VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Аналоговые службы звукового радиовещания АМ и ЧМ диапазона широко используются в России, обеспечивая трансляцию программ местного, национального и межнационального масштаба. Сегодня весьма отчетлива тенденция к перегруженности аналоговых частот диапазона. Это приводит к появлению различных помех и искажений качества звукопередачи. Нормальная работа радиовещательных служб сейчас на грани срыва. Все попытки по модернизации существующей российской системы вещания, направленные на повышение непрерывности и надежности обслуживания радиоэфира наталкивались на экономические и технические ограничения.

Цифровые методы уже много лет используются радиовещательными организациями во многих странах мира, но лишь недавно они стали достаточно дешевыми для внедрения их на отечественный потребительский рынок.

Сегодня наряду с ростом интереса к улучшению качества звука для служб радиовещания, возрастает само количество служб (общественных или частных), – следовательно, возрастает и перегруженность частотных полос. Широкое внедрение цифровой технологии для радиовещательных систем способно решить возникшие проблемы. Основные преимущества цифровых систем вещания: резкое повышение качества трансляции звука (эквивалентное компакт-дискам CD) на стационарные, подвижные и портативные приемники; увеличение числа программ в выделенном диапазоне частот за счет высокой емкости передачи; создание новых сервисных удобств.

Необходимость внедрения наземного цифрового звукового вещания (НЦЗР) в России обусловлена: возрастающей перегруженностью радиочастотного спектра; социальными запросами общества, нуждающегося в качественно новой инфраструктуре телекоммуникаций; повсеместным переходом аналоговых методов звукопередачи на цифровые; внедрением единых общеевропейских и мировых стандартов.

Как видно, для России крайне важна скорейшая разработка и начало осуществления программы внедрения НЦЗР, иначе ей грозит отставание в удовлетворении социальных потребностей общества, а также неконкурентоспособность отечественного оборудования на мировом и внутренних рынках. Концепция внедрения НЦЗР охватывает основополагающие вопросы создания цифровых сетей в России, которые в перспективе должны заменить существующие сети ЧМ вещания.

Одним из важных преимуществ перевода систем радиовещания на цифровую основу должно стать обеспечение максимально возможного единообразия технических стандартов, используемых в различных средствах передачи информации. Среди них: спутниковое и наземное радиовещание, передача информации по кабелям, компьютерная технология, накопители информации и т.д. Кроме того, согласно концепции цифрового радиовещания с интеграцией служб НЦЗР сможет предоставлять услуги не только звуковых, но и других служб для приема на автомобильные, переносные и стационарные приемники – мультимедиа, телетекст, неподвижные изображения, видеосигналы с низкой скоростью передачи информации. Международные стандарты ISO/MPEG могут рассматриваться вполне приемлемыми для кодирования НЦЗР.

В настоящее время можно говорить о двух основных типах сетей НЦЗР:

1. Сети, спланированные на основе общепринятых принципов, которые позволяют передавать различные программы с помощью отдельных передатчиков, использующих разные частоты;

2. Распределенное излучение, при котором требуемая зона охвата обеспечивается несколькими передатчиками, работающих на одной и той же частоте и передающих одни и те же программы.

Концепция распределенного излучения предполагает использование одночастотных сетей (Single Frequency Network – SFN), которые включают вспомогательные передатчики совмещенного канала для перекрытия необслуживаемых зон и расширители зон охвата.

В сети SFN одна и та же программа транслируется несколькими передатчиками, работающие на одной частоте, а излучения синхронизированы во времени, в результате распределения программ каждому передатчику в сети, с использованием отдельной инфраструктуры распределения (спутниковых, волоконно-оптических, микроволновых линий и т.д.). Обычно такую частотную сеть используют для обслуживания больших зон охвата. Она тесно связана с использованием регулярной сетки из синхронизированных передатчиков совмещенного канала.

Функционирование одночастотной сети основано на фундаментальном свойстве любой цифровой системы, удовлетворительно работающей в зонах с высокими уровнями сигналов, обусловленных многолучевым распространением радиоволн. Это происходит за счет ввода защитного интервала во временную область. Если наибольшее время задержки при многолучевом распространении не превышает данный защитный интервал, все составляющие принятого сигнала суммируются конструктивно и эффективно на основе сложения мощностей. Когда значение времени задержки превышают защитный интервал, конструктивный эффект любого многолучевого распространения заметно ниже и воздействие помех возрастает.

В плане обработки сигналов в приемнике, сигнал при многолучевом распространении должным образом ничем не отличим от другого синхронизированного сигнала излучения, передающего точно такую же информацию. Отсюда следует, что сеть системы, в которой задействован один блок частот, может использовать большее число передатчиков в обширной зоне без взаимных помех, при условии, что значения времени задержки всех принимаемых с высоким уровнем сигналов не превышают защитного интервала. Это и есть главный принцип работы одночастотной сети.

В качестве зоны охвата выступают ретрансляторы совмещенного канала малой и средней мощности, устанавливаемые на краю зоны охвата. Их функция – дополнять основной передатчик путем обслуживания зон, находящихся за пределами обычного радиуса охвата.

Еще одним видом применения цифровой техники выступает система, в которой цифровая информация налагается на существующую аналоговую радиотрансляцию. Такая система носит название «внутриполосная система совмещенного канала» (IBOC), а ее вариант «внутриполосная система соседнего канала» (IBAC). Эта концепция будет привлекательна для тех администраций, которые не могут выделить новые частоты или освободить используемые в настоящее время радиовещательные полосы частот для службы НЦЗР. В настоящее время проходят дополнительные испытания по проверки осуществимости таких систем.

НЦЗР будет включать национальные, региональные и местные сети. Выбор оптимального решения для эффективного использования частот и мощности для наземных национальных и региональных служб потребует организации сети передатчиков, использующих одну и ту же частоту. Для местных и региональных служб можно предусмотреть возможность обеспечения одной основной станцией, возможно с несколькими ретрансляторами малой мощности, либо с помощью небольшой одночастотной сети.

Задача новых служб звукового радиовещания состоит в повышении доступности качества и разнообразия передаваемых радиопрограмм. Существует необходимость в максимальном сближении спутниковых и наземных систем, что позволит применять общий приемник, а также удешевить его за счет массовости производства.

Концепция наземной, кабельной, спутниковой, а также смешанной спутниковой/наземной передачи предъявляет следующий перечень системных требований: диапазон качества звука вплоть до высококачественного стереофонического звучания при передаче по двум или более каналам, сравнимого с качеством компакт-диска; передача управляющей информации по представлению звуковых сигналов (громкость, сжатие динамического диапазона, кодирование с помощью матричной схемы и т.д.).

Разнообразие видов конфигураций службы: стереофонический звук высокого качества; монофонические звуковые каналы высокого качества; возможность добавления дополнительных звуковых каналов к основной системе для специальных применений; службы, предоставляющие дополнительные услуги с различным объемом данных и временем передачи; гибкое распределение/перераспределение услуг без воздействия на работающие службы.

Внедрение цифрового радиовещания в диапазонах длинных, средний и коротких волн представляет одно из наиболее перспективных направлений в мире. В 1996 году был создан международный консорциум Digital Radio Mondiale (DRM) для решения задач внедрения и разработки систем цифрового радиовещания в полосах, выделенных для АМ вещания. В DRM привлечены как производители оборудования, так и научно-исследовательские структуры.

Серьезное преимущество цифрового вещания в АМ полосах в том, что ширина полосы цифрового вещательного сигнала эквивалентна ширине полосы аналогового вещательного сигнала и, таким образом, не требуется выделения дополнительных участков частотного спектра для организации цифрового радиовещания.

Цифровое звуковое вещание представляет качественно новый этап в развитии средств радиовещания, обеспечивает представление услуг нового потребительского уровня. Его внедрение может представить большие заказы предприятиям радиоэлектронной промышленности и способствовать организации дополнительных рабочих мест. Прогнозируется развитие этого вида вещания быстрыми темпами и чтобы не допустить отставания России и, как следствие, экономических и ресурсных потерь, необходимо ускоренными темпами проводить внедрение всех видов цифрового звукового вещания.

 

6

 

Код для цитирования: Скопировать