디지털 라디오 몬다이얼

Digital Radio Mondiale
공식 DRM 로고

Digital Radio Mondiale(DRM; 이탈리아어 및 프랑스어로 "worldwide"를 의미함)는 AM 방송, 특히 단파 방송 등 현재 아날로그 라디오 방송에 사용되는 대역 상에서 동작하도록 설계된 디지털 오디오 방송 기술 세트입니다.DRM은 AM 및 FM보다 매우 효율적이며, xHE-AAC 오디오 코딩 포맷을 사용하여 소정의 대역폭 양에 더 많은 방송국이 고품질로 대응할 수 있습니다.다른 다양한 MPEG-4 및 Opus 코덱도 호환성이 있습니다만, 현재는 표준으로 xHE-AAC가 지정되어 있습니다.

Digital Radio Mondiale는 플랫폼을 설계하고 현재 도입을 추진하고 있는 국제 비영리 컨소시엄의 이름이기도 합니다.Radio France Internationale, TéléDiffusion de France, BBC World Service, 도이치벨레, 미국의 소리, 텔레펑켄(현 트랜스라디오), 톰캐스트(현 암페곤) 등이 DRM 컨소시엄 구성에 참여했다.

DRM의 원칙은 대역폭이 제한 요소이며 컴퓨터 처리 능력이 저렴하다는 것입니다. 현대의 CPU 집약적인 오디오 압축 기술은 처리 자원을 희생하면서 사용 가능한 대역폭을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다.

특징들

DRM은 30MHz 미만의 주파수(장파, 중파 및 단파)로 브로드캐스트할 수 있습니다.이것에 의해, 초장거리 신호의 전파가 가능하게 됩니다.이러한 낮은 주파수의 모드는 이전에는 "DRM30"으로 알려져 있었습니다.VHF 대역에서는 "DRM+"라는 용어가 사용되었습니다.DRM+는 30~300MHz 사이에서 사용 가능한 브로드캐스트 스펙트럼을 사용할 수 있습니다.일반적으로 이것은 밴드 I(47~68MHz), 밴드 II(87.5~108MHz), 밴드 III(174~230MHz)를 의미합니다.DRM은 안테나, 피더, 특히 DRM30의 경우 송신기 자체의 기존 아날로그 송신기 설비의 일부를 재사용할 수 있도록 설계되어 있어 신규 투자를 크게 피할 수 있습니다.DRM은 이러한 주파수 범위에서 종래의 브로드캐스트를 괴롭히는 페이딩이나 간섭에 대해 견고합니다.

부호화 및 복호화는 디지털 신호 처리를 통해 수행될 수 있기 때문에 기존의 송신기와 수신기를 갖춘 저비용 임베디드 시스템에서는 다소 복잡한 부호화 및 복호화를 수행할 수 있습니다.

디지털 미디어로서 DRM은 오디오 채널(데이터 캐스트) 이외의 다른 데이터나 디지털 오디오 브로드캐스트(DAB)와 같이 RDS 타입의 메타데이터 또는 프로그램 관련 데이터를 송신할 수 있습니다.DRM 서비스는 기존의 AM 원서비스 원트랜스미터 모델부터 멀티서비스(최대 4개) 멀티트랜스미터 모델까지 다양한 네트워크 구성으로 운용할 수 있습니다.단일 주파수 네트워크(SFN) 또는 Multiprequency Network(MFN) 중 하나입니다.같은 송신기가 아날로그 서비스와 DRM 서비스를 동시에 제공하는 하이브리드 운용도 가능합니다.

DRM 에는, 긴급 경고 기능이라고 불리는 테크놀로지가 짜넣어져 있어 긴급 브로드캐스트를 수신하기 위해서 스탠바이 상태의 무선을 유효하게 할 수 있습니다.

상황

기술표준은 [1]ETSI에서 무료로 구할 수 있으며, ITU는 세계 대부분의 지역에서 사용을 승인했습니다.ITU 지역 2에 대한 승인은 기존 국제 협정에 대한 수정이 보류 중입니다.첫 방송은 2003년 6월 16일 스위스 제네바에서 ITU의 세계 라디오 회의에서 이루어졌다.

현재 방송국은 전인도 라디오, BBC 월드 서비스, 펑클러스트(이전의 BitXpress), 라디오 외부 데 에스파냐, 라디오 뉴질랜드 국제, 바티칸 라디오, 라디오 루마니아 국제, 라디오 쿠웨이트 [2]등이다.

지금까지[when?] DRM 수신기는 일반적으로 개인용 컴퓨터를 사용해 왔습니다.일부 제조업체는 방송 선택권이 제한되어 지금까지 틈새 제품으로 남아있던 DRM 수신기를 선보였습니다.국영 방송사들이 DRM의 디지털 서비스, 특히 All India Radio로 전환됨에 따라 저렴하고 효율적인 차세대 수신기의 생산이 촉진될 것으로 기대된다.

청두 NewStar Electronics는 2012년 5월부터 DRM 컨소시엄이 지정한 DRM 리시버의 최소 요건을 충족하는 DR111을 제공하고 있으며 [3]전 세계에 판매되고 있습니다.

전인도 라디오의 해외 총국은 매일 DRM에서 9.95MHz로 UTC [4]17:45~22:30에 서유럽으로 방송을 내보냅니다.All India Radio는 많은 국내 AM 송신기를 DRM으로 교체 및 개조하고 있습니다.2012년에 시작된 이 프로젝트는 [5]2015년에 완료될 예정이다.

영국 BBC방송은 MF 대역의 플리머스 지역에서 BBC 라디오 데본을 방송함으로써 영국에서 이 기술을 시험해 보았다.이 시험은 1년간(2007년 4월~[6]2008년 4월) 지속되었습니다.BBC는 또한 2010년 에든버러 시를 포함한 지역 상공에서 스코틀랜드 파이프의 크레이그켈리 송신소에서 FM 대역의 DRM+를 테스트했습니다.이 시험에서는 10kW(ERP) FM 송신기가 2개의 다른 모드 및 FM과 비교하여 [7]1kW DRM+ 송신기로 교체되었습니다.Digital Radio Mondiale는 AM 중파 [8]대역의 영국 라디오의 미래에 관한 2007년 Ofcom 협의에 포함되었다.

RTE는 또한 대서양 252가 폐쇄된 후 DRM을 지원하기 위해 업그레이드된 아일랜드 카운티 미트(County Meath) 트림(Trim)의 252 kHz LW 송신기에 대해 비슷한 기간 동안 단일 및 다중 프로그램 야간 테스트를 실행했다.

Fraunhofer Institute for Integrated Circuit IIS는 소프트웨어 정의 무선용 패키지를 제공합니다.이러한 무선 패키지는 무선 제조원에 라이선스를 제공할 수 있습니다.[1]

국제 규정

2006년 9월 28일, 호주 주파수 규제 기관인 호주 통신 미디어 기관은 "주파수 계획이 완료될 때까지 디지털 라디오 몬디알을 사용하여 방송 서비스에 적합한 주파수 대역에 대해 금수 조치를 내렸다"며 "5,950–6,200; 7,100–7,300; 9,500–900"이라고 발표했다.; 11,650–12,050; 13,600–13,800; 15,100–15,600; 17,550–17,900; 21,450–21,850 및 25,670–26,100kHz.[9]

미국 연방통신위원회는 47 CFR 73.758에 "디지털 변조 방출의 경우 디지털 라디오 몬다이얼(DRM) 표준을 사용해야 한다"고 명시하고 있다. Part 73, 섹션 758은 HF 방송만을 위한 것이다.

기술 개요

오디오 소스 코딩

DRM30의 유용한 비트 전송률은 10kHz 대역폭(중앙 주파수 주변 ±5kHz)의 경우 6.1kbit/s(모드 D) ~ 34.8kbit/s(모드 A)입니다.표준 20kHz(±10kHz) 와이드 [10]채널을 사용하면 최대 72kbit/s(모드 A)의 비트 전송률을 달성할 수 있습니다. (비교하기 위해 순수 디지털 HD 라디오는 10kHz 와이드 채널을 사용하여 20kbit/s, 20kHz 채널을 사용하여 최대 60kbit/s를 방송할 수 있습니다.)[11]유용한 비트 전송률은 다음과 같은 다른 파라미터에도 의존합니다.

DRM이 처음 설계되었을 때, 가장 견고한 모드는 당시 최첨단 오디오 코딩 포맷인 MPEG-4 HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Coding)에 충분한 용량을 제공하지 않는 것이 분명했습니다.따라서, 이 표준은 비트 전송률에 따라 세 가지 다른 오디오 코딩 시스템(소스 코딩) 중 하나를 선택하여 출시되었습니다.

  • MPEG-4 HE-AAC(High Efficiency Advanced Audio Coding)AAC는 음성 및 음악에 적합한 지각형 코더이며, 고효율성은 고주파(SBR: 스펙트럼 대역폭 복제) 및 스테레오 이미지(PS: 파라미터 스테레오) 재구성을 위한 옵션 확장입니다.SBR 오버샘플링을 사용할 경우 각각 48kHz 및 24kHz에 해당하는 코어 AAC(SBR 없음)에 24kHz 또는 12kHz 샘플링 주파수를 사용할 수 있습니다.
  • MPEG-4 CELP: 음성 전용(보코더)에 적합한 파라미터 코더이지만 오류에 강하고 비트환율이 작아야 합니다.
  • MPEG-4 HVXC는 CELP보다 더 작은 비트레이트를 사용하는 음성 프로그램의 파라미터 코드이기도 합니다.

그러나 MPEG Unified Speech and Audio Coding의 구현인 MPEG-4 xHE-AAC의 개발로 DRM 표준이 갱신되고 두 개의 음성 전용 코딩 형식인 CELP와 HVXC가 대체되었습니다.USAC는 대역폭 제약에 따라 음성과 일반 오디오 코딩의 속성을 결합하도록 설계되어 모든 종류의 프로그램 자료를 처리할 수 있습니다.CELP 및 HVXC의 온에어 브로드캐스트가 거의 없었기 때문에 음성 전용 코딩 포맷을 폐기하는 결정은 문제없이 통과되었습니다.

HE-AAC 코딩 포맷은 여전히 허용 가능한 오디오 품질을 제공하므로, 약 15 kbit/s 이상의 비트 전송률로 FM 방송과 다소 비슷하기 때문에 많은 방송사들이 여전히 사용합니다.그러나 앞으로는 대부분의 방송사가 xHE-AAC를 채택할 것으로 예상된다.

또한 v2.1 이후 인기 있는 Dream 소프트웨어는 Opus 코딩 포맷을 사용하여 브로드캐스트할 수 있습니다.현재의 DRM 규격에는 포함되지 않지만 이 코덱은 실험용으로 포함되어 있습니다.코덱은 낮은 레이텐시(코딩과 디코딩 사이의 지연) 등 MPEG 패밀리에 비해 기술적인 이점 외에도 로열티가 없으며 오픈 소스 구현이 가능합니다.특허권자의 재량에 따라 사용이 허용된 독점 MPEG 패밀리의 대체 수단입니다.유감스럽게도 대역폭 절약의 열쇠가 되는 낮은 비트레이트에서는 xHE-AAC보다 오디오 품질이 상당히 낮습니다.실제로 8Kbps의 Opus는 아날로그 단파[citation needed] 라디오보다 소리가 더 나쁩니다.Opus와 xHE-AAC의 비교를 보여주는 비디오는 여기에서 볼 수 있습니다.현재 기기 제조업체는 MPEG 코덱을 삽입하는 데 로열티를 지불하고 있습니다.

대역폭

DRM 브로드캐스트는 다양한 대역폭을 사용하여 실행할 수 있습니다.

  • 4.5kHz브로드캐스트가 9kHz 래스터 채널의 하부 사이드밴드 영역을 AM용으로 사용하고 4.5kHz DRM 신호가 상부 사이드밴드가 [12]통상 사용하는 영역을 점유하는 기능을 제공합니다.그러나 결과적으로 발생하는 비트환율과 오디오 품질은 좋지 않습니다.
  • 5kHz. 방송사가 AM용 10kHz 래스터 채널의 하부 측대역 영역을 사용하여 5kHz DRM 신호가 기존의 상부 측대역이 사용하는 영역을 점유하는 기능을 제공합니다.단, 결과적으로 발생하는 비트환율과 오디오 품질은 미미합니다(5kHz의 경우 7.1~16.7kbit/s).이 기술은 전 세계 단파 대역에서 사용될 수 있다.
  • 9kHz. 지역 1 장파 또는 중파 방송 채널의 표준 대역폭의 절반을 차지합니다.
  • 10kHz. 지역2 브로드캐스트채널의 표준 대역폭의 절반을 차지하며 NRSC5로 제한된 아날로그 오디오채널과의 동시방송에 사용할 수 있습니다.전 세계 단파 방송 채널을 점유합니다(14.8 ~34.8 kbit/s).
  • 18kHz. 기존 주파수 계획에 따라 영역 1 장파 또는 중파 채널의 전체 대역폭을 점유합니다.이렇게 하면 오디오 품질이 향상됩니다.
  • 20kHz. 기존 주파수 계획에 따라 영역 2 또는 영역 3 AM 채널의 전체 대역폭을 점유합니다.이것은, DRM30 표준의 최고 음질(30.6~72 kbit/s)을 제공합니다.
  • DRM+의 경우 100kHz. 이 대역폭은 대역 I, II 및 III에서 사용할 수 있으며 DRM+는 이 대역폭에서 4개의 다른 프로그램 또는1개의 저화질 디지털비디오 채널을 전송할 수 있습니다.

변조

DRM에 사용되는 변조는 코드화된 직교 주파수 분할 다중화(COFDM)입니다.여기서 모든 반송파는 선택 가능한 에러 코딩에 의한 직교 진폭 변조(QAM)로 변조됩니다.

전송 파라미터의 선택은 원하는 신호강성 및 전파조건에 따라 달라집니다.전송 신호는 노이즈, 간섭, 다중 경로 전파 및 도플러 효과의 영향을 받습니다.

64-QAM, 16-QAM 및 4-QAM의 여러 오류 코딩 방식 및 변조 패턴 중에서 선택할 수 있습니다.OFDM 변조에는 전파 조건에 따라 조정해야 하는 파라미터가 있습니다.이는 도플러 효과(주파수 오프셋, 확산의 원인이 되는)에 대한 견고성을 결정하는 반송파 간격입니다.도플러 스프레드) 및 OFDM 가드 간격(지연 오프셋, 스프레드: 지연 스프레드 발생)에 대한 견고성을 결정합니다.DRM 컨소시엄은 일반적인 전파 조건에 대응하는 4가지 프로파일을 결정했습니다.

  • A: 멀티패스 전파와 도플러 효과가 매우 적은 가우스 채널.이 프로파일은 로컬 또는 지역 브로드캐스트에 적합합니다.
  • B: 멀티패스 전파 채널.이 모드는 중간 범위 전송에 적합합니다.요즘 많이 쓰이고 있어요.
  • C: 모드 B와 비슷하지만 도플러에 대한 견고성이 우수합니다(캐리어 간격이 넓어짐).이 모드는 장거리 전송에 적합합니다.
  • D: 모드 B와 비슷하지만, 큰 지연 확산과 도플러 확산에 대한 저항이 있습니다.이 경우는, 초장거리 전송의 전파 조건이 좋지 않은 경우에 존재합니다.이 프로파일의 유효 비트환율이 감소합니다.

이들 프로파일의 트레이드오프는 견고성, 전파조건에 관한 저항성 및 서비스에 대한 유용한 비트환율 사이에서 이루어집니다.다음 표에 이들 프로파일에 따라 몇 가지 값을 나타냅니다.반송파 간격이 클수록 시스템은 도플러 효과(도플러 확산)에 대한 내성이 높아집니다.가드 간격이 클수록 긴 멀티패스 전파 오류(지연 확산)에 대한 내성이 커집니다.

그 결과 발생하는 저비트 전송률 디지털 정보는 COFDM을 사용하여 변조됩니다.DRM과 AM을 전환하여 동시 전송 모드로 실행할 수 있으며, 다른 대안(DAB 또는 FM 서비스 등)과의 링크도 준비됩니다.

DRM은 단파, 중파(9 및 10kHz 채널 간격) 및 장파에서 성공적으로 테스트되었습니다.

모드 OFDM 반송파 간격(Hz) 통신사 수 기호 길이(ms) 가드 간격 길이(ms) 프레임당 Nb 기호 수
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
C 68.18 - 138 - 280 20.00 5.33 20
D 107.14 - 88 - 178 16.66 7.33 24

또한[13] HF 상의 SSB 통신을 대체하는 저대역폭 양방향 통신 버전 DRM도 있습니다.이 버전은 공식 DRM 사양과 호환되지 않습니다.아마추어 무선 커뮤니티에서 사용되는 4.5kHz 대역폭 DRM 버전이 향후 기존 DRM 사양과 병합될 가능성이 있습니다.

Dream 소프트웨어는 상용 버전과 FAAC AAC 인코더를 사용하여 제한된 전송 모드를 수신합니다.

에러 코딩

에러 코딩은 어느 정도 견고하도록 선택할 수 있습니다.

다음 표에서는 보호 클래스에 따라 유용한 비트 전송률의 예를 보여 줍니다.

  • OFDM 전파 프로파일(A 또는 B)
  • 캐리어 변조(16QAM 또는 64Q)AM)
  • 및 채널 대역폭(9 또는 10kHz)
비트레이트, kbit/s
보호 클래스 A(9kHz) B(9kHz) B(10kHz) C(10kHz) D(10kHz)
64-QAM 16-QAM 16-QAM 64-QAM 16-QAM 64-QAM 16-QAM 64-QAM
0 19.6 7.6 8.7 17.4 6.8 13.7 4.5 9.1
1 23.5 10.2 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

보호 클래스가 낮을수록 오류 수정 수준이 높아집니다.

DRM+

초기 DRM 규격은 30MHz 미만의 방송 대역을 커버했지만, DRM 컨소시엄은 2005년 3월에 시스템을 최대 108MHz까지 [14]VHF 대역으로 확장하는 프로세스를 시작하기로 의결했습니다.

2009년 8월 31일, 유럽전기통신표준연구소가 기술사양을 발표하면서 DRM+(모드 E)가 공식 방송 표준이 되었습니다.이것은 사실상 전체 DRM 사양의 새로운 릴리스이며, 30MHz [15]이상의 동작은 최대 174MHz까지 가능합니다.

광대역 채널이 사용되므로 무선 스테이션이 더 높은 비트환율을 사용할 수 있으므로 오디오 품질이 향상됩니다.100kHz DRM+ 채널은 1개의 저화질 0.7메가비트/초 와이드 모바일 TV 채널을 전송할 수 있습니다.DMB나 DVB-H가 아닌 DRM+를 통해 모바일 TV를 배포할 수 있습니다.단, 설계 및 표준화에 따른 DRM+(DRM 모드E)에서는 4-QAM 또는 16-QAM 변조와 100kHz 대역폭을 사용하여 견고성 수준에 따라 37.2 ~186.3kbit/s의[16][17] 비트레이트만 제공합니다.

DRM+ 비트레이트 [kbit/s]
모드 MSC 변조 견고성 수준 대역폭 100kHz
E 4-QAM 맥스. 37.2
분 74.5
16-QAM 맥스. 99.4
분 186.3

DRM+는 모든 VHF 대역에서 성공적으로 테스트되었으며, 이를 통해 DRM 시스템은 가장 넓은 주파수 사용을 제공합니다. 대역 I, II 및 III에서 사용할 수 있습니다. DRM+는 대역[18] III의 DAB와 공존할 수 있지만 현재의 FM 대역도 사용할 수 있습니다.ITU는 문서상 Digital System G로 알려진 DRM+에 대한 3가지 권장사항을 발표했습니다.이것은, 풀 DRM 시스템(DRM 30 및 DRM+)의 도입을 나타내고 있습니다.ITU-R Rec. BS.1114는 30MHz~3GHz 범위의 사운드브로드캐스트에 대한 ITU 권장 사항입니다.이 문서에서는 DAB, HD-Radio 및 ISDB-T가 각각 디지털시스템 A, C 및 F로서 이미 권장되고 있습니다.

2011년 범유럽 조직인 Community Media Forum[19] Europe는 DAB/DAB+가 아닌 소규모 방송(지역 라디오, 커뮤니티 라디오)에 DRM+를 사용해야 한다고 유럽위원회에 권고했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "DRM System Specification" (PDF). ETSI.org. Retrieved 19 April 2018.
  2. ^ "Digital Radio Mondiale - Broadcast Schedule". www.drm.org. Retrieved 19 April 2018.
  3. ^ "DR111 DRM Radio". Chengdu NewStar Electronics 成都纽斯达电子公司. 2014. Retrieved 2014-04-15.
  4. ^ "Digital Transmission". All India Radio. Retrieved 2019-04-18.
  5. ^ "Digital Radio Mondiale - DRM India Page". www.drm.org. Retrieved 19 April 2018.
  6. ^ BBC. "Digital medium wave trial report". bbc.co.uk. Retrieved 19 April 2018.
  7. ^ "BBC Research White Paper WHP199" (PDF). bbc.co.uk. Retrieved 19 April 2018.
  8. ^ The Future of Radio (Ofcom, 2007) 2010년 6월 16일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  9. ^ ACMA: DRM technology를 사용한 국내 방송 서비스 지원을 위한 새로운 주파수 할당 금지 2014-02-13 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  10. ^ "DRM Introduction and Implementation Guide" (PDF; 6.7 MB). DRM. p. 22.
  11. ^ "The Structure and Generation of Robust Waveforms for AM In-Band On-Channel Digital Broadcasting" (PDF). Archived from the original on 2012-02-06.{{cite web}}: CS1 maint: bot: 원래 URL 상태를 알 수 없습니다(링크).
  12. ^ "See section 5: "DRM/AM single channel simulcast"" (PDF).
  13. ^ "WinDRM] - software for Audio and Fast Data over HF SSB". n1su.com. Retrieved 19 April 2018.
  14. ^ DRM+ 프레젠테이션, DRM.org, 2009-02-02에 접속
  15. ^ ETSI ES 201 980 V3.1.1
  16. ^ "DRM Introduction and Implementation Guide" (PDF). DRM Consortium. 13 September 2013. p. 22.
  17. ^ Schroeder, Jens (April 2016). "Use of DRM+ in the FM Band 87.5-108MHz" (PDF). Deutsches DRM-Forum. p. 6.
  18. ^ "Symposium DRM+ im VHF-Band III in Kaiserslautern". www.drm-radio-kl.eu. Retrieved 19 April 2018.
  19. ^ "Community Media Forum Europe - Information and Lobbying for the Community Media Sector". cmfe.eu. Retrieved 19 April 2018.

외부 링크