Prijenos zvuka - FER

Prijenos zvukaDRM sustav

Područje primjeneRazvoj započeo 1998. godineSustav radiodifuzije zvuka predviđen za digitalni prijenos upodručju do 30 MHz, dakle u području dosadašnjih AMsustava.Radi istovremeno s postojećim AM sustavima u istomfrekvencijskom području.Veliko područje pokrivanja, zbog specifičnosti širenja EMvalova ovisi o dobu dana i godišnjem dobuPrijem u prijenosnim i mobilnim prijemnicima nije uvjetovankonfiguracijom terenaAudio kodiranje ovisi o vrsti signala i željenom broju kanala

Osnovne karakteristikeNačin rada ovisi o: raspoloživoj širini pojasa za odašiljanje iiskoristivosti prijenosa kao kompromisa između kapaciteta kanalai imunosti na smetnje, višestrukom prijamu i Dopplerovom efektuukupno zauzeti spektar ovisi o načinu rada i može biti od 4,5 kHzdo 20 kHzraspoloživi kapacitet kanala ovisi o širini pojasa, stupnju zaštite ikoličini pariteta i kreće se od 4,8 kb/s do 72 kb/skontrolirani pristup pojedinim informacijamaOFDM modulacija – korištenje velikog broja prijenosnihfrekvencija točno određene širine, međusobno sinhroni iortogonalni

Konfiguracija DRM-a

Objašnjenje naziva -informacijeFAC (Fast Access Channel) – informacije o stanju u mediju(smetnje, atmosferske prilike), raspoloživom frekvencijskomopsegu i primjenjenom načinu emitiranjaSDC (Service Description Channel) – podaci o mreži odašiljačapreko koje se emitira. To su informacije tipa alternativnihfrekvencija koje povezuju ostale DRM, ali i AM, FM i DABodašiljače preko kojih se emitira isti program. Također jeuključeno korištenje svih RDS vrsta informacija.MSC (Main service Channel) – glavni kanal za prijenos audioinformacije i/ili podataka

Objašnjenje naziva - kodiranjeEnergetsko kodiranje – kontrola slijeda bitova da sespriječe ponovljivi nizoviKonvolucijsko kodiranje – dodavanje redundancije,nejednoliko dodavanje zaštitnih bitova za različiti tipinformacijeVremensko ispreplitanje – razmještavanje bitova radi boljezaštite od smetnji

Načini kodiranja-objašnjenje1. MPEG-4 AAC (mono i stereo) - frekvencija uzorkovanja 12 ili 24kHz2. MPEG-4 CELP - koder za govor, mono za male brzine i izuzetnuotpornost na pogreške (2 ili 3 signala uz 20 do 24 kb/s i frek.uzorkovanja 8 ili 16 kHz)3. MPEG-4 HVXC (Harmonic Vector eXcitation Coding) - koder zagovor.4. SBR (Spectral Band Replication) - poboljšanje kodiranja zaostvarivanje široko pojasnog prijenosa pri malim brzinama,primjenjivo na AAC, CELP i HVXC5. PS (Parametric Stereo) – poboljšanje kodiranja za SBR i malebrzine prijenosa

CELP koderdio MPEG-4 standardanamijenjen za kodiranje i dekodiranje govorafrekvencija uzorkovanja 8 kHz za širinu pojasa govora od 0,1 kHz do3,8 kHz i 16 kHz za širinu pojasa govora od 0,05 kHz do 7 kHzbrzina toka podataka izmedu 4 kbit/s do 24 kbit/sCELP audio okviri imaju fiksnu duljinu bitova, koji se takodergrupiraju u audio super okvir u trajanju od 400 ms. Primjenjuje seneujednačena zaštita od pogreške (UEP) tako da se pocetak svakogCELP okvira dislocira na pocetak super okvira, a preostali bitovi nakraj.takoder se primjenjuje ciklička detekcija pogreške CRC.brzina toka podataka u CELP koderu indeksira se u podacima SDCkanala.

HVXC koderdio MPEG-4 standardanamijenjen isključivo za kodiranje i dekodiranje govorafrekvencija uzorkovanja 8 kHz za širinu pojasa govora od0,1 kHz do 3,8 kHzbrzina toka podataka izmedu 2 kbit/s do 4 kbit/sHVXC ne podržava neujednačenu zaštitu od pogreške(UEP) te se zbog toga koristi ciklička detekcija pogreškeuz postupak ispreplitanje unutar HVX okviradužina HVXC okvira je fiksna i iznosi 20 ms

DRM audio koder i dekoder

Načini audio kodiranja ipostignute brzine2 4 8 12 16 20 24 27 32+ kb/sHVXCCELPAACAAC+SBRMONO PARAMETARSKI STEREO STEREOHF Mod B 10 kHzMF Mod A 9 kHzMF Mod A 18 kHz

Načini prijenosaParametri ovisni o raspoloživom frekvencijskom opsegu:unutar standardnog rastera od 9 kHz ili 10 kHz (SAD)“Simulcast” emitiranje zajedno s postojećim AM sustavom ali upolovici širine kanala (4,5 kHz ili 5 kHz)Korištenje dvostrukog pojasa gdje i kada je moguće (18 kHzodnosno 20 kHz);Mijenjanjem toka podataka (ovisno o stupnju zaštite, mijenja se ikoličina korisnih informacija koja se prenosi u realnom vremenu)Način prijenosa 0 1 2 3 4 5Širina pojasa 4.5 5 9 10 18 20(kHz)

DRM multipleks i kanalno kodiranjeDRM signal u obliku pogodnom za odašiljanje (izlazni stupanj sustava) cinitakozvani prijenosni super okvir.unutar prijenosnog super okvira su multipleksni podaci smješteni unutar MSC,FAC i SDC kanala (DRM multipleks).podaci unutar multipleksa sadrže dva tipa koda zaštite od pogreške:neujednacena zaštita od pogreške (UEP) i ujednacena zaštita od pogreške(EEP – primjena CRC koda).neujednačena zaštita od pogreške omogućuje primjenu dvije varijabilnevrijednosti omjera koda za podatke unutar MSC kanala.izravnom primjenom digitalnog modulacijskog postupka nad bitovima u MSC,FAC i SDC kanalu ne bi se postigle optimalne performanse moduliranog signalate je zbog navedenog potrebno provesti postupak kanalnog kodiranja iispreplitanja bitova

Načini prijenosaParametri ovisni o uvjetima u kanalu (šum, višetruki prijem,Dopplerov efekt, kapacitet):1. Iskoristivost kodiranja (omjer pariteta i informacije;uobičajene vrijednosti oko 0,5) i način modulacije (4-QAM,16-QAM, 64-QAM)2. Parametri OFDM simbola ovisno o uvjetima u kanalu (trajanjezaštitnog intervala)

Vrste emitiranja s obzirom natip kanalaABCDobični kanal s Gaussovim šumom i malim “fadingom”vremenski i frekvencijski selektivni kanali s velikim razlikama uputevimakao B, ali uz veliki utjecaj Dopplerovog efektakao B, ali uz manje kašnjenje i mali utjecaj Dopplerovog efektaOpcijaMSCnQAMŠirina spektra[kHz]PrimjenaA 16, 64B 16, 644,5; 5; 9; 1018; 204,5; 5; 9; 1018; 20Površinski val, lokalnog ili regionalnogkaraktera na SV i DV. KV samo u području26 MHz za pokrivanje lokalnog karaktera uzuvjete optičke vidljiovosti.Reflektirajući val, za internacionalnopokrivanje na SV i KVC 16, 64 10, 20D 16, 64 10, 20Reflektirajući val, za internacionalnopokrivanjeReflektirajući val, za internacionalnopokrivanje

OFDM modulacija kod DRM-aformiranje DRM signala u oblik pogodan za odašiljanje zahtjeva primjenuOFDM tehnike multipleksiranja podataka. U DRM sustavu primjenomOFDM tehnike prijenosni signal se sastoji od velikog broja podnosilaca kojisu kvadraturno amplitudno modulirani (4-QAM, 16- QAM, 64-QAM).frekvencijski podnosioci se digitalno generiraju primjenom brze Fourierovetransformacije (IFFT). OFDM prijenosni signal u frekvencijskom podrucjudijeli na frekvencijske podpojaseve, a vremenskom području na vremenskesegmente. tako nastaje vremensko frekvencijska matrica u kojoj svako polje prenosi 1podnositelj koji je moduliran s 2 bita (4-QAM), 4 bita (16-QAM), odnosno 6bitova (64-QAM).

Princip OFDM modulacije

Frekvencijsko i vremenskoispreplitanje-različito pozicioniranje bitova u konstelacijskom dijagramu i mijenjanje rasporedasimbola po podnosiocima

Odašiljanje kod DRM-aDRM multipleks je organiziran u obliku super prijenosnih okvira, svakiprijenosni super okvir se sastoji od tri prijenosna okvira;svaki prijenosni okvir je trajanja T f i sastoji se od određenog broja N OFDMsimbolasvaki OFDM simbol se sastoji od K podnosilaca svaki trajanja T s , razmakizmedu susjednih podnosilaca je u 1/T s ;svaki simbol se sastoji od korisnog dijela trajanja u T i zaštitnog intervalazaštitni interval se ciklički ponavlja s korisnim dijelom simbola i umeće seprije korisnog dijelaOFDM simboli u prijenosnim okvirima su numerirani vrijednostima od 0 doN-1;OFDM okvir (simbol) se sastoji od: podnosilaca pilot signala, podatkovnihpodnosilaca i kontrolnih podnosilaca (FAC i SDC)

Parametri DRM odašiljanjaovisno o propagacijskim uvjetima postoji četiri tipa robusnosti DRM sustava

Spektralna maska DRM signala

Ovisno o širini pojasa kanala koriste se različiti broj podnosilaca

Ukupni kapacitet DRM-a

Odašiljanje DRM signalakompleksni signal je potrebno privesti izlaznom stupnju odašiljača sapojačalom snage, a pri tome je neophodno zadržati ispravan odnos faze iamplitude kvadraturnih komponenata;u svrhu izbjegavanja izobličenja signala i neprihvatljivog omjera pogreške(BER

DW područje emitiranja imonitoringa

DRM odašiljač Deanovac

DRM odašiljač Deanovac snaga digitalnog odašiljača 10kW, frekvencijanosioca 594kHz 1 kanal u multipleksu; mod rada A, širina pojasa 2 (9kHz), namijenjen za prijam u ruralnim područjima, ugradu mu smetaju šumovi industrijskihpostrojenja (rasvjeta i sl..) tok podataka uz 16 QAM je 16.4 kbit/s, teškougurati govor,glazbu i dodatne informacije uvisokoj kvaliteti, bolje od analognog AM-a

DRM+DRM+ je naziv standarda za proširenje postojećeg DRM sustava na višefrekvencijsko podrucje izmedu 30 MHz i 120 MHz odnosno na VHF pojas I(od 47 MHz do 68 MHz), OIRT (fr. Organisation Internationale deRadiodiffusion et de Télévision) FM pojas (od 65,8 MHz do 74 MHz), FMpojas Japana (od 76 MHz do 90 MHz) i VHF pojas II.princip rada proširenog sustava odgovara postojećem DRM standardu takoda su zadržani sustavi za audio kodiranje, multipleksiranje, kanalnokodiranje i modulaciju a izmijenjeni parametri vezani za odašiljanje signalaspektralna maska sustava je preuzeta od postojeceg FM sustava u VHFpojasu II s nominalnom širinom pojasa od 200 kHz (slika) gdje dBcoznačava razinu signala s obzirom na razinu nemoduliranog nositelja. brzina korisnog toka podataka MSC kanala je u rasponu od 35 kbit/s do 185kbit/s što omogućuje implementaciju do četiri programska sadržaja u istommultipleksu;prijenos i video isječaka uz signal govora i glazbe u CD kvaliteti, mobilniprijam do 300km/h,

DRM+ spektralna maska

Pitanja: osnovne karakteristike DRM sustava,frekvencijsko područje, modulacija; načini kodiranja kod DRM sustava (audiopodaci); načini odašiljanja u DRM sustavu (4 moda),kako se mijenjaju parametri ovisno okarakteristikama kanala; osnovna razlika između DRM i DRM + sustava osnovne razlike između DRM i DAB sustava

Zadatak:Kod DRM sustava kodirani tok audio podataka s brzinom odR=20kbit/s se multipleksira sa dodatnim podacima uz tokpodataka R=2kbit/s i čini MSC tok. Koliki je ukupni tokpodataka nakon multipleksiranja u MSC kanalu? Nakon togase taj tok kanalno kodira sa omjerom koda 1/2. Koliki je tokpodatka nakon kanalnog kodiranja (sličan zadatak sasuperponiranjem sva tri toka)?Rješenje: Ukupni tok podataka nakon multipleksiranja je zbrojdva toka podataka R uk =22kbit/s. Dodavanjem kanalnog koda½ se povećava za duplo tok podataka R uk ’=44kbit/s. Ako jeomjer koda npr. ¼ tada se na jedan korisni bit dodaju trizaštitna.Povezati sa brojem bitova koji se pretvaraju u simbole usimbole i brojem podnosilaca sustava???