Как стартира DRM в България
инж. Венцислав Богомилов Георгиев
В доклада, се описва успешният опит за реконструкция на съществуващ късовълнов предавател тип ПКМ 25 за цифрово излъчване на радио програми. В качеството на цифров DRM модулатор е използван модулаторът DRM DMOD 2 на фирмата „Transradio-Berlin ”. Този модулатор изпълнява всички функции за реализиране на цифрово DRM радиоразпръскване в честотните ленти, предназначени за АМ радиоразпръскване
ВНЕДРЯВАНЕ НА ЦИФРОВО РАДИОРАЗПРЪСКВАНЕ В ОБХВАТА НА КЪСИТЕ ВЪЛНИ
дтн инж. Григор Цветанов Григоров,
инж. Венцислав Богомилов Георгиев
ВЪВЕДЕНИЕ
През 1998 г. в Париж водещи радиоразпръсквателни компании, оператори, производители и изследователи организираха международния Консорциум Digital Radio Mondiale (DRM), изпълняващ функциите на координатор на разработката и внедряването на единна система за цифрово радиоразпръскване. За да може да се използват съществуващите радиоканали от аналоговото радиоразпръскване, консорциумът постави пред разработчиците следните условия, на които трябва да отговаря система:
съвместимост със сигналите за аналогово радиоразпръскване, передавани в различните честотни ленти за дълги, средни и къси вълни;
отсъствие на смущения в аналоговите сигнали при едновременно предаване и на двата вида сигнали от один предавател;
возможност за исползване на някои елементи от съществуващи передаватели и антенно-фидерни устройства с малки преработки.
Международният союз по далекосъобщения (ITU) одобри системата DRM като европейски стандарт за цифрово радиоразпръскване. От своя страна Европейският институт по стандартизация в областта на телекомуникациите (ETSI) също одобри DRM в качеството на система, която трябва да смени аналоговото радио в частотните диапазони на ДВ/СВ/КВ (ETSI TS 101980 V1.1.1).
ПРЕДИМСТВА НА СИСТЕМАТА DRM
Основните предимства на системата DRM са: подобрение на приемането и качеството на звучене, возможност за исползоване във всички честотни диапазони, съвместно передаване на данни и звук, избор на режими за оптимизациия на пропускателната способност/качество и надежност/устойчивост на приемането, ефективно използване на ограничения природен ресурс- радио честотния спектър.
Системата е отворена за последващо усъвършенстване. Радио честотните канали под 30 МХц имат ширина на честотната лента 9 или 10 кХц. Системата DRM може да се исползва в границите на номиналната ширина на лентата совместно с аналоговия АМ-сигнал. В този случай каналите са с ширина, кратна на 4,5 кХц (половината на 9 кХц) или 5 кХц (половината на 10 кХц). В отличие от DAB, където се използва кодиране MPEG-2 за нискочестотния сигнал, в DRM се използва MPEG-4. При кодиране MPEG-4 се използва адаптивен механизъм за компресия на сигнала ААС (Advanced Audio Coding) в моно- и стерео варианти, а също така CELP (Code-Exited Linear Prediction) за висококачествено кодиране на реч.
Освен звук в цифровия поток могат да се предават и данни: мултиплексираният поток формира основния мултисервизен канал Main Service Channel (MSC), по който се предават до 4 потока (всеки перенася звук, или данни). Информацията MSC се разделя на логически кадри (групи) по 400 мс всяка. Основните и сервизни канали се мултиплексират и образуват транспортни супергрупи с дължина 1200 мс. Допълнително към MSC се формират два канала:
Fast Access Chanel (FAC), по който се пренасят данните за параметрите на радио честотния сигнал и информация за разделяне на отделните услуги. Към параметрите на сигналите, които се предават в FAC-кадъра, се отнасят идентификатор на потока, ширина на заеманата честотна лента, типа на модулация и кодиране, индексът на мултиплексирания сигнал, количеството на предаваните услуги. Към характеристиките на услугите се отнасят указанията за вида на услугата, флагът за условен достъп, указател за избора на език и други.
Service Description Channel (SDC) съдържа информация за условен достъп, авторски права, спомогателна информация за някои приложения, програма за предаване, указания за алтернативни честоти, на които работи същият този канал. Информацията SDC се разполага в началото на суперкадъра и започва с указване на алтернативните честоти, което позволява автоматически да се избира радио каналът с най-добро приемане.
Декодирането на полезния нискочестотен звуков сигнал се извършва при много по-ниско отношение сигнал/шум (от 8 до 16 dB) отколкото при АМ радиоразпръскване (от 26 до 40 dB). Стойностите са в зависимост от вида на смущаващия сигнал. Това позволява при една и съща изходна мощност на предавател за DRM да се покрие много по-голяма зона, отколкото при аналоговото АМ радиоразпръскване. При необходимост от покритие на една и съща зона с използване на цифровите методи поради по-ниското отношение сигнал/шум може да се намали излъчваната мощност на предавателя, което води до икономия на електроенергия и до намаляване на взаимното влияние между приеманите сигнали на границата на обслужваната територия. Това дава възможност да се извършат нови честотни разпределения и да се използва по-ефективно определения за радиоразпръскване честотен спектър.
Значително се подобрява качеството на звучене поради отсъствие на промишлени смущения, прослушване на сигнали от съседни честотни канали, от фадинг и характерните за УКВ-ЧМ интерференционни изкривявания вследствие на многолъчев прием в големите градове. Цифровото радиоразпръскване е особено подходящо за приемане в подвижни обекти . Приемането е много по-устойчиво и без смущения в сравнение с всички досега съществуващи начини за АМ и ЧМ радиоразпръскване, вследствие използването на специално разработените за целта методи на кодиране и модулация. Използваните методи за обработка на аналоговия нискочестотен сигнал са с изключително висока спектрална ефективност (3 до 4 bit/Hz/s). Това свойство съчетано с технологията за едночестотна синхронна мрежа води до минимизиране изискванията за алтернативни честоти и икономия на честотен спектър.
Възможността за съвместно излъчване на цифров и аналогов сигнал е друго важно предимство в периода на прехода от аналогово към цифрово излъчване на радио сигнали, когато в обслужваните населени места броят на старите аналогови радио приемници все още е значителен, което не позволява прекратяване на излъчванията на аналогов сигнал. Особено ценно предимство на цифровото излъчване за разлика от DAB е възможността за използване на съществуващите стари предавателни съоръжения (радио предаватели и антенно-фидерни системи) и присвоените (наличните) честоти на работещите предаватели.
ПЕРСПЕКТИВИ ЗА ВНЕДРЯВАНЕ НА DRM
С решение на Народното събрание от 28 септември 2005 г.е приета „Стратегия за развитие на радио и телевизионната дейност чрез наземно радиоразпръскване” в нашата страна. В раздела за развитие на цифровите технологии е посочено, че в периода 2007-2008 г. се предвижда „Планиране на пилотен проект относно честотни назначения за цифрово наземно радиоразпръскване в обхвата под 30 MHz (DRM)”.
В актуализираната секторна политика на Министерство на транспорта за развитие на сектор Телекомуникации през 2005 г. се приема, че „за Република България е подходящ плавният преход от аналогово към цифрово радиоразпръскване, като цифровите и аналоговите мрежи ще съществуват паралелно и ще се конкурират от гледна точка на качеството и новите информационни възможности”.
От 10.02.2004 г. в РПС Костинброд се излъчва радио програма на английския оператор WRN. Експерименталните проби са удостоверени с технически протокол, който показва възможността за излъчване на DRM, без да пречи на работата на други предаватели. Излъчванията се контролират и от специалисти на WRN в Англия.
За реализацията на проекта БТК предостави късовълновия предавател К 9 тип ПКМ-20 в РПЦ Костинброд. За излъчване на програмата се използва наличната антена А 23 тип „ромб” с азимут на основния лъч 306°. Фирмата WRN предостави възбудител-модулатор за DRM тип DMOD2 на немската фирма “Transradio-Berlin”. Излъчваната програма се приема от спътник и се ретранслира в обхвата на късите вълни. Излъчваният сигнал от преработения предавател е със следните параметри:
изходна мощност — 20 kW ;
тип модулация — COFDM ( DRM )
централна честота — 5 820 kHz, 11 540 или 13 865 kHz
използвана ширина на честотната лента — 10 kHz.
Резултатите от измерванията за честота 5 760 kHz са посочени в таблица 1.
Ширина на работния честотен спектър Таблица 1
Относително ниво | Измерена стойност | Норма по ETSI EN 302.245 | Заключение |
0,00 dB | 9,9 kHz | ≤ 10 kHz | в норми |
– 30,00 dB | 10,5 kHz | ≤ 10,6 kHz | в норми |
– 42,04 dB | 21,1 kHz | ≤ 21,2 kHz | в норми |
– 54,08 dB | 39,4 kHz | ≤ 42,4 kHz | в норми |
– 60,00 dB | 46,3 kHz | ≤ 59,6 kHz | в норми |
Нивата на извънлентовите излъчвания в зоната на работния спектър са в рамките на ограниченията, определени от спецификацията на ETSI за DRM– предаватели ( ETSI EN 302.245-1 v1.1.1 / 2005-01 ), а нивата на хармоничните са съгласно БДС (≤–60 dB).
На фиг. 4 е показан външния вид на късовълновия предавател тип ПКМ-20, а на фиг.5 – мощното крайно стъпало. Модулаторът за DRM е монтиран в отделна стойка и е показан на фиг. 6.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитите страни планират да завършат прехода от аналогово към цифрово радиоразпръскване до 2010 г. Становището на специалистите е, че в момента нашата страна значително изостава с внедряването на системите за цифрового радиоразпръскване. Преходът към цифрово радиоразпръскване в много европейски страни вече е реалност. Този преход се диктува от необходимостта за повишаване качеството и расширяване спектъра на услугите, оптимизация на използвания радиочастотен ресурс и снижение на консумацията на електроенергия. Цифровизацията на радиоразпръскването ще създаде условия и за масовото производство на нови видове приемо-предавателни апаратури.
ЛИТЕРАТУРА:
Digital Radio Mondiale - Consortium Agreement
ETSI Standard: Digital Radio Mondiale (DRM); System Specification, ETSI ES 201 980 V2.1.1 (2005-10)
ETSI Standard: Digital Radio Mondiale (DRM); Data Applications Directory, ETSI TS 101 968 V1.2.1 (2004-02)
DRM consortium website www.drm.org.
J.Stott: DRM — key technical features, article in the EBU technical review.
А. Денин, Л. Кацнельсон. Система цифрового радиовещания "Эврика-147". Радио, №8, 1996
за авторите
дтн инж. Григор Цветанов Григоров,
БТК-АД, НУ РТС, бул. Пейо Яворов № 2, пощ. код 1080, град София,
телефон 02 866 1553, e-mail: grigor.grigorov@btc.bgинж. Венцислав Богомилов Георгиев,
Спейс&Лайн- ДОО, ул. Света Гора № 42, пощ. код 1000, град София,
телефон 02 965 2270, e-mail: broadcast@bitex.com
