Digital Radio Mondiale. Dlaczego radiofonia cyfrowa poniżej 30 MHz ? Radiofonia UKF – dobra jakość, ale mały zasięg; Radiofonia AM – gorsza jakość, ale.

Prezentacja na temat: "Digital Radio Mondiale. Dlaczego radiofonia cyfrowa poniżej 30 MHz ? Radiofonia UKF – dobra jakość, ale mały zasięg; Radiofonia AM – gorsza jakość, ale."— Zapis prezentacji:

1 Digital Radio Mondiale

2 Dlaczego radiofonia cyfrowa poniżej 30 MHz ? Radiofonia UKF – dobra jakość, ale mały zasięg; Radiofonia AM – gorsza jakość, ale możliwość b. dużych zasięgów Radiofonia cyfrowa (< 30MHz) – dobry zasięg (?), dobra jakość (?), + informacje dodatkowe DRM = radiofonia cyfrowa na falach Dł, Śr, Kr …są informacje, że granica tej radiofonii ma być przesunięta aż do 120 MHz…

3 Digital Radio Mondiale IEC 62272-1 Digital Radio Mondiale (DRM) – Part 1: System specification ES 201 980 Digital Radio Mondiale (DRM) – System specification dobra jakość dźwięku, dobry odbiór na tych samych częstotliwościach co AM, wybór stacji wg nazwy lub typu programu, wyświetlanie informacji dodatkowej, niewielka modyfikacja nadajników, możliwość odbioru międzykontynentalnego.

4 problem interferencji międzysymbolowych – konieczność długich symboli konieczność modulacji z grupy OFDM Modulacja COFDM – Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing ortogonalne zwielokrotnienie w dziedzinie częstotliwości z kodowaniem korekcyjnym

5 widmo sygnału OFDM warunek ortogonalności nośnych odstęp między nośnymi = szybkość modulacji tylko wtedy sąsiadujące widma zmodulowanych nośnych można rozdzielić w odbiorniku

6 W systemie DRM przewidziano 4 tryby pracy: A, B, C, D dostosowane do różnych warunków propagacji fal. Warunki łagodne – nie trzeba dużych zabezpieczeń – można uzyskać większe przepływności danych. Warunki trudne – należy poświęcić przepływność na rzecz zabezpieczeń.

7 standardowe szerokości pasma: 4,5 - 5 - 9 - 10 - 18 - 20 kHz pasma podwojone dostosowane do obecnych pasm AM pasma połówkowe liczba nośnych – zależna od trybu i pasma Dł, ŚrKrŚr, Kr

8 czas użyteczny przedział ochronny Tryb A – najmniej zabezpieczony; tryb D - najbardziej

9 znam. szerokość pasma 4,5 kHz 5 kHz 9 kHz 10 kHz 18 kHz 20 kHz l. nośn. A ( 41,67 Hz) 101 113 205 229 413 461 B (46,87 Hz) 91 103 183 207 247 411 C (68,18 Hz) -- -- -- 139 -- 281 D (107,14 Hz) -- -- -- 89 -- 179 liczba nośnych – zależna od trybu i pasma Rzeczywiste szerokości pasma są nieco inne; wynika to z odstępu między nośnymi i ich liczby A 9500 Hz B 9656 Hz C 9408 Hz D 9428 Hz

10 3 kanały logiczne MSC - Main Service Channel - 1 - 4 strumieni audio lub dane; w każdej ramce FAC - Fast Access Channel - parametry: pasmo, głębokość przeplotu, zawartość kanału MSC; w każdej superramce (co 3 ramki) SDC - Service Description Channel opisuje konfigurację MSC, zawiera dane potrzebne do dekodowania, alternatywne źródła tego samego programu

11 Nośne są modulowane cyfrowo modulacjami 4-QAM, 16-QAM i 64-QAM w kanale MSC (Main Service Channel) – 16QAM i 64 QAM (największa przepływność, ale najmniejsza odporność) w kanale FAC (Fast Access Channel) – 4-QAM ( mała przepływność, ale największa odporność) w kanale SDC (Service Description Channel) – 4-QAM i 16-QAM przypomnienie…

12 koder DRM

13 Minimalna dostępna przepływność bitowa w kanale MSC = 4,8 kbit/s dla 16-QAM, trybu odporności B, sprawności kodowania 0,5 i pasma 4,5 kHz, maksymalna przepływność = 72,0 kbit/s dla 64-QAM, trybu odporności A, sprawności kodowania 0,78 i pasma 20 kHz. Na potrzeby emisji długo- i średniofalowych w Polsce zakłada się, że będzie stosowany wyłącznie tryb odporności A i pasmo 9 kHz. skutek kodowania splotowego

14 Kodowanie źródłowe w DRM W systemie DRM przewidziano następujące kodowania źródłowe: - podzbiór MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding) włącznie z narzędziami podwyższającymi odporność na zakłócenia dla transmisji mono- i stereofonicznych; - podzbiór MPEG-4 CELP (Code Excited Linear Prediction) dla odpornej na zakłócenia transmisji monofonicznej mowy; - podzbiór MPEG-4 HVXC (Harmonic Vector eXcitation Coding) dla odpornej na zakłócenia transmisji monofonicznej mowy przy niewielkiej dostępnej przepływności bitowej;

15 AAC = Advanced Audio Coding - standardowa kompresja stratna w technice fonii cyfrowej. Pomyślana jako następca kodowania MP3. Więcej możliwych częstotliwości próbkowania – od 8 kHz do 96 kHz. Dowolne wartości przepływności i długości ramek. Mniej mocy obliczeniowej przy dekodowaniu. Uzyskuje się lepszą jakość dźwięku niż przy MP3 przy tej samej przepływności bitowej. Kodowanie używane np. w IPod-ach.

16 Code Excited Linear Prediction (CELP) - algorytm kodowania mowy. Posiada wiele odmian i dlatego obecnie CELP jest nazwą klasy algorytmów. Odtwarzanie zakodowanej mowy – na zasadzie jej syntezy. Oryginalny algorytm (w 1983r.) wymagał 150 s pracy superkomputera Cray I do zakodowania 1 s mowy! Harmonic Vector Excitation Coding (HVXC) - algorytm kodowania mowy ze standardu MPEG-4 - bardzo małe przepływności - 2 i 4 kbit/s.

17 Razem z AAC i CELP można stosować SBR (Spectral Band Replication) pozwalający na uzyskanie pełnego pasma dźwięku przy niewielkich prędkościach bitowych. Podstawową metodą kodowania dźwięku stosowaną obecnie w radiofonii jest AAC połączona z SBR. Zapewnia to uzyskanie jakości zbliżonej do UKF FM, przy przepływności rzędu 17-27 kbit/s.

18 SBR – Signal Band Replication po stronie nadawczej po stronie odbiorczej Dźwięki mowy i muzyki zawierają harmoniczne - można je przewidzieć; konieczne jest tylko niewiele informacji o poziomie tych harmonicznych.

19 Koncepcja uniwersalnego odbiornika radiowego SDR – Software Defined Radio

20 Porównanie jakości i przepływności w różnych systemach transmisji i zapisu dźwięku

21 Możliwość odbioru DRM poprzez dekodowanie w komputerze

22 „odbiorniczek” DRM – przystawka do komputera z toru p.cz odbiornika wyjście do karty dźwiękowej

23

24 Wstępne prace studialne w Polsce pokazują możliwość pokrycia całego kraju jednym programem DRM

25 11 stacji nadawczych mniejszej mocy

26 Własne eksperymenty…

27

28

29

30

31

32