Rádio digital - Digital radio

Rádio digital é o uso de tecnologia digital para transmitir ou receber em todo o espectro de rádio . A transmissão digital por ondas de rádio inclui a transmissão digital e, especialmente, serviços de rádio de áudio digital .

Tipos

Em sistemas de transmissão digital , o sinal de áudio analógico é digitalizado , compactado usando um formato de codificação de áudio como AAC + ( MDCT ) ou MP2 e transmitido usando um esquema de modulação digital . O objetivo é aumentar o número de programas de rádio em um determinado espectro, para melhorar a qualidade do áudio, para eliminar problemas de desvanecimento em ambientes móveis, para permitir serviços de datacasting adicionais e para diminuir a potência de transmissão ou o número de transmissores necessários para cobrir um região. No entanto, o rádio analógico (AM e FM) é ainda mais popular e a popularidade de ouvir rádio sobre IP ( Internet Protocol ) está crescendo.

Em 2012, quatro sistemas de rádio digital sem fio são reconhecidos pela União Internacional de Telecomunicações : os dois sistemas europeus Digital Audio Broadcasting (DAB) e Digital Radio Mondiale (DRM), o ISDB-T japonês e a técnica in-band on-channel usada no EUA e mundo árabe e com a marca HD Radio .

Uma definição mais antiga, ainda utilizada na literatura de engenharia de comunicação, são as tecnologias de transmissão digital sem fio , ou seja, padrões de comunicação de micro - ondas e radiofrequência em que tanto os sinais de informação analógicos quanto os dados digitais são transportados por um sinal digital , por meio de um método de modulação digital. Esta definição inclui sistemas de transmissão, como TV digital e transmissão de rádio digital, mas também padrões de rádio digital bidirecional , como telefones celulares de segunda geração ( 2G ) e, posteriormente, comunicação de curto alcance , como telefones digitais sem fio , redes de computadores sem fio , links de rádio de micro-ondas digitais, sistemas de comunicação no espaço profundo , como comunicações de e para as duas sondas espaciais Voyager , etc.

Uma definição menos comum é o receptor de rádio e implementações de transmissor que são baseadas no processamento de sinal digital , mas podem transmitir ou receber padrões de transmissão de rádio analógico, por exemplo, rádio FM. Isso pode reduzir o ruído e a distorção induzidos na eletrônica. Também permite implementações de software de rádio , onde a tecnologia de transmissão é alterada apenas com a seleção de outro software. Na maioria dos casos, entretanto, isso aumentaria o consumo de energia do equipamento receptor.

Sistemas unilaterais (transmissão)

Padrões de transmissão

Os padrões de serviço de rádio de áudio digital podem fornecer serviço de rádio terrestre ou via satélite . Os sistemas de transmissão de rádio digital são normalmente projetados para dispositivos móveis portáteis, como sistemas de TV móvel e, ao contrário de outros sistemas de TV digital , que normalmente requerem uma antena direcional fixa. Alguns sistemas de rádio digital fornecem soluções in-band on-channel (IBOC) que podem coexistir ou transmitir simultaneamente com transmissões analógicas AM ou FM, enquanto outros são projetados para bandas de radiofrequência designadas. Este último permite que um sinal de rádio de banda larga transporte um multiplex de vários canais de rádio de várias taxas de bits, bem como serviços de dados e outras formas de mídia. Alguns sistemas de transmissão digital permitem rede de frequência única (SFN), onde todos os transmissores terrestres em uma região enviando o mesmo multiplex de programas de rádio podem usar o mesmo canal de frequência sem problemas de autointerferência , melhorando ainda mais a eficiência espectral do sistema .

Embora a transmissão digital ofereça muitos benefícios potenciais, sua introdução foi prejudicada pela falta de um acordo global sobre padrões e muitas desvantagens. O padrão DAB Eureka 147 para rádio digital é coordenado pelo World DMB Forum . Este padrão de tecnologia de rádio digital foi definido no final dos anos 1980 e agora está sendo introduzido em alguns países europeus. Os receptores DAB comerciais começaram a ser vendidos em 1999 e, em 2006, 500 milhões de pessoas estavam na área de cobertura das transmissões DAB, embora nessa época as vendas só tivessem disparado no Reino Unido e na Dinamarca . Em 2006, havia aproximadamente 1.000 estações DAB em operação. Houve críticas ao padrão Eureka 147 e, portanto, um novo padrão ' DAB + ' foi introduzido.

O padrão DRM tem sido usado por vários anos para transmitir digitalmente em frequências abaixo de 30 MHz (ondas curtas, ondas médias e ondas longas). Também existe agora o padrão estendido DRM +, que é projetado para bandas de VHF. Os testes de DRM + foram feitos em países como Brasil, Alemanha, França, Índia, Sri Lanka, Reino Unido, Eslováquia, Itália (incluindo o Vaticano), bem como na Suécia.

O DRM + é considerado um padrão mais transparente e menos caro do que o DAB + e, portanto, a melhor escolha para rádio local; emissoras comerciais ou comunitárias. Embora o DAB + tenha sido introduzido na Austrália, o governo concluiu em 2011 que uma preferência por DRM e DRM + acima do HD Radio poderia ser usada para complementar os serviços DAB + em (algumas) áreas locais e regionais.

Até o momento, os seguintes padrões foram definidos para rádio digital unilateral:

Sistemas de transmissão de áudio digital

Sistemas de transmissão de televisão digital (DTV)

Veja também rádio de software para uma discussão sobre rádios que usam processamento de sinal digital .

Status por país

Adotantes DAB

Digital Audio Broadcasting (DAB), também conhecido como Eureka 147, foi adotado por cerca de 20 países em todo o mundo. É baseado no formato de codificação de áudio MPEG-1 Audio Layer II e foi coordenado pelo WorldDMB .

A WorldDMB anunciou em novembro de 2006 que o DAB adotaria o formato de codificação de áudio HE-AACv 2, também conhecido como eAAC + . Também estão sendo adotados o formato MPEG Surround e uma codificação de correção de erros mais forte, chamada de codificação Reed – Solomon . A atualização foi denominada DAB + . Os receptores que suportam o novo padrão DAB começaram a ser lançados em 2007 com o firmware atualizado disponível para alguns receptores mais antigos.

DAB e DAB + não podem ser usados ​​para TV móvel porque não incluem codecs de vídeo. Os padrões relacionados a DAB Digital Multimedia Broadcasting (DMB) e DAB-IP são adequados para rádio e TV móveis, porque possuem MPEG 4 AVC e WMV9, respectivamente, como formatos de codificação de vídeo . No entanto, um subcanal de vídeo DMB pode ser facilmente adicionado a qualquer transmissão DAB - já que o DMB foi projetado desde o início para ser transportado em um subcanal DAB. As transmissões DMB na Coréia transportam serviços de áudio MPEG 1 Layer II DAB convencionais junto com seus serviços de vídeo DMB.

Estados Unidos

Os Estados Unidos optaram pela tecnologia proprietária de HD Radio , um tipo de tecnologia em canal em banda (IBOC). De acordo com a iBiquity , "HD Radio" é o nome comercial da empresa para seu sistema de rádio digital proprietário, mas o nome não implica em alta definição ou "digital híbrido", uma vez que é comumente referido de forma incorreta.

As transmissões usam multiplexação por divisão de frequência ortogonal , uma técnica que também é usada para transmissão de TV digital terrestre europeia ( DVB-T ). A tecnologia HD Radio foi desenvolvida e licenciada pela iBiquity Digital Corporation. É amplamente aceito que uma das principais razões para a tecnologia de rádio HD é oferecer alguns serviços de rádio digital limitados, preservando os "valores fixos" das estações envolvidas e garantir que os novos serviços de programação sejam controlados pelos licenciados existentes.

Os esquemas digitais FM nos Estados Unidos fornecem áudio a taxas de 96 a 128 kilobits por segundo (kbit / s), com transmissões "subportadoras" auxiliares de até 64 kbit / s. Os esquemas digitais AM têm taxas de dados de cerca de 48 kbit / s, com serviços auxiliares fornecidos a uma taxa de dados muito mais baixa. Ambos os esquemas FM e AM usam técnicas de compressão com perdas para fazer o melhor uso da largura de banda limitada .

Lucent Digital Radio, USA Digital Radio (USADR) e Digital Radio Express começaram os testes em 1999 de seus vários esquemas de transmissão digital, com a expectativa de que relatassem seus resultados ao National Radio Systems Committee (NRSC) em dezembro de 1999. Resultados Esses testes permanecem obscuros, o que em geral descreve a situação do esforço de transmissão de rádio digital terrestre na América do Norte .

Enquanto as tradicionais emissoras de rádio terrestre estão tentando "se tornar digitais", a maioria dos principais fabricantes de automóveis dos Estados Unidos está promovendo o rádio digital por satélite . A tecnologia de HD Radio também fez incursões no setor automotivo com opções instaladas de fábrica anunciadas pela BMW, Ford, Hyundai, Jaguar, Lincoln, Mercedes, MINI e Volvo.

O rádio via satélite se distingue por sua liberdade da censura da FCC nos Estados Unidos , sua relativa falta de publicidade e sua capacidade de permitir que as pessoas na estrada ouçam as mesmas estações em qualquer local do país. Atualmente, os ouvintes devem pagar uma taxa de assinatura anual ou mensal para acessar o serviço e devem instalar um cartão de segurança separado em cada rádio ou receptor que usam.

Sirius Satellite Radio lançou uma constelação de três satélites Sirius durante o ano de 2000. Os satélites foram construídos pela Space Systems / Loral e foram lançados por impulsionadores de prótons russos . Tal como acontece com o XM Satellite Radio, a Sirius implementou uma série de repetidores terrestres terrestres onde o sinal do satélite seria bloqueado por grandes estruturas, incluindo estruturas naturais e edifícios altos.

O XM Satellite Radio tem uma constelação de três satélites, dois dos quais foram lançados na primavera de 2001, e um depois em 2005. Os satélites são Boeing 702 comsats e foram colocados em órbita por impulsionadores do Sea Launch . Transmissores de reserva ( repetidores ) serão construídos em cidades onde os sinais de satélite podem ser bloqueados por grandes edifícios.

Em 19 de fevereiro de 2007, a Sirius Satellite Radio e a XM Satellite Radio se fundiram para formar a Sirius XM Radio .

A FCC leiloou alocações de largura de banda para transmissão por satélite na faixa de banda S , em torno de 2,3 GHz.

A radiodifusão terrestre tem vantagens por ser gratuita e local. O rádio via satélite não é nenhuma dessas coisas; no entanto, no início do século 21, ela cresceu fornecendo conteúdo sem censura (mais notavelmente, o cruzamento de Howard Stern de rádio terrestre para rádio por satélite) e canais de música totalmente digitais sem comerciais que oferecem formatos de rádio semelhantes às estações locais.

O sinal "HD Radio" de uma estação de transmissão FM nos Estados Unidos tem uma distância limitada de escuta do local da torre de transmissão. Os regulamentos da FCC atualmente limitam a potência da parte digital da transmissão da estação a 10% da potência analógica existente permitida à estação. Mesmo neste nível de potência, a presença do sinal digital ao lado do sinal analógico da estação pode resultar em rádios mais antigos captando ruído devido a problemas de rejeição do sinal digital adjacente. "Ainda há algumas preocupações de que o HD Radio em FM aumentará a interferência entre as diferentes estações, embora o HD Radio no nível de potência de 10% se encaixe na máscara espectral da FCC." HD Radio HD Radio # citar nota-14 .

O "HD Radio" permite que cada estação de transmissão existente adicione "canais" adicionais nos Estados Unidos, transmitindo um sinal digital em ambos os lados de seu canal, um pouco além do sinal analógico de modulação de frequência existente. O sinal do HD Radio ocupa 0,1 MHz que começa 0,1 MHz acima e abaixo da estação de frequência portadora. Por exemplo, se a frequência da portadora do sinal analógico de uma estação for 93,3 MHz, o sinal digital preencherá 93,1-93,2 MHz e 93,4-93,5 MHz dentro da banda de transmissão FM. Vários fluxos de áudio digital, ou "subcanais", podem ser transportados dentro deste único fluxo de dados digitais, com o número de áudio dos subcanais e alocações de largura de banda à escolha da estação. No sintonizador de rádio, eles aparecerão como (no caso acima) "93.3-2", "93.3-3" e assim por diante. As frequências usadas não mudam à medida que mais canais são adicionados a uma estação de rádio (93,3 MHz no exemplo acima). Em vez disso, uma quantidade total fixa de largura de banda é simplesmente realocada entre os fluxos de áudio de forma que cada um receba agora menos largura de banda e, portanto, menor qualidade de áudio do que antes.

Não há transição obrigatória federal para HD Radio para as estações FM e AM. No entanto, em 27 de outubro de 2020, a FCC aprovou a operação voluntária de AM totalmente digital em todo o país.

Canadá

O Canadá começou a permitir transmissões experimentais de HD Radio em dezembro de 2012 e subcanais de áudio digital caso a caso, com as primeiras estações do país sendo CFRM-FM em Little Current , CING-FM em Hamilton e CJSA-FM em Toronto (com um quarto, CFMS-FM no subúrbio de Toronto, Markham, aplicando-se para operar a tecnologia de HD Radio), todos dentro da província de Ontário.

Reino Unido

No Reino Unido , 44,3% da população já possui um aparelho de rádio digital DAB e 34,4% ouve em diferentes plataformas digitais. Devido ao sucesso inicial do antigo padrão DAB, a transição para o DAB + mais eficiente leva mais tempo. Se o DAB fosse desligado, os receptores mais antigos perderiam o valor. Em 2020, cerca de metade das estações no Reino Unido usam DAB +.

26 milhões de pessoas, ou 39,6% da população de 65,64 milhões, agora sintonizam rádio digital a cada semana, um aumento de 2,6 milhões ano a ano, de acordo com a RAJAR no primeiro trimestre de 2013. Mas a audição de FM aumentou para 61% e o DAB diminuiu para 21% Os ouvintes DAB também podem usar AM e FM.

O Reino Unido possui atualmente a maior rede de rádio digital do mundo, com cerca de 500 transmissores, dois conjuntos DAB nacionais e 48 conjuntos DAB locais e regionais, transmitindo mais de 250 estações de rádio comerciais e 34 da BBC ; cerca de 100 estações podem ser recebidas em Londres . No rádio digital DAB, a maioria dos ouvintes pode receber cerca de 30 estações adicionais.

As estações de rádio digital também são distribuídas em plataformas de televisão digital , como Sky, Virgin Media e Freeview, além de rádio na Internet .

O Governo tomará uma decisão sobre uma mudança de rádio sujeito a escuta e critérios de cobertura sendo cumpridos. Uma transição de rádio digital manteria o FM como uma plataforma, ao mesmo tempo em que moveria alguns serviços para distribuição apenas DAB.

Alemanha

Em 2020, os sinais DAB + cobrem mais de 90% da Alemanha. Um multiplex nacional contém três estações públicas da Deutschlandfunk e 12 estações comerciais. Na maioria das áreas, multiplexes adicionais com emissoras públicas e estações comerciais regionais estão disponíveis.

A primeira rede de estações DAB foi implantada na Baviera desde 17 de outubro de 1995 até cobertura total em 1999. Outros estados haviam financiado uma rede de estações, mas a falta de sucesso os levou a descartar o financiamento - o MDR foi desativado em 1998 e Brandenburg declarou um fracasso em 2004. Em vez disso, Berlin / Brandenburg começou a mudar para o rádio digital baseado em um modo DVB-T apenas de áudio devido ao sucesso do padrão DVB-T na região quando a televisão analógica anterior foi desligada em agosto de 2003 (sendo a primeira região mudar na Alemanha). Durante esse tempo, a variante DVB-H da família DVB foi lançada para transmissão para receptores móveis em 2004. Durante 2005, a maioria das estações de rádio deixou a rede DAB com apenas um conjunto de emissora de serviço público para permanecer na rede de estações agora totalmente financiada pelo estado. Por fim, a KEF ( comissão para determinar as necessidades financeiras das emissoras ) bloqueou o financiamento federal em 15 de julho de 2009 até que a viabilidade econômica da transmissão DAB fosse comprovada - e apontando para o DVB-T como uma alternativa viável.

A implantação do rádio digital foi reiniciada em 2011 - uma comissão conjunta de emissoras de rádio públicas e privadas decidiu "DAB +" como o novo padrão nacional em dezembro de 2010. A nova rede de estações começou conforme planejado em 1. de agosto de 2011 com 27 estações com 10 kW cada. dando uma cobertura de 70% em todo o país. Um único "Bundesmux" ("fed-mux": abreviação de "federal multiplex") foi criado na banda 5C como uma rede de frequência única no canal 5C (ver [1] ). Com o sucesso inicial de mercado do DAB +, os empreiteiros decidiram expandir a rede de estações de rádio digital em novembro de 2012.

Noruega

A Noruega foi o primeiro país onde o rádio FM analógico foi desligado em 2017, sendo substituído pela distribuição nacional DAB +.

As estações locais podem continuar transmitindo em FM.

Outros países europeus

Com o DAB disponível na Bélgica, Holanda, Suíça, Dinamarca, Noruega e norte da Itália, há uma boa cobertura em toda a área do Backbone Europeu (consulte os países que usam DAB / DMB ), indicando uma dinâmica suficiente no mercado. França, Espanha, Suécia e Polônia usam DAB + apenas nas grandes cidades.

Portugal e Finlândia abandonaram o DAB. A Finlândia está solicitando que a UE ordene que as montadoras apóiem ​​o FM da mesma forma que o DAB.

Austrália

A Austrália iniciou a transmissão regular de áudio digital usando o padrão DAB + em 4 de maio de 2009, após muitos anos de testes de sistemas alternativos. Os serviços normais de rádio operam nas bandas AM e FM, bem como quatro estações (ABC e SBS) nos canais de TV digital. Os serviços estão operando atualmente nas cinco capitais estaduais: Adelaide , Brisbane , Melbourne , Perth e Sydney , e estão sendo testados em Canberra e Darwin .

Japão

O Japão iniciou a transmissão de som terrestre usando ISDB-Tsb e MobaHO! Transmissão digital de som de satélite de 2,6 GHz

Coréia

Em 1 de dezembro de 2005, a Coréia do Sul lançou seu serviço T-DMB , que inclui estações de televisão e rádio. O T-DMB é um derivado do DAB com especificações publicadas pela ETSI . Mais de 110.000 receptores foram vendidos em um mês apenas em 2005.

Hong Kong

Hong Kong substituiu o DAB por DVB-T2 Lite.

Nações em desenvolvimento

O rádio digital agora está sendo fornecido para o mundo em desenvolvimento. Uma empresa de comunicações por satélite chamada WorldSpace estava montando uma rede de três satélites, incluindo "AfriStar", "AsiaStar" e "AmeriStar", para fornecer serviços de informação de áudio digital para a África , Ásia e América Latina . AfriStar e AsiaStar estão em órbita. AmeriStar não pode ser lançado a partir dos Estados Unidos, pois o Worldspace transmite na banda L e iria interferir nas forças armadas dos EUA, conforme mencionado acima .. em seu apogeu prestou serviço a mais de 170.000 assinantes no leste e sul da África, Oriente Médio e grande parte da Ásia com 96% vindo da Índia. A Timbre Media junto com a Saregama India planejam relançar a empresa. Em 2013, o Worldspace está extinto, mas dois satélites estão em órbita e ainda têm alguns canais. Veja o artigo principal do WorldSpace .

Cada satélite fornece três feixes de transmissão que podem suportar 50 canais cada, levando notícias, música, entretenimento e educação, e incluindo um serviço de multimídia de computador. Emissoras locais, regionais e internacionais estavam trabalhando com a WorldStar para fornecer serviços.

Um consórcio de transmissores e fabricantes de equipamentos também está trabalhando para trazer os benefícios da transmissão digital para o espectro de rádio usado atualmente para transmissões de rádio AM terrestre , incluindo transmissões internacionais de ondas curtas . Mais de setenta emissoras estão agora transmitindo programas usando o novo padrão, conhecido como Digital Radio Mondiale (DRM), e / receptores DRM comerciais estão disponíveis (embora existam poucos modelos no site DRM e alguns foram descontinuados). O sistema DRM usa o padrão baseado em MPEG-4 aacPlus para codificar a música e CELP ou HVXC para programas de fala. No momento, eles estão com preços muito altos para serem acessíveis por muitos no terceiro mundo, no entanto. A aceitação do DRM tem sido minúscula e muitas emissoras tradicionais de ondas curtas agora apenas transmitem na Internet, usam satélite fixo (set-box de TV) ou relés FM analógicos locais para economizar custos. Muito poucos (caros) aparelhos de rádio DRM estão disponíveis e alguns radiodifusores (RTE na Irlanda em 252 kHz) interromperam os testes sem lançar um serviço.

Receptores de rádio DAB de baixo custo agora estão disponíveis de vários fabricantes japoneses, e a WorldSpace trabalhou com a Thomson Broadcast para apresentar um centro de comunicações de vilarejo conhecido como Telekiosk para levar serviços de comunicação às áreas rurais. Os telequiosques são independentes e estão disponíveis como unidades fixas ou móveis

Padrões de rádio digital bidirecional

O principal avanço ou principal característica dos sistemas de transmissão de rádio digital é que eles permitem menor potência de transmissão, podem fornecer robustez a ruído e diafonia e outras formas de interferência e, assim, permitir que a mesma frequência de rádio seja reutilizada em distâncias mais curtas. Consequentemente, a eficiência espectral (o número de chamadas por MHz e estação base, ou o número de bit / s por Hz e transmissor, etc.) pode ser suficientemente aumentada. A transmissão de rádio digital também pode transportar qualquer tipo de informação - desde que seja expressa digitalmente . Os sistemas de comunicação de rádio anteriores tinham que ser feitos expressamente para uma determinada forma de comunicação: telefone , telégrafo ou televisão , por exemplo. Todos os tipos de comunicações digitais podem ser multiplexados ou criptografados à vontade.

Referências

links externos