DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Hallo Habr.

De afgelopen jaren is in Rusland, Oekraïne en Wit-Rusland gesproken over de introductie van de digitale radiostandaard DAB+. En als het proces in Rusland nog niet is gevorderd, dan lijkt het erop dat ze in Oekraïne en Wit-Rusland al zijn overgestapt op testuitzendingen.

DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Hoe werkt het, wat zijn de voor- en nadelen en is het überhaupt nodig? Details onder de snit.

Технология

Het idee van digitale radio begon eind jaren 80 te ontstaan, toen duidelijk werd dat er niet langer genoeg ‘ruimte’ in de reguliere FM-band voor iedereen was – in grote steden was het vrije spectrum in het bereik van 88-108 MHz verdwenen. uitgeput geweest. In dit opzicht werd DAB als een goed alternatief beschouwd: het is een digitale standaard waarin door efficiëntere codering meer zenders kunnen worden ondergebracht. De eerste versie van DAB gebruikte de MP2-codec, de tweede versie (DAB+) gebruikte de nieuwere HE-AAC. De standaard zelf is naar moderne maatstaven vrij oud: de eerste DAB-zender werd gelanceerd in 1995 en de DAB+-zender in 2007. Bovendien is de "leeftijd" van de standaard in dit geval zelfs meer een pluspunt dan een minpunt - nu is het geen probleem om voor elke smaak en elk budget een radio-ontvanger te kopen.

Er zijn nogal wat verschillen tussen DAB en de gebruikelijke FM. En het punt is niet eens dat de ene “digitaal” is en de andere “analoog”. Het principe van de inhoudoverdracht zelf is anders. Bij FM zendt elke zender afzonderlijk uit, en bij DAB+ worden alle zenders gecombineerd in een “multiplex”, die elk maximaal 16 zenders kan bevatten. Er worden verschillende frequentiekanalen aangeboden, zodat verschillende landen de kanalen kunnen kiezen die vrij zijn van andere diensten.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Vanuit zakelijk oogpunt veroorzaakt dit verschil een aantal geschillen tussen omroeporganisaties over de manier waarop ze in een multiplex moeten uitzenden. Vroeger ontvingen de omroepen zelf een frequentielicentie, kochten ze een antenne en een zender, nu wordt de licentie afgegeven aan de multiplexoperator en verhuurt hij kanalen aan radiostations. Het is moeilijk te zeggen of het beter of slechter is, voor sommigen is het handiger om alles zelf te hebben, voor anderen is het handiger om te huren.

Trouwens, in dit opzicht heeft DAB een enorm en gewaagd nadeel voor de luisteraar: multiplex huurprijs is afhankelijk van bitrate. En als je kiest tussen 192 en 64kbps... Ik denk dat iedereen begrijpt wat er gekozen gaat worden. Als het in FM vrij moeilijk is om met slechte kwaliteit uit te zenden, dan wordt dit in DAB zelfs economisch aangemoedigd (het is duidelijk dat dit niet de schuld is van de ontwikkelaars van de standaard, maar toch). Russische prijzen zijn uiteraard nog onbekend, maar er zijn bijvoorbeeld Engelse prijzen te vinden hier.

Technisch gezien is de DAB+ multiplex een breedbandsignaal met een spectrumbreedte van ongeveer 1.5 MHz, wat duidelijk zichtbaar is met behulp van een RTL-SDR-ontvanger.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Een meer gedetailleerde beschrijving in PDF vindt u hier.

Concurrerende normen

Over het algemeen zijn er niet veel van hen. DAB+ wordt gebruikt in Europa, de standaard is populair in de VS HD Radio, in India experimenteerden ze met de standaard DRM, maar het is moeilijk te zeggen hoe ze eindigden.

De kaart is een beetje verouderd (DRM werd ook getest in Rusland, maar werd verlaten), maar het algemene idee kan worden begrepen:
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?
(bron e2e.ti.com/blogs_/b/behind_the_wheel/archive/2014/10/08/sdr-solves-the-digital-radio-conundrum)

In tegenstelling tot DAB kozen de makers van de HD Radio-standaard voor een andere aanpak: het digitale signaal wordt direct naast het analoge signaal geplaatst, waardoor omroepen hun eigen antennes en masten kunnen gebruiken.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Dit lost echter niet het probleem op waarmee het allemaal begon: het probleem van het gebrek aan vrije slots in het spectrum. En puur geografisch (en waarschijnlijk politiek) lijkt in voormalige GOS-landen de adoptie van de Europese standaard logischer dan het gebruik van de Amerikaanse standaard - er is nog steeds een grotere keuze aan Europese goederen en het is gemakkelijker om ontvangers te kopen. In 2011 waren er nog vermeldingen Russische standaard RAVIS, maar alles stierf uit (en godzijdank, want een eigen digitale standaard, die nergens mee compatibel is, is het ergste dat voor radioluisteraars kan worden uitgevonden).

Testen

Laten we eindelijk verder gaan met het praktische gedeelte, d.w.z. aan testen. DAB werkt nog niet in Rusland, dus we gebruiken SDR-opnames van een Nederlandse multiplex. Degenen uit andere landen kunnen zich ook aansluiten en mij gegevens in IQ-formaat sturen, ik zal ze verwerken en een samenvattende tabel maken.

Hoe kun je naar DAB luisteren? Omdat standaard is digitaal, je kunt het decoderen met een computer en een rtl-sdr-ontvanger. Er zijn twee programma's - qt-dab и Welle.io, beide kunnen werken met rtl-sdr.

Qt-dab het ziet eruit als een cursuswerk van een student, en de auteur heeft zich duidelijk niet druk gemaakt over het ontwerp - de lettertypen passen niet in de besturingselementen, de vensters zijn niet schaalbaar. Maar het belangrijkste voor ons is dat je IQ-bestanden kunt lezen en schrijven.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Welle.io Het is nog steeds in bèta, maar het werkt veel beter en decodeert beter. Het is ook mogelijk om heel wat aanvullende foutopsporingsinformatie uit te voeren:
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Maar welle.io weet nog niet hoe hij met iq-bestanden moet werken, dus we zullen Qt-dab gebruiken.

Om te testen heb ik 3 bestanden geüpload naar cloud.mail.ru, elk met een opname van een minuut van een DAB-multiplex, de bestandsgrootte is ongeveer 500 MB (dit is de grootte van IQ-opnames voor SDR met een bandbreedte van 2.4 MHz). U kunt de bestanden openen in Qt-dab, waarvan de downloadlink hierboven wordt gegeven.

Bestand-1: DAB-8A.sdr — cloud.mail.ru/public/97hr/2QjuURtDq. Multiplex 8A werkt op een frequentie van 195.136 MHz en bevat 16 stations. De bitrate van alle zenders is 64Kbps.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Bestand-2: DAB-11A.sdr — cloud.mail.ru/public/3VVR/2mvjUjKQD. Multiplex 11A met een frequentie van 216.928 MHz. Het bevat 6 stations, met bitrates van respectievelijk 48, 48, 48, 48, 64 en 48KBps.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Bestand-3: DAB-11C.sdr — cloud.mail.ru/public/3pHT/2qM4dTK4s. Multiplex 11C met een frequentie van 220.352 MHz bevat ook 16 stations. De bitrates van alle stations zijn respectievelijk: 80, 80, 80, 80, 56, 96, 80, 64, 56, 48, 64, 64, 64, 96, 80 en 64Kbps.
DAB+ digitale radio - hoe werkt het en is het überhaupt nodig?

Zoals je ziet zijn er geen problemen met het aantal stations, maar het grootste probleem is de lage bitrate. Wat de inhoud zelf betreft, smaken verschillen en daar ga ik niet over in; wie dat wil, kan de bestanden downloaden en zelf beluisteren. Niet alle multiplexen worden in de vermeldingen vermeld, maar ik hoop dat het algemene idee duidelijk is.

Bevindingen

Als we het hebben over de vooruitzichten voor digitale radio-uitzendingen, zijn ze helaas behoorlijk triest. Het belangrijkste voordeel van DAB is een efficiënter spectrumgebruik, waardoor er meer zenders in de ether kunnen worden gezet. In dit opzicht heeft DAB+ alleen zin voor die steden waar er geen vrije ruimte meer is in FM. Voor Rusland zijn dit waarschijnlijk alleen Moskou en Sint-Petersburg, in alle andere steden zijn er geen dergelijke problemen.

Wat de geluidskwaliteit betreft, kan DAB+ technisch gezien bitrates tot 192 Kbps bieden, wat bijna HiFi-geluid oplevert. In de praktijk besparen omroeporganisaties, zoals we hierboven hebben gezien, geld en overschrijden ze niet eens de grens van 100 Kbit/s. Van de drie multiplexen was er maar één (!) station dat uitzond op 96 Kbps (en ik kan het uitzenden van muziek op 48 kbps niets anders noemen dan godslastering - dergelijke omroepen zouden van hun licentie moeten worden beroofd;). Dus helaas kunnen we met 99% zekerheid zeggen dat bij het overschakelen van FM naar DAB de geluidskwaliteit erger dan het was. Natuurlijk is de situatie in andere landen misschien beter, maar hier is bijvoorbeeld een Engelse recensie op YouTube met een welsprekende titel Waarom DAB zo SLECHT klinkt. Technisch gezien is DAB goed en er zijn geen klachten over, maar economisch gezien ‘zege het geld over het kwaad’.

Terugkerend naar Rusland: is het überhaupt de moeite waard om te beginnen met uitzenden in DAB? Vanuit het oogpunt van internationaal prestige waarschijnlijk wel, om in de ogen van zijn buren niet op een achtergebleven derdewereldland te lijken, en als bonus, zodat in Europa gekochte auto's en radio's alle zenders volledig kunnen ontvangen. Maar vanuit het oogpunt van luisteraars en geluidskwaliteit zullen gebruikers hoogstwaarschijnlijk geen enkel voordeel krijgen, noch qua geluidskwaliteit, noch qua inhoud.

Als we aan de langetermijnvooruitzichten denken, zal de radio-ontvanger in de toekomst waarschijnlijk een apparaat zijn met een geïntegreerde e-simkaart en een abonnement op Yandex-muziek Spotify of Apple Music bij aankoop. De toekomst behoort duidelijk aan streamingdiensten en gepersonaliseerde inhoud. Hoe snel dit zal gebeuren, zullen we zien, de tijd zal het leren.

Bron: www.habr.com