HD Radio: технологические перспективы

Радиочастотный спектр: проблема модернизации

Поэтому особенно заманчиво выглядит возможность перехода на новую технологию без выхода за рамки допусков, установленных Международным Союзом Электросвязи (МСЭ).

Так, для спектра сигнала аналогового стереофонического радиовещания в диапазоне 87,5-108 МГц определены следующие границы: не более -25 дБ относительно немодулированной несущей при сдвиге 120-240 кГц и не более -35 дБ при сдвиге 240-600 кГц.

Кроме того, при переходе на новую технологию нежелательна (особенно в случае массовых сервисов) тотальная замена парка оборудования. Предпочтительны эволюционные решения, предполагающие совместимость существующих и вводимых стандартов.

Именно таким был, например, переход от моно- к стереофоническому вещанию или от черно-белого к цветному телевидению.

В этом случае имеющаяся у пользователей аппаратура не превращается в одночасье в бесполезный хлам, но в то же время формируется спрос на качественно новые сервисы – и качественно новую аппаратуру.

В настоящее время альтернативой существующим стандартом радиовещания становится формат HD Radio, позволяющий в пределах установленных частотных диапазонов, без изменения их границ транслировать на месте каждой аналоговой несущей от трёх до восьми дополнительных цифровых каналов, сочетающих в себе недостижимое для аналогового вещания качество с появлением принципиально новых сервисов.

По мере замены парка приемного оборудования (ожидаемый срок 7-10 лет) можно будет рассматривать вопрос и принимать решение об исключении аналоговой компоненты в излучаемом сигнале. Таким образом мы сможем получить увеличение с трех до, как минимум, восьми дополнительных цифровых каналов на месте каждой аналоговой несущей.

Новая HD Radio технология обеспечивает появление трех дополнительных (HD1, HD2, HD3) цифровых каналов с полным сохранением аналогового (FM) вещания. Это позволит не только повысить коэффициент использования эфира, но и обеспечить трансляцию платных программ (используя функцию условного доступа), реализовать новые сервисные возможности и новое качество звучания.

Система построена с использованием принципа IBOC (in-band on-channel): цифровой и аналоговый сигналы передаются в общем частотном канале на месте «пустующих сейчас» защитных промежутков между радиостанциями.

Основное преимущество стандарта так формулируется разработчиками: «Static-free, crystal-clear reception; FM sounds as sensational as CDs». Действительно, данная цифровая технология позволит устранить последствия потерь сигнала и шумы в эфире, а качество звучания радиоприемника неотличимо на слух от качества цифровой записи на компакт-диске.

Чтобы обеспечить подобное качество при относительно невысокой пропускной способности цифрового гибридного канала (порядка 150 кбит/с), требуется эффективная технология сжатия звукового потока Изначально предполагалось использовать технологию РАС (Perceptual Audio Coder) разработки Lucent Technology, однако в настоящее время в HD Radio используется еще более эффективный алгоритм сжатия.

Цифровая информация передается в данной технологии на дополнительных несущих, размещаемых в условно свободном пространстве частотного канала, выделенного для FM-вещания. В процессе эволюции стандарта предусматриваются три режима работы системы: Hybrid (гибридный), Extended Hybrid (гибридный расширенный) и All Digital (полностью цифровой).

Спектр сигнала в режиме Hybrid включает обычный аналоговый сигнал стереофонического FМ-радиовещания, выше и ниже которого размещены поднесущие цифрового сигнала. Занимается полоса от -198,402 до -129,361 кГц и от 129,361 до 198,402 кГц относительно центральной частоты канала, то есть фактической частоты немодулированной несущей радиосигнала. Здесь размещены поднесущие с номерами от -546 до -356 и от 356 до 546.