Разработка концепции внедрения DRM радиовещания в Российской Федерации

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Разработка концепции внедрения DRM радиовещания в Российской Федерации»

Содержание

Список исполнителей

Содержание

Введение

1. Обоснование соответствия решаемой проблемы задачам социально экономического развития Российской Федерации

1.1 Место государственного радиовещания в идеологическом и воспитательном процессе становления в стране гражданского общества, моральной и информационной поддержке инициатив граждан в развитии экономики в собственных регионах, пропаганды личной ответственности каждого гражданина. Текущее состояние вопроса

1.2 Тенденции развития общегосударственного, регионального и городского радиовещания. Формирование рекламных рынков и влияние радиовещания на экономику регионов

1.3 Воспитательная функция радиовещания и ее направления. Соответствие программы развития радиовещания Стратегии государственной молодежной политике в Российской Федерации

2. Сравнительный анализ существующих видов аналоговых и цифровых форматов, используемых в радиовещательных технологиях. Выбор лучшего формата с учётом специфики Российской Федерации

2.1 Аналоговое радиовещание

2.2 Форматы цифрового радиовещания

3.Новая идеология радиоприёма в цифровом формате DRM радиовещания

3.1 Предел информационной эффективности слухового радиоприема в коммерческом радиовещании

3.2 Внедрение DRM радиовещания создает условия для перехода на новую идеологию радиоприема. Изложение идеологии

3.3 Дополнительные возможности радиовещания при переходе на новую идеологию

3.4 Интерактивность цифрового радиовещания

4. Исходные данные для разработки новых форматов радиопрограмм общероссийского и регионального вещания, ориентированные на три основные социальные группы населения

4.1 Место радиопрограмм для DRM вещания на начальном этапе внедрения и тенденции изменения социального позиционирования при широком охвате территории страны цифровым вещанием. Форматирование аудитории для DRM вещания в соответствии с разделением общества на социальные группы

5. Разработка описание полной технологической цепочки нового вида радиовещания (DRM), ее технические возможности для учредителя (собственника), радиовещателя, рекламодателя и слушателя

5.1 Подробное описание полной технологической цепочки нового вида радиовещания (DRM)

5.2 Предложения по структуре построения нового парка радиоприемников в России с учётом цифрового стандарта DRM

5.3 Структурная схема радиокомпании, вещающей в стандарте DRM

5.3.1 Функциональная схема DRM радиокомпании

5.3.2 Автоматизированная система подготовки радиопрограмм и радиовещания

5.3.3 Взаимодействие DRM радиокомпании, с регионом вещания

6. Роль Государственной политики в области новых научных технологий на процесс внедрения наземного цифрового радиовещания стандарта DRM в Российской Федерации

6.1 Возможные варианты процесса развития и внедрения системы DRM радиовещания в Российской Федерации. Перспективы и оценка

6.1.1 Принудительный переход России на цифровое вещание, под воздействием западных технологий и развивающегося рынка радиоприемников из стран Юго-Восточной Азии, как вынужденный процесс экспансии в Россию товаров с новой технологией

6.1.2 Естественный, неуправляемый процесс развития технологий радиовещания, инициируемый коммерческими структурами при пассивном (разрешительном) участии государства

6.1.3 Целевой управляемый процесс перехода на новые технологии при непосредственном влиянии государства, с ориентацией на отечественного производителя и привлечением (в экономически оправданных случаях) коммерческих структур и зарубежных поставщиков радиоаппаратуры массового спроса по целевым заказам

6.1.4 Сравнение эффективности трех методов и их привлекательности для экономики России

6.2 Главенствующее участие Государства, как основное условие скорейшего внедрения DRM радиовещания в Российской Федерации

6.2.1 Условия для планомерного внедрения новых цифровых радиовещательных технологий в России

6.2.2 Перевод государственного вещания на новые цифровые технологии. Примеры технологических барьеров в этом вопросе. Необходимость государственного регулирования

6.2.3 Развитие рынка услуг, предоставляемых государственными и коммерческими радиокомпаниями

7. Построение и анализ технологической цепи, обеспечивающей наземное цифровое вещание в формате DRM. Основные требования, предъявляемые к электронной аппаратуре, входящей в технологическую цепь DRM радиовещания. Необходимые организационные мероприятия для проведения комплексных работ по разработке отечественной, цифровой аппаратуры DRM радиовещания

7.1 Построение и анализ технологической цепи DRM радиовещания

7.1.1 Студийный комплекс

7.1.2. Канал подачи программы

7.1.3 Тракт формирования сигнала в DRM формате (кодер, мультиплексор, генератор OFDM, модулятор)

7.1.4 Принцип построения радиопередающих устройств (РПДУ) для обеспечения возможности их работы в обобщённом режиме с амплитудной (АМ), динамической (ДМ), однополосной (ОМ) модуляцией и цифровом стандарте DRM

7.1.5 Цифровой интерактивный радиоприемник

8. Возможности системы DRM радиовещания

8.1 Технико-экономические возможности системы DRM радиовещания для учредителя (собственника), радиовещателя, рекламодателя и слушателя

8.2 Экономико-маркетинговое место коммерческого радиовещания среди существующих СМИ, основанное на технических возможностях DRM формата

8.3 Перечень направлений деятельности, исследований и разработок, необходимых для внедрения в России цифрового наземного радиовещания системы DRM

8.4 Правовые, технические и маркетинговые задания отраслям промышленности и исследовательским организациям для их решения на этапе реализации государственной программы

8.5 Задачи для PR компании в государственной, независимой и профессиональной радиовещательной прессе по продвижению технологии DRM среди радиовещателей и потенциальных рекламодателей

8.6 Предложения для системы высшего и среднего образования по подготовке специалистов в области цифрового радиовещания системы DRM

8.7 Координация внедрения цифрового радиовещания в России с международным DRM консорциумом (www.drm.org). Предложения по организационной базе для проведения технических консультаций, встреч, стажировок и обмена опытом

Приложение 1. Разработка комплекта оборудования системы цифрового радиовещания в формате DRM

Приложение 2. «Разработка приемного устройства для системы цифрового радиовещания в формате DRM»

Приложение 3. Передающие устройства ДВ, СВ, КВ диапазона, для цифрового радиовещания

Приложение 3. Список государственных предприятий, организаций и коммерческих фирм, которые предположительно могут привлекаться к реализации программы

Приложение 4. Сравнительный анализ экономической эффективности при использовании РПДУ, работающих в аналоговом и цифровом DRM форматах

Приложение 5. Сравнительный анализ экономической эффективности при использовании РПДУ, работающих в аналоговом и цифровом DRM форматах.

Выводы

Литература

Введение

В настоящее время, в современном мире радиовещание является одним из важнейших средств массовой информации, влияющим на духовное развитие общества, экономический рост, социальную стабильность и укрепление институтов гражданского общества. Радиовещание оказывает существенное воздействие на политический и социальный климат современной России. Являясь составной частью культуры страны, радио способствует сохранению языка, традиций, формирует шкалы материальных ценностей общества. Радиопередающие устройства (РПДУ), объединённые в единые сети радиовещания, выполняют функцию одной из основных систем оповещения населения о чрезвычайных ситуациях, природных и техногенных катастрофах.

Основными целями государственной политики в сфере культуры и массовых коммуникаций, определенными Программой социально-экономического развития Российской Федерации на среднесрочную перспективу, являются сохранение и развитие многообразия и самобытности традиций национальной культуры, а также дальнейшее формирование и создание единого культурного и информационного пространства, отвечающего требованиям современного этапа экономического развития страны.

Расширение возможностей и уровня радиовещания необходимо рассматривать в рамках задач защиты конституционных прав и свобод человека, связанных с формированием личности, сплочённого гражданского общества, свободой массового информирования, использования духовного и культурного наследия, исторических традиций и норм общественной жизни, с укреплением нравственных ценностей, патриотизма, гуманизма граждан.

В настоящее время Россия отстает от ведущих мировых стран по количеству и качеству принимаемых населением программ, техническому состоянию, экономическим показателям, правовому обеспечению телерадиовещания. Состояние передающей сети АМ вещания в диапазоне длинных, средних и коротких волн в настоящее время оставляет желать лучшего из-за несоответствия радиопередающих и радиоприёмных устройств (РПДУ и РПУ) современным требованиям.

Действующим, эксплуатируемым в настоящее время на радиоцентрах, РПДУ разработки сорока-пятидесятилетней давности присущ ряд существенных недостатков:

отсутствие режима однополосной передачи;

невозможность регулировки уровня несущей (использование режима ДРМ), позволяющей улучшить условия электромагнитной совместимости (ЭМС) и существенно снизить энергопотребления без уменьшения напряженности поля в точках приема;

отсутствие устройств автоматического обслуживания и контроля работы РПДУ;

низкий промышленный коэффициент полезного действия (КПД), не превышающий при сеточной модуляции 25%, а при анодной модуляции 50% (по сравнению с величиной 80-85% у современных РПДУ);

большое число дорогостоящих электровакуумных приборов (устаревших триодов), обладающих малой долговечностью (~ 2000 часов);

неудовлетворительные массогабаритные показатели;

низкая надежность;

полный физический износ;

отсутствие режима передачи цифровых сигналов.

На сегодняшний день РПДУ использующих амплитудную модуляцию (АМ), передающих государственные вещательные программы насчитывается в России около 460 единиц. На их долю приходится около 70% электроэнергии, потребляемой всем оборудованием электросвязи. Эксплуатационные радиопредприятия несут более 75% затрат на оплату электроэнергии, потребляемой этими РПДУ. Более 90% АМ вещательных передатчиков должны быть списаны по причине физического и морального износа (значительная их часть во много раз превысила установленную продолжительность эксплуатации).

Это, в свою очередь, препятствует обеспечению равных возможностей доступа к культурным ценностям жителей различных регионов России и представителей разных социальных групп, достижению максимального охвата населения страны социально значимым пакетом радиопрограмм федерального и регионального уровней.

Следует особо отметить необходимость повышать творческий уровень и разнообразие программ вещания. Имеется востребованность со стороны общества в новых специализированных радиоканалах, имеющих иной, отличный от существующих, формат радиовещания.

Существующие темпы развития системы правового регулирования и технологической организации, выделения финансовых средств на радиовещание, не обеспечивают эффективного вклада отрасли в социальное и экономическое развитие страны, необходимого доступа населения к информационным ресурсам, не способствуют преодолению отставания России на пути вхождения в глобальное информационное общество.

Предлагаемый проект Концепции основывается на внедрении новейших методов передачи вещательных программ в цифровом стандарте DRM.

Международный консорциум DRM разработал для радиовещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн цифровой стандарт, в котором

на сегодняшний день работают более 40 радиостанций из 21 государства. Данная разработка была заказана Международным Союзом Телекоммуникаций - ITU для использования новой технологии государствами - его 189 членами. Преимущества новой системы в том, что для её успешного повсеместного внедрения не требуется ни нового спектра частот, ни иной ширины полосы пропускания. Система DRM пригодна как для местного узколокального, регионального, так и для национального вещания, а также иновещания и может быть использована для стационарной, переносной и подвижной связи. В планах консорциума к 2007 году завершить исследования по усовершенствованию уже имеющегося стандарта, расширив частотные рамки перевода радиовещания на цифру до FM диапазона включительно (до 120МГц). В 2009 году намечено начать регулярные трансляции в частотном спектре до 108 МГц. Таким образом, радиовещатели получат в пользование универсальную, приведённую под общий принцип цифровой технологии, радиосистему передачи сигнала, включающую в себя полный спектр от длинных до FM частот - систему DRM, обладающую высочайшим качеством приёма своих программ.

Ключевой целью данной Концепции является нахождение путей ускоренного развития и внедрения цифровых технологий DRM в сферу радиовещания Российской Федерации. Внедрение DRM обеспечивает резкое улучшение качества звукового вещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн, в результате перевод вещания в данных диапазонах из разряда познавательно-информационного в художественно-информационное.

1. Обоснование соответствия решаемой проблемы задачам социально экономического развития Российской Федерации

1.1 Место государственного радиовещания в идеологическом и воспитательном процессе становления в стране гражданского общества, моральной и информационной поддержке инициатив граждан в развитии экономики в собственных регионах, пропаганды личной ответственности каждого гражданина. Текущее состояние вопроса

Национальная безопасность Российской Федерации существенно зависит от информационной безопасности, и в ходе технического прогресса эта зависимость будет возрастать. Президентом Российской Федерации 9 сентября 2000г. утверждена Доктрина информационной безопасности Российской Федерации, согласно которой под информационной безопасностью Российской Федерации понимается состояние защищенности ее национальных интересов в информационной сфере, определяющихся совокупностью сбалансированных интересов личности, общества и государства.

В обеспечение национальных интересов Российской Федерации в информационной сфере в 2000-2001 годах были приняты «Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг Российской Федерации на 2001-2010 годы», федеральные целевые программы «Электронная Россия», «Развитие единой образовательной информационной сферы на 2002-2006 годы». Выполнение их предусматривает создание и широкое внедрение современных инфокоммуникационных технологий. Вместе с тем, в этих и других, утвержденных на разных уровнях директивных документах, не рассматривался важнейший вопрос - обеспечение их реализации путем качественной и эффективной передачи и распространения радиовещательного сигнала. Вне поля государственного зрения до настоящего времени оставались вопросы развития и реконструкции технической базы, необходимой для передачи и распространения радиовещательного сигнала, средств коммуникации и связи, модернизация и обновление базы государственных радиовещательных сетей.

Внедрение цифрового радиовещания стандарта DRM-ETSI ES 201 980 рассматривается как один из этапов реализации стратегической цели государственной политики и первостепенная задача в области звукового радиовещания. Такая модернизация государственной сети, создаст предпосылки для расширения внутренних и внешних хозяйственных связей, а также возможностей соблюдения конституционных прав граждан России в части удовлетворения общественных потребностей русскоязычного населения на территории зарубежных стран.

Данный проект носит научно-технический и политический характер и важен с точки зрения своевременного внедрения цифрового радиовещания (ЦРВ) начиная с длинных волн и заканчивая ФМ диапазоном.

В настоящее время общегосударственные и региональные бюджетные радиокомпании, вещающие на внутреннюю аудиторию страны создают программы, представляющие интерес для потенциального электората общегосударственных выборов. С этой целью они были реформированы, с этой целью финансируются, эту задачу исправно выполняют, и имеют соответствующий штат сотрудников. Иными словами социальный портрет слушателя этих радиопрограмм совпадает с социальным портретом той части нашего общества, которая на сегодняшний день принимает реальное участие в выборах. Вполне очевидно, что социальный портрет аудитории радиостанции с высокой степенью точности коррелирует с социальным составом коллектива радиокомпании. Иными словами, люди, работающие в этих компаниях, создают радиопрограммы для себя и себе подобных. Следует отметить - это свойственно не только государственным компаниям.

Как правило, эти радиокомпании не оказывают существенного влияния на процесс становления в стране гражданского общества, моральной и информационной поддержке инициатив граждан в развитии экономики в собственных регионах, пропаганды личной ответственности каждого гражданина. Эта задача не свойственна их коллективам, поскольку сотрудники этих компаний работники бюджетной сферы, и, как правило, не являются реальными участником названного процесса.

Главные задачи, которые выполняют государственные радиокомпании:

- пропаганда идеологии, влияние на умы, образование, воспитание.

- поддержание лояльности электората, средство обеспечения стабильности власти.

- точное освещение событий, происходящих в стране и мире.

Радио времен СССР и его прямые преемники современные государственные радиостанции, сохранившие свои коллективы и традиции с тех времен, реализуют в своих вещательных концепциях именно такие цели. Такое радио должно быть высокоинтеллектуальным, образовательным, воспитательным и позиционировать себя по отношению к аудитории "сверху-вниз". Такие радиокомпании нацелены на ведение пропаганды стабильности и имеют значительную аудиторию слушателей в наименее социально адаптированных и слабо реализовавшихся на сегодняшний день слоях общества. Имеет место также определенный пик популярности этих программ среди не определившейся (определяющейся) в жизни части молодежи. На таких радиостанциях очень хорошо принимаются аудиторией выступления врачей, психологов, священников, чиновников и государственных деятелей различных уровней.

Позиционирование таких радиопрограмм в России рассчитано на социально неустроенные слои населения. Направленность программ сведена к рассмотрению различных методик решения социальных проблем, бичеванию «язв общества», демонстрации усиленной работы над недостатками и представление на контрасте очередного лидера, как достойного кандидата для успешного решения насущных проблем Народа.

Реализация данных задач не полностью совпадает с процессом становления в стране гражданского общества, моральной и информационной поддержке инициатив граждан в развитии экономики в собственных регионах, пропаганды личной ответственности каждого гражданина исключительно в силу совершенно другого социального позиционирования своих программ. В аудитории государственных, бюджетных радиостанций отсутствуют люди, участвующие в активных процессах реформирования общества. И это принципиально.

Процессами становления и развития общества занимаются другие социальные группы, которые почти полностью отсутствуют в аудитории слушателей государственных радиокомпаний.

1.2 Тенденции развития общегосударственного, регионального и городского радиовещания. Формирование рекламных рынков и влияние радиовещания на экономику регионов

Задача активизации развития экономики регионов, формирования рекламных рынков и стимулирования созидающей и экономической деятельности инициативной части населения реализуется исключительно коммерческими СМИ и радиокомпаниями в частности. Ведя рекламный бизнес, коммерческие радиокомпании продвигают в свою аудиторию продукты и услуги частных фирм и отдельных предпринимателей. Тем самым, активизируют их деятельность, способствуя созданию и увеличению числа внебюджетных рабочих мест при общем увеличении средней зарплаты в регионе за счет предприятий внебюджетного сектора. Также, рекламная деятельность радиокомпаний активизирует процессы оборота капитала внутри региона, чем способствует развитию его экономики. То есть, деятельность коммерческих СМИ, ведущих рекламную деятельность на территории региона, способствует тому, чтобы деньги оставались в регионе и работали бы на его развитие.

Таким образом, каждый регион имеет прямую экономическую заинтересованность в том, чтобы иметь на своей территории не только внутригородские коммерческие, как правило, СВ и FM-радиостанции, но и коммерческие радиовещательные компании, вещающие на территорию всего региона.

Однако нужно отметить, что маркетинг радиокомпаний, вещающих на территории, сравнимые по размерам с федеральными округами, сильно отличается от городских радиокомпаний. Он занимает промежуточное место между общегосударственными сетями вещания и внутригородскими радиокомпаниями. Объем рекламного рынка DRM радиостанции при создании у населения достаточного парка цифровых радиоприемников может превышать на порядок рекламные рынки городских радиокомпаний и предоставить крупным рекламодателям, поставляющим продукцию на всю территорию региона эффективный рекламоноситель. В настоящее время наши регионы не имеют такого средства активизации экономики регионов в целом. Соответственно, пуста и рекламная ниша, которую не в состоянии освоить городские радиокомпании, в силу малого радиуса зоны вещания, а сетевые радиостанции, вещающие на всю страну, также не заинтересованы в ее освоении, в силу сложности организации региональных подсетей при централизованном распространении своей программы.

Данные экономические предпосылки делают перспективным внедрение в стране регионального вещания на коротких волнах (КВ) с коммерческой направленностью и высоким качеством присущим DRM технологиям.

1.3 Воспитательная функция радиовещания и ее направления. Соответствие программы развития радиовещания Стратегии государственной молодежной политике в Российской Федерации

Две главных задачи, которые может с успехом решить региональное радиовещание в силу своей промежуточной специфики между общегосударственными сетями и городскими станциями, - это, во первых, воспитание людей с активной гражданской позицией, направленной на созидание и, во вторых, развитие своего региона, и активизация частного сектора экономики с созданием внебюджетных рабочих мест. Если вторая задача может быть успешно решена рекламным коммерческим радиовещанием автоматически, то решение первой задачи не поддается простому экономическому решению. Для этого требуется в каждом регионе целевая программа социально-воспитательной рекламы, проводимой именно на коммерческих радиостанциях, и направленной на воспитание кадров для их активного участия во внебюджетной экономике.

Данный подход отражает и позицию Министерства образования в разработанной «Стратегии государственной молодежной политики в Российской Федерации», где главным направлением в воспитании молодежи названо развитие лидерских качеств и личной ответственности.

2. Сравнительный анализ существующих видов аналоговых и цифровых форматов, используемых в радиовещательных технологиях. Выбор лучшего формата с учётом специфики Российской Федерации

2.1 Аналоговое радиовещание

На сегодняшний день важнейшим электронным средством массовой информации во всем мире продолжает оставаться эфирное радиовещание. Для эфирного радиовещания в мире используется несколько служб, различающихся целями, техническими параметрами и зонами обслуживания. Основные характеристики существующих систем эфирного радиовещания приведены в таблице 1, где для сравнения указаны, планируете параметры цифрового радиовещания. Эти системы условно можно разделить на три класса:

-- системы с амплитудной модуляцией (AM), использующие диапазоны НЧ (КМВ), СЧ (ГМВ) и ВЧ (ДКМВ) т.е. частоты ниже 30 МГц ;

-- MB (УКВ) ЧМ системы, использующие метровые волны, т.е.работающие на частотах 30...300 МГц в диапазоне ОВЧ;

-- системы непосредственного спутникового радиовещания (DSR, ADR, World Space, Digital System E и ряд других), работающие в диапазонах УВЧ и СВЧ.

Отметим, что согласно «Регламента радиосвязи» (РР) в диапазоне КМВ организуется всего 15 радиоканалов, в диапазоне ГМВ - 120; разнос между несущими частотами в этих диапазонах принят равным 9 кГц, а необходимая ширина полосы (и, следовательно, значение верхней модулирующей частоты FB) выбирается Администрацией связи в пределах от 9 (FB = 4,5 кГц) до 20 (FB = 10 кГц) кГц.

В диапазоне ДКМВ, как правило, разнос несущих частот составляет 10 кГц, а ширина полосы частот радиоканала - 9 кГц.

Вещание на частотах ниже 30 МГц характеризуется уникальными возможностями в части распространения радиоволн, что обеспечивает большие зоны охвата и мобильный прием с относительно небольшим ослаблением; ВЧ диапазон единственно пригоден для реализации международного «иновещания» радиовещания.

Однако AM радиовещание характеризуется использованием аналоговых методов и ограниченным (неудовлетворительным) качеством вещания. Последнее в значительной степени объясняется интерференцией в результате специфических механизмов распространения радиоволн, которые преобладают в этой части частотного спектра.

Состояние передающей сети AM вещания в настоящее время неудовлетворительно из-за несоответствия передающих устройств современным требованиям ввиду:

-- отсутствия режима однополосной передачи;

-- невозможности регулировки уровня несущей, позволяющей улучшить условия электромагнитной совместимости (ЭМС) и уменьшить энергопотребление;

-- отсутствия устройств автоматического обслуживания;

-- низкого коэффициента полезного действия, не превышающего 50% (по сравнению с величиной 85-90% у современных передатчиков);

-- отсутствия режима передачи цифровых сигналов.

По разным оценкам более 80% AM вещательных передатчиков должны быть списаны по причине физического и морального износа (значительная их часть во много раз превысила установленную продолжительность эксплуатации). Это делает весьма актуальной полную модернизацию радиовещательных сетей AM вещания. Предполагается, что замена передатчиков с аналоговой модуляцией цифровыми позволит снизить излучаемую и потребляемую мощности приблизительно на порядок.

Системы, реализующие AM вещание, характеризуются достаточно низким качеством, с весьма ограниченной полосой воспроизводимых звуковых частот (реально, порядка 4,5 кГц). Они подвержены индустриальным помехам и помехам от других радиостанций и бытовой техники. Как правило, это монофоническое вещание, передачи которого принимаются на стационарные (фиксированные) и подвижные приемники (в таблице 1, соответственно, Ф и П). Во время приема в автомобилях весьма вероятны глубокие замирания.

Т а б л и ц а 1.

Основные характеристики существующих систем эфирного радиовещания

Диапазон волн / служба	Вещательные зоны	Число звуковых программ	Полоса звуковых частот, кГц	Отношение сигнал/несущая, дБ	Моно/ стерео	Фиксированная, подвижная
КМ В	Национальное вещание, смежные государства	3... 5	4,5...5,0	20	М	Ф + П
ГМВ	То же	8	4,5...5,0	20	М	Ф + П
ДКМВ	Весь мир	- ? -	4,5...5,0	0	М	Ф(П)
МВ/УКВ	Региональное и местное вещание	5...10	15	50	М/С	Ф(П)
DSR, ADR	Национальное вещание, смежные государства	16	15	70	М/С	Ф
ЦРВ (наземное)	Региональное и местное вещание	>6	>15	70	С	Ф+П
ЦРВ (спутниковое)	Национальное вещание, смежные государства	>16	>15	70	С	Ф+П

Отношение сигнала к несущей (С/Н) на длинных и средних волнах близко к 20 дБ, а на коротких волнах - часто опускается до нуля. Существенным недостатком, объясняемым ограниченными возможностями частотного ресурса, является незначительное число передаваемых программ.

Несколько поднять субъективное качество радиоприема в диапазонах длинных, средних и коротких волн удается путем использования специальной обработки вещательного сигнала на входе AM модулятора радиовещательного передатчика. С этой целью используются аудио процессоры различных типов. В ряде стран в диапазоне средних волн достаточно широко применяются системы стереофонического радиовещания, что также повышает качество услуги.

Единственным видом существующего аналогового радиовещания, способным передавать звуковые вещательные сигналы с высоким качеством, является ОВЧ ЧМ (FM) радиовещание в диапазоне метровых волн. Для радиовещания в этом диапазоне в России выделены следующие полосы частот: 66 ... 74 (4,55...4,1 м) и 87,5... 108 (3,4...2,79 м) МГц (в Западной Европе -88 ... 104 МГц, в США - 88 ... 108 МГц, в Японии 76 … 90 МГц). В каждом из указанных участков спектра можно организовать в масштабах страны централизованные сети четырехпрограммного вещания, т.е. одновременно передавать четыре разные программы, причем лишь две из них могут быть стереофоническими. Несмотря на то, что каждый аналоговый канал занимает довольно узкую полосу (130...190 кГц), из-за сильного взаимного влияния сигналов соседних зон их приходится значительно разносить. Поэтому увеличение числа одновременно передаваемых в вещательной сети стереофонических программ без увеличения взаимных помех при их приеме становится невозможным.

Ввиду большой ширины частотных каналов и применения частотной модуляции реализуются высокие параметры качества. В частности, использование ЧМ позволяет значительно увеличить отношение сигнал/помеха - по сравнению с AM в 5,8 раза (15 дБ) при монофоническом вещании и в 2 раза (5,5 дБ) - при стереофоническом. Для построения систем двухканальной стереофонии используют поднесущую частоту, которую модулируют по амплитуде или по частоте. Международным Консультативным Комитетом по Радио - МККР (теперь вместо него действует секция МСЭ-Р) для диапазона ОВЧ ЧМ рекомендованы:

1. Система ЧМ-АМ с полярной модуляцией (ПМ). (Утверждена для регулярного вещания в декабре 1963 г.; рекомендована к использованию Рекомендацией 450 МККР в 1966 г.).

2. Американская система ЧМ-АМ с пилот - тоном (ПТ). (В России используется на частотах 87,5 - 108МГц. Утверждена для регулярного вещания в 1961 г., рекомендована к использованию Рекомендацией 450 МККР в 1966 г.).

3. Шведская система ЧМ - ЧМ Берглунда.

Занимаемая каждым вещательным каналом в эфире полоса частот составляет: для системы с полярной модуляцией (ПМ) -около 130 кГц в режиме монофонической передачи и около 190 кГц в стереофоническом режиме, для системы с пилот-тоном в стереофоническом режиме - около 206 кГц. Однако, для большинства программ вещания (учитывая, что внеполосное излучение составляет, согласно РР, около 1% излучаемой мощности) занимаемая полоса в эфире составляет: для системы ПМ -165 кГц; для системы ПТ- 190 кГц.

К недостаткам ОВЧ ЧМ вещания следует отнести трудность организации и малую пропускную способность информационных каналов для передачи дополнительной сервисной информации в вещательном ЧМ канале, малые размеры зоны уверенного приема, ограниченные условием прямой видимости, а также многолучевой интерференцией и другими помехами при приеме в движущемся транспорте, когда нельзя воспользоваться преимуществами направленных антенн, в то время как использование именно таких антенн обычно планируется при расчетах зон приема с гарантированным качеством. А самое главное, ЧМ передатчики, будучи аналоговыми и работая по принципу "одна частота - один передатчик - одна программа", не способствуют рациональному использованию частотного спектра как национального общероссийского ресурса.

От общего числа (около 3000) радиовещательных передатчиков (РПДУ) около 75% составляют ОВЧ ЧМ передатчики; среди них 539 РПДУ типа "Дождь" разных модификаций транслируют три федеральные программы: "Радио России", "Маяк" и "Юность". Около 90% (475) этих передатчиков имеют износ свыше 85% и требуют замены.

На каждый ОВЧ ЧМ передатчик необходимо подать звуковую вещательную программу высокого класса качества. До последнего времени, в основном, это делалось с помощью соединительных линий - проводных или радиорелейных, в ряде случаев - с помощью эфирного приема сигнала более мощной ОВЧ ЧМ радиовещательной станции с последующим переизлучением сигнала менее мощным передатчиком в локальной зоне обслуживания. Именно такой дорогостоящий способ распределения программ ЗВ и привел к тому, что подавляющее большинство ныне действующих РПДУ метрового диапазона сосредоточены исключительно в регионах с относительно высокой плотностью населения (прежде всего в самых крупных городах с числом жителей более 1 млн. человек в каждом; число таких городов в России - 13), т.е. там, где хорошо развиты наземные линии связи, либо существует земная станция (ЗС) фиксированной службы спутниковой связи (ФСС), ориентированной на использование ИСЗ на геостационарной орбите (ГО). Однако в этом случае речь идет об использовании цифровых технологий для обеспечения подачи звуковых программ на передатчики аналогового радиовещания.

Итак, среди аналоговых систем радиовещания лишь качество ОВЧ ЧМ вещания в какой-то мере соизмеримо с CD-качеством.

Следует отметить, что повышение требований к качеству ОВЧ ЧМ вещания ведет к существенному удорожанию аппаратуры, не сопоставимому с достигнутым эффектом. Так, для уменьшения линейных и нелинейных искажений, возникающих в радиоприемном тракте, необходимо обеспечить АЧХ, близкую к идеальной, высокую линейность частотного детектора и усилителей, а также высокую фильтрацию фона.

На практике подобное достигается только в дорогостоящих высококлассных тюнерах. Несмотря на прогресс техники, получить такие же показатели в массовой аппаратуре не удается. Увеличение девиации частоты в ЧМ передатчике могло бы способствовать улучшению качественных показателей бытовых приемников, однако оно бы привело к расширению полосы частот, занимаемой передачей. Кроме того, обеспечить высококачественный стереофонический прием можно только в стационарных условиях и с ориентированной антенной. Но и в этом случае достигаемые потребительские характеристики ОВЧ ЧМ приемников заметно уступают одноименным характеристикам современной цифровой звуковой техники.

Автомобильные антенны обычно являются ненаправленными, принимают прямые и отраженные сигналы, поэтому при приеме ЧМ сигналов в определенных местах это приводит к снижению уровня сигнала ниже определенного порога, а, следовательно, к преобладанию шумов, ухудшающих качество приема или приводящих к полной его потере.

Качество приема также значительно зависит от рельефа местности. В регионах, где преобладает холмистая местность, (например, Читинская область, состоящая из множества сопок) добиться качественного приема радиостанций ОВЧ ЧМ (FM) невозможно.

Одним из основных недостатков этого вида передачи также является незначительная площадь покрытия радиовещанием одним РПДУ.

Для разработки тенденции развития радиовещания в нашей стране необходимо учитывать, что в Российской Федерации:

-- всего насчитывается 140 тыс. населенных пунктов;

-- из них только 90 городов, число жителей в которых превышает 200 тыс. человек;

-- свыше 55% населения проживает вне крупных городов;

-- только 13 городов с численностью населения более 1 млн. человек;

-- средняя плотность населения составляет 9 человек на один квадратный километр, причем, если в Московской и Ленинградской областях эта величина приближается к 150 чел на кв.км, то в Якутии - 3 чел на кв.км ;

-- вечная мерзлота занимает практически 65% территории страны;

-- значительная часть более населенной части территории имеет холмистый рельеф местности, где использование РПДУ ОВЧ ЧМ (ФМ) весьма затруднительно.

Исходя из этого следует, что несмотря на высокое качество, панацеей ОВЧ ЧМ (ФМ) вещание быть не может, а должно органично вписываться в общую структуру аналогового вещания, занимая в ней строго определенную нишу.

Рассмотрим еще одну исторически сложившуюся проблему, требующую скорейшего разрешения. А, именно, в 7080 годах прошлого века в области развития РПДУ проводилась политика всемерного увеличения их мощности - «умощнения».

Это привело к полному (иногда даже излишнему в малонаселенных Восточных и Северных районах) охвату территории радиовещанием.

Однако, с точки зрения энергопотребления и эксплуатационных затрат, содержать такую сеть мощных и сверхмощных РПДУ крайне затруднительно.

Кроме того, мощные и сверхмощные передатчики создают значительные помехи, что вызывает необходимость увеличивать мощность и у соседних с ними устройств.

В связи с этим, возникла задача «разумощнения» РПДУ. Решая эту задачу, необходимо также оптимизировать площадь «покрытия» местности радиовещанием, организовав его так, чтобы излучением охватывались, в основном, территории, на которых находятся населенные пункты.

Результаты расчетов и опыт показывают, что наряду с мощными радиопередающими устройствами в определенных случаях, более выгодными оказываются сети с большим числом маломощных передатчиков. Например, в регионах Дальнего Востока, Крайнего Севера, Сибири, где население проживает в городах и поселках, удаленных друг от друга, целесообразно устанавливать маломощные, автономные, необслуживаемые передатчики в непосредственной близости к пунктам проживания. При этом канал подачи программ может быть спутниковый.

Представляет так же большой интерес идея создания в густонаселенных областях высокоэффективной системы синхронного радиовещания.

В обоих случаях при построении сетей необходимо решать ряд практических задач:

- обеспечить каналами подачи радиовещательной программы каждую радиостанцию;

- разработать новый частотный план на основе большого числа маломощных радиостанций;

- разработать семейство (ряд) автономных, необслуживаемых, высоконадежных передающих устройств с низким энергопотреблением на различные уровни мощности (по ГОСТ Р51742-2001 на мощности 0,2 кВт; 0,5 кВт; 1 кВт; 5 кВт; 10 кВт; 25 кВт; 50 кВт).

Построение синхронных сетей радиовещания в России позволит:

- при меньших излучаемых мощностях обеспечить заданную напряженность поля в зонах вещания (провести «разумощнение» без ущерба для потребителя);

- сократить расходы на содержание технических средств;

- не увеличивая излучаемой мощности, повысить напряженность поля в зонах приема и существенно улучшить сигнал-помеха;

- при использовании в синхронной сети маломощных радиопередатчиков исключить в темное время суток свойственные частотные (линейные) искажения в «зонах ближних замираний»;

- повысить надежность сети радиовещания, как в случаях возможных аварий отдельных передатчиков, так и при действии помех, создаваемых пространственным лучом мощных дальних радиопередатчиков, работающих в совмещенном канале;

- упростить задачу автоматизации и необслуживаемой эксплуатации технических средств;

- уменьшить помехи, создаваемые зарубежным радиостанциям, работающим в совмещенном канале.

2.2 Форматы цифрового радиовещания

Далее, рассмотрев положительные и отрицательные стороны аналогового звукового вещания действующего и гипотетически возможного к применению на территории Российской Федерации, сравним его с возможными вариантами цифрового вещания. Пойдём от «противного».

Учитывая огромную территорию Российской Федерации, первоначально можно было бы предположить, что более уместно в этом случае использовать цифровое спутниковое вещание по типу, как в США SM-Satellite Sirius или в Африке и Азии WorldSpace. Через эти спутники транслируется больше 120 различных радиоканалов с прекрасным качеством. Такой идее подвержены и в настоящее время некоторые специалисты, как правило, мало занимающиеся вопросами радиовещания. Они не учитывают, что для приёма необходимо иметь спутниковое оборудование или специальные радиоприёмники со встроенной мини-тарелкой. Но и это не всё. Для постоянного, уверенного приёма необходимо держать прямую, не заслонённую посторонними предметами, связь между приёмником и спутником. Любая, на первый взгляд малозначительная помеха, как раскачивающаяся под воздействием ветра, ветка дерева перед встроенной мини-тарелкой приёмника, нарушит качественный приём радиостанции. В городских условиях эта проблема многократно возрастает, делая реально малопригодной этот вид связи. Помимо видимых проблем, существует ещё одна - высокая стоимость спутникового вещания. Для надёжной работы данного вида связи, спутники необходимо обновлять каждые 10-12 лет, а это - большие средства. Поэтому многие операторы связи часть программ предлагают только за абонентную плату.

Ещё один из вариантов - наземное цифровое радиовещание DAB (Digital Audio Broadcasting ) схоже с системой FM. В этом случае, приблизительно на каждые 80-100 км ставится свой передатчик, причём в каждом канале может одновременно транслироваться 6 программ, а это прямая и нежелательная конкуренция между коммерческими станциями. В городских условиях подобное может и пройти, но не для малых населённых пунктов. Для государств с большими территориями формат DAB станет слишком дорогим способом распространения программ.

Новейшая технология цифрового наземного телевещания DVB-T позволяет передавать и радиосигнал. Но здесь ситуация аналогичная с форматом DAB, а именно, маленькие площади покрытия и большая конкуренция.

Ещё один стандарт, изобретённый в США - HD-Radio приспособлен исключительно для FM и СВ диапазонов с распространением сигнала по трём каналам передачи, что уже само по себе не подходит, например, для России. Ко всему прочему, это частная разработка, действующая только за абонентскую плату. При этом, что очень важно, HD-Radio формат не приспособлен для ионосферного распространения сигнала в СВ диапазоне. А это значит, что в тёмное время суток трансляция на средних волнах может идти только в аналоговом режиме, либо в противном случае их можно просто отключать.

Кардинально иная картина с цифровым методом передачи сигналов на длинных, средних и коротких волнах (в настоящее время принято решение развивать систему стандарта в диапазоне от 26МГц вплоть до 108МГц FM диапазона - технология DRM+) в формате DRM. Здесь масса преимуществ, особенно для вещания на большие территории Российской Федерации. (Технология DRM+ позволит разместить в 6 раз больше радиоканалов в диапазонах частот I (48,5 - 74,0 МГц) и II (76,0 - 108,0 МГц). На 2008 год намечено первое испытание новой расширенной разработки. Дальнейшая её судьба будет зависеть от потребностей и интереса рынка).

Одним из основных достоинств нового стандарта DRM, в отличие от многих других стандартов, является органичное вписывание его в имеющиеся частотные планы без их какого-либо нарушения. Это позволяет проводить весьма ускоренную, экономичную модернизацию действующих на радиоцентрах аналоговых РПДУ не реконструируя антенно-фидерные устройства (АФУ).

Система передачи данных в формате DRM работает по принципу передачи данных на многих несущих. В то время, как в аналоговой технологии используется только одна несущая с передачей одинаковой информации в обеих боковых полосах, то в «цифре» закодированный сигнал распределяется почти по 200 несущим. Информация, прежде чем дойти до радиослушателя, проходит сложный путь, сохраняя качество звука путём цифрового кодирования. Подобная технология передачи сигнала позволяет повысить помехоустойчивость. При аналоговых трансляциях сигнал под влиянием помехового фона начинает слабеть до полного затухания. Цифровой же сигнал будет проходить практически без помех до тех пор, пока не будет превышен уровень допустимого порога помех. Как только этот порог будет превышен, то звук исчезает напрочь. Особенность передачи сигнала в формате DRM именно в отсутствии плавного перехода ( graceful degradation ), от хорошего качества трансляции к плохому: приём либо идеальный, либо вообще нет никакого.

Одним из преимуществ стандарта DRM является и используемый им современный и совершенный алгоритм кодирования MPEG 4 AAC+ SBR (Motion Pictures Expert Group/ Advanced Audio Coding /Spectral Band Replication), позволяющий кодировать аналоговый сигнал в «цифру» и после передачи снова переводить его в аналог. Подобное кодирование сигнала позволяет передавать поток данных в 15 кГц в ВЧ канале с полосой пропускания всего в 9 или в 10 кГц с качеством, близким к качеству FM звучания. То есть, формат DRM обеспечивает более рациональное использование частотного ресурса. Скорость цифрового потока в данном случае может не превышать 24 кбит/с. И это даже с передачей звука в стерео режиме! Дополнительно существует и более экономный низкоскоростной ( 3-11 кбит/с) алгоритм кодирования, предназначенный для речевой передачи звука в моно режиме. Подходит он идеально под формат информационного радиовещания, как передачи сводок новостей, погоды, ситуации на дорогах и различный объявлений. Подобный сверхэкономный вариант кодирования может быть привлекательным для иновещания - для одновременной передачи речевой информации, например, трансляции программ на разных языках с одного передатчика.

Таким образом, одним из основных аспектов цифровых методов передачи является высокая их эффективность в условиях сильных помех и более рациональное использование радиочастотного ресурса.

Цифровая обработка сигналов и методы цифровой связи приводят к новым применениям, включая мобильный компьютер, факсимильный аппарат и другие мобильные услуги по обработке информации. Высокая помехоустойчивость позволяет системам ЦРВ либо превзойти по эффективности использования РЧС системы аналогового радиовещания (на частотах выше 30 МГц), либо в полосах аналогового вещания обеспечить существенно более высокие стандарты качества услуги.

Преимущества цифровой реализации основаны также на том обстоятельстве, что цифровая техника переживает быстрые и впечатляющие темпы улучшения характеристик, снижения стоимости и потребляемой мощности.

Успехи технологии сверхвысокого порядка интеграции элементов сделали цифровую обработку сигналов вещания и их цифровую передачу по радиоканалам более эффективной, нежели аналоговая обработка и аналоговые методы передачи. К наиболее эффективным методам цифровой обработки и передачи звуковых вещательных сигналов относятся:

преобразование и кодирование (кодирование источника), позволяющие эффективно устранить избыточность в таких сигналах, благодаря чему в несколько раз уменьшить скорость передаваемого цифрового потока по сравнению с методами ИКМ;

помехоустойчивое кодирование канала - кодирование с исправлением ошибок, представляющее собой метод обработки сигналов, предназначенный для увеличения надежности их передачи по цифровым каналам за счет специально вводимой избыточности. Такая обработка, в сочетании с процедурой перемежения сигналов по времени и частоте, приводит к существенному повышению энергетической эффективности систем цифрового вещания, значительному повышению их помехоустойчивости. Цифровые системы вещания имеют более высокие характеристики по сравнению с аналоговыми системами в условиях сильных соканальных помех и помех по соседнему каналу. Возможность работы систем ЦРВ в условиях сильных помех повышает эффективность использования РЧС, обеспечивает возможность совместной (аналоговой и цифровой) передачи звуковой программы в одном радиоканале;

новейшие методы цифровой модуляции позволяют повысить эффективность использования РЧС по сравнению с аналоговыми методами. Прежде всего, речь идет о спектральных методах модуляции, при которых процессы модуляции и демодуляции производятся над сигналами, представленными в частотной области;

применение цифровых методов для синхронизации, передачи управляющих сообщений и контроля параметров позволяет значительно снизить потери на передачу вспомогательной информации, обеспечивающей функционирование аппаратуры как системы синхронной связи;

цифровые системы позволяют относительно легко реализовывать архитектуры с гибко изменяемой шириной полосы частот - как в радиочастотном диапазоне, так и в диапазоне звуковых частот (основной полосе);

цифровая технология позволяет вводить новые услуги, которые не поддерживались аналоговыми системами вещания, например, прием, совместно с радиовещательными программами, большого объема текстовой информации различного назначения, дополнительных сведений и данных, существенно повышающих качество услуги и расширяющих ее объем.

Благодаря применению эффективных методов цифровой обработки и передачи звуковых вещательных сигналов достигаются следующие дополнительные преимущества:

- возможность, при соответствующем выборе метода кодирования, практически полной коррекции искажений, возникающих в тракте передачи;

- возможность приема звуковых программ в условиях селективных как по частоте, так и по времени замираний, обусловленных многолучевым характером распространения радиоволн и меняющейся во времени картиной их отражений от местных предметов при приеме на подвижном объекте;

- экономичное использование радиочастотного спектра. В зависимости от используемого диапазона частот это позволяет осуществлять передачу либо большого количества звуковых программ в одном блоке (на частотах выше 30 МГц), либо цифровой звуковой программы с полосой до 10 кГц и более в канале, совмещенном с каналом аналогового радиовещания (на частотах ниже 30МГц);

- передача на малой мощности, позволяющая эффективно декодировать сигнал при отношении несущей к шуму (Н/Ш) порядка 5 дБ. Для сравнения: удовлетворительный прием в ОВЧ ЧМ системе реализуется при Н/Ш не менее 40 дБ. Сказанное иллюстрирует график 1, на котором показана зависимость качества радиоприема (по субъективной ориентировочной оценке слушателей) от отношения несущая/шум;

- высокая технологичность радиоприемников и другого цифрового оборудования. Так, многоцелевые программируемые цифровые сигнальные процессоры позволяют выполнять цифровые модуляторы и демодуляторы на полностью программной основе.



График 1. Зависимость оценки качества радиоприема Q от отношения уровней несущей к шуму.

В результате существует устойчивая тенденция к непрерывному уменьшению стоимости цифровых систем.

Реальная стоимость цифровых радиоприемников по оценке российских и зарубежных специалистов при массовом их производстве не будет превышать 3050 долларов США.

Радиовещательные компании заинтересованы в безупречном качестве приёма своих программ. Формат DRM как нельзя лучше подходит для этой цели. Одновременно в формате DRM возможно использовать различные режимы передачи сигнала, которые могут применяться разными по назначению радиослужбами: как гражданскими, служебными, например транспортными управлениями, медицинской помощи и т.п., так и специальными, например, службы МВД, МЧС, ФСБ, МИД, МО и т.п. Это может осуществляться при условиях ионосферного распространения радиоволн в достаточно более экономичном режиме с пониженной скоростью цифрового потока, правда при этом и качество звука может немного пострадать. Для подстраховки качества, улучшения приёма возможен вариант трансляций одного и того же сигнала на разных частотах из разных передающих точек. Приёмник сам настроится на лучшую частоту и по ходу изменения качества трансляции может самостоятельно перейти с одной частоты на другую, качество прохождения которой на данный момент лучше.

...