デジタルラジオ

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デジタルラジオは、デジタル技術を使用して無線スペクトル全体を送受信します電波によるデジタル伝送には、デジタル放送、特にデジタルオーディオラジオサービスが含まれます。

タイプ

デジタル放送システムでは、アナログオーディオ信号はデジタル化されAAC +MDCT[1]MP2などのオーディオコーディング形式を使用して圧縮され、デジタル変調方式を使用して送信されます。目的は、特定のスペクトルのラジオ番組の数を増やし、オーディオ品質を改善し、モバイル環境でのフェージングの問題を排除し、追加のデータキャスティングを可能にすることです。サービス、および地域をカバーするために必要な送信電力または送信機の数を減らすため。ただし、アナログラジオ(AMおよびFM)の人気は依然として高く、Radio over IP(インターネットプロトコル)の人気が高まっています。

2012年には、4つのデジタルワイヤレス無線システムが国際電気通信連合によって承認されました。2つのヨーロッパのシステムであるデジタルオーディオ放送(DAB)とデジタルラジオモンディアル(DRM)、日本のISDB-Tおよび米国とアラブの世界で、 HDラジオとしてブランド化されています

通信工学の文献でまだ使用されている古い定義は、無線 デジタル伝送技術、つまり、アナログ情報信号とデジタルデータがデジタル変調方式によってデジタル信号によって伝送されるマイクロ波 および無線周波数通信規格です。この定義には、デジタルTVやデジタルラジオ放送などの放送システムだけでなく、第2世代(2G)携帯電話などの双方向デジタルラジオ規格や、デジタルコードレス電話などの短距離通信も含まれます。無線コンピュータネットワーク、デジタルマイクロ波無線リンク、2つのボイジャー宇宙探査機との間の通信などの深宇宙通信システムなど。

あまり一般的ではない定義は、デジタル信号処理に基づくが、FMラジオなどのアナログラジオ送信規格を送信または受信する可能性のあるラジオ受信機および送信機の実装です。これにより、電子機器に発生するノイズや歪みを減らすことができます。また、別のソフトウェアを選択するだけで伝送技術を変更できるソフトウェア無線の実装も可能です。ただし、ほとんどの場合、これにより受信機のエネルギー消費量が増加します[要出典]

一方向(放送)システム

放送規格

デジタルオーディオラジオサービス規格は、地上波または衛星ラジオサービスを提供する場合があります。デジタルラジオ放送システムは、通常、モバイルTVシステムなどのハンドヘルドモバイルデバイス用に設計されており、固定指向性アンテナを通常必要とする他のデジタルTVシステムとは異なります。一部のデジタル無線システムは、アナログAMまたはFM送信と共存または同時放送できるインバンドオンチャネル(IBOC)ソリューションを提供しますが、他のデジタル無線システムは、指定された無線周波数帯域用に設計されています。後者は、1つの広帯域無線信号がマルチプレックスを伝送することを可能にしますさまざまなビットレートのいくつかの無線チャネル、およびデータサービスやその他の形式のメディア。一部のデジタル放送システムでは、 単一周波数ネットワーク(SFN)が許可されており、同じマルチプレックスのラジオ番組を送信する地域のすべての地上波送信機が、自己干渉の問題なしに同じ周波数チャネルを使用して、システムのスペクトル効率をさらに向上させることができます。

デジタル放送には多くの潜在的な利点がありますが、その導入は、標準に関する世界的な合意の欠如と多くの欠点によって妨げられてきました。デジタルラジオのDABEureka 147標準は、 World DMBForumによって調整されています。このデジタル無線技術の標準は1980年代後半に定義され、現在一部のヨーロッパ諸国で導入されています。商用DAB受信機は1999年に販売を開始し、2006年までに5億人がDAB放送のカバレッジエリアにいましたが、この時点では英国デンマークでのみ販売が開始されていました。2006年には、約1,000のDABステーションが稼働しています。[2] Eureka 147規格に対する批判があり、新しい 'DAB + '標準が導入されました。

DRM規格は、30 MHz未満の周波数(短波、中波、長波)でデジタル放送するために数年間使用されてきました。また、VHF帯域用に設計された拡張標準DRM +もあります。[3] DRM +のテストは、ブラジル、ドイツ、フランス、インド、スリランカ、英国、スロバキア、イタリア(バチカンを含む)、およびスウェーデンなどの国で行われています。[4]

DRM +は[誰によって?] DAB +よりも透明性が高く、コストのかからない標準であるため、ローカルラジオに適しています[要出典] ; 商用またはコミュニティの放送局。DAB +はオーストラリアで導入されましたが、政府は2011年に、HDラジオよりもDRMおよびDRM +を優先することで、(一部の)地域および地域のDAB +サービスを補完できると結論付けました。[要出典]

現在まで、一方向デジタルラジオには次の規格が定義されています。

デジタルオーディオ放送システム

デジタルテレビ(DTV)放送システム

デジタル信号処理を使用する無線の説明については、ソフトウェア無線も参照してください

国別のステータス

DAB採用者

Eureka 147としても知られるデジタルオーディオ放送(DAB)は、世界約20か国で採用されています。これは、MPEG-1オーディオレイヤーII オーディオコーディング形式に基づいており、 WorldDMBによって調整されています

WorldDMBは、2006年11月に、DABがeAAC +としても知られるHE-AACv2オーディオコーディング形式を採用することを発表しましたまた、MPEGサラウンドフォーマット、およびリードソロモンコーディングと呼ばれるより強力なエラー訂正コーディングも採用されています。[5]アップデートの名前はDAB +です。新しいDAB標準をサポートする受信機は、2007年中にリリースされ始め、一部の古い受信機ではファームウェアが更新されました。

DABおよびDAB +は、ビデオコーデックが含まれていないため、モバイルTVには使用できません。DAB関連の規格DigitalMultimedia Broadcasting(DMB)とDAB-IPは、ビデオコーディング形式としてそれぞれMPEG 4 AVCWMV9を備えているため、モバイルラジオとTVの両方に適していますただし、DMBは最初からDABサブチャネルで伝送されるように設計されているため、DMBビデオサブチャネルは任意のDAB送信に簡単に追加できます。韓国のDMB放送では、DMBビデオサービスに加えて、従来のMPEG 1 Layer IIDABオーディオサービスが提供されています。

アメリカ合衆国

米国はインバンドオンチャネル(IBOC)テクノロジーの一種である独自のHDラジオテクノロジーを選択しました。iBiquityによると、「HD Radio」は同社独自のデジタルラジオシステムの商号ですが、一般的に誤って参照されているため、この名前は高解像度または「ハイブリッドデジタル」を意味するものではありません。

伝送では、直交周波数分割多重方式が使用されます。これは、ヨーロッパの地上デジタルTV放送( DVB-T )でも使用されている手法です。HD Radioテクノロジーは、 iBiquity Digital Corporationによって開発され、ライセンス供与されています。それは広く信じられています[誰によって?] HDラジオ技術の主な理由は、関係するステーションの相対的な「スティック値」を維持しながら、限られたデジタルラジオサービスを提供し、新しいプログラミングサービスが既存のライセンシーによって制御されることを保証することです。

米国のFMデジタル方式は、96〜128キロビット/秒(kbit / s)の速度でオーディオを提供し、最大64 kbit / sの補助「サブキャリア」送信を提供します。AMデジタル方式のデータレートは約48kbit / sで、補助サービスははるかに低いデータレートで提供されます。FM方式とAM方式はどちらも、非可逆圧縮技術を使用して、制限された帯域幅を最大限に活用します

Lucent Digital Radio、USA Digital Radio(USADR)、およびDigital Radio Expressは、1999年12月に全国ラジオシステム委員会(NRSC)に結果を報告することを期待して、デジタル放送のさまざまなスキームのテストを1999年に開始しました。 [ 6]これらのテストの結果は不明なままであり、これは一般に、北米 での地上デジタルラジオ放送の取り組みの状況を説明しています

従来の地上波ラジオ放送局は「デジタル化」しようとしていますが、米国の主要な自動車メーカーのほとんどはデジタル衛星ラジオを宣伝しています。HD Radioテクノロジーは、BMW、フォード、ヒュンダイ、ジャガー、リンカーン、メルセデス、MINI、およびボルボによって発表された工場でインストールされたオプションで自動車セクターにも浸透しています。[7]

衛星ラジオは、米国でのFCC検閲からの解放、広告の相対的な欠如、および道路上の人々が国内の任意の場所で同じ放送局を聞くことができる能力によって区別されます。リスナーは現在、サービスにアクセスするために年間または月額のサブスクリプション料金を支払う必要があり、使用するラジオまたは受信機ごとに個別のセキュリティカードをインストールする必要があります。

シリウスサテライトラジオは、2000年の間に3つのシリウス衛星の星座を打ち上げました。衛星はスペースシステムズ/ロラルによって建設され、ロシアの プロトンブースターによって打ち上げられました。XMサテライトラジオと同様に、シリウスは一連の地上中継器を実装しました。そうでなければ、衛星信号は自然の構造物や高層ビルなどの大きな構造物によってブロックされます。

XMサテライトラジオには3つの衛星があり、そのうち2つは2001年春に打ち上げられ、1つは2005年後半に打ち上げられました。これらの衛星はボーイング702コムサットであり、シーローンチブースターによって軌道に乗せられました。バックアップ地上送信機リピーター)は、衛星信号が大きな建物によって遮断される可能性のある都市に建設されます。

2007年2月19日、シリウスサテライトラジオとXMサテライトラジオが合併し、シリウスXMラジオが誕生しました。

FCCは、約2.3GHz のSバンド範囲で衛星放送の帯域幅割り当てをオークションにかけました。

地上波放送には、無料でローカルであるという利点があります。衛星ラジオはこれらのどちらでもありません。ただし、21世紀初頭には、無修正コンテンツ(特に、地上波ラジオから衛星ラジオへのハワードスターンのクロスオーバー)と、地方局 と同様のラジオ形式を提供する商用無料のオールデジタル音楽チャンネルを提供することで成長しました。

米国のFM放送局の「HDラジオ」信号は、放送塔サイトからのリスニング距離が限られています。FCC規制は現在、ステーションの送信のデジタル部分の電力を、ステーションに許可されている既存のアナログ電力の10%に制限しています。この電力レベルでも、ステーションのアナログ信号のすぐ隣にデジタル信号が存在すると、隣接するデジタル信号の拒否に問題が発生するため、古い無線機がノイズを拾う可能性があります。「10%の電力レベルのHDラジオがFCCスペクトルマスク内に収まっている場合でも、FM上のHDラジオが異なるステーション間の干渉を増加させるという懸念がまだあります。」HD Radio HD Radio#citenote-14

「HDラジオ」を使用すると、既存の各放送局は、既存のアナログ周波数変調信号を超えて、チャネルの両側でデジタル信号を送信することにより、米国に「チャネル」を追加できます。HDラジオ信号は、キャリア周波数ステーションの上下で0.1MHzから始まる0.1MHzを占有します。たとえば、ステーションのアナログ信号の搬送周波数が93.3 MHzの場合、デジタル信号はFM放送帯域内で93.1〜93.2 MHzおよび93.4〜93.5MHzを満たします。いくつかのデジタルオーディオストリーム、または「サブチャネル」は、この単一のデジタルデータストリーム内で伝送でき、サブチャネルのオーディオの数とステーションの選択による帯域幅の割り当てがあります。ラジオチューナーでは、これらは(上記の場合)「93.3-2」、「93.3-3」などのように表示されます。1つの無線局(上記の例では93.3 MHz)にチャネルが追加されても、使用される周波数は変わりません。代わりに、固定された合計帯域幅がオーディオストリーム全体に再割り当てされるため、それぞれが受信する帯域幅が少なくなり、オーディオ品質が以前よりも低くなります。

FM局とAM局の両方で、連邦政府が義務付けているHDラジオへの移行はありません。しかし、2020年10月27日、FCCは全国的な自主的なオールデジタルAM運用を承認しました。[8]

カナダ

カナダは、2012年12月に実験的なHDラジオ放送とデジタルオーディオサブチャネルをケースバイケースで許可し始めました。国内で最初の放送局は、リトルカレントのCFRM-FMハミルトンCING- FMおよびトロントマーカムのトロント郊外にある4番目のCFMS-FMは、 HDラジオ技術の運用を申請しています)、すべてオンタリオ州内。[9] [10]

イギリス

英国では、人口の44.3%がDABデジタルラジオセットを所有しており、リスニングの34.4%がさまざまなデジタルプラットフォームを使用しています。古いDAB標準が早期に成功したため、より効率的なDAB +への移行には時間がかかります。DABをオフにすると、古い受信機は無価値になります。2020年には、英国のステーションの約半分がDAB +を使用しています。

2013年第1四半期のRAJARによると、2600万人、つまり6,564万人の人口の39.6%が、毎週デジタルラジオを利用しており、前年比で260万人増加しています。しかし、FMリスニングは61%に増加し、DABは21%に減少しました。 DABリスナーもAMとFMを使用できます。[11]

英国には現在、世界最大のデジタルラジオネットワークがあり、約500の送信機、2つの全国的なDABアンサンブル、48のローカルおよび地域のDABアンサンブルがあり、250以上の商用および34のBBCラジオ局を放送しています。ロンドンでは約100のステーションを受信できますDABデジタルラジオでは、ほとんどのリスナーが約30の追加ステーションを受信できます。

デジタルラジオ局は、Sky、Virgin Media、Freeviewなどのデジタルテレビプラットフォームやインターネットラジオでも配信されています。

政府は、リスニングとカバレッジの基準が満たされていることを条件として、ラジオの切り替えについて決定を下します。デジタルラジオの切り替えにより、FMはプラットフォームとして維持され、一部のサービスはDABのみの配信に移行します。

ドイツ

2020年には、DAB +信号がドイツの90%以上をカバーしています。全国マルチプレックスには、Deutschlandfunkによる3つの公共放送局と12の民間放送局が含まれています。ほとんどの地域で、公共放送や地域の民間放送局との追加のマルチプレックスが利用可能です。

最初のDABステーションネットワークは、1995年10月17日から1999年に完全にカバーされるまでバイエルンに配備されました。他の州はステーションネットワークに資金を提供しましたが、成功しなかったため、資金を廃棄しました。MDRはすでに1998年にオフになり、ブランデンブルクは失敗を宣言しました。代わりに、ベルリン/ブランデンブルクは、2003年8月に以前のアナログテレビがオフにされたときに地域でDVB-T標準が成功したことを考慮して、オーディオのみのDVB-Tモードに基づくデジタルラジオへの切り替えを開始しました(最初の地域)ドイツに切り替える)。その間、DVBファミリのDVB-Hバリアントは、2004年にモバイル受信機への送信用にリリースされました。2005年には、ほとんどのラジオ局がDABネットワークを離れ、現在完全に国の資金で運営されているステーションネットワークに残る公共サービス放送局のアンサンブルは1つだけでした。ついにKEF放送局の財政的ニーズを決定する委員会)DAB放送の経済的実行可能性が証明されるまで、2009年7月15日に連邦資金をブロックし、実行可能な代替手段としてDVB-Tを指摘しました。

デジタルラジオの展開は2011年に再開されました。公共および民間のラジオ放送局の合同委員会が2010年12月に新しい国家標準として「DAB +」を決定しました。新しいステーションネットワークは2011年8月1日に計画どおりに開始され、それぞれ10kWの27ステーションがあります。全国で70%のカバレッジを提供します。単一の「Bundesmux」(「fed-mux」:「federalmultiplex」の略)が、チャネル5Cの単一周波数ネットワークとしてバンド5Cに作成されました([1]を参照)。DAB +の最初の市場での成功を受けて、請負業者は2012年11月にデジタルラジオ局ネットワークの拡張を決定しました。

ノルウェー

ノルウェーは、2017年にアナログFMラジオがオフにされ、全国的なDAB +配信に取って代わられた最初の国でした。

地方局はFMで放送を続けることができます。

その他のヨーロッパ諸国

DABはベルギー、オランダ、スイス、デンマーク、ノルウェー、北イタリアで利用可能であり、ヨーロッパのバックボーン地域(DAB / DMBを使用している国を参照)全体で良好なカバレッジがあり、市場に十分な勢いがあることを示しています。フランス、スペイン、スウェーデン、ポーランドは大都市でのみDAB +を使用しています。

ポルトガルとフィンランドはDABを放棄しました。フィンランドは、自動車メーカーがDABと同様にFMをサポートすることを義務付けるようEUに要求しています。

オーストラリア

オーストラリアは、代替システムを長年試した後、2009年5月4日にDAB +標準を使用した定期的なデジタルオーディオ放送を開始しました[12] 。通常のラジオサービスは、AMおよびFMバンド、およびデジタルTVチャネルの4つのステーション(ABCおよびSBS)で動作します。このサービスは現在、アデレードブリスベンメルボルンパースシドニーの5つの州都で運用されており、キャンベラダーウィンで試行されています。[13]

日本

日本はISDB-TsbとMobaHOを使った地上波放送を開始しました!2.6GHz衛星音声デジタル放送

韓国

2005年12月1日、韓国はテレビ局とラジオ局の両方を含むT-DMBサービスを開始しました。T-DMBは、ETSIによって公開された仕様を持つDABの派生物です。2005年だけで11万台以上の受信機が1か月で販売されました。

香港

香港はDABをDVB-T2Liteに置き換えました。

発展途上国

現在、デジタルラジオは発展途上国に提供されています。WorldSpaceという衛星通信会社は、アフリカアジアラテンアメリカにデジタルオーディオ情報サービスを提供するために、「AfriStar」、「AsiaStar」、「AmeriStar」の3つの衛星のネットワークを構築していましたAfriStarとAsiaStarは軌道上にあります。ワールドスペースはLバンドで送信し、上記のように米軍に干渉するため、 AmeriStarを米国から起動することはできません。[要出典]全盛期には、アフリカ東部と南部、中東、およびアジアの大部分で17万人を超える加入者にサービスを提供し、96%がインドから来ていました。Timbre Mediaは、Saregama Indiaとともに、会社を再開する予定です。2013年の時点で、ワールドスペースは機能していませんが、2つの衛星が軌道上にあり、まだいくつかのチャネルがあります。WorldSpaceのメイン記事を参照してください

各衛星は、ニュース、音楽、エンターテインメント、教育を運び、コンピュータマルチメディアサービスを含む、それぞれ50チャネルをサポートできる3つの伝送ビームを提供します。地方、地域、および国際放送局は、ワールドスターと協力してサービスを提供していました。

放送局と機器メーカーのコンソーシアムも、国際短波送信を含む地上波AMラジオ放送に現在使用されている無線スペクトルにデジタル放送の利点をもたらすために取り組んでいます。現在、70以上の放送局が、デジタルラジオモンディアル(DRM)と呼ばれる新しい標準を使用して番組を送信しており、商用DRM受信機が利用可能です(DRM Webサイトにはモデルがほとんどなく、一部は廃止されています)。DRMのシステムは、MPEG-4ベースの標準aacPlusを使用して、音楽とCELPまたはHVXCをコーディングします。スピーチプログラム用。しかし現在、これらの価格は高すぎて第三世界の多くの人が手に入れることはできません。DRMの普及はごくわずかであり、多くの従来の短波放送局は現在、インターネットでのみストリーミングし、固定衛星(TVセットボックス)またはローカルアナログFMリレーを使用してコストを節約しています。利用できる(高価な)DRMラジオセットはごくわずかであり、一部の放送局(252 kHzのアイルランドのRTE)は、サービスを開始せずに試験を中止しました。

現在、低価格のDABラジオ受信機は日本のさまざまなメーカーから入手可能であり、WorldSpaceはThomson Broadcastと協力して、地方に通信サービスを提供するTelekioskと呼ばれる村の通信センターを導入しました。Telekiosksは自己完結型であり、固定ユニットまたはモバイルユニットとして利用できます

双方向デジタルラジオ規格

デジタル無線伝送システムの重要なブレークスルーまたは重要な機能は、送信電力を低くすることができ、ノイズやクロストーク、およびその他の形式の干渉に対する堅牢性を提供できるため、同じ無線周波数をより短い距離で再利用できることです。その結果、スペクトル効率(MHzおよび基地局あたりの通話数、またはHzあたりのビット/秒数および送信機など)が十分に向上する可能性があります。デジタル無線伝送は、デジタルで表現されている限り、あらゆる種類の情報を伝送することもできます以前の無線通信システムは、電話電信、または特定の形式の通信用に明示的に作成する必要がありました。たとえば、テレビ。あらゆる種類のデジタル通信を自由に多重化または暗号化できます。

も参照してください

参考文献

  1. ^ ブリタナック、ウラジミール; ラオ、KR(2017)。コサイン/サイン変調フィルターバンク:一般的なプロパティ、高速アルゴリズム、整数近似スプリンガー。p。478. ISBN 9783319610801
  2. ^ 「デジタル放送-あなたに未来をもたらす」2007年10月17日にオリジナルからアーカイブされました
  3. ^ 「デジタルラジオモンディアル-技術情報」www.drm.org2017年10月23日にオリジナルからアーカイブされました2018年4月29日取得
  4. ^ 「デジタルラジオモンディアル-DRM +テストは、スウェーデンのストックホルムで本日開始されます」www.drm.org2018年2月2日にオリジナルからアーカイブされました2018年4月29日取得
  5. ^ 「アーカイブされたコピー」(PDF)2008年3月8日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました2016年2月6日取得 {{cite web}}:CS1 maint:タイトルとしてアーカイブされたコピー(リンク
  6. ^ ベーレンス、スティーブ。「ラジオのデジタルの最高の希望のためにフィールドテストが再開されます。」現在、1999年8月16日。「アーカイブされたコピー」で入手可能。2009年7月20日にオリジナルからアーカイブされました2009年6月15日取得{{cite web}}:CS1 maint:タイトルとしてアーカイブされたコピー(リンク
  7. ^ 「iBiquityDigitalCorporation-自動車」2008年11月17日にオリジナルからアーカイブされました。
  8. ^ 「FCCはすべてデジタルAMラジオを承認します」(PDF)fcc.gov連邦通信委員会2020年10月27日2020年10月27日取得
  9. ^ (CRTC)、カナダ政府、カナダラジオテレビ通信委員会。「デジタルラジオ政策-この公告において、委員会はデジタルラジオ放送のための改訂された政策を設定します」www.crtc.gc.ca。 _ 2014年9月18日にオリジナルからアーカイブされました。
  10. ^ 「カナダへのHDラジオの持ち込みを検討しているCRTC」ファグスタイン2014年4月29日にオリジナルからアーカイブされました。
  11. ^ 「ファンの大臣がD-Dayの死刑判決をかわすので、アナログラジオはBlightyで継続します」2016年11月10日にオリジナルからアーカイブされました。
  12. ^ 「デジタルラジオの打ち上げ」Radioinfo2009年8月。
  13. ^ デジタルラジオプラス ウェイバックマシンで2011年7月29日にアーカイブされました(2011年7月26日にアクセス)

外部リンク