Cyfryzacja radiofonii dla zakresu UKF (system DAB)
 Cyfryzacja radiofonii dla zakresu fal długich, średnich i krótkich (system DRM)
 Postać emitowanego sygnału DRM
 Nadajnik i odbiornik DRM


    Można uznać za niemal pewne, że w dającej się przewidzieć przyszłości radio jako niezależne medium przetrwa tylko wtedy, gdy przejdzie na technologię cyfrową. Przyszłość cyfrowa otwiera przed radiem nowe możliwości, z tym jednym zastrzeżeniem, że jego podstawowe cechy - przyjazna atmosfera i dostępność w niemal każdych warunkach - muszą być utrzymane.

    Intensywne prace nad cyfryzacją radiofonii prowadzone są w Europie od kilkunastu lat, głównie dla zakresu UKF (system DAB - Digital Audio Broadcasting). Inne technologie, które umożliwiają dostęp do radia cyfrowego, to Internet, telewizja cyfrowa DVB, DRM (Digital Radio Mondiale), ADR (Astra Digital Radio), WorldSpace itp.


Cyfryzacja radiofonii dla zakresu UKF (system DAB)

    W ostatnich czasach prowadzi się prace zmierzające do zintegrowania systemu DAB z innymi technologiami, takimi jak Internet, telefonia ruchoma (GSM, UMTS) i GPS. System DAB musi stać się interoperacyjny z innymi technologiami, nie może pozostać wyspą technologiczną.

    Zaawansowanie radia cyfrowego w krajach europejskich jest bardzo zróżnicowane, co wynika z niejednakowego stopnia rozwoju gospodarczego i technicznego, specyfiki kulturowej oraz różnic w poziomie zamożności społeczeństw. Przyszłość radiofonii cyfrowej w Europie zależy w dużej mierze od sukcesu rynkowego DAB w krajach reprezentujących największy potencjał rynkowy, tj. w Niemczech, Wielkiej Brytanii i Francji.

    Obecnie odbiornik DAB jest przede wszystkim nowoczesnym radiem. Jego siła to czystość dźwięku, mobilność, małe wymiary i lekkość oraz - co powinno niedługo nastąpić - umiarkowana cena.

    Cyfrowe systemy radiowe, aby osiągnąć sukces, muszą mieć wyraźne zalety zarówno dla nadawców, jak i słuchaczy i muszą być lepsze od systemów analogowych. Przede wszystkim radio cyfrowe musi zapewniać znakomity odbiór w warunkach ruchomych i przenośnych, a także stworzyć dodatkowe możliwości dla dodatkowych serwisów fonicznych i multimedialnych. Obecnie można uznać, że system Eureka-147 DAB spełnia te wszystkie warunki.

 Powrót


Cyfryzacja radiofonii dla zakresu fal długich, średnich i krótkich (system DRM)

    Radiofonia FM i telewizja będą przechodziły z dziedziny analogowej do cyfrowej, wprowadzając techniki DAB i DVB. Przed najstarszą techniką nadawczą AM też otwierają się cyfrowe perspektywy. Zajmuje się tym międzynarodowe konsorcjum DRM (Digital Radio Mondiale).

    Jakość obecnych transmisji radiowych AM na falach długich, średnich i krótkich pozostaje daleko w tyle za jakością powszechnie teraz używanych fonicznych systemów cyfrowych (DAT, CD, MD). Transmisja cyfrowa pozwala uniknąć typowych dla AM efektów zaniku odbioru (fading). Właśnie analiza tych zjawisk stała się podstawą do zdefiniowania parametrów systemu cyfrowego multipleksu OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex).

    Ważnym czynnikiem, poza jakością dźwięku, jest zwiększanie pojemności systemów, czyli możliwość przekazywania coraz większej ilości informacji, zarówno związanych, jak i nie związanych z treścią programu. Duży zasięg fal długich, średnich i krótkich oraz możliwość znacznego rozszerzenia oferty programowej dają szansę ponownego zaakceptowania radiofonii AM przez słuchaczy. Rys. 1 przedstawia miejsce DRM na tle innych systemów przekazywania dźwięku.



Rys. 1 DRM i inne metody transmisji dźwięku i danych.

    Rozchodzenie się fal radiowych w zakresach LW, MW i SW ma charakter wielodrożny, ponieważ na mechanizmy propagacji elektromagnetycznej wpływają odbicia fal od powierzchni ziemi i od jonosfery. W konsekwencji na większych odległościach mogą powstawać zakłócenia interferencyjne. Zakłócenia te mogą się zmieniać w czasie, gdy różne warstwy jonosfery ulegają wzajemnym przesunięciom. Efekt ten może też powodować doplerowskie przesunięcia częstotliwości. Poziom zakłóceń zmienia się w okresie doby, nasilając się w porze nocnej, gdy wpływ składowej jonosferycznej narasta.

 Powrót


Postać emitowanego sygnału DRM

    W systemie DRM zastosowano modulację typu OFDM ze względu na jej zalety w krytycznych warunkach propagacji z zanikami. Nadawany sygnał składa się z ciągu tzw. symboli, z których każdy zawiera na początku fragment zwany "odstępem ochronnym" (rys. 2). Jego zadanie to zapewnienie odporności na sygnały dochodzące z opóźnieniem. Odstęp ochronny powinien być większy niż spodziewane opóźnienie, ale nie powinien zajmować więcej niż 20% całkowitej długości symbolu. Symbol AFS zawiera informacje o właściwościach multipleksu oraz o częstotliwościach alternatywnych.



Rys. 2 Postać emitowanego sygnału DRM.

    Charakterystyczną cechą multipleksu DRM jest ramkowa struktura strumienia danych oparta na wielokrotności 400-milisekundowych bloków ramek. Odpowiada to standardowi ramki fonicznej MPEG.

 Powrót


Nadajnik i odbiornik DRM

    Na rysunku 3 przedstawiono układ wytwarzania sygnału DRM od wejścia danych fonicznych i innych informacji towarzyszących aż do sygnału emitowanego przez antenę nadawczą.



Rys. 3 Blokowy układ wytwarzania sygnału DRM.

    Z technicznego punktu widzenia odbiornik DRM musi przeprowadzić operacje odwrotne względem przetwarzania po stronie nadawczej. Będzie to: przetwarzanie sygnału analogowego w cyfrowy, demodulacja kwadraturowa, szybka transformata Fouriera FFT, odwrócenie przeplatania i dekodowanie Viterbi. Ponieważ przejście na radiofonię cyfrową nie jest zjawiskiem natychmiastowym, powstała koncepcja odbiornika DRM, który udostępni słuchaczom odbiór we wszystkich obecnych i przyszłych technikach, włącznie z cyfrowym systemem DAB (rys. 4).



Rys. 4 Koncepcja odbiornika DRM.

    W latach dziewięćdziesiątych w Niemczech oraz we Francji trwały intensywne prace nad cyfryzacją radiofonii średniofalowej. Realizacja ten koncepcji polegała na włączeniu cyfrowego modulatora między oscylatorem a wzmacniaczem i filtrem wyjściowym (rys. 5). Implikowało to odpowiednią budowę cyfrowego odbiornika. Podstawowa różnica w podejściu do koncepcji cyfryzacji fal średnich zaproponowanych w Europie polegała na wyborze modulacji z jedną nośna (Niemcy) oraz układem ortogonalnych podnośnych COFDM (Francja).


Rys. 5 Schemat blokowy nadajnika i odbiornika cyfrowej radiofonii średniofalowej.

    Cyfrowa technika z pewnością będzie zastępowała techniki analogowe, ale przejściowy okres korzystania z obu technik będzie dość długi. System DRM przewiduje możliwość równoczesnej emisji analogowej i cyfrowej na tej samej częstotliwości nośnej, chociaż odbywa się to kosztem pewnych parametrów obu typów modulacji (np. zasięg). Znaczna poprawa jakości i lepsze wykorzystanie zakresów SW, MW i LW wróżą systemowi DRM duże szanse.

 Powrót


Źródło: