HD Radio ( HDR ) [1] es una marca registrada de una tecnología de transmisión de radio digital en banda en canal (IBOC) . HD Radio generalmente transmite simultáneamente una estación de radio analógica existente en formato digital con menos ruido y con información de texto adicional. HD Radio es utilizada principalmente por estaciones de radio AM y FM en los Estados Unidos, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, Canadá, México y Filipinas, [ cita requerida ] con algunas implementaciones fuera de América del Norte.
La radio HD en banda y en canal (IBOC) transmite las señales digitales en partes no utilizadas del mismo canal que las señales analógicas AM y FM (en banda y en canal). Como resultado, las radios están diseñadas para captar ambas señales con mayor facilidad, por lo que HD en HD Radio significa "digital híbrido", no "alta definición". Las radios HD sintonizan primero la señal analógica de la estación y luego buscan una señal digital. El sistema DRM europeo comparte canales similares a HD Radio, pero el sistema DAB europeo utiliza frecuencias diferentes para su transmisión digital. [2]
El término "en el canal" es un nombre inapropiado porque el sistema en realidad transmite en los canales normalmente no utilizados adyacentes a la asignación de una estación de radio existente . Esto deja intacta la señal analógica original, lo que permite que los receptores habilitados alternen entre digital y analógico según sea necesario. En la mayoría de las implementaciones de FM, hay disponible una capacidad de entre 96 y 128 kbit/s. El audio de alta fidelidad requiere solo 48 kbit/s, por lo que hay una amplia capacidad para canales adicionales, a lo que HD Radio se refiere como "multidifusión".
HD Radio tiene licencia para que la transmisión simultánea del canal principal no tenga regalías. La empresa obtiene sus ingresos con las tarifas de los canales de multidifusión adicionales. Las estaciones pueden elegir la calidad de estos canales adicionales; las estaciones de música generalmente agregan uno o dos canales de alta fidelidad, mientras que otras usan velocidades de bits más bajas para noticias y deportes solo de voz. Anteriormente, estos servicios requerían sus propios transmisores, a menudo en AM de baja fidelidad. Con HD, una única asignación de FM puede transmitir todos estos canales, e incluso sus configuraciones de calidad más baja generalmente suenan mejor que AM.
Si bien se suele utilizar junto con un canal existente, también se ha autorizado su transmisión totalmente digital. Cuatro estaciones de AM utilizan el formato totalmente digital, una con una autorización experimental y las otras tres con nuevas normas adoptadas por la FCC en octubre de 2020. El sistema se utiliza poco en otros lugares debido a su dependencia de la escasa asignación de canales de transmisión de FM en América del Norte; en Europa, las estaciones están más espaciadas.
iBiquity desarrolló HD Radio, y el sistema fue seleccionado por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de los Estados Unidos en 2002 como método de transmisión de audio digital para los Estados Unidos. [3] [4] Se lo conoce oficialmente como NRSC‑5, y la última versión es NRSC‑5‑E. [5]
iBiquity fue adquirida por DTS en septiembre de 2015, incorporando la tecnología HD Radio bajo el mismo nombre que los sistemas de sonido envolvente para cines homónimos de DTS . [6] La tecnología HD Radio y las marcas comerciales fueron posteriormente adquiridas por Xperi Holding Corporation en 2016.
HD Radio es uno de varios estándares de radio digital que generalmente son incompatibles entre sí:
En mayo de 2018, iBiquity Digital Co. afirmó que su tecnología HD Radio era utilizada por más de 3500 servicios individuales, principalmente en los Estados Unidos. [7] Esto se compara con más de 2200 servicios que operan con el sistema DAB .
Se requiere un canal de 400 kHz de ancho para la transmisión híbrida analógica-digital HD FM , lo que hace que su adopción sea problemática fuera de América del Norte. En los Estados Unidos, los canales FM están espaciados a 200 kHz de distancia en lugar de 100 kHz en otros lugares. Además, la práctica de licencias de larga data de la FCC , que data de cuando los receptores tenían una mala selectividad de canal adyacente, asigna estaciones en áreas de cobertura geográficamente superpuestas o adyacentes a canales separados por (al menos) 400 kHz . Por lo tanto, la mayoría de las estaciones pueden transmitir señales digitales cuidadosamente diseñadas en sus canales adyacentes sin interferir con otras estaciones locales y, por lo general, sin interferencia de canal con estaciones distantes en esos canales. [8] Fuera de los EE. UU., la carga espectral más pesada de la banda de transmisión FM hace que los sistemas IBoC como HD Radio sean menos prácticos.
La FCC no ha manifestado ninguna intención de poner fin a la transmisión de radio analógica como lo hizo con la televisión analógica [3] , ya que no daría como resultado la recuperación de ningún derecho de espectro radioeléctrico que pudiera venderse. Por lo tanto, no existe una fecha límite para que los consumidores compren un receptor HD.
La información digital se transmite mediante OFDM con un formato de compresión de audio llamado HDC ( High-Definition Coding ). HDC es un códec propietario basado en el estándar MPEG-4 HE-AAC , pero incompatible con él . [9] Utiliza un algoritmo de compresión de datos de audio de transformada de coseno discreta modificada (MDCT) . [10]
Las estaciones equipadas con HD pagan una tarifa de licencia única para convertir su canal de audio principal a la tecnología HD Radio de iBiquity y el 3% de los ingresos netos incrementales por cualquier subcanal digital adicional. [11] El costo de convertir una estación de radio puede oscilar entre $100,000 y $200,000. [12] Los fabricantes de receptores que incluyen HD Radio pagan regalías, que es la razón principal por la que no se adoptó por completo como una característica estándar. [13]
Si el receptor HD pierde la señal digital primaria (HD-1), vuelve a la señal analógica, lo que permite un funcionamiento sin problemas entre los métodos de transmisión más nuevos y los más antiguos. Las transmisiones adicionales HD-2 y HD-3 no tienen una transmisión simultánea analógica; en consecuencia, su sonido se perderá o "salteará" cuando se degrade la recepción digital (de manera similar a las pérdidas de señal de la televisión digital). Como alternativa, la señal HD puede volver a una transmisión más robusta de 20 kbit/s , aunque la calidad del sonido se reduce entonces al nivel AM convencional. También es posible la transmisión de datos , con metadatos que proporcionan títulos de canciones o información del artista.
iBiquity Digital afirma que el sistema se acerca al audio de calidad de CD y ofrece reducción tanto de interferencias como de estática. [14] Sin embargo, las velocidades de datos en HD Radio son sustancialmente más bajas que las de un CD, y las señales digitales a veces interfieren con estaciones de banda AM analógicas adyacentes . (ver § AM, a continuación).
El modo híbrido AM ("MA1") utiliza 30 kHz de ancho de banda (±15 kHz ) y superpone canales adyacentes en ambos lados del canal asignado a la estación. [15] Algunos oyentes nocturnos han expresado su preocupación de que este diseño dañe la recepción de canales adyacentes [16] [17] con una queja formal presentada con respecto al asunto: el propietario de WYSL, Bob Savage, contra WBZ en Boston.
La capacidad de un canal de 30 kHz en la banda AM es limitada. Al utilizar la replicación de banda espectral, el códec HDC+SBR puede simular la recreación de sonidos de hasta 15 000 Hz, logrando así una calidad moderada en la banda AM , con un ancho de banda reducido . [18] El modo híbrido AM de HD Radio ofrece dos opciones que pueden transportar aproximadamente entre 40 y 60 kbit/s de datos, y la mayoría de las estaciones digitales AM utilizan por defecto el modo más robusto de 40 kbit/s , que ofrece redundancia (los mismos datos se transmiten dos veces).
La señal de radio digital recibida en un receptor AM convencional sintonizado en un canal adyacente suena como ruido blanco , el sonido de un "silbido"., o una gran cascada, o un viento fuerte y constante a través de un denso dosel forestal , o algo similar.
La AM totalmente digital ("MA3") permite dos modos: "Mejorado" y "solo núcleo". [19]
Cuando el receptor solo puede decodificar las portadoras primarias en cualquiera de los modos, el audio será mono y solo se podrá mostrar información de texto. El ancho de banda más estrecho necesario en cualquiera de los modos totalmente digitales en comparación con el modo híbrido reduce la posible interferencia hacia y desde las estaciones que transmiten en canales adyacentes. [20] Sin embargo, la AM totalmente digital carece de la señal analógica como respaldo cuando la señal es demasiado débil para que el receptor decodifique la portadora digital primaria.
Cuatro estaciones han operado como emisoras totalmente digitales o solo digitales:
WWFD experimentó con el uso de un subcanal digital , operando un segundo canal (HD2) a una baja tasa de datos mientras reducía la tasa de datos del canal primario (HD1). [24] En octubre de 2020, la FCC concluyó a partir de los experimentos de WWFD :
La FCC requiere que las estaciones que deseen multiplexar sus señales AM digitales soliciten y reciban permiso para hacerlo; [25] a principios de 2020 rechazó una solicitud de multiplexación de WTLC . [26]
El modo híbrido digital/analógico de FM ofrece cuatro opciones que pueden transportar aproximadamente 100, 112, 125 o 150 kbit/s de audio digital comprimido ( con pérdida ) que transporta datos , según el presupuesto de potencia del administrador de la estación y el rango de señal deseado. HD FM también ofrece varios modos digitales puros con una velocidad de hasta 300 kbit/s y permite funciones adicionales como sonido envolvente. Al igual que AM , FM puramente digital ofrece una condición de "respaldo" en la que vuelve a una señal más robusta de 25 kbit/s .
Las estaciones de FM pueden dividir su flujo de datos en subcanales (por ejemplo, 88.1 HD-1, HD-2, HD-3) de diferente calidad de audio. Los servicios múltiples son similares a los subcanales digitales que se encuentran en la televisión digital compatible con ATSC que utiliza transmisión multiplexada . Por ejemplo, algunas estaciones del top 40 han agregado AC hot y rock clásico a sus subcanales digitales , para brindar más variedad a los oyentes. [27] Las estaciones pueden eventualmente volverse completamente digitales, permitiendo así hasta tres canales de máxima potencia y cuatro canales de baja potencia (siete en total). Alternativamente, podrían transmitir un solo canal a 300 kbit/s .
Las normas de la FCC exigen que un canal sea una transmisión simultánea de la señal analógica para que, cuando no se pueda decodificar la transmisión digital primaria, un receptor pueda volver a la señal analógica. Esto requiere la sincronización de las dos, con un retraso significativo añadido al servicio analógico. En algunos casos, en particular durante los eventos de conducción troposférica , un receptor HD se sincronizará con la transmisión digital de una estación distante aunque haya una estación analógica local mucho más fuerte en la misma frecuencia . Sin una identificación automática de la estación en la señal analógica, no hay forma de que el receptor reconozca que no hay correlación entre las dos. [a] El oyente puede posiblemente desactivar la recepción HD (para escuchar la estación local o evitar el cambio aleatorio entre las dos estaciones), o escuchar las estaciones distantes e intentar obtener una identificación de estación .
Aunque las señales pueden estar sincronizadas en el transmisor y llegar al equipo receptor simultáneamente, lo que el oyente escucha a través de una unidad HD y una radio analógica reproducidas juntas puede estar claramente desincronizado. Esto se debe a que todos los receptores analógicos procesan las señales analógicas más rápido que las radios digitales. El procesamiento digital de las señales analógicas en una radio HD también las retrasa. El inconfundible efecto de "reverberación" o eco resultante de reproducir radios digitales y analógicas en la misma habitación o casa, sintonizadas en la misma estación, puede ser molesto. Es más notorio con una transmisión de voz simple que con un contenido de programa musical complejo. [b]
Las estaciones pueden transmitir en HD a través de sus antenas existentes utilizando un diplexor , como en AM , o la FCC les permite utilizar una antena separada en la misma ubicación general o en un sitio autorizado como auxiliar analógico , siempre que se encuentre dentro de una cierta distancia y altura con referencia a la señal analógica principal. La limitación asegura que las dos transmisiones tengan casi el mismo rango de transmisión y que mantengan la relación adecuada de intensidad de señal entre sí para no causar interferencia destructiva en cualquier ubicación determinada donde puedan recibirse.
HD Radio ofrece un servicio denominado "Artist Experience" [28], en el que se puede visualizar en el receptor la transmisión de carátulas de álbumes, logotipos y otros gráficos. La visualización de las carátulas de álbumes y los logotipos se realiza a discreción de la estación y requiere equipo adicional. Un fabricante de HD Radio debe aprobar la certificación iBiquity , que incluye la visualización correcta de las carátulas.
Desde 2016, las radios HD más nuevas admiten Bluetooth y alertas del sistema de alerta de emergencia (EAS) [29], en las que se puede mostrar en la radio la transmisión de alertas de tráfico, meteorológicas, AMBER y de seguridad. Al igual que con "Artist Experience", las alertas de emergencia se muestran a discreción de la estación y requieren equipo adicional.
Las estaciones de FM estéreo generalmente requieren hasta 280 kilohercios de espectro . El ancho de banda de una señal FM se obtiene duplicando la suma de la desviación máxima (generalmente 75 kHz ) y la frecuencia de modulación de banda base más alta (alrededor de 60 kHz cuando se utiliza RBDS ). Solo 15 kHz del ancho de banda de banda base se utiliza para audio monoaural analógico (banda base), y el resto se utiliza para estéreo , RBDS , buscapersonas , servicio de lectura de radio , alquiler a otros clientes o como enlace de transmisor/estudio para telemetría interna .
En el modo híbrido (regular), una estación tiene ±130 kHz de ancho de banda analógico. Las bandas laterales digitales principales primarias se extienden ±70 kHz a cada lado de la señal analógica, ocupando así un total de 400 kHz de espectro. En el modo híbrido extendido, la señal analógica está restringida a ±100 kHz . Las bandas laterales primarias extendidas se añaden a las bandas laterales primarias principales utilizando los ±30 kHz adicionales de espectro creados al restringir la señal analógica. [30] El híbrido extendido proporciona hasta aproximadamente 50 kbit/s de capacidad adicional. [31] Cualquier servicio de subportadora existente (normalmente a 92 kHz y 67 kHz ) que deba apagarse para utilizar el híbrido extendido se puede restaurar mediante el uso de subcanales digitales . Sin embargo, esto requiere el reemplazo de todo el equipo relacionado tanto para las emisoras como para todos los receptores que utilizan los servicios cambiados a subcanales HD.
La relación de potencia de la señal analógica a la señal digital se estandarizó inicialmente en 100:1 (−20 dBc), es decir, la potencia de la señal digital es el 1% de la potencia de la portadora analógica. Esta baja potencia, más la naturaleza uniforme y similar al ruido de la modulación digital, es lo que reduce su potencial de interferencia cocanal con estaciones analógicas distantes. A diferencia de las subportadoras, donde se reduce la modulación de banda base total , no hay reducción en la potencia de la portadora analógica . La Asociación Nacional de Radiodifusores (NAB) solicitó un aumento de 10 dB (10×) [32] en la señal digital de la FCC. Esto equivale a un aumento del 10% de la potencia de la portadora analógica, pero no una disminución en la señal analógica. Se demostró que esto reduce la cobertura analógica debido a la interferencia, pero da como resultado una mejora dramática en la cobertura digital. También se probaron otros niveles, incluido un aumento de 6 dB o cuatro veces al 4% (−14 dBc o 25:1). La Radio Pública Nacional se opuso a cualquier aumento porque es probable que aumente la interferencia a sus estaciones miembro, en particular a sus traductores de radiodifusión , que son secundarios y, por lo tanto, quedan desprotegidos de dicha interferencia. Otras emisoras también se oponen (o son indiferentes), ya que el aumento de potencia requeriría cambios costosos en el equipo para muchas, y el sistema, que ya es costoso, hasta ahora no les ha proporcionado ningún beneficio.
Aún existen algunas preocupaciones de que HD FM aumentará la interferencia entre diferentes estaciones, a pesar de que HD Radio en el nivel de potencia del 10% se ajusta dentro de la máscara espectral de la FCC. [33] Los canales FM de América del Norte están espaciados a 200 kHz entre sí. Una estación de transmisión HD generalmente no causará interferencia a ninguna estación analógica dentro de su contorno de servicio de 1 mV/m , el límite por encima del cual la FCC protege a la mayoría de las estaciones. Sin embargo, la señal IBOC reside dentro de la señal analógica de la(s) estación(es) inmediatamente adyacente(s). Con el aumento de potencia propuesto de 10 dB, existe el potencial de causar la degradación de las segundas señales analógicas adyacentes dentro de su contorno de 1 mV/m . [34] [35] [36]
El 29 de enero de 2010, la FCC de Estados Unidos aprobó un informe y una orden para aumentar voluntariamente la potencia radiada efectiva (ERP) digital máxima al 4% de la ERP analógica (−14 dB c ), frente al máximo anterior del 1% (−20 dBc). [37] Las estaciones individuales pueden solicitar hasta un 10% (−10 dBc) si pueden demostrar que no causará interferencias perjudiciales a ninguna otra estación. Si al menos seis quejas verificadas de interferencias de RF en curso a otra estación provienen de ubicaciones dentro de la región geográfica de servicio autorizado de la otra estación , la estación que produce la interferencia deberá reducir al siguiente nivel inferior del 4%, 2% (−17 dB) o 1%, hasta que la FCC determine finalmente que la interferencia se ha reducido satisfactoriamente. [38] La estación a la que se le causa la interferencia soporta la carga de la prueba y sus gastos asociados, en lugar de la estación que causa el problema. En el caso de las estaciones FM exentas , a las que se les permite permanecer por encima del límite para su clase de transmisión , estos números son relativos a ese límite inferior en lugar de a su potencia real.
Algunos países han implementado la transmisión de audio digital (DAB) Eureka-147 o la versión más reciente DAB+ . La DAB transmite un único multiplexor de aproximadamente 1,5 megahertz de ancho (≈1 megabit por segundo ). Ese multiplexor se subdivide luego en múltiples transmisiones digitales de entre 9 y 12 programas (o estaciones). En cambio, la HD FM requiere un ancho de banda de 400 kHz (compatible con el espaciado entre canales de 200 kHz que se usa tradicionalmente en los Estados Unidos) con una capacidad de 300 kbit/s en modo exclusivamente digital.
La primera generación de DAB utiliza el códec de audio MPEG-1 Audio Layer II (MP2), que tiene una compresión menos eficiente que los códecs más nuevos. La tasa de bits típica para los programas estéreo DAB es de 128 kilobits por segundo (kbit/s) o menos y, como resultado, la mayoría de las estaciones de radio en DAB tienen una calidad de sonido peor que la de FM en condiciones similares. [39] Muchas estaciones DAB también transmiten en mono. En contraste, DAB+ utiliza el códec más nuevo AAC+ y HD FM utiliza un códec basado en el estándar MPEG-4 HE - AAC .
Antes de la introducción de DAB+, la compresión ineficiente de DAB llevó en algunos casos a "degradar" las estaciones de estereofónicas a monoaurales , para incluir más canales en el ancho de banda limitado de 1 Mbit/s . [40]
La radio digital, como DAB, DAB+ y HD FM, a menudo tiene una cobertura de mercados más pequeña en comparación con la FM analógica, las radios son más caras y la recepción dentro de vehículos y edificios puede ser deficiente, según las frecuencias utilizadas. HD Radio comparte la mayoría de estos mismos defectos (ver las críticas a continuación). Por otro lado, la radio digital permite más estaciones y menos susceptibilidad a perturbaciones en la señal. Sin embargo, en los Estados Unidos, aparte de HD Radio, las tecnologías de transmisión digital, como DAB+, no han sido aprobadas para su uso ni en la banda VHF II ( FM ) ni en la banda de onda media .
El DAB es ideal para redes de transmisión nacionales que ofrecen varias estaciones, como es común en Europa, mientras que el HD es más apropiado para estaciones individuales.
Digital Radio Mondiale (DRM 30) es un sistema diseñado principalmente para la transmisión de onda corta y onda media con radios compatibles ya disponibles para la venta. DRM 30 es similar a HD AM, en el sentido de que cada estación se transmite a través de canales espaciados 10 kHz (o 9 kHz en algunas regiones) en frecuencias de hasta 30 MHz . Los dos estándares también comparten el mismo esquema de modulación básica (COFDM), y HD AM utiliza un códec propietario. DRM 30 opera con xHE-AAC , históricamente con cualquiera de varios códecs, incluidos AAC, Opus y HVXC . La sincronización del receptor y la codificación de datos son bastante diferentes entre HD AM y DRM 30. A partir de 2015, hay varios conjuntos de chips de radio disponibles que pueden decodificar AM, FM, DAB , DRM 30 y DRM+ , y HD AM y HD FM.
Similar a HD AM, DRM permite transmisiones híbridas digitales-analógicas o transmisiones puramente digitales, y permite a los transmisores utilizar múltiples opciones:
En la onda media, las velocidades de bits DRM reales varían dependiendo de la transmisión diurna o nocturna ( onda terrestre o onda ionosférica ) y la cantidad de bits dedicados a la corrección de errores (robustez de la señal).
Si bien DRM ofrece una vía de crecimiento para las emisoras de AM , lamentablemente comparte muchos de los mismos defectos que DAB y HD AM:
DRM+ , un sistema diferente basado en los mismos principios de HD Radio en la banda FM, pero que puede implementarse en todas las bandas VHF ( 1 , 2 y 3 ), [41] ya sea como una transmisión híbrida analógica-digital o solo digital, pero con un ancho de banda solo digital de 0,1 MHz, permite una velocidad de datos de 186,3 kbit/s [42] [43] (en comparación con HD FM con 0,4 MHz que permite 300 kbps).
Digital Radio Mondiale es un sistema de estándares abiertos , aunque sujeto a patentes y licencias . HD Radio se basa en la propiedad intelectual de iBiquity Digital Co. / Xperi Holding Co. Estados Unidos utiliza DRM para transmisiones de HF / onda corta . [44]
Según una encuesta realizada el 8 de agosto de 2007 por Bridge Ratings, cuando se les preguntó "¿Compraría una HD Radio en los próximos dos meses?", sólo el 1,0% respondió "sí" . [45]
Algunos ingenieros de radiodifusión han expresado su preocupación por el nuevo sistema HD. [46] Una encuesta realizada en septiembre de 2008 reveló que un pequeño porcentaje de participantes confundía HD Radio con radio satelital . [47]
Muchas de las primeras HD Radios tenían receptores poco sensibles, lo que causaba problemas con la calidad del sonido. El nivel de la señal digital de la HD Radio es entre 10 y 20 dB inferior a la potencia de la señal analógica del transmisor de la estación. Además, los comentaristas han señalado que la sección analógica de algunos receptores era inferior en comparación con los modelos más antiguos, exclusivamente analógicos. [48]
Sin embargo, desde 2012, la adopción de receptores con capacidad HD ha aumentado significativamente en la mayoría de los autos más nuevos, y varios sistemas de radio de posventa, tanto para vehículos como para uso doméstico, contienen receptores de radio HD y características especiales como Full Artist Experience. iBiquity informa que el 78% de toda la escucha de radio se realiza en estaciones que transmiten en HD. [49] Hay un número cada vez mayor de estaciones que cambian a HD o agregan subcanales compatibles con la radio digital, como St. Cloud, Minnesota , donde muchas estaciones de radio locales encuentran un número creciente de oyentes que sintonizan sus señales HD, lo que a su vez ha beneficiado las ventas. [50]
Si bien los estándares DAB y DRM son estándares abiertos y anteriores a HD Radio, los receptores HD no se pueden usar para recibir estas estaciones cuando se venden o se trasladan al exterior (con ciertas excepciones; hay estaciones HD en Sri Lanka , [51] [ necesita actualización ] Tailandia , Taiwán , Japón , Rumania y algunos otros países).
Los receptores DAB y DRM no pueden recibir señales HD en EE. UU. El sistema HD, que permite que las estaciones de AM y FM se actualicen a la tecnología digital sin cambiar de frecuencia, es un estándar de transmisión digital diferente. La falta de un estándar común significa que los receptores HD no pueden recibir transmisiones DAB o DRM de otros países, y viceversa, y que los fabricantes deben desarrollar productos separados para diferentes países, que normalmente no son de formato dual.
Mientras que la familia de códecs Advanced Audio Coding (AAC) son estándares documentados públicamente, el códec HDC solo existe dentro del sistema HD y es un secreto comercial de iBiquity .
De manera similar, DAB o DRM son especificaciones abiertas, mientras que la especificación HD de iBiquity es parcialmente abierta, pero mayoritariamente privada. [ aclaración necesaria ] [52]
HD Radio no utiliza ATSC , el estándar para televisión digital en los Estados Unidos , y por lo tanto no recupera la antigua compatibilidad de radio TV y FM que disfrutaban las emisoras del canal 6 de TV. En los días de la televisión analógica, la franja más baja de la banda de transmisión FM (87,7–87,9 MHz ) se superponía con la portadora de audio FM del canal 6 de la televisión analógica estadounidense; [d] debido a que el estándar de televisión analógica NTSC usaba FM analógica convencional para modular la portadora de audio, el audio de las estaciones de televisión que transmitían en el canal 6 se podía escuchar en la mayoría de los receptores FM. En los primeros días de la televisión y la radio, varias estaciones de televisión explotaron esta superposición y operaron como estaciones de radio . Las estaciones de televisión de alta potencia se vieron obligadas a dejar de transmitir en analógico en junio de 2009, y las estaciones de baja potencia dejaron de transmitir en analógico en julio de 2021. Debido a que los estándares de televisión digital y de radio digital son incompatibles, los receptores HD no pueden recibir señales de televisión digital en la frecuencia de 87,75 MHz , lo que elimina la antigua compatibilidad de doble medio de las estaciones de televisión del canal 6. Las estaciones actuales de baja potencia ATSC 3.0 del canal 6 que transmiten una portadora de audio en 87,75 no tienen HD Radio. [ cita requerida ]
La promoción de la radio HD a menudo no deja claro que algunas de sus características son mutuamente incompatibles con otras. Por ejemplo, el sistema HD se ha descrito como "calidad de CD"; sin embargo, el sistema HD también permite multiplexar el flujo de datos entre dos o más programas separados. Un programa que utiliza la mitad o menos del flujo de datos no alcanza la calidad de audio superior de un solo programa al que se le permite el flujo de datos completo. La FCC ha declarado
Si la FCC no permite la transmisión simultánea analógica, cada estación tendrá disponible un ancho de banda de más de 300 kbit/s , lo que permitirá una buena calidad estéreo o incluso un audio con sonido envolvente , junto con múltiples subcanales y, en menor medida, más libertad para que los transmisores FM personales de bajo consumo emparejen teléfonos inteligentes modernos , computadoras y otros dispositivos con los receptores FM analógicos tradicionales.
La industria de la radiodifusión está buscando la aprobación de la FCC para futuros modelos de receptores HD, para acceso condicional ; es decir, permitir que los subcanales adicionales estén disponibles solo mediante suscripción paga . [ cita requerida ] NDS [e] ha llegado a un acuerdo con iBiquity para proporcionar a HD Radio un sistema de entrega de contenido encriptado llamado "RadioGuard". [54] NDS afirma que RadioGuard "proporcionará posibilidades adicionales de generación de ingresos".
La mayoría de los receptores FM existentes sintonizados en un canal que transmite una señal HD son propensos a un aumento del ruido en la señal analógica, denominado "ruido propio de HD Radio", debido a la demodulación analógica de las señales digitales. En algunos receptores FM de alta fidelidad en sistemas de reproducción de calidad, este ruido puede ser audible e irritante. La mayoría de los receptores FM existentes requerirán modificaciones en los filtros internos o la adición de un filtro de posdetección para evitar la degradación de la calidad de la señal analógica en las estaciones que transmiten HD Radio.
En Estados Unidos, las estaciones de radio tienen licencia para transmitir a un nivel específico de potencia radiada efectiva . En 2008, NPR Labs realizó un estudio sobre el funcionamiento previsto de HD Radio si los niveles de potencia digital se incrementaran al 10% de la potencia máxima de la portadora analógica, como lo permite actualmente la FCC en determinadas circunstancias, y descubrió que la señal digital aumentaría la interferencia de RF en FM. Sin embargo, la cobertura de la señal digital HD mejorada superaría entonces la cobertura analógica, con un 17% más de población cubierta en vehículos, pero un 17% menos en interiores. [55]
Los costos de instalación del sistema, incluidas las tarifas, varían de una estación a otra, según el tamaño de la estación y la infraestructura existente. Los costos típicos son de al menos varias decenas de miles de dólares al comienzo [f] más las tarifas anuales por canal (3% de los ingresos anuales de la estación [ cita requerida ] ) que se deben pagar a Xperi por HD-2 y HD-3 (HD-1 no tiene cargo por regalías). Las grandes empresas en mercados de medios más grandes , como iHeartRadio o Cumulus Broadcasting , pueden permitirse implementar la tecnología para sus estaciones. Sin embargo, las estaciones de radio comunitarias , tanto comerciales como no comerciales, en muchos casos no pueden pagar la tarifa anual de US$ 1000 que Xperi aplica a las estaciones LPFM . A mediados de 2010 se introdujo una nueva generación de equipos de transmisión de HD Radio, lo que redujo en gran medida los costos iniciales [f] de implementación del sistema.
Los receptores de HD Radio cuestan entre 50 y varios cientos de dólares , en comparación con las radios FM tradicionales, que a veces se pueden encontrar incluso en tiendas de todo a un dólar . Aunque históricamente los costos han sido más altos para el hardware HD, a medida que ha aumentado su adopción, los precios se han reducido y los receptores que contienen HD Radio se están volviendo más comunes, especialmente a medida que más estaciones transmiten en formato HD. [ cita requerida ]
Los transmisores FM convencionales que solo funcionan con señales analógicas normalmente funcionan con amplificadores de " clase C " , que son eficientes , pero no lineales; HD Radio requiere una clase de amplificador diferente . Un amplificador de clase C puede funcionar con una eficiencia general del transmisor superior al 70%. [g] Los transmisores digitales funcionan en una de las otras clases de amplificadores, una que es cercana a la lineal, y la linealidad reduce la eficiencia. Un transmisor FM HD híbrido moderno generalmente alcanza una eficiencia del 50~60%, mientras que un transmisor FM HD solo digital debería manejar solo el 40~45%. La eficiencia reducida provoca un aumento significativo de los costos de electricidad y refrigeración.
Hasta 2013, la HD Digital Radio Alliance, [h] actuó como enlace para que las estaciones eligieran formatos no duplicados para los canales adicionales (HD‑2, HD‑3, etc.). Ahora, iBiquity trabaja con los principales propietarios de las estaciones para brindar varias opciones adicionales para los oyentes, en lugar de que varias estaciones decidan de forma independiente crear el mismo formato. Las estaciones HD‑1 transmiten el mismo formato que las estaciones FM (y algunas AM ) regulares, y muchas de estas estaciones ofrecen uno, dos o incluso tres subcanales (designados HD‑2, HD‑3, HD‑4) para complementar su programación principal.
iHeartRadio vende programación de varios géneros musicales diferentes a otras estaciones competidoras, además de emitirlas en sus propias estaciones. Algunas estaciones están transmitiendo simultáneamente sus transmisiones locales de AM o FM de menor potencia en los canales HD-2 o HD-3 de las estaciones hermanas, como KMBZ-FM en Kansas City, que transmite simultáneamente la programación de KCSP-AM en 610 AM en 96.5 FM -HD2. Es una práctica común transmitir un formato más antiguo y descontinuado en canales HD-2; por ejemplo, con la reciente desaparición del formato de jazz suave del dial de radio analógico en muchos mercados, estaciones como WDZH-FM en Detroit, Michigan , (anteriormente WVMV), WFAN-FM en la ciudad de Nueva York y WNWV-FM en Cleveland, Ohio , programan jazz suave en sus bandas HD-2 o HD-3. Algunas estaciones HD-2 o HD-3 incluso están transmitiendo simultáneamente estaciones AM hermanas . En St. Louis , por ejemplo, la señal KMOX-AM en canal libre (analógica de 1120 kHz y HD) se transmite simultáneamente en KEZK-FM 102.5 FM -HD3. KBCO-FM en Boulder, Colorado , utiliza su canal HD-2 para transmitir grabaciones en vivo exclusivas desde su estudio de grabación privado. CBS Radio está implementando planes para introducir sus superestaciones más populares en mercados distantes ( KROQ-FM en la ciudad de Nueva York, WFAN-AM en Florida y KFRG-FM y KSCF-FM en Los Ángeles) a través de los canales HD-2 y HD-3.
El 8 de marzo de 2009, CBS Radio inauguró la primera estación con un subcanal HD4, WJFK-FM en Washington, DC , una estación de radio deportiva que también transmite operaciones deportivas hermanas WJZ-FM de Baltimore ; WTEL-AM y WIP-FM de Filadelfia ; y WFAN-AM de Nueva York . [i] [56] Desde entonces, muchos otros canales también han implementado subcanales HD-4, aunque con formatos basados casi en un 100% en conversación, debido a la calidad de audio reducida. Por ejemplo, KKLQ-FM en Los Ángeles opera una señal HD-4 y transmitió The Mormon Channel, que era 99% de conversación. [57]
Las emisoras públicas también están adoptando la radio HD. Minnesota Public Radio ofrece algunos servicios: KNOW-FM , la estación de noticias MPR en Twin Cities , ofrece el servicio de música Radio Heartland en 91.1 FM ‑HD2 y una programación de noticias adicional llamada " BBC News and More" en 91.1 FM ‑HD3; KSJN-FM , la estación clásica MPR en Twin Cities , ofrece el servicio " Classical 24 " en 99.5 FM ‑HD2; y KCMP-FM , en 89.3 FM en Twin Cities , ofrece "Wonderground Radio", música para niños y sus padres, en 89.3 FM ‑HD2. [58]
KPCC‑FM (Southern California Public Radio) , que se escucha en 89.3 FM en Los Ángeles , ofrece una transmisión simultánea digital de su canal analógico en 89.3 FM ‑HD1 y el servicio de música KCMP-FM de MPR en 89.3 FM ‑HD2 en Los Ángeles. [59]
New York Public Radio en la ciudad de Nueva York , WNYC (AM) y WNYC-FM , ( dba WNYC ) retransmite un servicio clásico programado localmente de WQXR-FM llamado " Q2 ", en 93.9 FM ‑HD2. El servicio se lanzó en marzo de 2006. [60] El 8 de octubre de 2009, el formato se trasladó a WQXR‑HD2 ( WXNY-FM ) en 105.9 FM cuando WQXR-FM fue adquirida por New York Public Radio como parte de un intercambio de frecuencia con Univision Radio por su frecuencia anterior. La programación en el canal WNYC-FM ‑HD2 ahora es una retransmisión de WQXR-FM , con el fin de dar una cobertura completa de la programación de WQXR-FM de alguna forma, ya que la señal de 105.9 FM es más débil y no cubre toda el área.
WMIL-FM en Milwaukee ha ofrecido una transmisión simultánea de audio de WITI-TV, afiliada de Fox , en su subcanal HD-3 desde agosto de 2009 como parte de un acuerdo de contenido de noticias y clima entre iHeartRadio y WITI-TV . Esto restauró el audio de WITI-TV en el dial de radio de Milwaukee después de una pausa de dos meses, luego de la transición digital; como estación de televisión analógica del canal 6, WITI-TV aprovechó la peculiaridad del audio de 87.7 FM como una ventaja, para permitir que los espectadores escucharan los noticieros de la estación y la programación de Fox en las radios de sus autos.
KYXY‑FM , operada por CBS en San Diego en 96.5 FM , ofrece su canal HD‑2 como uno de los pocos formatos independientes de música cristiana "solo en subcanales" en HD Radio. Con la marca "The Crossing", es operada por Azusa Pacific University .
La radio universitaria también se ha visto afectada por HD Radio. Estaciones como WBJB-FM , que es una estación pública en un campus universitario, ofrecen una estación dirigida por estudiantes como uno de los canales de multidifusión. WKNC-FM en Raleigh, Carolina del Norte , transmite programación de radio universitaria en HD-1 y HD-2, y música electrónica de baile en WolfBytes Radio en WKNC-FM -HD3.
Algunas emisoras comerciales también utilizan sus canales HD-2 para transmitir la programación de emisoras no comerciales. Bonneville International utiliza sus canales HD-2 y HD-3 para transmitir Mormon Channel , que es completamente no comercial y opera únicamente como un servicio público del propietario de Bonneville, La Iglesia de Jesucristo de los Santos de los Últimos Días . Esa red de ocho estaciones HD-2 y HD-3 se lanzó el 18 de mayo de 2009 y estuvo completamente funcional en dos semanas. Además, en Detroit, WMXD-FM , una estación urbana de música contemporánea para adultos , transmite el formato cristiano contemporáneo K-Love en su banda HD-2 (la HD-2 también alimenta a varios traductores analógicos en el área metropolitana; consulte a continuación), debido a un acuerdo entre iHeartMedia y el propietario de K-Love , Educational Media Foundation (EMF), que permite a EMF programar el canal HD-2 de WMXD-FM . En una nota similar, la señal KRRL 92.3 FM -HD3 de Los Ángeles retransmite Air1 de EMF , y en Santa Bárbara, KLSB 97.5 FM transmite K-Love en su frecuencia principal y retransmite Air1 en HD-2 (aunque ninguna admite "Artist Experience"). En St. Louis, Missouri, WFUN 96.3 -HD2 retransmite K297BI para la estación de música clásica Classic 107.3.
En julio de 2018, como parte de un experimento proyectado de un año, WWFD‑AM en Frederick, Maryland , se convirtió en la primera estación AM en eliminar sus transmisiones analógicas y transmitir exclusivamente en formato digital. [61]
Aunque a los traductores de radiodifusión se les prohíbe crear su propia programación, la FCC ha permitido de manera controvertida que las estaciones traductoras retransmitan en FM analógica estándar el audio de un canal de HD Radio de la estación principal a la que está asignado el traductor. Esto también permite a los propietarios de estaciones, que normalmente ya poseen múltiples estaciones a nivel local y nacional, evitar el proceso de reglamentación de cambiar la tabla de asignaciones como sería necesario para obtener una nueva estación con licencia independiente, y evitar exceder los límites de participación mayoritaria destinados a prevenir la concentración excesiva de la propiedad de los medios . Estas nuevas estaciones traductoras pueden impedir que nuevas estaciones LPFM salgan al aire en el mismo espacio. A las estaciones traductoras se les permite un mayor alcance de transmisión (a través de limitaciones de altura y potencia menos restrictivas) que las estaciones LPFM de origen local , por lo que pueden ocupar un espacio en el que varias LPFM podrían haber tenido licencia de otra manera.
Además de la controvertida práctica de convertir los canales de radio secundarios de solo HD de una estación primaria en FM analógica en áreas donde la señal de la estación primaria ya se puede recibir fácilmente, los traductores también se pueden usar de una manera más tradicional para extender el alcance del contenido completo de la estación primaria, incluida la señal principal sin modificar y cualquier subcanal de HD Radio, en áreas donde la estación tiene poca cobertura o recepción, como se hace a través del transmisor remoto K202BD en Manti, Utah , que retransmite las señales analógicas y digitales de KUER-FM desde Salt Lake City .
Para ello, la radio HD puede transmitirse desde la estación principal a través de una configuración de " tubería doblada ", donde el traductor simplemente realiza un cambio de frecuencia de todo el canal, a menudo mediante heterodinación simple . Esto puede requerir un aumento del ancho de banda tanto en el amplificador como en la antena de radio si alguno de ellos es demasiado estrecho para transmitir la señal más amplia de la radio HD, lo que significa que uno o ambos podrían tener que ser reemplazados. Los traductores de banda base que utilizan un receptor y un transmisor separados requieren un transmisor de radio HD, al igual que la estación principal. Los traductores no están obligados a transmitir una señal digital de radio HD, y la gran mayoría de los traductores existentes que repiten estaciones FM que ejecutan señales HD híbridas no repiten la parte HD de la transmisión de radio, debido a limitaciones técnicas en los equipos diseñados antes de la llegada de la tecnología de radio HD.
En 2012, ya había varios receptores HD disponibles en el mercado. Un modelo básico costaba alrededor de 50 dólares .
Los fabricantes de receptores HD para automóviles incluyen:
La mayoría de los fabricantes de automóviles ofrecen receptores HD como paquetes de audio en los automóviles nuevos, incluidos:
Hay equipos de escucha para el hogar y la oficina disponibles en varias empresas, tanto en modelos de receptor de componentes como de sobremesa, entre los que se incluyen:
Inicialmente, los receptores HD portátiles no estaban disponibles debido a que los primeros chipsets eran demasiado grandes para un gabinete pequeño y/o necesitaban demasiada energía para ser prácticos para un dispositivo que funcionara con baterías. Sin embargo, en enero de 2008, en la Feria de Electrónica de Consumo (CES) en Las Vegas , iBiquity presentó un prototipo de un nuevo receptor portátil, aproximadamente del tamaño de un paquete de cigarrillos. Dos compañías fabricaron chipsets de bajo consumo para receptores HD:
Al menos cinco empresas fabricaron receptores HD portátiles:
En 2012, iBiquity estaba intentando introducir chipsets HDR en los teléfonos móviles .
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