Тема 6. Системы цифрового радиовещания.

Цели и задачи изучения темы

Цели:

1. Ознакомить студентов с примерами реализации современных технологий цифрового радиовещания.

2. Сформировать представление о возможных способах организации цифрового радиовещания в различных диапазонах радиоволн.

Задачи:

1. Проанализировать состояние и возможности существующих технологий цифрового радиовещания.

2. Рассмотреть принципы построения наземных систем радиовещания на основе современных цифровых технологий.

3. Оценить перспективы внедрения технологий цифрового радиовещания в России.

6.1. Классификация систем црв

6.1.1. Варианты технической реализации цифрового радиовещания

Высокие потребительские характеристики сети многопро­граммного высококачественного цифрового радиовещания опреде­ляют сложность реализации таких систем. В частности, это связано с:

- необходимостью обеспечить надежный высококачествен­ный прием не только стационарными, но и мобильными (пере­носными и установленными на подвижном объекте) приемниками в условиях интенсивной городской застройки и горной местности, т.е. в многолучевом канале с МСИ и частотно-селективными за­мираниями;

- стремлением обеспечить высокую удельную скорость пе­редачи информации, т.е. высокую эффективность использования отведенной полосы частот;

- ограниченными энергетическими ресурсами, особенно при использовании спутниковых ретрансляторов;

- жесткими ограничениями на сложность и стоимость быто­вого цифрового приемника.

Данные табл. 6.1 иллюстрируют теоретически возможные варианты технической реализации системы ЦРВ. Каждый из ука­занных здесь вариантов решения той или иной проблемы цифро­вого радиовещания имеет свои достоинства и недостатки. Выбор в пользу конкретного технологического решения может быть сде­лан только на основе анализа технико-экономических показате­лей с учетом высоких потребительских требований к сети много­программного высококачественного цифрового радиовещания.

Возможно использование разных методов передачи и приема, кодирования сигнала и канала, вариантов организации вещательной сети, других частных решений отдельных подсис­тем и элементов системы. Однако возможность реализации всех известных систем ЦРВ однозначно определяется достигнутым уровнем частотной (спектральной) и энергетической эффек­тивности радиосистемы передачи (РСП) звукового вещательно­го сигнала. В свою очередь, частотно-энергетическая эффектив­ность РСП определяется:

- эффективностью процедуры компактного представления звукового вещательного сигнала;

- эффективностью модуляции;

- эффективностью принятых методов формирования ра­диосигнала и его демодуляции/декодирования.

Рассмотрим технические решения, при­нятые в наиболее распространенных и проверенных практикой системах ЦРВ.

Таблица 6.1. Возможные варианты технической реализации системы ЦРВ

Узловые проблемы реализации систем ЦРВ	Возможные варианты решения
Метод представления сигнала ЗВ в цифро­вой форме	а) кодирование формы сигнала во времени; б) кодирование сигнала в частотной области
Способ организации общего (суммарного) цифрового потока	а) временное уплотнение (ВРК) - последова­тельная передача; б) частотное уплотнение (ЧРК) - параллельная передача с вариантами, отличающимися числом поднесущих
Метод защиты радио­канала от ошибок	а) помехоустойчивое кодирование; б) маскирование (интерполяция); в) перемежение: по времени; по частоте; по времени и по частоте
Способ борьбы с многолучевостью в ра­диоканале	а) расширение базы сигнала, т.е. переход к составным (широкополосным) сигналам; б) направленные антенны; в) последовательные адаптивные алгоритмы; г) алгоритмы, связанные с увеличением длительности посылок и введением защитных интервалов
Тип модуляции	а) многократная квадратурная AM (KAM); б) относительная фазовая манипуляция (ОФМ): однократная (ОФМ-2) или двукратная (ОФМ-4); в) ЧММС (ЧМ с минимальным сдвигом)
Вариант организации вещательной сети сплошного покрытия	а) одночастотная (количество частот, исполь­зуемых на обслуживаемой территории, N=1); б) малочастотная (N=3 - 7); в) многочастотная (N=9 - 31); г) сеть, у которой N>1, а разнос несущих меньше полосы; д) сеть, у которой N>1, а разнос несущих больше полосы.

Таким образом, существует большое число вариантов технической реализации системы ЦРВ, причем выбор конкретного варианта должен осуществляться на основе анализа свойств радиоканала и требуемого качества вещания.