В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Новый важный шаг на пути перехода к цифровому радиовещанию в России
Часть 1

Напомним, что 2015-й конференцией "Женева-06”, проведенной под эгидой ITU, был определен как год окончания происходящего во всем мире перехода на цифровое эфирное телерадиовещание. Эти обязательства приняла на себя и Российская Федерация

Юрий Ковалгин
Зав. кафедрой СПбГУТ
им. профессора М.А. Бонч-Бруевича

Валерий Николаев
ФГУП “Научно-производственный центр радиосвязи,
радиовещания и телевидения “Даймонд", к.т.н.

Введение

На начальном этапе планирования работ для решения поставленной задачи Правительством РФ были приняты следующие распоряжения:

- о целесообразности внедрения в Российской Федерации европейской системы цифрового телевизионного вещания DVB и о разработке программы развития в Российской Федерации системы цифрового телевизионного вещания DVB (распоряжение Правительства РФ от 25 мая 2004 года № 706-р);

- об одобрении Концепции развития телерадиовещания в Российской Федерации на 2008-2015 годы (распоряжение Правительства РФ от 29 ноября 2007 года № 1700-р).

Несмотря на эти вполне однозначные решения, споры вокруг выбора платформы цифровых технологий радиовещания в России не утихают до сих пор.

Еще раз об аргументации в пользу DRM

Известно, что наиболее существенным недостатком аналогового радиовещания в диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ) и коротких (KB) волн является (кроме большого уровня помех и низкого качества из-за малой полосы частот звукового сигнала, низкой энергетической эффективности) также и невозможность перехода к высококачественному стереофоническому радиовещанию. Высокое качество принимаемых программ -это крайне важный фактор для их востребованности населением, оно должно быть, если речь идет о новых технологиях, по потребительским качествам не только не хуже, но и лучше (например, с точки зрения сервиса) радиовещания с частотной модуляцией (ЧМ).

Эти наиболее существенные недостатки аналогового радиовещания полностью устраняются с переходом к цифровому радиовещанию (ЦРВ). Как известно, в мире активно продвигаются две платформы ЦРВ: европейская (системы DAB, DAB+, DRM, DRM+) и американская (IBOC HD Radio AM, IBOC HD Radio FM). Сразу отметим, что система DAB (DAB+), имеющая полосу частот радиоканала 1,54 МГц, не пригодна для использования в диапазонах НЧ (ДВ, СВ, KB) и ОВЧ (MB). Для нее выделен отдельный диапазон частот 174...230 МГц, и по этой причине она не является предметом нашего рассмотрения. Конкурирующими в данном случае являются системы DRM и IBOC HD Radio, предназначенные для работы именно в этих интересующих нас диапазонах частот: ДВ, СВ, KB (DRM и HD Radio AM) и 30...174 МГц (DRM+ и HD Radio FM).

Сводка основных технических характеристик для каждой из этих систем ЦРВ представлена в табл. 1 и 2*. В дополнение к этому на рис. 1 приведены пределы изменения скорости передачи цифровых данных при использовании применяемых в системе DRM алгоритмов компрессии. Здесь же указаны и соответствующие режимы работы последней и полосы частот звуковых сигналов. Что же касается систем IBOC HD Radio, то имеющиеся о них данные в русскоязычной литературе достаточно скудны, но наиболее полные сведения представлены в стандарте NRSC-5-B Broadcasting Standard (April 2008), доступном в сети Интернет.

Сопоставление характеристик обеих систем (табл. 1 и 2) показывает, что обе платформы ЦРВ имеют целый ряд общих особенностей. В каждой из них используются:

1. Компрессия цифровых аудиоданных на основе кодека MPEG-4 ААС или AAC plus. Однако в системе DRM применяются более гибкие по отношению к звуковым сигналам, разным по структуре сложности и жанрам, алгоритмы компрессии (табл. 1). Напомним, что применение алгоритма компрессии HVXC обеспечивает изменение скорости передачи цифровых аудиоданных в диапазоне 2...6,56 кбит/с, алгоритма CELP - 3,86...14 кбит/с, алгоритма ААС при верхней частоте звукового сигнала, равной 4...6 кГц, - соответственно 8...20 кбит/с.

Предусмотренное в системе DRM совместное использование алгоритмов AAC+SBR (при полосе частот звукового сигнала до 15 375 Гц) дает значение скорости цифрового потока 22,48...28,46 кбит/с, что значительно более эффективно по сравнению с кодеком, применяемым в системе IBOC HD Radio. В системах IBOC HD Radio кодер обеспечивает скорость цифрового потока 16...96 кбит/с при использовании аудиопроцессоров Omnia (6EX-HD) + Optimod (8400HD). При этом при скорости 96 кбит/с компрессия еще незаметна на слух, а при скорости 24 кбит/с уже около 25-30% экспертов замечают разницу при сравнении компрессированного и некомпрессированного сигналов.

2. Модуляция OFDM/QAM (COFDM/QAM).

3. Скремблирование, помехоустойчивое кодирование, пе-ремежение данных.

4. Возможность передачи звуковых сигналов форматов 1/0, 2/0 для DRM и HD Radio AM, а также 1/0,2/0, 3/2, 5.1 для систем DRM+ и HD Radio FM.

5. Передача цифровых данных и данных, сопутствующих программам радиовещания.

6. Передача дополнительных сервисных данных.

7. Возможность совместной работы с существующими аналоговыми системами радиовещания.

Можно сказать, что обе системы используют современные технологические платформы, отличающиеся лишь в деталях и в структуре организации цифровых потоков, но именно эти различия оказываются наиболее существенными при выборе той или иной системы ЦРВ для России.

Принципиальное же отличие здесь прежде всего состоит в полосе частот радиоканала и, как следствие, в маске излучения:

- Полоса частот звукового сигнала в системе IBOC HD Radio AM может составлять 50...5000 Гц (AM, моно, аналог), 20...8000 Гц (AM, моно, аналог), 20...15 000 Гц (AM HD, стерео), 20...10 000 (AM HD, моно) при работе в совмещенном режиме (Hybrid) и соответственно 30...15 000 Гц (FM, моно, аналог), 20...20 000 Гц (FM HD, стерео), 20...15 000 Гц (FM HD, моно) при работе полностью в цифровом формате (All Digital). В системе DRM полоса частот канала звука имеет большее число фиксированных значений, что обеспечивает большую гибкость и лучшие потребительские качества.

- В диапазонах ДВ, СВ и KB полоса частот радиоканала для системы DRM может составлять 4,5; 5,0; 9,0; 10; 18; 20 кГц, в то время как для системы HD Radio AM она равна 30 кГц при работе в совмещенном режиме (Hybrid) и 20 кГц при работе полностью в цифровом формате (All Digital). Маски излучения для обеих систем (DRM и IBOC HD Radio) представлены на рис. 2. Эти данные заимствованы соответственно из отчета EBU-3330, Geneva June 2008 и NRSC-5-B Broadcasting Standard, April 2008.

- В диапазоне ОВЧ (MB) полоса частот радиоканала для системы DRM+ принята равной 96 кГц, а для системы IBOC HD Radio FM составляет 400 кГц при работе в совмещенном режиме (Hybrid) и 200 кГц при работе в полностью цифровом формате (All Digital).

• • • • •
Продолжение следует

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #2, 2010
Посещений: 13194

Статьи по теме

Автор