering må kringkasteren motvirke eventuelle forskjeller i forplantningstiden som oppstår på grunn av de forskjellige metodene og avstandene som er involvert i å transportere signalet fra multiplexeren til de forskjellige senderne. Dette gjøres ved å bruke en forsinkelse på det innkommende signalet på senderen basert på et tidsstempel generert på multiplexeren, opprettet under hensyntagen til den maksimale sannsynlige forplantningstiden, med en generøs ekstra margin for sikkerhet. Forsinkelser i lydkoderen og mottakeren på grunn av digital behandling (f.eks. Deinterleaving) øker den totale forsinkelsen som lytteren oppfatter. Signalet er forsinket, vanligvis med rundt 1 til 4 sekunder, og kan være betydelig lengre for DAB+. Dette har ulemper:

  • DAB -radioer er i utakt med live -hendelser, så opplevelsen av å lytte til live -kommentarer på hendelser som blir sett blir svekket;
  • Lyttere som bruker en kombinasjon av analoge (AM eller FM) og DAB -radioer (f.eks. I forskjellige rom i et hus) vil høre en blanding når begge mottakerne er innenfor hørevidde.

Tidssignaler , tvert imot, er ikke et problem i et veldefinert nettverk med en fast forsinkelse. DAB -multiplexeren legger den riktige forskyvningen til informasjonen om distribuert tid. Tidsinformasjonen er også uavhengig av (muligens varierende) forsinkelse av dekoding av lyd i mottakere siden tiden ikke er innebygd i lydrammene. Dette betyr at innebygde klokker i mottakere kan være nøyaktig riktige.

Overføringskostnader

DAB kan gi besparelser for nettverk på flere stasjoner. Den opprinnelige utviklingen av DAB ble drevet av nasjonale nettoperatører med en rekke kanaler for å overføre fra flere nettsteder. Imidlertid vil kostnaden for DAB -overføring for individuelle stasjoner som små lokalsamfunn eller lokale stasjoner som tradisjonelt driver sin egen FM -sender i sin egen bygning være mye høyere enn analog. Å bruke en DAB -sender for en enkelt stasjon er ikke en effektiv bruk av spektrum eller strøm. Når det er sagt, kan dette til en viss grad løses ved å kombinere flere lokale stasjoner i en DAB/DAB+ mux, tilsvarende det som gjøres på DVB-T/DVB-T2 med lokale TV-stasjoner.

Dekning

Selv om FM -dekningen fortsatt overstiger DAB -dekningen i de fleste land som implementerer noen form for DAB -tjenester, har en rekke land som går over til digital overgang, gjennomgått betydelige utbygginger av DAB -nettverk; fra desember 2019 ble følgende dekning gitt av WorldDAB:

Land Dekning
(% av befolkningen)
Kuwait 100
Malta 100
Monaco 100
Norge 99,7
Sveits 99,5
Danmark 98
Tyskland 98
Storbritannia 97,3
Belgia 97
Nederland 95
Gibraltar 90
Sør-Korea 90
Tsjekkisk Republikk 85
Slovenia 85
Italia 84
Østerrike 77
Australia 65
Polen 56
Tunisia 51
Sverige 41.8
Aserbajdsjan 30
Frankrike 25
Spania 20
Ukraina 7,07
Hellas ?
Vatikanet ?

Kompatibilitet

I 2006 begynte testene å bruke den mye forbedrede HE-AAC- kodeken for DAB+ . Nesten ingen av mottakerne som ble gjort før 2008 støtter den nyere kodeken, men gjør dem delvis foreldet når DAB+ -sendinger begynner og helt foreldet når alle MP2 -kodede stasjoner er borte. De fleste nye mottakere er både DAB og DAB+ kompatible; Problemet forverres imidlertid av at noen produsenter deaktiverer DAB+ -funksjonene på ellers kompatible radioer for å spare på lisensavgifter når de selges i land uten gjeldende DAB+ -sendinger.

Strømkrav

Bærbar DAB/DAB+ og FM -mottaker, ca 2016. Denne enheten krever to "AA" batterier . (Hodetelefoner ikke vist).

Siden DAB krever digitale signalbehandlingsteknikker for å konvertere fra det mottatte digitalt kodede signalet til det analoge lydinnholdet, er kompleksiteten til de elektroniske kretsene som kreves for å gjøre dette høyere. Dette betyr at du trenger mer strøm for å gjennomføre denne konverteringen enn sammenlignet med en analog FM til lydkonvertering, noe som betyr at bærbart mottak utstyr vil ha en mye kortere batterilevetid og krever høyere strøm (og dermed mer masse). Dette betyr at de bruker mer energi enn analoge Band II VHF -mottakere. Takket være økt integrasjon (radio-på-brikke) har imidlertid DAB-mottakerens strømforbruk blitt dramatisk redusert, noe som gjør bærbare mottakere langt mer brukbare.

FM radio slå av

Fra og med 2021 er Norge det eneste landet så langt som har slått av FM -radio til fordel for DAB (for nasjonale kringkastere). Siden den gang er Sveits for tiden det eneste landet som har bekreftet planer om et bytte, med en dato for 2023.

Norge

Norge var det første landet som kunngjorde en fullstendig utkobling av nasjonale FM-radiostasjoner. Slåingen startet 11. januar 2017 og endte 13. desember 2017. Slå av 2017 påvirket ikke noen lokale og regionale radiostasjoner. De kan fortsette å sende på FM til 2027.

Tidsplanen for nedleggelse av FM -signaler i 2017 var som følger:

Andre land

  • Sverige i 2015 suspenderte planene om å slå av.
  • Danmark i 2018 bestemte seg for ikke å slå av FM -sendere, i hvert fall ikke før i 2023.
  • Italia I den nordlige regionen Sør-Tirol- Alto Adige har kringkasteren RAS begynt å slå av FM-tjenester.
  • Sveits Sveitsiske radiosendere har besluttet å stenge FM som opprinnelig planlagt 31. desember 2024.

DAB radio slå av

Selv om mange fylker har forventet et skifte til digital lydkringkasting, har noen få beveget seg i motsatt retning etter mislykkede forsøk.

  • Canada gjennomførte forsøk på DAB i L-bånd i større byer. Suksessen med digital satellittradio og mangel på L-bånds DAB-mottakere førte imidlertid til at den analoge utkoblingen ble forlatt. Canada vedtok deretter HD -radio som brukt i nabolandet USA i stedet for DAB.
  • Finland forlot DAB i 2005. Det ber EU om å gi mandat til FM -støtte i biler på samme måte som digital radio.
  • Hong Kong kunngjorde opphør av DAB i mars 2017. Den ble erstattet av DVB-T2 Lite.
  • Portugal kunngjorde opphør av DAB i april 2011.
  • I Korea ble overføringen av MBC 11FM stoppet i 2015 og DAB-kanalen ble byttet til T-DMB V-Radio.
  • DAB i Irland var begrenset fra 2017 til den statlige kringkasteren RTÉ Radios multiplex, som ble slått av i mars 2021, etter at en undersøkelse viste at 77% av de voksne lytter til radio via FM, mot 8% via digitale midler, hvorav 0,5% via DAB. RTÉs tjeneste begynte i 2006, etter forsøk i 1998 og 2001. En kommersiell multiplex ble testet i 2007–8 og lisensiert, inkludert DAB+ , fra 2010 til 2017, men lisensinnehaveren fornyet ikke på grunn av mangel på opptak fra kringkastere.

Se også

Referanser

Generell

  • ETSI -spesifikasjoner tilgjengelig på ETSI Publications Download Area , pda.etsi.org (dette åpner søkemotor for ETSI -dokumenter; for å finne den nyeste versjonen av dokumentet, skriv inn en søkestreng; gratis registrering er nødvendig for å laste ned PDF)
  • Stott, JH; The How and Why of COFDM, BBC Research Development

Eksterne linker