Digital Radio Mondiale

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Digital Radio Mondiale (DRM; Mondiale Sein Italienisch und Französisch für "weltweit") ist ein Satz von Digital Audio Broadcasting Technologien, die für die derzeit für analogen Radiosendungen verwendeten Bands einschließlich der Bänder, einschließlich Ich senke-im Speziellen Kurzwelle-und FM -Rundfunk. DRM ist spektral effizienter als AM und FM, was mehr Stationen in höherer Qualität in eine bestimmte Menge von ermöglicht Bandbreite, verwenden XHE-AAC Audio -Codierungsformat. Verschiedene andere MPEG-4 und Opus Codecs sind ebenfalls kompatibel, aber der Standard gibt jetzt an XHE-AAC.

Digital Radio Mondiale ist auch der Name des Internationalen gemeinnützig Konsortium Das hat die Plattform entworfen und fördert jetzt ihre Einführung. Radio Frankreich Internationale, Télédiffusion de France, BBC World Service, Deutsche Welle, Stimme von Amerika, Telefunkeln (jetzt Transradio) und Thomcast (jetzt Ampegon) nahmen an der Bildung des DRM -Konsortiums teil.

Das Prinzip von DRM ist, dass Bandbreite der einschränkende Faktor ist und die Computerverarbeitungsleistung billig ist. modern Zentralprozessor-Intensive Audio -Komprimierungstechniken ermöglichen eine effizientere Verwendung der verfügbaren Bandbreite auf Kosten der Verarbeitungsressourcen.

Merkmale

DRM kann auf Frequenzen unter 30 MHz ausgestrahlt werden (lange Welle, Mittelwelle und kurze Welle), die eine sehr lange Distanz-Signalausbreitung ermöglichen. Die Modi für diese niedrigeren Frequenzen wurden zuvor als "DRM30" bezeichnet. In dem VHF Bänder, der Begriff "DRM+" wurde verwendet. DRM+ kann verfügbare Broadcast -Spektren zwischen 30 und 300 MHz verwenden. Im Allgemeinen bedeutet dies Band i (47 bis 68 MHz), Band II (87,5 bis 108 MHz) und Band III (174 bis 230 MHz). DRM wurde entwickelt, um Teile des vorhandenen Analogs wiederverwenden zu können Sender Einrichtungen wie Antennen, Futtermittel und insbesondere für DRM30 selbst vermeiden die Sender selbst, die große neue Investitionen vermeiden. DRM ist robust gegen das Verblassen und Interferenzen, die häufig in diesen Frequenzbereichen die konventionelle Rundfunk plagen.

Die Codierung und Dekodierung können mit durchgeführt werden digitale Signalverarbeitung, damit ein kostengünstiger Eingebettetes System Mit einem herkömmlichen Sender und Empfänger können die ziemlich komplexe Codierung und Dekodierung durchführen.

Als digitales Medium kann DRM neben den Audiokanälen andere Daten übertragen (Datacasting) - ebenso gut wie Rds-Typ Metadaten oder Programmassoziierte Daten wie Digital Audio Broadcasting (Dab) tut. DRM -Dienste können in vielen verschiedenen Netzwerkkonfigurationen aus einem traditionellen Betrieb betrieben werden BIN Ein-Service-Ein-Transmitter-Modell zu einem Multi-Service-Modell (bis zu vier) Multi-Transmitter-Modell, entweder als a Einzelfrequenznetzwerk (SFN) oder Mehrfrequenznetzwerk (MFN). Der Hybridbetrieb, bei dem derselbe Sender gleichzeitig analog und DRM -Dienste liefert, ist ebenfalls möglich.

DRM umfasst Technologien, die als Notfallwarnfunktionen bekannt sind, mit denen andere Programmierungen außer Kraft gesetzt werden können, und aktiviert Funkgeräte, die sich in Standby befinden, um Notfallübertragungen zu erhalten.

Status

Der technische Standard ist kostenlos aus dem erhältlich ETSI,[1] und die Itu hat seine Verwendung in den meisten Fällen der Welt genehmigt. Genehmigung für ITU Region 2 ist ausstehend Änderungen bestehender internationale Vereinbarungen. Die Eröffnungssendung fand am 16. Juni 2003 in statt Genf, Schweiz, auf der ITU -Weltfunkkonferenz.

Die aktuellen Sender umfassen All India Radio, BBC World Service, Funkst (früher bekannt als Bitxpress), Radio Äußere de España, Radio New Zealand International, Vatikanradio, Radio Rumänien International und Radio Kuwait.[2]

Bis jetzt[wenn?] DRM -Empfänger haben normalerweise a verwendet persönlicher Computer. Einige Hersteller haben DRM -Empfänger eingeführt, die aufgrund begrenzter Auswahl der Sendungen bisher geblieben sind. Es wird erwartet, dass der Übergang nationaler Rundfunkveranstalter zu digitalen Diensten auf DRM, insbesondere für das gesamte India -Radio, die Produktion einer neuen Generation erschwinglicher und effizienter Empfänger fördern wird.

Chengdu Newstar Electronics bietet den DR111 ab Mai 2012 an, auf dem die vom DRM -Konsortium festgelegten DRM -Empfänger erfüllt werden und weltweit verkauft werden.[3]

Der allgemeine Auslandsdienst von All India Radio Sendungen täglich in DRM nach Westeuropa am 9,95 MHz um 17:45 bis 22:30 UTC.[4] All India Radio ist dabei, viele seiner inländischen AM -Sender durch DRM zu ersetzen und zu renovieren. Das 2012 begonnene Projekt soll im Jahr 2015 abgeschlossen werden.[5]

Die British Broadcasting Corporation BBC hat die Technologie in der getestet Vereinigtes Königreich durch Rundfunk BBC Radio Devon in der Gegend von Plymouth in der MF Band. Das Studie dauerte ein Jahr (April 2007 - - April 2008).[6] Das BBC Auch DRM+ in der FM Band im Jahr 2010 von der Craigkelly Sendungsstation in Fife, Schottland, über einem Gebiet, in dem die Stadt von gehörte Edinburgh. In diesem Versuch wurde ein 10 kW (ERP) FM -Sender durch einen 1 -kW -DRM+ -Sendermitter in zwei verschiedenen Modi und eine Abdeckung im Vergleich zu FM ersetzt.[7] Digital Radio Mondiale wurde 2007 aufgenommen Ofcom Beratung zur Zukunft des Radios in der Vereinigtes Königreich für die am Mittelwellenband.[8]

RTé hat auch während eines ähnlichen Zeitraums auf dem 252 kHz Single- und mehrere Programme über Nacht durchgeführt Lw Sender in Trimmen, Grafschaft Meath, Irland, das aufgerüstet wurde, um DRM danach zu unterstützen Atlantik 252 abgeschlossen.

Das Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS bietet ein Paket für Software definierte Funkgeräte an, die für Funkhersteller lizenziert werden können. [1]

Internationale Regulierung

Am 28. September 2006 die australisch Spektrumregler, die Australische Kommunikations- und Medienbehördekündigte an, dass es "ein Embargo für Frequenzbänder platziert habe, die potenziell für die Verwendung durch Sendungsdienste mit digitaler Radio Mondiale geeignet sind, bis die Spektrumsplanung abgeschlossen sein kann" Die Bands sind 5.950–6.200 Uhr. 7,100–7.300; 9.500–9.900; 11.650–12.050; 13.600–13.800; 15.100–15.600; 17.550–17.900; 21.450–21.850 und 25.670–26.100 kHz.[9]

Das Vereinigte Staaten Federal Communications Commission Staaten in 47 CFR 73.758 Das: "Für digital modulierte Emissionen muss der digitale Funkmondiale (DRM) -Standard verwendet werden." Teil 73, Abschnitt 758 ist für Hf nur Rundfunk.

Technologischer Überblick

Audioquellencodierung

Nützliche Bitrate für DRM30 reichen von 6,1 kbit/s (Modus D) bis 34,8 kbit/s (Modus A) für eine 10 -kHz -Bandbreite (± 5 kHz um die zentrale Frequenz). Es ist möglich, Bitraten bis zu 72 kbit/s (Modus A) zu erreichen, indem ein Standardkanal von 20 kHz (± 10 kHz) verwendet wird.[10] (Zum Vergleich, rein digital HD -Radio kann 20 kbit/s mit Kanälen 10 kHz breit und bis zu 60 kbit/s verwenden, die 20 kHz -Kanäle sind.)[11] Nützliche Bitrate hängt auch von anderen Parametern ab, wie z. B.:

Als DRM ursprünglich entworfen wurde, war klar, dass die robustesten Modi für das damals modernste Audio-Codierungsformat unzureichende Kapazitäten boten MPEG-4 He-aac (Hocheffizienz erweiterte Audiocodierung). Daher wurde der Standard mit einer Auswahl von drei verschiedenen Audiocodierungssystemen (Quellcodierung) abhängig vom Bitrate:

  • MPEG-4 He-aac (Hocheffizienz erweiterte Audiocodierung). AAC ist ein Wahrnehmungscodierer, der für Sprach und Musik geeignet ist, und die hohe Effizienz ist eine optionale Erweiterung für die Rekonstruktion hoher Frequenzen (SBR: Spektralbandbreite Replikation) und Stereobild (PS: Parametrische Stereoanlage). 24 kHz- oder 12 kHz -Probenahmefrequenzen können für Kern -AAC (NO SBR) verwendet werden, die bei Verwendung von SBR -Überabtastung jeweils auf 48 kHz und 24 kHz entsprechen.
  • MPEG-4 Celp Dies ist ein parametrischer Codierer, der nur für die Stimme geeignet ist (Vocoder), aber das ist robust für Fehler und benötigt eine kleine Bitrate.
  • MPEG-4 HVXC Dies ist auch ein parametrischer Codierer für Sprachprogramme, der ein noch kleineres Bitrate als Celp verwendet.

Jedoch mit der Entwicklung von MPEG-4 XHE-AAC, was eine Implementierung von MPEG ist Einheitliche Sprach- und AudiocodierungDer DRM-Standard wurde aktualisiert und die beiden Codierungsformate von Celp und HVXC wurden nur der Sprachdaten ersetzt. USAAC soll die Eigenschaften einer Rede und eine allgemeine Audiocodierung gemäß Bandbreitenbeschränkungen kombinieren und können alle Arten von Programmmaterial behandeln. Angesichts der Tatsache, dass es nur wenige Celp- und HVXC-Sendungen in der Luft gab, ist die Entscheidung, die Codierungsformate nur für Sprachausstattung zu löschen, ohne Probleme vergangen.

Viele Sender verwenden immer noch die He-aac Codierungsformat, da es immer noch eine akzeptable Audioqualität bietet, etwas vergleichbar mit FM -Sendung bei Bitrates oben etwa 15 kbit/s. Es wird jedoch erwartet, dass die meisten Sender übernehmen werden XHE-AAC.

Darüber hinaus kann die beliebte Traumsoftware ab V2.1 mit dem übertragen Opus Codierungsformat. Obwohl dies nicht im aktuellen DRM -Standard ist, wird die Aufnahme dieses Codec für das Experimentieren bereitgestellt. Abgesehen von den wahrgenommenen technischen Vorteilen gegenüber der MPEG-Familie wie geringer Latenz (Verzögerung zwischen Codierung und Dekodierung) ist der Codec lizenzfrei und verfügt über eine Open-Source-Implementierung. Es ist eine Alternative zur proprietären MPEG -Familie, deren Verwendung nach Ermessen der Patentinhaber zulässig ist. Leider hat es eine wesentlich niedrigere Audioqualität als XHE-AAC bei niedrigen Bitraten, die ein Schlüssel zur Erhaltung der Bandbreite sind. Tatsächlich klingt Opus mit 8 Kbit / s tatsächlich schlechter als analoges Shortwave -Radio. Ein Video, das den Vergleich zwischen Opus und XHE-AAC zeigt, ist verfügbar hier. Ausrüstungshersteller zahlen derzeit Lizenzgebühren für die Einbeziehung der MPEG -Codecs.

Bandbreite

DRM -Rundfunk kann mit einer Auswahl verschiedener Bandbreiten durchgeführt werden:

  • 4,5 kHz. Gibt dem Sender die Fähigkeit, a zu machen Simulcast und verwenden Sie den Bereich der unteren Seite eines 9-kHz-Rasterkanals für BINmit einem 4,5-kHz-DRM-Signal, das den Bereich traditionell vom oberen Seitenband einnimmt.[12] Die resultierende Bitrate und die Audioqualität sind jedoch nicht gut.
  • 5 kHz. Gibt dem Sender die Fähigkeit, einen Simulcast durchzuführen und den Bereich der unteren Seite eines 10-kHz-Rasterkanals für die Unterseite zu verwenden BINmit einem 5-kHz-DRM-Signal, das den Bereich traditionell vom oberen Seitenband einnimmt. Die resultierende Bitrate und die Audioqualität sind jedoch marginal (7,1–16,7 kbit/s für 5 kHz). Diese Technik könnte auf dem verwendet werden Kurzwelle Bands auf der ganzen Welt.
  • 9 kHz. Netzt sich die Hälfte der Standardbandbreite eines Langwellen- oder Mittelwellen -Rundfunkkanals in Region 1 ein.
  • 10 kHz. Netzt sich die Hälfte der Standardbandbreite eines Region 2 -Broadcast -Kanals ein und könnte verwendet werden, um mit einem analogen Audiokanal zu simulieren, der auf NRSC5 beschränkt ist. Netzt sich einen weltweiten Kurzwellen -Rundfunkkanal (14,8–34,8 kbit/s) ein.
  • 18 KHz. Netzt Frequenzplan. Dies bietet eine bessere Audioqualität.
  • 20 kHz. Netzt sich die volle Bandbreite des Region 2 oder Region 3 -AM -Kanals gemäß dem vorhandenen Frequenzplan ein. Dies bietet die höchste Audioqualität des DRM30 -Standards (liefert 30,6–72 kbit/s).
  • 100 kHz für DRM+. Diese Bandbreite kann in verwendet werden Band i, II, und III und DRM+ kann in dieser Bandbreite oder sogar einem digitalen Videokanal mit niedriger Definition vier verschiedene Programme übertragen.

Modulation

Die für DRM verwendete Modulation ist die orthogonale Frequenz -Abteilung Multiplexing (Cofdm), wo jeder Träger mit Quadraturamplitudenmodulation moduliert wird (ModulationQAM) mit einer wählbaren Fehlercodierung.

Die Auswahl der Übertragungsparameter hängt von der gewünschten Signalwahrheit und den Ausbreitungsbedingungen ab. Das Transmissionssignal wird durch Rauschen, Interferenz, Multipath -Wellenausbreitung und beeinflusst Doppler-Effekt.

Es ist möglich, zwischen mehreren Fehlercodierungsschemata und mehreren Modulationsmustern zu wählen: 64-QAM, 16-QAM und 4-QAM. Die OFDM -Modulation hat einige Parameter, die je nach Ausbreitungsbedingungen angepasst werden müssen. Dies ist der Trägerabstand, der die Robustheit gegen Doppler -Effekt (die Frequenzen von Offsets verursacht, Ausbreitung: Doppler -Ausbreitung) und OFDM -Schutzintervall, die die Robustheit gegen Multipath -Ausbreitung bestimmen (was zu Verzögerungsverzögerungen führt, Ausbreitungsverzögerung: Verspätungsverbreitung). Das DRM -Konsortium hat vier verschiedene Profile bestimmt, die den typischen Ausbreitungsbedingungen entsprechen:

  • A: Gaußscher Kanal mit sehr wenig Multipath -Ausbreitung und Doppler -Effekt. Dieses Profil eignet sich für lokale oder regionale Rundfunk.
  • B: Multipath -Propagationskanal. Dieser Modus eignet sich für die Übertragung mittlerer Reichweite. Es wird heutzutage häufig verwendet.
  • C: Ähnlich wie Modus B, aber mit besserer Robustheit gegenüber Doppler (mehr Trägerabstand). Dieser Modus eignet sich für eine Fernübertragung.
  • D: Ähnlich wie Modus B, aber mit einem Widerstand gegen große Verzögerungsverbreitung und Doppler ausbreitet. Dieser Fall existiert mit unerwünschten Ausbreitungsbedingungen bei sehr Fernübertragungen. Die nützliche Bitrate für dieses Profil wird verringert.

Der Kompromiss zwischen diesen Profilen liegt zwischen Robustheit, Widerstand in Bezug auf Ausbreitungsbedingungen und nützliche Bitraten für den Dienst. Diese Tabelle enthält einige Werte abhängig von diesen Profilen. Je größer der Trägerabstand ist, desto mehr ist das System gegen Doppler -Effekt (Doppler -Spread). Je größer das Schutzintervall ist, desto größer ist der Widerstand gegen lange Multipath -Ausbreitungsfehler (Verzögerungsverbreitung).

Das resultierende niedrigeBitrate Digitale Informationen sind moduliert Verwendung Cofdm. Es kann hereinlaufen Simulcast Modus durch Wechsel zwischen DRM und AM und er ist auch für die Verknüpfung mit anderen Alternativen vorbereitet (z. B.,,, TUPFEN oder FM -Dienste).

DRM wurde erfolgreich getestet Kurzwelle, Mediumwave (mit 9 sowie 10 KHz Kanalabstand) und lange Welle.

Modus OFDM -Trägerabstand (Hz) Anzahl der Träger Symbollänge (MS) Wachintervalllänge (MS) NB -Symbole pro Rahmen
9 kHz 10 kHz 18 KHz 20 kHz
EIN 41.66 204 228 412 460 26.66 2.66 15
B 46,88 182 206 366 410 26.66 5.33 15
C 68.18 - 138 - 280 20.00 5.33 20
D 107.14 - 88 - 178 16.66 7.33 24

Es gibt auch eine niedrigere Bandbreiten-Zwei-Wege-Kommunikationsversion von DRM als Ersatz für SSB-Kommunikation auf HF[13] - Beachten Sie, dass es ist nicht kompatibel mit der offiziellen DRM -Spezifikation. Es kann in gewisser Zeit möglich sein, dass die von der Amateur -Radio -Community verwendete DRM -Version von 4,5 kHz mit der vorhandenen DRM -Spezifikation verschmolzen wird.

Die Dream -Software erhält die kommerziellen Versionen und auch den begrenzten Übertragungsmodus mit dem FAAC AAC -Encoder.

Fehlercodierung

Die Fehlercodierung kann mehr oder weniger robust ausgewählt werden.

Diese Tabelle zeigt ein Beispiel für nützliche Bitraten, abhängig von Schutzklassen:

  • OFDM -Ausbreitungsprofile (a oder b)
  • Trägermodulation (16qam oder 64qam)
  • und Kanalbandbreite (9 oder 10 kHz)
Bitrates, kbit/s
Schutzklasse A (9 kHz) B (9 kHz) B (10 kHz) C (10 kHz) D (10 kHz)
64-QAM 16-QAM 16-QAM 64-QAM 16-QAM 64-QAM 16-QAM 64-QAM
0 19.6 7.6 8.7 17.4 6.8 13.7 4.5 9.1
1 23.5 10.2 11.6 20.9 9.1 16.4 6.0 10.9
2 27.8 - - 24.7 - 19.4 - 12.9
3 30.8 - - 27.4 - 21.5 - 14.3

Je niedriger die Schutzklasse ist, desto höher ist die Fehlerkorrektur.

DRM+

Während der anfängliche DRM -Standard die Rundfunkbänder unter 30 MHz abdeckte, stimmte das DRM -Konsortium im März 2005 für die Ausweitung des Systems auf die VHF Bands bis zu 108 MHz.[14]

Am 31. August 2009 wurde DRM+ (Modus E) ein offizieller Rundfunkstandard mit der Veröffentlichung der technischen Spezifikation durch die Europäische Telekommunikationsstandards Institut; Dies ist effektiv eine neue Freisetzung der gesamten DRM -Spezifikation mit dem zusätzlichen Modus, der einen Betrieb über 30 MHz bis 174 MHz ermöglicht.[15]

Es werden breitere Bandbreitenkanäle verwendet, wodurch Radiosender höhere Bitraten verwenden und so eine höhere Audioqualität bieten. Ein 100-kHz-DRM+ -Kanal hat eine ausreichende Kapazität, um einen 0,7 Megabit/s breiten mobilen TV-Kanal mit niedriger Definition zu tragen: Es wäre möglich zu verteilen Mobiler Fernseher über DRM+ und nicht über DMB oder DVB-H. DRM+ (DRM -Modus E), wie ausgelegt und standardisiert[16][17] Abhängig von der Robustheitsniveau, unter Verwendung von 4-QAM- oder 16-QAM-Modulationen und 100 kHz-Bandbreite.

DRM+ Bitrate [kbit/s]
Modus MSC -Modulation Robustheit Bandbreite 100 kHz
E 4-QAM Max 37,2
Mindest 74,5
16-QAM Max 99.4
Mindest 186.3

DRM+ wurde in allen erfolgreich getestet VHF Bänder, und dies verleiht dem DRM -System die breiteste Frequenznutzung; es kann in verwendet werden in Band i, II und III. DRM+ kann mit Tupfer in koexistieren Band III[18] aber auch die Gegenwart FM-Band kann genutzt werden. Die ITU hat drei Empfehlungen zu DRM+veröffentlicht, die in den Dokumenten als digitales System G bekannt sind. Dies zeigt die Einführung des vollständigen DRM -Systems (DRM 30 und DRM+) an. ITU-R rec. Bs.1114 ist die ITU -Empfehlung für die Soundübertragung im Frequenzbereich 30 MHz bis 3 GHz. DAB, HD-Radio und ISDB-T wurden in diesem Dokument bereits als digitale Systeme A, C und F empfohlen.

2011 das Pan-European Organization Community Media Forum Europa[19] hat der Europäischen Kommission empfohlen, dass DRM+ eher für kleine Rundfunk (lokales Radio, Community Radio) als DAB/DAB+ verwendet werden sollte.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ "DRM -Systemspezifikation" (PDF). ETSI.org. Abgerufen 19. April 2018.
  2. ^ "Digital Radio Mondiale - Broadcast -Zeitplan". www.drm.org. Abgerufen 19. April 2018.
  3. ^ "DR111 DRM Radio". Chengdu Newstar Electronics |成都 纽斯达 电子公司. 2014. Abgerufen 2014-04-15.
  4. ^ "Digitale Übertragung". All India Radio. Abgerufen 2019-04-18.
  5. ^ "Digital Radio Mondiale - DRM India Page". www.drm.org. Abgerufen 19. April 2018.
  6. ^ BBC. "Digital Medium Wave Trials Report". bbc.co.uk. Abgerufen 19. April 2018.
  7. ^ "BBC Research White Paper WHP199" (PDF). bbc.co.uk. Abgerufen 19. April 2018.
  8. ^ Die Zukunft des Radios (Ofcom, 2007) Archiviert 16. Juni 2010 bei der Wayback -Maschine
  9. ^ ACMA: Embargo über neue Frequenzzuweisungen zur Unterstützung inländischer Rundfunkdienste mithilfe der DRM -Tecxhnologie Archiviert 2014-02-13 bei der Wayback -Maschine
  10. ^ "DRM Einführung und Implementierungshandbuch" (PDF; 6,7 MB). DRM. p. 22.
  11. ^ "Die Struktur und Erzeugung von robusten Wellenformen für AM-In-Band-On-Channel Digital Broadcasting" (PDF). Archiviert vom Original am 2012-02-06.{{}}: CS1 Wartung: Bot: Original -URL -Status unbekannt (Link)
  12. ^ "Siehe Abschnitt 5:" DRM/AM Single Channel Simulcast "" (PDF).
  13. ^ "Windrm] - Software für Audio- und schnelle Daten über HF SSB". N1SU.com. Abgerufen 19. April 2018.
  14. ^ DRM+ Präsentation, DRM.org, abgerufen 2009-02-02
  15. ^ ETSI ES 201 980 V3.1.1
  16. ^ "DRM Einführung und Implementierungshandbuch" (PDF). DRM -Konsortium. 13. September 2013. p. 22.
  17. ^ Schroeder, Jens (April 2016). "Verwendung von DRM+ im FM-Band 87,5-108MHz" (PDF). Deutsches DRM-Forum. p. 6.
  18. ^ "Symposium DRM+ im VHF-Band III in Kaiserslaunern". www.drm-radio-kl.eu. Abgerufen 19. April 2018.
  19. ^ "Community Media Forum Europa - Informationen und Lobbyarbeit für den Community Media -Sektor". cmfe.eu. Abgerufen 19. April 2018.

Externe Links