La radio digital es el uso de tecnología digital para transmitir o recibir a través del espectro radioeléctrico . La transmisión digital por ondas de radio incluye la radiodifusión digital y, en especial, los servicios de radio de audio digital .
En los sistemas de transmisión digital , la señal de audio analógica se digitaliza , se comprime utilizando un formato de codificación de audio como AAC+ ( MDCT ) [1] o MP2 , y se transmite utilizando un esquema de modulación digital . El objetivo es aumentar el número de programas de radio en un espectro determinado, mejorar la calidad del audio, eliminar los problemas de desvanecimiento en entornos móviles, permitir servicios de transmisión de datos adicionales y disminuir la potencia de transmisión o el número de transmisores necesarios para cubrir una región. Sin embargo, la radio analógica (AM y FM) sigue siendo más popular y escuchar radio a través de IP ( Protocolo de Internet ) está creciendo en popularidad.
En 2012, la Unión Internacional de Telecomunicaciones reconoce cuatro sistemas de radio inalámbricos digitales : los dos sistemas europeos Digital Audio Broadcasting (DAB) y Digital Radio Mondiale (DRM), el ISDB-T japonés y la técnica de banda en canal utilizada en Estados Unidos y el mundo árabe y conocida como HD Radio .
Una definición más antigua, que todavía se utiliza en la literatura sobre ingeniería de comunicaciones, es la de tecnologías de transmisión digital inalámbrica , es decir, estándares de comunicación por microondas y radiofrecuencia en los que las señales de información analógicas, así como los datos digitales, se transmiten mediante una señal digital , mediante un método de modulación digital. Esta definición incluye sistemas de radiodifusión como la televisión digital y la radiodifusión digital, pero también estándares de radio digital bidireccional como los teléfonos móviles de segunda generación ( 2G ) y, posteriormente, las comunicaciones de corto alcance como los teléfonos inalámbricos digitales , las redes informáticas inalámbricas , los enlaces de radio por microondas digitales, los sistemas de comunicación en el espacio profundo como las comunicaciones hacia y desde las dos sondas espaciales Voyager , etc.
Los estándares de servicio de radio de audio digital pueden proporcionar un servicio de radio terrestre o satelital . Los sistemas de transmisión de radio digital generalmente están diseñados para dispositivos móviles portátiles, como los sistemas de televisión móvil y, a diferencia de otros sistemas de televisión digital que generalmente requieren una antena direccional fija. Algunos sistemas de radio digital brindan soluciones en banda en canal (IBOC) que pueden coexistir o transmitir simultáneamente con transmisiones analógicas AM o FM, mientras que otros están diseñados para bandas de frecuencia de radio designadas. Este último permite que una señal de radio de banda ancha transporte un multiplex de varios canales de radio de varias velocidades de bits, así como servicios de datos y otras formas de medios. Algunos sistemas de transmisión digital permiten una red de frecuencia única (SFN), donde todos los transmisores terrestres en una región que envían el mismo multiplex de programas de radio pueden usar el mismo canal de frecuencia sin problemas de autointerferencia , lo que mejora aún más la eficiencia espectral del sistema .
Aunque la radiodifusión digital ofrece muchos beneficios potenciales, su introducción se ha visto obstaculizada por la falta de un acuerdo global sobre estándares y muchas desventajas. El estándar DAB Eureka 147 para radio digital está coordinado por el Foro Mundial DMB . Este estándar de tecnología de radio digital se definió a finales de la década de 1980 y ahora se está introduciendo en algunos países europeos. Los receptores DAB comerciales comenzaron a venderse en 1999 y, en 2006, 500 millones de personas estaban en el área de cobertura de las transmisiones DAB, aunque en ese momento las ventas solo habían despegado en el Reino Unido y Dinamarca . En 2006 hay aproximadamente 1.000 estaciones DAB en funcionamiento. [2] Ha habido críticas al estándar Eureka 147 y, por lo tanto, se ha introducido un nuevo estándar " DAB+ ".
El estándar DRM se ha utilizado durante varios años para transmitir digitalmente en frecuencias inferiores a 30 MHz (onda corta, onda media y onda larga). También existe ahora el estándar extendido DRM+, que está diseñado para bandas VHF. [3] Se han realizado pruebas de DRM+ en países como Brasil, Alemania, Francia, India, Sri Lanka, Reino Unido, Eslovaquia, Italia (incluido el Vaticano) y Suecia. [4]
DRM+ es considerado [ ¿por quién? ] como un estándar más transparente y menos costoso que DAB+ y, por lo tanto, una mejor opción para la radio local [ cita requerida ] , las emisoras comerciales o comunitarias. Aunque DAB+ se ha introducido en Australia, el gobierno concluyó en 2011 que una preferencia por DRM y DRM+ sobre HD Radio podría usarse para complementar los servicios DAB+ en (algunas) áreas locales y regionales. [ cita requerida ]
Hasta la fecha se han definido los siguientes estándares para la radio digital unidireccional:
Véase también radio de software para obtener una descripción de las radios que utilizan procesamiento de señales digitales .
La transmisión de audio digital (DAB), también conocida como Eureka 147, ha sido adoptada por unos 20 países de todo el mundo. Se basa en el formato de codificación de audio MPEG-1 Audio Layer II y ha sido coordinada por WorldDMB .
En noviembre de 2006, WorldDMB anunció que DAB adoptaría el formato de codificación de audio HE-AACv 2, también conocido como eAAC+ . También se están adoptando el formato MPEG Surround y una codificación de corrección de errores más fuerte llamada codificación Reed–Solomon . [5] La actualización se denominó DAB+ . Los receptores que admiten el nuevo estándar DAB comenzaron a lanzarse durante 2007 con actualizaciones de firmware disponibles para algunos receptores más antiguos.
Los formatos DAB y DAB+ no se pueden utilizar para la televisión móvil porque no incluyen ningún códec de vídeo. Los estándares relacionados con DAB, Digital Multimedia Broadcasting (DMB) y DAB-IP, son adecuados para la radio y la televisión móviles porque tienen MPEG 4 AVC y WMV9 respectivamente como formatos de codificación de vídeo . Sin embargo, se puede añadir fácilmente un subcanal de vídeo DMB a cualquier transmisión DAB, ya que DMB se diseñó desde el principio para ser transmitido en un subcanal DAB. Las transmisiones DMB en Corea transmiten servicios de audio DAB convencionales MPEG 1 Layer II junto con sus servicios de vídeo DMB.
Australia inició la transmisión regular de audio digital utilizando el estándar DAB+ el 4 de mayo de 2009, [6] después de muchos años de probar sistemas alternativos. Los servicios de radio normales operan en las bandas AM y FM, así como cuatro estaciones (ABC y SBS) en canales de televisión digital. Los servicios están operando actualmente en las cinco capitales estatales: Adelaida , Brisbane , Melbourne , Perth y Sídney , y se están probando en Canberra y Darwin . [7]
Canadá comenzó a permitir transmisiones experimentales de HD Radio en diciembre de 2012 y subcanales de audio digital caso por caso, siendo las primeras estaciones en el país CFRM-FM en Little Current , CING-FM en Hamilton y CJSA-FM en Toronto (con una cuarta, CFMS-FM en el suburbio de Markham en Toronto , que solicita operar la tecnología de HD Radio), todas dentro de la provincia de Ontario. [8] [9]
En 2020, las señales DAB+ cubren más del 90 % de Alemania. Un multiplex nacional contiene tres estaciones públicas de Deutschlandfunk y 12 estaciones comerciales. En la mayoría de las áreas, hay multiplexes adicionales con emisoras públicas y estaciones comerciales regionales.
La primera red de estaciones DAB se desplegó en Baviera el 17 de octubre de 1995 hasta su cobertura total en 1999. Otros estados habían financiado una red de estaciones, pero la falta de éxito los llevó a desechar la financiación: la MDR se desconectó en 1998 y Brandeburgo se declaró en quiebra en 2004. En su lugar, Berlín/Brandeburgo comenzó a cambiar a la radio digital basada en un modo DVB-T de solo audio, dado el éxito del estándar DVB-T en la región cuando la televisión analógica anterior se desconectó en agosto de 2003 (siendo la primera región en cambiar en Alemania). Durante ese tiempo, la variante DVB-H de la familia DVB se lanzó para transmisión a receptores móviles en 2004. Durante 2005, la mayoría de las estaciones de radio abandonaron la red DAB y solo un conjunto de radiodifusores de servicio público permaneció en la red de estaciones, ahora completamente financiada por el estado. Finalmente, el 15 de julio de 2009, la KEF [de] ( comisión para determinar las necesidades financieras de los radiodifusores ) bloqueó la financiación federal hasta que se demostrara la viabilidad económica de la radiodifusión DAB y se señalara al DVB-T como una alternativa viable.
En 2011 se reinició la implantación de la radio digital: en diciembre de 2010, una comisión conjunta de emisoras de radio públicas y privadas decidió que "DAB+" sería el nuevo estándar nacional. La nueva red de estaciones comenzó a funcionar como estaba previsto el 1 de agosto de 2011 con 27 estaciones de 10 kW cada una, lo que supone una cobertura del 70% de todo el país. Se creó un único "Bundesmux" ("fed-mux": abreviatura de "múltiplex federal") en la banda 5C como red de frecuencia única en el canal 5C (véase [1]). Con el éxito inicial de mercado de DAB+, los contratistas decidieron ampliar la red de estaciones de radio digitales en noviembre de 2012.
El 1 de diciembre de 2005, Corea del Sur lanzó su servicio T-DMB , que incluye estaciones de radio y televisión. T-DMB es un derivado de DAB con especificaciones publicadas por ETSI . En un solo mes de 2005, se vendieron más de 110.000 receptores.
Hong Kong reemplazó el DAB por DVB-T2 Lite.
Noruega fue el primer país donde la radio FM analógica se apagó en 2017 y fue reemplazada por la distribución DAB+ a nivel nacional.
Las estaciones locales podrán continuar transmitiendo en FM.
Dado que DAB está disponible en Bélgica, Países Bajos, Suiza, Dinamarca, Noruega y el norte de Italia, la cobertura en toda la zona de la red troncal europea (consulte los países que utilizan DAB/DMB ), lo que indica que el mercado tiene un impulso suficiente. Francia, España, Suecia y Polonia utilizan DAB+ solo en las grandes ciudades.
Portugal y Finlandia abandonaron el sistema DAB. Finlandia solicita a la UE que obligue a los fabricantes de automóviles a dar soporte al FM de forma similar al sistema DAB.
Japón ha iniciado la transmisión de sonido terrestre utilizando ISDB-Tsb y MobaHO! Transmisión digital de sonido por satélite de 2,6 GHz
En el Reino Unido , el 44,3% de la población tiene actualmente un aparato de radio digital DAB y el 34,4% de los oyentes son de diferentes plataformas digitales. Debido al éxito temprano del antiguo estándar DAB, la transición al DAB+, más eficiente, lleva más tiempo. Si se eliminara el DAB, los receptores más antiguos dejarían de ser útiles. En 2020, aproximadamente la mitad de las emisoras del Reino Unido utilizan DAB+.
Según RAJAR en el primer trimestre de 2013, 26 millones de personas, o el 39,6% de la población de 65,64 millones, sintonizan ahora la radio digital cada semana, 2,6 millones más que el año anterior. Pero la escucha de FM ha aumentado al 61% y la de DAB ha disminuido al 21%. Los oyentes de DAB también pueden utilizar AM y FM. [10]
El Reino Unido cuenta actualmente con la red de radio digital más grande del mundo, con unos 500 transmisores, dos conjuntos DAB nacionales y 48 conjuntos DAB locales y regionales, que transmiten más de 250 estaciones de radio comerciales y 34 de la BBC ; en Londres se pueden recibir unas 100 estaciones. En la radio digital DAB, la mayoría de los oyentes pueden recibir alrededor de 30 estaciones adicionales.
Las estaciones de radio digitales también se distribuyen en plataformas de televisión digital como Sky, Virgin Media y Freeview, así como en radio por Internet .
El Gobierno tomará una decisión sobre el cambio a la radio si se cumplen los criterios de escucha y cobertura. El cambio a la radio digital mantendría la FM como plataforma, pero algunos servicios pasarían a ser distribuidos exclusivamente en DAB.
Los dispositivos DAB+ en el Reino Unido estuvieron disponibles para el público en 2010
Estados Unidos ha optado por la tecnología patentada HD Radio , un tipo de tecnología IBOC ( dentro de banda y en canal ). Según iBiquity , "HD Radio" es el nombre comercial de la empresa para su sistema de radio digital patentado, pero el nombre no implica ni alta definición ni "digital híbrido", como se suele hacer referencia incorrectamente.
Las transmisiones utilizan multiplexación por división de frecuencia ortogonal , una técnica que también se utiliza para la transmisión de televisión digital terrestre europea ( DVB-T ). La tecnología HD Radio fue desarrollada y está licenciada por iBiquity Digital Corporation. Se cree ampliamente [ ¿por quién? ] que una de las principales razones de la tecnología HD Radio es ofrecer algunos servicios de radio digital limitados, preservando al mismo tiempo los "valores de referencia" relativos de las estaciones involucradas y garantizar que los nuevos servicios de programación sean controlados por los licenciatarios existentes.
Los esquemas digitales FM en los EE. UU. proporcionan audio a velocidades de 96 a 128 kilobits por segundo (kbit/s), con transmisiones de "subportadora" auxiliares de hasta 64 kbit/s. Los esquemas digitales AM tienen velocidades de datos de aproximadamente 48 kbit/s, con servicios auxiliares proporcionados a una velocidad de datos mucho menor. Tanto los esquemas FM como AM utilizan técnicas de compresión con pérdida para aprovechar al máximo el ancho de banda limitado .
En 1999, Lucent Digital Radio, USA Digital Radio (USADR) y Digital Radio Express comenzaron a realizar pruebas de sus diversos esquemas de transmisión digital, con la expectativa de informar sus resultados al Comité Nacional de Sistemas de Radio (NRSC) en diciembre de 1999. [11] Los resultados de estas pruebas siguen sin estar claros, lo que en general describe el estado del esfuerzo de transmisión de radio digital terrestre en América del Norte .
Mientras que las emisoras de radio terrestres tradicionales están tratando de "pasarse a lo digital", la mayoría de los principales fabricantes de automóviles de Estados Unidos están promoviendo la radio digital por satélite . La tecnología HD Radio también ha hecho incursiones en el sector automotriz con opciones instaladas de fábrica anunciadas por BMW, Ford, Hyundai, Jaguar, Lincoln, Mercedes, MINI y Volvo. [12]
La radio satelital se distingue por no estar sujeta a la censura de la FCC en los Estados Unidos , por su relativa falta de publicidad y por permitir que las personas que viajan por carretera escuchen las mismas estaciones en cualquier lugar del país. Actualmente, los oyentes deben pagar una tarifa de suscripción anual o mensual para acceder al servicio.
Sirius Satellite Radio lanzó una constelación de tres satélites Sirius durante el año 2000. Los satélites fueron construidos por Space Systems/Loral y fueron lanzados por cohetes rusos Proton . Al igual que con XM Satellite Radio, Sirius implementó una serie de repetidores terrestres en lugares donde la señal del satélite de otro modo sería bloqueada por grandes estructuras, incluidas estructuras naturales y edificios de gran altura.
XM Satellite Radio cuenta con una constelación de tres satélites, dos de los cuales fueron lanzados en la primavera de 2001 y el otro más tarde, en 2005. Los satélites son satélites de comunicaciones Boeing 702 y fueron puestos en órbita por los cohetes Sea Launch . Se construirán transmisores terrestres de respaldo ( repetidores ) en ciudades donde las señales de satélite podrían verse bloqueadas por grandes edificios.
El 19 de febrero de 2007, Sirius Satellite Radio y XM Satellite Radio se fusionaron para formar Sirius XM Radio .
La FCC ha subastado asignaciones de ancho de banda para transmisiones satelitales en el rango de banda S , alrededor de 2,3 GHz.
La radiodifusión terrestre tiene la ventaja de ser gratuita y local. La radio satelital no es ninguna de esas cosas; sin embargo, a principios del siglo XXI ha crecido al ofrecer contenido sin censura (en particular, el paso de Howard Stern de la radio terrestre a la radio satelital) y canales de música totalmente digitales y sin publicidad que ofrecen formatos de radio similares a los de las estaciones locales.
La señal de "HD Radio" de una estación de transmisión FM en los EE. UU. tiene una distancia de escucha limitada desde el sitio de la torre de transmisión. Las regulaciones de la FCC actualmente limitan la potencia de la parte digital de la transmisión de la estación al 10% de la potencia analógica existente permitida a la estación. Incluso en este nivel de potencia, la presencia de la señal digital justo al lado de la señal analógica de la estación puede provocar que las radios más antiguas capten ruido debido a problemas para rechazar la señal digital adyacente. "Aún existen algunas preocupaciones de que HD Radio en FM aumentará la interferencia entre diferentes estaciones a pesar de que HD Radio en el nivel de potencia del 10% se ajusta a la máscara espectral de la FCC". HD Radio HD Radio#cite note-14 .
"HD Radio" permite que cada estación de transmisión existente agregue "canales" adicionales en los EE. UU. al transmitir una señal digital en ambos lados de su canal, justo más allá de su señal de modulación de frecuencia analógica existente. La señal de HD Radio ocupa los 0,1 MHz que comienzan 0,1 MHz por encima y por debajo de la estación de frecuencia portadora. Por ejemplo, si la frecuencia portadora de la señal analógica de una estación es 93,3 MHz, la señal digital llenará 93,1–93,2 MHz y 93,4–93,5 MHz dentro de la banda de transmisión FM. Se pueden transportar varias transmisiones de audio digital, o "subcanales", dentro de esta única transmisión de datos digitales, con la cantidad de audio de los subcanales y las asignaciones de ancho de banda a elección de la estación. En el sintonizador de radio, aparecerán como (en el caso anterior) "93.3-2", "93.3-3", y así sucesivamente. Las frecuencias que se utilizan no cambian a medida que se agregan más canales a la estación de radio (93,3 MHz en el ejemplo anterior). En lugar de ello, simplemente se reasigna una cantidad total fija de ancho de banda entre los flujos de audio, de modo que cada uno ahora recibe menos ancho de banda y, por lo tanto, una calidad de audio menor que antes.
No existe una transición obligatoria a HD Radio para las estaciones de FM y AM a nivel federal. Sin embargo, el 27 de octubre de 2020, la FCC aprobó la operación voluntaria de AM totalmente digital en todo el país. [13]
La radio digital se está ofreciendo ahora al mundo en desarrollo. Una empresa de comunicaciones por satélite llamada WorldSpace estaba creando una red de tres satélites, incluidos "AfriStar", "AsiaStar" y "AmeriStar", para proporcionar servicios de información de audio digital a África , Asia y América Latina . AfriStar y AsiaStar están en órbita. AmeriStar no puede ser lanzado desde los Estados Unidos ya que Worldspace transmite en la banda L e interferiría con el ejército de EE. UU. como se mencionó anteriormente. [ cita requerida ] . En su apogeo proporcionó servicio a más de 170.000 suscriptores en el este y sur de África, Oriente Medio y gran parte de Asia, con un 96% proveniente de la India. Timbre Media junto con Saregama India planean relanzar la empresa. A partir de 2013, Worldspace está extinta, pero hay dos satélites en órbita que aún tienen algunos canales. Consulte el artículo principal de WorldSpace .
Cada satélite ofrece tres haces de transmisión que pueden soportar 50 canales cada uno, que transmiten noticias, música, entretenimiento y educación, e incluyen un servicio multimedia informático. Las emisoras locales, regionales e internacionales trabajaron con WorldStar para brindar servicios.
Un consorcio de emisoras y fabricantes de equipos también está trabajando para llevar los beneficios de la radiodifusión digital al espectro radioeléctrico que se utiliza actualmente para las emisiones de radio AM terrestres , incluidas las transmisiones internacionales de onda corta . Más de setenta emisoras están transmitiendo programas utilizando el nuevo estándar, conocido como Digital Radio Mondiale (DRM), y hay receptores DRM comerciales disponibles (aunque hay pocos modelos en el sitio web de DRM y algunos ya no se fabrican). El sistema de DRM utiliza el estándar aacPlus basado en MPEG-4 para codificar la música y CELP o HVXC para los programas de voz. Sin embargo, en la actualidad estos tienen un precio demasiado alto para que muchos en el tercer mundo puedan permitírselo. La adopción de DRM ha sido minúscula y muchas emisoras tradicionales de onda corta ahora sólo transmiten por Internet, utilizan satélites fijos (decodificadores de TV) o repetidores FM analógicos locales para ahorrar costos. Hay muy pocos equipos de radio DRM (caros) disponibles y algunas emisoras (RTE en Irlanda en 252 kHz) han interrumpido las pruebas sin lanzar un servicio.
En la actualidad, varios fabricantes japoneses ofrecen receptores de radio DAB de bajo costo y WorldSpace ha trabajado con Thomson Broadcast para introducir un centro de comunicaciones en las aldeas, conocido como Telekiosk, para llevar servicios de comunicaciones a las áreas rurales. Los Telekiosks son autónomos y están disponibles como unidades fijas o móviles.
El avance o característica clave de los sistemas de transmisión de radio digital es que permiten una menor potencia de transmisión, pueden proporcionar robustez al ruido, la diafonía y otras formas de interferencia y, por lo tanto, permiten que la misma frecuencia de radio se reutilice a una distancia más corta. En consecuencia, la eficiencia espectral (el número de llamadas telefónicas por MHz y estación base, o el número de bit/s por Hz y transmisor, etc.) puede aumentarse lo suficiente. La transmisión de radio digital también puede transportar cualquier tipo de información, siempre que se haya expresado digitalmente . Los sistemas de comunicación por radio anteriores tenían que hacerse expresamente para una forma determinada de comunicaciones: teléfono , telégrafo o televisión , por ejemplo. Todo tipo de comunicaciones digitales se pueden multiplexar o cifrar a voluntad.
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