В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В последнее время в России и за рубежом усиливается интерес к цифровому радиовещанию (ЦРВ) и, в частности, к цифровому вещанию в диапазонах ДВ, СВ и KB в стандарте Digital Radio Mondiale (DRM). Этот интерес не случаен, сейчас в России сложились объективные условия для активного внедрения данного стандарта. Перечислим некоторые из них:
С 2002 года в рамках Федеральной целевой программы "Национальная технологическая база" проводится опытно-конструкторская работа "Инфразвук". К настоящему времени одобрен системный проект по разработке технологии построения системы цифрового радиовещания в России, разрабатывается абонентское, измерительное и каналообразующее оборудование по стандартам DAB и DRM.
Особенности проведения измерений в системе ЦРВ. Требования к измерительному комплексу стандарта DRM
Метрологическое обеспечение процессов, связанных с цифровыми радиовещательными технологиями, предполагает четыре относительно самостоятельных направления:
Системное представление системы ЦРВ как взаимоувязанного комплекса аппаратных и программных средств, обеспечивающего предоставление определенного набора информационных услуг, приводит к необходимости создания комплекса метрологического обеспечения, охватывающего все этапы и процессы, связанные с созданием вещательной сети, поддержанием ее работы, развитием и модернизацией. Исходя из этого можно сформулировать основополагающие требования к построению метрологического обеспечения системы ЦРВ:
В процессе проведения разнообразных измерений необходимо оценивать большое количество параметров находящихся в эксплуатации средств вещательной системы. Однако при этом нужно выделить наиболее важные параметры, значения которых существенным образом влияют на характеристики сети ЦРВ.
В передающем и высокочастотном оборудовании такими параметрами являются:
Сетевое оборудование, как правило, входит в состав сетей общего пользования, поэтому проводимые на нем измерения связаны с измерениями параметров интерфейсов и с анализом цифровых потоков, используемых в системе ЦРВ.
Среда распространения с точки зрения влияния на характеристики вещательных сетей характеризуется следующими основными параметрами:
Для абонентского оборудования (цифровых приемников) оцениваются параметры, характеризующие качество работы оборудования в цифровых сетях:
Для измерений указанных параметров необходима разработка специального измерительного комплекса стандарта DRM.
Подробнее остановимся на технических требованиях, предъявляемых к некоторым измерительным приборам, входящим в состав данного комплекса.
Генератор измерительных сигналов DRM
Генератор измерительных сигналов DRM должен формировать испытательные сигналы в виде фрагментов компрессированных речевых и музыкальных программ и в виде псевдослучайных последовательностей с возможностью их замены и обновления. В перспективе тестовые программы должны определяться в нормативном документе, как это было сделано в стандарте EN 101 290 в системе DVB. Однако у российских разработчиков уже сейчас есть предложения по составу данных измерительных сигналов.
Генератор Г-520, разрабатываемый ФГУП "НИИТ", способен формировать измерительный сигнал на промежуточной частоте 128 кГц, сигналы синфазной и квадратурной составляющих, а также радиосигнал в диапазоне частот, регламентированном стандартом DRM.
Измерительный приемник
Измерительный приемник должен демодулировать и декодировать цифровые сигналы, определять и визуализировать параметры сигнала DRM, декодировать и выводить звуковые сигналы на головные телефоны или громкоговорители.
Анализатор качества звуковых программ
Анализатор качества должен оценивать искажения радиовещательных сигналов, вызванные прохождением сигналами трактов формирования, распределения, эфирного распространения и приема.
Главным требованием к анализатору является возможность проводить измерения качества звуковых программ без применения дорогих и сложных субъективно-статистических экспертиз. В настоящее время в МТУСИ разработаны методы таких измерений качества.
При этом возможно интегрирование анализатора в измерительный приемник или реализация анализатора как автономного устройства. Автономная реализация устройства предпочтительнее, так как уменьшает стоимость измерительного приемника и позволяет проводить измерения в любой системе цифрового радиовещания.
Для анализа спектра цифровых радиовещательных сигналов можно использовать отечественный прибор СК4-84 или зарубежные аналоги, например НР89441А.
Важными требованиями к цифровой радиовещательной аппаратуре являются:
Организация опытных зон цифрового радиовещания
Как показал опыт разработки аппаратуры и нормативной базы для цифрового ТВ-вещания, важнейшим элементом работы является проверка аппаратуры в опытных зонах вещания.
При разработке отечественной системы ЦРВ также необходима организация опытных зон, позволяющих смоделировать (в несколько уменьшенном варианте) архитектуру создаваемой системы и отработать основные принципы взаимодействия средств, входящих в ее состав.
Важной задачей при проведении испытаний в опытных зонах ЦРВ DRM является поиск компромисса между пропускной способностью системы (полезной битовой скоростью) и устойчивостью к шуму, многолучевости и доплеровскому сдвигу частоты при организации вещания в конкретном диапазоне частот на определенное расстояние (табл. 1).
Программа проведения экспериментов в опытной зоне вещания в стандарте DRM предусматривает:
В состав оборудования опытной зоны вещания должны входить:
С помощью такого комплекса оборудования можно обеспечить полный объем испытаний, необходимых для обработки характеристик системы цифрового вещания.
При выборе места дислокации опытной зоны необходимо учитывать ряд факторов, к важнейшим из которых относятся: близость к какому-либо крупному промышленному центру, имеющему развитую инфраструктуру радиовещания; наличие в месте дислокации развитой инженерной инфраструктуры, включая энергообеспечение, водоснабжение и др.; наличие квалифицированного персонала для обеспечения всех видов работ: монтажа, настройки и испытаний.
Результаты испытаний систем радиовещания стандарта DRM в мире
С 2001 года некоторыми фирмами и радиовещательными компаниями, входящими в консорциум DRM, проводятся различные испытания одночастотных и многочастотных систем ЦРВ стандарта DRM.
Долгосрочные испытания
С декабря 2001 года проводятся испытания системы ЦРВ в диапазоне KB, в ходе которых измеряются ее параметры и накапливаются необходимые статистические данные.
Цифровые сигналы передаются из Португалии, Канады, Германии, Англии, Нидерландов и с Антильских островов в диапазоне частот 5,9-15,6 МГц. Прием осуществляется на территории Англии, Нидерландов и Германии.
Испытания показывают существенное улучшение качества принимаемых программ по сравнению с аналоговым вещанием с амплитудной модуляцией (AM).
Однако имеются трудности при приеме, связанные с недостаточным уровнем цифрового сигнала, сильного мешающего действиям аналоговых передатчиков с AM, индустриальными шумами в точках приема и др.
Испытания на дальние расстояния
Испытания проводились в мае 2001 года. Сведения об использованных передатчиках приведены в табл. 2. Цифровые сигналы принимались на о-ве Мадагаскар.
В табл. 3 приведены результаты испытаний в режиме В при использовании модуляции 16 QAM и 64 QAM.M
В ходе испытаний фиксировалось количество организованных сеансов вещания и количество сеансов, в которых обеспечивалось заданное качество принимаемого сигнала.
При организации вещания из Германии удалось добиться наилучших результатов. Несмотря на наименьшую мощность передатчика, обеспечивался стабильный прием сигналов в режиме В.
Прием цифровых сигналов из Канады был возможен только с использованием модуляции 16 QAM, не удалось добиться качественного приема сигналов из Португалии.
Испытания на сверхдальние расстояния
В апреле и мае 2002 года была проведена новая серия испытаний для оценки возможности передачи сигналов DRM на сверхдальние расстояния.
Использовались передающие центры (см табл. 2), а также передатчик на Антильских островах мощностью 10 кВт. Программы принимались в Австралии (г. Мельбурн и г. Сидней) и в Новой Зеландии. Эксперименты проводились на частотах в диапазоне 11-22 МГц в различных режимах стандарта DRM.
При передаче сигналов из Германии и Канады скорость цифрового потока в канале MSC достигала 17 кбит/с. Однако иногда наблюдались некоторые затруднения с приемом сигнала из Канады, связанные с его недостаточным уровнем.
Проведенные испытания показали, что возможна передача и качественный прием сигнала DRM на расстояние более 23 тыс. км.
Направления развития системы ЦРВ стандарта DRM в России
В 2004-2006 годах в рамках проекта "Инфразвук" планируется дальнейшая разработка отечественного студийного, измерительного и абонентского оборудования для радиовещания в соответствии с положениями системного проекта "Разработка технологии построения системы цифрового радиовещания в России".
Целесообразно создание в 2004 году межведомственной (Минсвязи России, Минпечати России, Российское агентство по системам управления) рабочей группы по разработке нормативных документов на отечественную систему ЦРВ. Аналогичная межведомственная группа по разработке стандартов на цифровое ТВ-вещание эффективно работала с 2001 по 2003 год. В результате были созданы и переданы в Госстандарт России 23 национальных стандарта на российскую систему цифрового ТВ-вещания.
В 2004-2005 годах ФГУП "РТРС" планирует организовать опытные зоны вещания в стандарте DRM. Целесообразно произвести измерения параметров и испытания аппаратуры в опытных зонах в диапазонах ДВ, СВ и KB и сопоставить их с зарубежными результатами.
Заключение
Важнейшим аспектом скорейшего внедрения технологии DRM в России и в мире является развитие элементной базы. Имеющиеся в продаже приемные устройства DRM в настоящее время весьма дороги, но с удешевлением элементной базы цифровых приемников следует ожидать в ближайшее время существенного снижения цен, как это происходит с приемными устройствами стандартов DVB и DAB.
Выполнение работ по сформулированным выше направлениям развития систем DRM в России позволит:
Список используемой литературы
Главный специалист ОАО "Телеком" Москва
Николай Фокин
Главный метролог ФГУП "НИИТ", Санкт-Петербург
Сергей Третьяк
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #2, 2004
Посещений: 17321
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
