Digital Radio Mondiale ( DRM ; mondiale significa "mundial" en italiano y francés ) es un conjunto de tecnologías de transmisión de audio digital diseñadas para funcionar en las bandas utilizadas actualmente para la transmisión de radio analógica, incluida la transmisión AM , particularmente de onda corta , y la transmisión FM . DRM es más eficiente espectralmente que AM y FM, lo que permite más estaciones, con mayor calidad, en una cantidad determinada de ancho de banda , utilizando el formato de codificación de audio xHE-AAC . Varios otros códecs MPEG-4 y Opus también son compatibles, pero el estándar ahora especifica xHE-AAC .
Digital Radio Mondiale es también el nombre del consorcio internacional sin ánimo de lucro que ha diseñado la plataforma y que ahora promueve su introducción. En la formación del consorcio DRM participaron Radio France Internationale , TéléDiffusion de France , BBC World Service , Deutsche Welle , Voice of America , Telefunken (ahora Transradio ) y Thomcast (ahora Ampegon).
El principio de DRM es que el ancho de banda es el factor limitante y la potencia de procesamiento de la computadora es barata; Las técnicas modernas de compresión de audio con uso intensivo de CPU permiten un uso más eficiente del ancho de banda disponible, a expensas de los recursos de procesamiento.
DRM puede transmitir en frecuencias inferiores a 30 MHz ( onda larga , onda media y onda corta ), lo que permite la propagación de señales a muy larga distancia. Los modos para estas frecuencias más bajas se conocían anteriormente como "DRM30". En las bandas VHF se utilizó el término "DRM+". DRM+ puede utilizar espectros de transmisión disponibles entre 30 y 300 MHz; generalmente esto significa banda I (47 a 68 MHz), banda II (87,5 a 108 MHz) y banda III (174 a 230 MHz). [1] DRM ha sido diseñado para poder reutilizar partes de las instalaciones de transmisores analógicos existentes , como antenas, alimentadores y, especialmente para DRM30, los propios transmisores, evitando nuevas inversiones importantes. DRM es resistente al desvanecimiento y la interferencia que a menudo afectan a la radiodifusión convencional en estos rangos de frecuencia.
La codificación y decodificación se puede realizar con procesamiento de señales digitales , de modo que un sistema integrado de bajo costo con un transmisor y receptor convencional pueda realizar una codificación y decodificación bastante compleja.
Como medio digital, DRM puede transmitir otros datos además de los canales de audio ( datacasting ), así como metadatos de tipo RDS o datos asociados a programas como lo hace la transmisión de audio digital (DAB). Los servicios DRM se pueden operar en muchas configuraciones de red diferentes, desde un modelo tradicional de AM de un solo servicio y un transmisor hasta un modelo de múltiples servicios (hasta cuatro) y múltiples transmisores, ya sea como una red de frecuencia única (SFN) o multi- red de frecuencia (MFN). También es posible el funcionamiento híbrido, en el que el mismo transmisor ofrece simultáneamente servicios analógicos y DRM.
DRM incorpora tecnología conocida como Funciones de advertencia de emergencia que pueden anular otras programaciones y activan radios que están en espera para recibir transmisiones de emergencia. [2]
El estándar técnico está disponible de forma gratuita en el ETSI , [3] y la UIT ha aprobado su uso en la mayor parte del mundo. La aprobación para la Región 2 de la UIT está pendiente de modificaciones de los acuerdos internacionales existentes. La transmisión inaugural tuvo lugar el 16 de junio de 2003 en Ginebra , Suiza , en la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de la UIT.
Las emisoras actuales incluyen Akashvani (anteriormente All India Radio), BBC World Service , funklust (anteriormente conocida como BitXpress), Radio Exterior de España , Radio New Zealand International , Radio Vaticano , Radio Rumania Internacional y Radio Kuwait. [4]
Hasta ahora [ ¿ cuándo? ] Los receptores DRM normalmente han utilizado una computadora personal . Unos pocos fabricantes han introducido receptores DRM que hasta ahora han seguido siendo productos de nicho debido a la limitada elección de emisiones. Se espera que la transición de las emisoras nacionales a servicios digitales en DRM, en particular All India Radio, estimule la producción de una nueva generación de receptores asequibles y eficientes.
Chengdu NewStar Electronics ofrece el DR111 a partir de mayo de 2012, que cumple con los requisitos mínimos para receptores DRM especificados por el consorcio DRM y se vende en todo el mundo. [5]
El Servicio General de Ultramar de Akashvani transmite diariamente en DRM a Europa Occidental en 9,95 MHz de 17:45 a 22:30 UTC. [6] All India Radio está en proceso de reemplazar y renovar muchos de sus transmisores AM nacionales con DRM. Está previsto que el proyecto que comenzó en 2012 finalice durante 2015. [7]
La British Broadcasting Corporation (BBC) ha probado la tecnología en el Reino Unido transmitiendo BBC Radio Devon en el área de Plymouth en la banda MF . El juicio duró un año (abril de 2007 – abril de 2008). [8] La BBC también probó DRM+ en la banda FM en 2010 desde la estación transmisora Craigkelly en Fife , Escocia, en un área que incluía la ciudad de Edimburgo . En esta prueba, se reemplazó un transmisor de FM (ERP) de 10 kW por un transmisor DRM+ de 1 kW en dos modos diferentes y se comparó la cobertura con la de FM. [9] Digital Radio Mondiale fue incluida en la consulta de Ofcom de 2007 sobre el futuro de la radio en el Reino Unido para la banda de onda media AM . [10]
RTÉ también ha realizado pruebas nocturnas de programas únicos y múltiples durante un período similar en el transmisor LW de 252 kHz en Trim , Condado de Meath , Irlanda, que se actualizó para admitir DRM después del cierre de Atlantic 252 .
El Instituto Fraunhofer de circuitos integrados IIS ofrece un paquete para radios definidas por software cuya licencia se puede otorgar a los fabricantes de radios. Paquete de software para radios de coche con DRM – Digital Radio Mondiale
El 28 de septiembre de 2006, el regulador australiano del espectro, la Autoridad Australiana de Comunicaciones y Medios de Comunicación , anunció que había "impuesto un embargo sobre las bandas de frecuencia potencialmente adecuadas para su uso por los servicios de radiodifusión que utilizan Digital Radio Mondiale hasta que se pueda completar la planificación del espectro". "5.950–6.200; 7.100–7.300; 9.500–9.900; 11.650–12.050; 13.600–13.800; 15.100–15.600; 17.550–17.900; 21.450–21.850 y 25.670–26.100 kHz. [11]
Desde 2005, la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos establece en 47 CFR 73.758 que: "Para emisiones moduladas digitalmente, se empleará el estándar Digital Radio Mondiale (DRM)". La parte 73, sección 758 es solo para transmisiones en HF .
Las velocidades de bits útiles para DRM30 oscilan entre 6,1 kbit/s (Modo D) y 34,8 kbit/s (Modo A) para un ancho de banda de 10 kHz (±5 kHz alrededor de la frecuencia central). Es posible alcanzar velocidades de bits de hasta 72 kbit/s (Modo A) utilizando un canal estándar de 20 kHz (±10 kHz) de ancho. [12] (A modo de comparación, HD Radio puramente digital puede transmitir 20 kbit/s usando canales de 10 kHz de ancho y hasta 60 kbit/s usando canales de 20 kHz). [13] La tasa de bits útil depende también de otros parámetros, como:
Cuando se diseñó originalmente DRM, estaba claro que los modos más robustos ofrecían capacidad insuficiente para el entonces moderno formato de codificación de audio MPEG-4 HE-AAC (Codificación de audio avanzada de alta eficiencia). Por lo tanto, el estándar se lanzó con la opción de tres sistemas diferentes de codificación de audio (codificación fuente) dependiendo de la tasa de bits:
Sin embargo, con el desarrollo de MPEG-4 xHE-AAC , que es una implementación de MPEG Unified Speech and Audio Coding , se actualizó el estándar DRM y se reemplazaron los dos formatos de codificación de solo voz, CELP y HVXC. USAC está diseñado para combinar las propiedades de una voz y una codificación de audio general de acuerdo con las limitaciones del ancho de banda y, por lo tanto, es capaz de manejar todo tipo de material de programa. Dado que hubo pocas transmisiones CELP y HVXC al aire, la decisión de eliminar los formatos de codificación solo de voz se aprobó sin problemas.
Muchas emisoras todavía utilizan el formato de codificación HE-AAC porque todavía ofrece una calidad de audio aceptable a velocidades de bits superiores a unos 15 kbit/s. Sin embargo, se prevé que en el futuro la mayoría de las emisoras adopten xHE-AAC .
Opus es un códec de código abierto que no está incluido en el estándar DRM, pero que suele ser compatible con implementaciones de software populares. Aparte de las ventajas técnicas percibidas sobre la familia MPEG, como la baja latencia (retraso entre la codificación y la decodificación), el códec está libre de regalías y no está sujeto a licencias de patentes. Los fabricantes de equipos pagan actualmente regalías por incorporar los códecs MPEG.
Desafortunadamente, Opus tiene una calidad de audio sustancialmente menor que xHE-AAC a velocidades de bits bajas, que son clave para conservar el ancho de banda. De hecho, a 8 Kbps, Opus suena peor que la radio analógica de onda corta [ cita necesaria ] . Un vídeo que muestra la comparación entre Opus y xHE-AAC a una tasa de bits de 12 Kbps está disponible aquí.
La transmisión DRM se puede realizar utilizando una variedad de anchos de banda diferentes:
La modulación utilizada para DRM es multiplexación por división de frecuencia ortogonal codificada ( COFDM ), donde cada portadora se modula con modulación de amplitud en cuadratura ( QAM ) con una codificación de error seleccionable.
La elección de los parámetros de transmisión depende de la robustez de la señal deseada y de las condiciones de propagación. La señal de transmisión se ve afectada por el ruido, la interferencia, la propagación de ondas multitrayecto y el efecto Doppler .
Es posible elegir entre varios esquemas de codificación de errores y varios patrones de modulación: 64-QAM, 16-QAM y 4-QAM. La modulación OFDM tiene algunos parámetros que deben ajustarse dependiendo de las condiciones de propagación. Esta es la separación entre portadoras que determinará la robustez contra el efecto Doppler (que causa compensaciones de frecuencias, dispersión: dispersión Doppler) y el intervalo de protección OFDM que determina la robustez contra la propagación por trayectos múltiples (que causa compensaciones de retardo, dispersión: dispersión de retardo). El consorcio DRM ha determinado cuatro perfiles diferentes correspondientes a condiciones de propagación típicas:
El equilibrio entre estos perfiles se sitúa entre robustez, resistencia en cuanto a las condiciones de propagación y tasas de bits útiles para el servicio. Esta tabla presenta algunos valores en función de estos perfiles. Cuanto mayor sea la distancia entre portadoras, más resistente será el sistema al efecto Doppler (diseminación Doppler). Cuanto mayor sea el intervalo de guarda, mayor será la resistencia a errores largos de propagación por trayectos múltiples (dispersión de retardo).
La información digital resultante de baja velocidad de bits se modula utilizando COFDM . Puede funcionar en modo simultáneo cambiando entre DRM y AM, y también está preparado para vincularse a otras alternativas (por ejemplo, servicios DAB o FM).
DRM se ha probado con éxito en onda corta , onda media (con separación entre canales de 9 y 10 kHz ) y onda larga .
También existe una versión de comunicación bidireccional de DRM con menor ancho de banda como reemplazo de las comunicaciones SSB en HF [16] ; tenga en cuenta que no es compatible con la especificación DRM oficial. Es posible que en el futuro la versión DRM de ancho de banda de 4,5 kHz utilizada por la comunidad de radioaficionados se fusione con la especificación DRM existente.
El software Dream recibirá las versiones comerciales y también el modo de transmisión limitado utilizando el codificador FAAC AAC.
Se puede elegir que la codificación de errores sea más o menos sólida.
Esta tabla muestra un ejemplo de tasas de bits útiles según las clases de protección:
Cuanto menor sea la clase de protección, mayor será el nivel de corrección de errores.
Si bien el estándar DRM inicial cubría las bandas de radiodifusión por debajo de 30 MHz, el consorcio DRM votó en marzo de 2005 para iniciar el proceso de ampliación del sistema a las bandas VHF hasta 108 MHz. [17]
El 31 de agosto de 2009, DRM+ (Modo E) se convirtió en estándar de radiodifusión oficial con la publicación de la especificación técnica por parte del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones ; Esta es efectivamente una nueva versión de toda la especificación DRM con el modo adicional que permite el funcionamiento por encima de 30 MHz hasta 174 MHz. [18]
Se utilizan canales de ancho de banda más amplio, lo que permite a las estaciones de radio utilizar velocidades de bits más altas, proporcionando así una mayor calidad de audio. Un canal DRM+ de 100 kHz tiene capacidad suficiente para transportar un canal de televisión móvil de baja definición de 0,7 megabit/s de ancho: sería factible distribuir televisión móvil a través de DRM+ en lugar de DMB o DVB-H . Sin embargo, DRM+ (DRM Modo E), tal como está diseñado y estandarizado, solo proporciona velocidades de bits entre 37,2 y 186,3 kbit/s [19] [20] dependiendo del nivel de robustez, utilizando modulaciones 4-QAM o 16-QAM y un ancho de banda de 100 kHz.
DRM+ ha sido probado con éxito en todas las bandas VHF , lo que le da al sistema DRM el uso de frecuencia más amplio; Se puede utilizar en las bandas I , II ( banda FM ) y III . DRM+ puede coexistir con DAB en la banda III . [21] La UIT ha publicado tres recomendaciones sobre DRM+, conocido en los documentos como Sistema Digital G. Esto indica la introducción del sistema DRM completo (DRM 30 y DRM+). Rec. UIT-R. BS.1114 es la recomendación de la UIT para la radiodifusión sonora en el rango de frecuencia de 30 MHz a 3 GHz. DAB, HD-Radio e ISDB-T ya se recomendaban en este documento como Sistemas Digitales A, C y F, respectivamente.
En 2011, la organización paneuropea Community Media Forum Europe [22] recomendó a la Comisión Europea que DRM+ debería utilizarse para transmisiones a pequeña escala (radio local, radio comunitaria) en lugar de DAB/DAB+.
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