Digital Radio Mondiale ( DRM ) è uno standard di trasmissione digitale (vedi radio digitale ) per onde corte , medie e lunghe ( frequenze inferiori a 30 MHz ). È stato progettato da un consorzio di emittenti, produttori di trasmettitori / ricevitori e centri di ricerca.
Il consorzio esiste dal 1998 e il lancio ufficiale del sistema DRM è avvenuto inGiugno 2003a Ginevra. Le specifiche del consorzio sono state convertite in uno standard europeo dall'ETSI (riferimento: ES 201 980) e sono riconosciute dall'Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) come mezzo di trasmissione digitale per queste bande d'onda. Radio France internationale , Télédiffusion de France , Deutsche Welle , Voice of America , Telefunken (nuova: Transradio ) e Thomcast (poi Thales Broadcast & Multimedia, poi Thomson Grass Valley, poi Grass Valley e infine Thomson Broadcast) hanno preso parte alla formazione del Consorzio DRM. La National Union of Free Radio è venuta a rafforzare il consorzio, così come Littoral AM , la prima stazione radio regionale ad aver scelto di trasmettere i suoi programmi in DRM, di cui è membro dal 2005.
L'idea di base per la realizzazione di questo sistema digitale è che le onde corte, medie e lunghe offrono già una serie di vantaggi in analogico rispetto ad altri sistemi di trasmissione (satellitare, VHF terrestre, ecc.):
D'altra parte, la trasmissione digitale offre tutti i tipi di vantaggi rispetto alla tradizionale trasmissione analogica in AM :
Dal lancio ufficiale, il numero di stazioni che trasmettono in DRM ha continuato ad aumentare e spesso queste possono essere ricevute in tutta Europa.
La ricezione di programmi trasmessi in DRM implica necessariamente l'uso di un nuovo ricevitore. Alcuni appassionati modificano i ricevitori AM tradizionali modificandoli e accoppiandoli a un computer responsabile della decodifica tramite software. Tuttavia, ora sono disponibili ricevitori commerciali e la tendenza è verso ricevitori multistandard che soddisfino altri standard digitali (DAB / DMB, MP3, ecc.) E standard AM e FM analogici.
Le velocità di trasmissione dati ottenute dal DRM vanno da 8 kbit / secondo a 20 kbit / secondo per un canale di trasmissione standard ( larghezza di banda 10 kHz ) e possono arrivare fino a 72 kbit / s accoppiando più canali. Il rendimento dipende anche da molti altri parametri come il livello di robustezza desiderato (correzione degli errori), la potenza e le condizioni di propagazione. Pertanto esistono diverse possibilità in DRM per codificare il segnale audio, quella che viene chiamata codifica sorgente:
L'emittente può così scegliere la modalità che vuole in base alle sue esigenze. La modalità più comunemente utilizzata oggi è AAC + SBR che consente la riproduzione con una qualità vicina alla trasmissione FM. Tuttavia, ciò richiede una velocità dati sufficiente (almeno 17 kbit / s).
La diffusione può essere eseguita su diverse larghezze di banda:
Per la trasmissione, la modulazione utilizzata dal DRM è una costellazione QAM (Quadrature Amplitude Modulation) con una codifica di errore che può essere variabile. L'intero canale radio è codificato secondo il processo OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) che permette di ottenere un'ottima robustezza del segnale rispetto agli echi di propagazione distruttiva. Il principio consiste nell'ottenere un'elevata densità spettrale distribuendo il flusso totale del segnale digitale su numerose sottoportanti individualmente modulate in QAM. D'altra parte, le fasi di queste sottoportanti sono tra loro ortogonali allo scopo di rinforzare la diversità del segnale rispetto agli echi di propagazione.
La scelta dei parametri di trasmissione dipende dalla robustezza desiderata e dalle condizioni di propagazione delle onde radio . La trasmissione è infatti influenzata da rumore, disturbi, molteplici percorsi d'onda e dall'effetto Doppler .
È così possibile scegliere tra diversi livelli di codifica degli errori e diverse costellazioni: 64-QAM, 16-QAM e 4-QAM. La modulazione OFDM ha anche parametri che devono essere regolati in base alle condizioni di propagazione. Questa è più o meno la spaziatura tra le portanti che determinerà la robustezza contro l' effetto Doppler (spostamenti di frequenza) e l'intervallo di guardia che determinerà la robustezza contro più percorsi d'onda (spostamenti temporali). Il consorzio ha quindi impostato quattro possibili modalità fissando i parametri OFDM . Eccoli, a partire dal canale con le condizioni di propagazione più favorevoli:
Il compromesso tra tutti questi parametri risiede tra la robustezza rispetto alle condizioni di propagazione e la velocità di trasmissione dati utile disponibile per il servizio.
Questa tabella presenta alcuni valori in base alle modalità di protezione. Maggiore è la distanza tra i vettori, più resistente è il sistema all'effetto Doppler. Più lungo è l'intervallo di guardia, più resistente è il sistema a più percorsi d'onda.
| Moda | Spaziatura portante (Hz) | Numero di portanti in base alla larghezza di banda del canale | Durata di un simbolo (ms) | Intervallo di guardia (ms) | Nb simboli / cornice | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 9 kHz | 10 kHz | 18 kHz | 20 kHz | |||||
| A | 41.66 | 204 | 228 | 412 | 460 | 26.66 | 2.66 | 15 |
| B | 46.88 | 182 | 206 | 366 | 410 | 26.66 | 5.33 | 15 |
| VS | 68.18 | * | 138 | * | 280 | 20.00 | 5.33 | 20 |
| D | 107.14 | * | 88 | * | 178 | 16.66 | 7.33 | 24 |
È in atto un altro meccanismo per compensare le perdite di segnale profonde (dissolvenza profonda) dovute a condizioni di propagazione o disturbi transitori. È l'interleaving del tempo che consiste nel mescolare, mescolare per un certo tempo i dati in modo tale che una perdita di segnale sia distribuita in pochi errori su un lungo periodo piuttosto che in molti errori. Infatti, i meccanismi di correzione degli errori sono più in grado di correggere errori dispersi piuttosto che una lunga serie di errori che si susseguono (una improvvisa scomparsa del segnale). DRM quindi specifica 2 possibili tempi di interleaving: 400 millisecondi o 2 secondi. Notare che maggiore è il tempo di interleaving, più tempo impiegherà il ricevitore a ricevere il segnale quando si cambiano le frequenze.
In effetti, alcuni componenti del sistema devono essere protetti più fortemente di altri per garantire la trasmissione. Per questo, il sistema DRM multiplexa diversi canali in uno prima della trasmissione. Ogni canale ha la possibilità di avere una robustezza diversa grazie ad una costellazione (QAM-16, QAM-64, ...) e ad una diversa codifica di errore (invece la modalità di trasmissione OFDM è la stessa per tutti questi canali) .
Questi canali sono:
La codifica degli errori può essere più o meno robusta.
Questa tabella mostra i payload disponibili (in kbit al secondo) in base alla classe di protezione con modalità di trasmissione OFDM A o B, diverse modulazioni della portante del canale principale di 16 o 64 QAM e larghezze di banda di 9 o 10 kHz :
| Classe di protezione | A (9 kHz ) | B (9 kHz ) | B (10 kHz ) | C (10 kHz ) | D (10 kHz ) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | |
| 0 | 7.6 | 19.6 | 8.7 | 17.4 | 6.8 | 13.7 | 4.5 | 9.1 |
| 1 | 10.2 | 23.5 | 11.6 | 20.9 | 9.1 | 16.4 | 6.0 | 10.9 |
| 2 | - | 27.8 | - | 24.7 | - | 19.4 | - | 12.9 |
| 3 | - | 30.8 | - | 27.4 | - | 21.5 | - | 14.3 |
Sebbene lo standard DRM sia progettato per bande di trasmissione inferiori a 30 MHz , il consorzio DRM ha votatoMarzo 2005un progetto per estendere il sistema alle bande VHF fino a 120 MHz . DRM + sarà il nome di questa nuova tecnologia. Le procedure di sviluppo, test, certificazione e configurazione sono previste per la fascia oraria dal 2007 al 2009. Viene utilizzata una larghezza di banda del canale maggiore, che consentirà alle stazioni radio di trasmettere flussi audio digitali più elevati e quindi di qualità molto migliore. Una larghezza di banda di 50 kHz in DRM + consentirà un programma audio digitale quasi paragonabile alla qualità di un CD audio (come promemoria, i CD audio vengono campionati a 44,1 kHz con quantizzazione a 16 bit).
Televisione mobile: un canale DRM + a 100 kHz può avere una capacità sufficiente per trasmettere un canale video: sarebbe quindi possibile trasmettere un canale video mobile in DRM + senza utilizzare le tecnologie DMB o DVB-H .
Il 31 agosto 2009, DRM + è diventato uno standard di trasmissione ufficiale quando le specifiche tecniche sono state pubblicate da ETSI . Il documento riporta il riferimento ETSI ES 201 980 v3.1.1. Questa è effettivamente una nuova versione dell'intera specifica DRM, inclusa una modalità aggiuntiva che consente il funzionamento in frequenza nella banda da 30 MHz a 174 MHz.
A differenza della trasmissione AM analogica , la trasmissione DRM digitale offre un gran numero di gradi di libertà all'emittente per la codifica e la trasmissione del suono. Ciò implica quindi che definisce con precisione le sue esigenze e la sua area di copertura. Questo rimane trasparente per l'ascoltatore perché il ricevitore si regola automaticamente.