автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Метод модернизации глобальной сети распределения программ радиовещания на базе современных цифровых форматов

Никитин Андрей Юрьевич

МЕТОД МОДЕРНИЗАЦИИ ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОГРАММ РАДИОВЕЩАНИЯ НА БАЗЕ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ

ФОРМАТОВ

Специальность: 05.12.04 —Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 0 ЯНВ 2011

Москва - 2010

004619541

Работа выполнена на предприятии связи Закрытое Акционерное Общество «ТРК «Эфир».

Научный руководитель:

Доктор технических наук Иванчин Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук Балюк Николай Васильевич

Кандидат технических наук Федотов Вячеслав Владимирович

Ведущая организация: Закрытое акционерное общество

«Международное Вещательное Бюро»

Защита состоится 17 февраля 2011 года в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.06 Московского государственного института электроники и математики (технического университета) по адресу: 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации

Радиовещание и сегодня, в эпоху телевидения и Интернета, мобильных телефонов и спутниковой связи, продолжает обладать уникальными свойствами, делающими радио незаменимым средством массовой информации, позволяющим оперативно довести информацию до граждан в любом регионе земного шара. Однако в России эта задача до сих пор не решена, что объясняется крайне неравномерным распределением многонационального населения по территории страны, расположенной на больших площадях. Это требует новых подходов к стратегии развития систем радиовещания в XXI веке.

В соответствии с мировым опытом, задача перспективного развития радиовещания решается путем создания абсолютно новых систем вещания, спроектированных таким образом, чтобы удовлетворить высоким требованиям слушателей к качеству звучания программ при различных условиях приема. Этим требованиям отвечает цифровое радиовещание (ЦРВ) - новая информационная технология, в основе которой представление и передача звукового сигнала в цифровой форме во всех звеньях вещательного тракта - от студии до стационарного или мобильного приемника. Применение таких систем, в частности, позволит:

- повысить эффективность использования радиочастотного спектра (РЧС);

- улучшить качество приема и увеличить количество программ;

- уменьшить мощность излучения передатчиков при той же зоне обслуживания, что и у аналоговых систем;

- использовать способы передачи сигналов, которые нечувствительны к помехам и адаптированы к разным средам и условиям распространения;

- обеспечить мобильный прием без значительного ухудшения качества приема

Высокая помехоустойчивость позволяет системам ЦРВ превзойти по эффективности использования РЧС системы аналогового радиовещания и обеспечить существенно более высокие стандарты качества услуги.

Цифровое радиовещание получило известность в 1995 г., когда было начато опытное вещание в диапазоне ОВЧ в Великобритании и Скандинавских странах в стандарте Т-БАВ. Это новый вид услуги радиовещания, гарантирующей прием в движущемся автомобиле до 6 стереофонических программ с качеством, близким к качеству СО-проигрывателя, плюс значительный объем дополнительной

информации. Система утверждена EBU в качестве общеевропейской и рекомендована Международным Союзом Электросвязи для внедрения во всем мире как наземная система цифрового звукового радиовещания.

В конце 1990-х годов получили развитие системы непосредственного (спутникового) цифрового радиовещания (НЦРВ), позволяющие принимать сигнал на мобильном объекте при отсутствии затенений. В условиях России с её высокоширотными территориями системы НЦРВ могут быть эффективно использованы не только в качестве распределительных систем, но и для повсеместного развития многопрограммного вещания.

Развитие эфирного (наземного) цифрового радиовещания предусматривается в концепции DRM. Вещание в стандарте DRM30 осуществляется на частотах до 30 МГц с использованием AM радиопередатчиков. В 2005 г. принято решение о модернизации системы DRM в рамках технологии DRM+ для работы в диапазонах ОВЧ с полосой пропускания 100 кГц.

Главная цель идеологии DRM - резко улучшить качество вещания по сравнению с традиционным аналоговым радиовещанием в диапазонах средних и особенно коротких волн, что позволит перевести вещательный KB канал из разряда чисто информационных в разряд художественно - информационных. Помимо этого, для достижения коммерческого успеха в диапазонах с AM цифровая система вещания должна обеспечивать более высокую надежность приема, чем у AM вещания; совместимость с существующим частотным планом AM вещания, возможность дальнейшего развития ЦРВ с обеспечением постепенного перехода от аналогового к полностью цифровому радиовещанию; максимально возможное использование существующего передающего оборудования; возможность производства дешевых радиоприемников.

Цифровое радиовещание в ВЧ диапазоне способно обеспечить оптимальный баланс между качеством звука, шириной полосы, общей надежностью и количеством используемых частот. Стандарт DRM предполагает передачу цифрового сигнала в канале, совмещенном с каналом аналогового радиовещания (режим Simulcast). Это должно способствовать безболезненному переходу от аналогового вещания к цифровому. Поэтому, по мнению ряда ведущих специалистов отрасли, перспективы совершенствования услуги радиовещания в нашей стране следует, в том числе, связывать с технологией, реализуемой на основе стандарта DRM.

В настоящее время активно дискутируется программа внедрения цифрового телерадиовещания. По нашему мнению переход к массовому цифровому

наземному вещанию необходимо начинать с цифрового радиовещания стандарта ОКМ, позволяющего охватить высококачественным цифровым звуковым вещанием сразу целые регионы.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка метода модернизации глобальной сети распределения программ радиовещания на базе современных цифровых форматов, предполагающая расширение номенклатуры и качества услуг за счет внедрения цифровых форматов вещания. Для выполнения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Проведен анализ существующих сетей распределения программ радиовещания.

2. Разработана модель сети распределения программ радиовещания на базе современных форматов.

3. Разработан метод перехода от аналогового к цифровому вещанию с совместным использованием аналоговых и цифровых форматов во время переходного периода.

4. Разработаны рекомендации для распределения радиовещательного сигнала, передаваемого по сетям, созданным на базе современных форматов.

Методы исследования

При решении поставленных задач использовались методы теории радиотехнических цепей и сигналов, электродинамики, вычислительной математики, линейной алгебры, компьютерного и математического моделирования, интегральное и дифференциальное исчисление.

На защиту выносятся:

1. Модель построения системы радиовещания для России с использованием совокупности трех цифровых технологий: вещания в формате БЕМ в СЧ+ВЧ диапазонах, вещания в альтернативных форматах: один из вариантов наземной системы ЦРВ и/или наземный сегмент наземно-спутниковой системы ЦРВ, а также непосредственного (спутникового) вещания.

2. .Метод перехода от аналогового к цифровому вещанию с совместным использованием аналоговых и цифровых форматов (режим йтЫсазС) во время переходного периода. Условием применимости этого режима является выполнение требований к величине защитных отношений в полосе совместной передачи аналогового и цифрового сигналов.

3. Модель одночастсшюй сети, построенной объединением нескольких передатчиков, обслуживающих одну и ту же зону для надежной передачи звуковой

программы на большие расстояния в ВЧ диапазоне. При этом возможен выигрыш в суммарной мощности радиопередатчиков, объединенных в одночастотную сеть, достигающий приблизительно 8 дБ при сдвоенном излучении и 10 дБ - при строенном.

4. Метод комплексного статистического оценивания объективной оценки качества сигналов в цифровом радиовещании.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Эффективное использование ВЧ диалазопа волн для организации цифрового радиовещания в формате DRMm территории Российской Федерации.

2. Осуществлен аргументированный выбор системы радиовещания и конкретных цифровых технологий вещания для модернизации системы радиовещания России, позволяющий достигнуть равномерного покрытия всей территории страны высококачественным многопрограммным вещанием.

3. Определены условия эффективного применения радиопередающего оборудования стандарта DRM в режиме совместной передачи звуковых программ в одном канале в аналоговом и цифровом форматах (режим simulcast).

4. Получена теоретическая оценка максимального сетевого усиления (выигрыша) в одночастотной сети DRM в ВЧ диапазоне, подтвержденная моделированием с помощью специализированной компьютерной программы.

5. Разработаны рекомендации по оценке качества сигналов в цифровом радиовещании на основе метода комплексного статистического оценивания с использованием программных и аппаратных средств.

Практическая значимость диссертации состоит в том, что разработана эффективная методика передачи цифровых каналов в условиях сильных помех и более рациональное использование радиочастотного ресурса.

Реализация и внедрение результатов работы

Основные результаты работы внедрены и нашли практическое применение в процессе разработки, проектирования и монтажа систем распределения программ радиовещания ФГУ 'РГРК «Голос России», ЗАО «ТРК «Эфир», ФГУП ГЦУРС, ФГУП «Космическая Связь» и других организаций, занимающихся организацией и эксплуатацией наземно-космических радиотехнических систем доставки сигнала, в том числе специального назначения, до потребителей.

Апробация работы

Основные теоретические и практические научные результаты, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Москва 2008,2009,2010.

Публикации

По теме работы опубликовано 9 научных трудов, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, включенных в перечень ведущих журналов и изданий ВАК РФ.

Структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения, содержит 154 страницы машинописного текста, 75 рисунков, 30 таблиц. Список цитируемой литературы включает 147 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введеппи дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследований, а также приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава рабогы посвящена классификации систем радиовещания и сравнительному анализу технологий радиовещания. Наиболее распространенные варианты классификации систем радиовещания сведены в табл.1.

Таблица 1. Классификация систем радиовещания

Диапазоны радиовещания (номер, обозначение, номиналы частот, поддиапазоны) Форматы вещания

Аналоговый Цифровой

AM 4M (ТОМ) (OFDM)

5 H4/LF 30...300 кГц + — — DRM

б C4/MF 300...3000 кГц + — - DRM

7 B4/HF 3...30 МГц + - .. . DRM

8 OB4/VHF 30...300 МГц I-65,9...74 МГц — + — DRM+

II-87,5.. .108 МГц — + — DRM+

III-174...240 МГц — — — T-DAB DRM+ планируется

9 УВЧ/UHF L-1,452... 1,492 ГГц — — WorldSpace T-DAB

S-1,93...2,70 ГТц — — D. System Е —

10 СВЧ/SHF Ku-10,7... 14,8 ГТц — — ADR; DSR —.

OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex; TDM - Time Division Multiplexed

Оптимальным вариантом повышения качества приема и улучшения технико-экономических показателей радиовещания является использование цифровых форматов вещания:

• класс цифровых систем радиовещания подразделяется на три подкласса: системы непосредственного цифрового (спутникового) радиовещания (НЦРВ): WorldSpace (Ds), JPL / WA, ADR; DSR;

• наземные системы цифрового радиовещания (НС ЦРВ): T-DAB, DRM, DRM+, WorldSpace (Dh),;

■

• комбинированные системы ЦРВ, содержащие технические средства НЦРВ и НС ЦРВ. В этом случае цифровое звуковое вещание может быть реализовано в рамках гибридной наземно-сггутниковой системы (НСС ЦРВ), в которой используется распределительная сеть для мобильного приема и приема вне зоны обслуживания ИСЗ.

Известные трудности реализации цифрового радио, связанные с высокими требованиями к цифровому радиовещанию, сегодня преодолены в наземных системах T-DAB и DRM. Здесь использован многочастотный метод передачи с ортогональным частотным уплотнением и защитным интервалом (модем COFDM), что наряду с другими решениями, обеспечило возможность построения одночастотной вещательной сети (SFN). Достоинство такого построения зещательной сети заключается в возможности взаимного сложения мощности сигнала от нескольких передатчиков сети приведено на рис. 1.

Рис. 1. Сложение мощности сигнала двух передатчиков Достигается это благодаря тому, что радиосигнал СОДЖ на интервале символа представляет собой результат суммирования к ортогональных гармонических колебаний с заданными в процессе обработки и кодирования данных амплитудами:

8(пТ) = 11е{£С, хехр[;2?г ЫТ / (Г, - Г,)]}, (1)

где: п- количество отсчетов, ИТ - системная тактовая частота, Т8 - суммарная длительность ОРДМ-символа, Т - длительность защитного интервала. Выбор

величины защитного интервала для одночастотной сети оказывает решающее влияние на топологию сети, поскольку длт-ельность интервала задает допустимую для данной сети величину задержки эхо-сигнала, то она и определяет максимальное расстояние между передатчиками.

Кадр передачи содержит следующие виды ОРИМ-ячеек, пилот-ячейки, ячейки управления, ячейки данных.

Пилот-ячейки могут использоваться для кадровой, частотной и временной синхронизации, оценки канала передачи и режима устойчивости.

Передаваемый сигнал описывается следующим выражением

х(0 = ^ (2)

г=° К<ш ]

где

Яя^-Т^Т.-ЫрТ,)

^(0 = \е ггри{5 + К5г)Т!<г<{з + К,г+\)Т1, (з)

0 в других случаях.

- количество ОРБМ-символов в кадре передачи; к - обозначение номера несущей {=Кт^,...,Ктш); 5 - обозначение номера ОРБМ-символа (=0,...,^-1); г - обозначение номера кадра передачи {= 0,..., неопределенность); Гу -длительности защитного интервала, Ти - полезной части ОРОМ-символа, -длительность ОРОМ-символа, К - количество передаваемых несущих /я " опорная частота радиосигнала БЯМ; сг^к - значение

комплексной (}АМ-ячейки для несущей к в символе 5 кадра г, зависят от типа ячеек.

Для ОРОМ-ячеек данных и ячеек управления сгзЛ = г, где г - это точка сигнального созвездия для ОАМ-ячейки (комплексный символ модуляции).

Прогресс в этой области телекоммуникаций связывают также с НЦРВ при использовании относительно простого цифрового приемника со стационарной антенной и более сложного - при мобильном приеме в условиях прямой видимости ИСЗ. Достоинством такого подхода к развитию цифровой системы вещания является то обстоятельство, что система НЦРВ - помимо собственно вещательной функции - способна выполнять функцию распределительную, обеспечивая подачу звуковых программ на все наземные передатчики - ретрансляторы.

Основным препятствием для немедленного внедрения систем ЦРВ является необходимость полной замены парка радиоприемников, вещание должно производиться одновременно как в цифровом, так и в аналоговом режимзх. Именно с этой точки зрения внедрение технологии ОКМ представляется наиболее оправданным. Одним йз основных достоинств нового стандарта ВИМ, в отличие от многих других стандартов, является органичное вписывание его в имеющиеся частотные планы без их какого-либо нарушения.

Вторая глава диссертации посвящена выбору системы радиовещания РФ. Отмечается, что существующая мощная сеть радиовещания исключает возможность какого-либо маневра и тем более оптимизации, должны использоваться новые - цифровые - технологии и спутниковые средства. Система радиовещания (СРВ) определена как многоуровневая совокупность радиопередающих и радиоприемных устройств и линий связи, включающих среду распространения, спутниковые средства НЦРВ, синтезируемая по определенным критериям в виде распределенной функциональной струюуры с множеством параметров, качества, эффективности систем, а также предоставляемые пользователю услуги. Состав такой СРВ, имеющей подмножества компонентов на разных уровнях, в самой общей конфигурации приведен на рис.2.

[Система рад[ЮВ«щаш<я

[Техяпчеекив средсгвА трок*л первичного распределения

: * г

! |КЛС^е-!►) воле (--►) ОЛС/ПС/РРЛ!

! 1 1 1

' Технические сред :твя тракта вхорочного распределения

1 Наз«миая предающая ) свтьГВ(РВС)иЗР Спутниковый с«тм«вт| ЦРВ (СРВ Пд) |

1 Привмня я сеть НВ М ССВ

[ |7Х1м ( |ТГм ссв 1

Рис. 2. Состав системы радиовещания

Здесь обозначено: РВС - радиовещательная станция; СРВ Пд -спутниковый РВ передатчик системы НЦРВ; ЗР - земной ретранслятор НСС ЦРВ; РПм - сеть индивидуальных радиоприемников пользователей; Пм ССВ -радиоприемники абонентов системы спутникового вещания; СЛС -

спутниковая линия связи; КЛС/ ВОЛС - кабельная / волоконно-оптическая линия связи; РК - радиоканал; РРЛ - радиорелейная линия.

Модель СРВ состоит из двух функциональных компонентов (рис.3): тракта первичного распределения (ТПР) в ещательного контента и радиовещательной системы передачи (РВСП), обеспечивающей циркулярную передачу звуковых программ и данных на сеть приемников пользователей. Внешним по отношению к СРВ является источник вещательной информации (ИВИ), в том числе не только звукового характера, которая может включаться в инфррмационный пакет пользователя. Система передачи (СП), реализуемая в рамках ТПР (СП/ТПР), представляет собой либо проводную, либо радио систему передачи. Тракты вторичного распределения и приема дополнены трактом эфирного распространения (ТЭР). Традиционную вещательную часть СРВ удалось расширить, включив в неё элементы спутниковой системы вещания. Исходя из состава системы РВ (рис.2), РВСП рассматривается в двух вариантах: наземном РВСП-Н и комбинированном (наземно-спутниковом) РВСП-НС. Во втором случае ТПР выполнен в виде земной передающей станции (ЗС) спутниковой связи и приемника бортового ретранслятора (БРТР) космической станции (КС).

Рис.3. Варианты структурной схемы СРВ

Радиовещательный передатчик БРТР (СРВПд), наряду с земным ретранслятором (ЗР), входят в состав передающей сети радиовещания, обеспечивая индивидуальный и коллективный прием на приемники, абонентов системы спутникового вещания.

В работе принято, что услуга радиовещания на территории Российской Федерации должна характеризоваться:

1. Нормативным качеством приема вещательных программ, составляющим не менее четырех баллов - по оценке на слух по 5-балльной шкале кода СИНПФЕМО;

2. Соканальной передачей дополнительных данных - со скоростью не менее 9,6 кбит/с;

3. Возможностью приема на всей территории страны одной программы ЗВ одновременно в аналоговом и цифровом форматах в полосе стандартного РВ канала (режим х тикая (у,

4. Возможностью мобильного приема в локальных зонах компактного проживания людей на всей территории страны не менее 6;

5. Многопрограммным вещанием с гарантированным приемом на направленную антенну на всей территории РФ (глобальное покрытие);

6. Наличием дешевого абонентского радиоприемника.

На основе анализа технических характеристик аналоговых и цифровых систем радиовещания в работе определена их пригодность для реализации указанных требований к услуге радиовещания. Результаты анализа представлены в табл.2.

Таблица 2. Данные для выбора технологии радиовещания

Диапазон и формат вещания (по табл. 3) Основные требования к услуге радиовещания Примечания

1 2 3 4 5 6

5 - -

6 6.1 - -

6.2 + + + - - + Безальтернативно по п.З

7 7.1 - -

7.2 + + - — Безальтернативно по п.З

8 8.1 + + - - - -

8.2 + + - + + + альтернативные варианты НСЦРВ, в т.ч. в качестве наземного сегмента НСС ЦРВ

8.3 + + - - - -

8.4 + + - + + +

8.5 + + - + - +

9 9.1 + + - + - +

9.2 + + - - + + альтернативные варианты НЦРВ, в т.ч. в качестве спутникового сегмента НСС ЦРВ

9.3 + + - - +

10 + + — - + —

НССЦРВ + + - + + + Безальтернативно без п.3

Знаком «+» в таблице отмечена принципиальная возможность реализации

конкретного требования при использовании рассматриваемой системы (или формата вещания); соответственно, знак «-» указывает на принципиальную невозможность реализации этого требования данной системой (форматом); системы, не отвечающие требованиям, из дальнейшего анализа исключаются.

Анализ показал, что главное противоречие, с которым связана реализация сформулированных выше требований к услуге радиовещания, заключается в необходимости обеспечения на всей территории страны одновременно режима simulcast и высококачественного многопрограммного вещания. С позиций одновременного выполнения именно этих требований анализ данных табл.2 подтверждает, что глобальное покрытие страны вещанием возможно путем использования двух принципиально разных, но взаимно дополняемых цифровых технологий (рис.4), а именно:

а) цифрового вещания в режиме simulcast в формате DRM (в СЧ+ВЧ диапазонах частот - п.п. 6.2 и 7.2 в табл.2);

б) спутниковых средств подачи программ на сеть наземных приемных установок [это либо спутниковый сегмент НСС ЦРВ либо система НЦРВ (9.2 + 9.3 + 10) в табл.2].

Рис. 4. Вариант покрытия территории России спутниковым (красное) и КВ (серое) цифровым радиовещанием

Гарантированный мобильный прием при многопрограммном вещании может быть осуществлен только на основе использования альтернативных вариантов наземной системы (НС) или наземного сегмента НСС ЦРВ (8.2 + 8.4 + 8.5 + 9.1).

Таким образом, гипотетическая система радиовещания России, способная на всей территории страны обеспечить любому абоненту техническую возможность воспользоваться высококачественной услугой радиовещания, должна состоять из системы цифрового спутникового распределения и вещания и вещания в формате ВЯМ в СЧ+ВЧ диапазонах частот, комбинированной системы ЦРВ (рис.4, 5).

Сравнительный анализ способов организации наземной сети ЦРВ, предназначенной для обеспечения высококачественного многопрограммного вещания на территории, ограниченной размерами области или края, показал, что среди известных цифровых технологий вещания приоритет принадлежит технологии SFN - T-DAB, предполагающей объединение радиовещательных передатчиков в одночастотную сеть в диапазоне ОВЧ.

Третья глава диссертации посвящена анализу совмещенной (соканальной) передачи цифровой и аналоговой информации (режим simulcast) при вещании в формате DRM. В соответствие со спецификацией формата DRM при реализации режима simulcast предполагается использовать около 12 различных вариантов совмещения спектров аналоговых и цифровых сигналов. Что касается вещания в формате DRM+ в диапазоне ОВЧ, то официальных рекомендаций по параметрам совместной передачи сигналов 4M и DRM+ пока нет. В работе исследованы следующие варианты совмещенной передачи: AM и DRM (рис.6), AM с ОБП и DRM(рис.7) и 4M и DRM+ (рис.8). Условием реализуемости этих режимов является выполнение требований к величине защитных отношений (30) в полосе совместной передачи аналогового и цифрового сигналов.

В зависимости от сочетания различных параметров передатчика, определяющих номинальную полосу пропускания канала, учёта особенностей канала и диапазона частот требуются различные по величине защитные отношения. Требования к 30 для цифрового вещания на частотах ниже 30 МГц установлены в рекомендациях ITU-R BS.161S. Здесь в качестве мешающего сигнала рассматривается соканальный сигнал от отдельного передатчика с AM. При этом спектры AM и DRM сигналов формируются в соответствии с масками, определенными нормативными документами ITU-R, а для приема AM и DRM

сигналов используются радиоприемники с типовыми характеристиками чувствительности и избирательности. В настоящей работе предпринята попытка уточнить нормы на величины 30 для режима ВКМйгтЛсаьг и определить надлежащие нормы для режима предполагающего совместную

передачу ЧМ и ВЯМ+ сигналов в ОВЧ диапазоне.

10 кГц 10 кГц N

-

10 кГц

г с

АМ сигнал

ИЩУ Группа несущих. "^"'содержащих РАС ячейки

I I Группа несущих

Рис. 6. Вариант совмещённой передачи DRM и AM сигнала Принципиальное отличие поставленной задачи от решаемой в рекомендациях заключается в том, что в режиме simulcast • для усиления используется один (общий) усилитель мощности. Нелинейность амплитудной характеристики (АХ) этого усилителя является источником комбинационных искажений, серьезно влияющих на требуемую величину защитных отношений. Амплитудная характеристика передатчика может быть аппроксимирована полиномом вида:

y{u) = aQ + a\-u + al-u2 + яЗ-а3. (4)

В работе исследована зависимость искажений аналоговой и цифровой частей совмещенного сигнала от коэффициентов полинома Xм)- Наиболее часто АХ

передатчиков могут быть представлены как: квадратичные у(и) = и + а2 ■ и2, кубичные у(и) = и + дЗ • и3, S- образные у(и) = и + а2 ■ и2 + аЪ ■ и3 (а2>0; а3<0) и jV-образные у(и) = и + а2-и2 +аЗ-и3 (д2<0; а3>0). В рамках полиномиальной аппроксимации АХ тракта передачи отобраны (табл.3) те значения коэффициентов полинома, при которых на тестовом двухтоновом сигнале

e(t) = cos^i)+Е2 cos (ffl2i) (5)

обеспечивается выполнение требований, предъявляемых стандартом ГОСТ 1342079 к уровню нелинейных комбинационных искажений - более минус 36 дБ. Таблица 3. Виды нелинейности АХ и их аппроксимация

Вид нелинейности Коэффициенты полиномиальной аппроксимации

Квадратичная а2 ±0.1 ±0.2 ±0.3

Кубичная аЪ - 1 -0.2 +0.1 +0.2

S- образная а2;аЗ 0.3;-0.2 0.3;-0.1

N- образная а2;аЗ -0.3; 0.1 -0.3; 0.2

В качестве инструмента исследований использована компьютерная среда System View. При моделировании в качестве входного использован фрагмент реального DRM-сигнала с шириной полосы 10 кГц и режимом помехоустойчивости типа ¿.Результаты моделирования отображены в виде таблиц и графиков. В процессе моделирования получены спектры совмещенного сигнала и результаты, выявляющие качественные зависимости влияпия разного вида нелинейностей на величину защитного отношения.

о

.20 jo ¿0 «I

28 3S 48 S8 S6 70

Рис. 7. Спектр AM и DRM сигнала при S-образпой нелинейности На рис.7, в качестве примера, изображен спектр совмещенного сигнала для случая достаточно сильного влияния нелинейности.

На рис.8 приведен спектр совмещенного сигнала для случая достаточно сильного влияния нелинейности. Приуменьшении разноса Д/ кубические, S- и N-образные нелинейности приводят к существенному влиянию цифрового сигнала на аналоговый за счет попадания в полосу ЧМ сигнала составляющих спектра цифрового сигнала.

о

-м

-40

-60

-so

•1»

■148

70 la» 170 220 270 320 370

Рис. 8 . Совмещенные спектры ЧМ и DRM+ -сигналов Исследование влияния S- и А-образных нелинейностей АХ тракта передачи на уровень защитных отношений позволил получить зависимость этого параметра от отстройки по частоте от несущей ЧМ сигнала Параметром графиков является величина разноса между средней частотой DRM+ -сигнала и несущей ЧМ сигнала. Из анализа графиков найдено минимально-допустимое значение разноса 4Cin> составляющее величину около 120 кГц.

-rVrrVVVYW*--

i- 1

- _ ____________/ л

А «г,

Таким образом, моделирование в рамках полиномиальной аппроксимации АХ тракта передатчика показало, что для реализации режимов совмещенной передачи цифрового и аналогового сигналов .ММ^г'тиы/сги/ и ВМ,{+Мти1сШ в ряде случае требования известных стандартов к уровню нелинейных комбинационных искажений должны быть ужесточены. В частности, к цифровому сигналу должны предъявляться более жёсткие требования, чем к аналоговому. Так, при тех коэффициентах полинома, при которых испытание на двухголовом сигнале давало удовлетворительные результаты, в случае передачи БЯМ-сигнала не всегда цифровой сигнал удовлетворяет маске МСЭ-Р. Отмечается, что не выполняются требований по защитным отношениям в режиме ОЯМ+ АМ при отстройке на 5 кГц от несущей АМ сигнала, а подавление несущей уменьшает защитные отношения для цифрового сигнала. При совмещенной передаче ЧМ и ВкМ+ сигналов требования к линейности тракта передачи должны быть более высокими, чем при совмещенной передаче АМ и ДИМ сигналов. Установлено, что при разносе не менее 120 кГц ВКМ+ -сигнал с полосой 10 кГц пракпгчески не оказывает влияние на соканальный ЧМ сигнал.

Исследованию одночастотной сети (ОЧС) формата ВКМ в ВЧ диапазоне посвящена четвертая глава диссертации. В такой сети результирующий сигнал в точке приема состоит из N компонентных сигналов - по числу радиовещательных передатчиков (РВС), реально участвующих в создании суммарного сигнала и обеспечивающих в зоне обслуживания нормативное качество приёма. Если все передатчики сети работают пространственной волной, то реально Ы< 3. Неоспоримым плюсом такой сета является обеспечение той же зоны покрытия и необходимого отношения сигнал/шум (ОСШ) /г при использовании нескольких маломощных передатчиков вместо одного мощного.

В общем случае компонентные сигналы передаются по нестационарным ионосферным каналам, вследствие чего являются случайными и должны описываться вероятностными методами. Поэтому каждый из таких сигналов содержит квазистационарную часть, представляющую собой некоторое медианное (локальное среднее) значение Е0, и переменную часть - ЕФЛ. Величина Е0 определяется мощностью РВС и ослаблением сигнала по траектории ионосферного распространения, а Ефл отражает флуктуирующий нестационарный процесс, характеризующий быстрые и медленные изменения уровня амплитуды сигнала (напряженности поля) в точке приема. Факт флуктуаций уровня принимаемого сигнала учитывается при расчете множителя ослабления Р как запас по мощности

для компенсации соответствующих изменений уровня поля (или сигнала в точке приема):

(6)

где ^ - медианное ослабление, Рфяукт - запас на компенсацию медленных изменений уровня поля, подчиняющихся логнормальному распределению, Р^ -запас на компенсацию замираний, т.е. быстрых флуктуаций уровня поля, описываемых рэлеевских или райсовским распределениями вероятностей.

Два последних слагаемых множителя ослабления F определяют переменную часть ЕФЛ компонентных сигналов Ек, при этом сетевой выигрыш связан с возможным изменением этих слагаемых при переходе от единичного приема к многокомпонентному. В первом приближении можно принять, что медленные изменения уровня сигнала в точке приема от отдельных передатчиков ОЧС сильно коррелированны, вследствие чего сетевой выигрыш в одночастотной сети в основном определяется видом функции плотности вероятностей, характеризующей быстрые.замирания.

Если все составляющие многокомпонентного приема распределены по одинаковому закону, плотность вероятности огибающей суммарного сигнала в точке приёма имеет вид:

Ж(Ц) = Ш1(и)

¡щи^и,

(7)

С помощью формулы (7) получены характеристики суммарного сигнала для сдвоенного и строенного приема в многолучевом канале для райсовской и релеевской моделей замираний. Эффективность одночастотной сети можно оценить, рассчитав вероятность того Р(Ет1), что результирующая амплитуда напряжённости поля в точке приёма будет ниже некоторого порогового значения Емт, при котором ещё возможен уверенный приём сигналов в интерферирующем (многолучевом) канале:

Е

ПЕмт)= ]щи)с!и, (8)

где }¥(1Г) — плотность вероятности огибающей суммарного сигнала в точке приёма. Это выражение фактически характеризует вероятность искажений в линии связи и в надежных системах выражается величиной, близкой к нулю, а вероятность Б, определяемая соотношением (9)

Л=1-Р(£лт), (9)

характеризует надежность связи. Величины Р(Еит) и ^ обычно оцениваются в процентах.

На рис. 9 построены графики распределения вероятностей превышения некоторого минимального уровня напряженности поля при многокомпонентном приеме для рэлеевского распределения огибающих компонентных сигналов. Е, дБ

дано по отношению к медианному значению.

100 р,%

01

001-30 -28-2б-34-2-20-18-16-14-12-Ю -й -4 -2 0 1 4 6 8 10

Рис.9. Функции распределения, огибающие компонентных сигналов по Рэлею

По оси абсцисс отложено, выраженное в децибелах, отношение минимального значения поля к медианному Е05, превышаемому в течение 50% случаев, а по оси ординат - вероятность Р{ЕМ1Ш) искажений радиоприема. На рисунке отмечено значение Р(Е) = 1% и приняты обозначения: 1 - одинарный прием, 2 - сдвоенный прием, 3 - строенный прием.

Используя аналогичные построения в случае, когда огибающие компонентных сигналов подчиняются распределению Раиса с различными значениями К -фактора, определяемого отношением мощности регулярной составляющей сигнала к мощности многолучевой компоненты, в табл.4 указаны разности значений нормированной пороговой напряженности поля, соответствующих Р(Е) = 1 %, для сдвоенного и строенного приема.

Таблица 4. Выигрыш многокомпонентного приема относительно одиночного

Распределение амплитуды сигнала Сдвоенный прием, дБ Строенный прием, дБ

Закон Рэлея 7.9 10.0

Закон Раиса К -фактор - 2 7.6 9.7

К =5 4.4 5.7

я: = 10 2.2 3.0

Указанные в таблице разности, по существу, представляют собой теоретическую оценку максимального сетевого усиления в одночастотной сети. Очевидно, что выигрыш многокомпонентного приема увеличивается с ростом

числа N компонентных сигналов, т.е. объединенных в одночастотную сеть передатчиков. Анализ также показывает, что выигрыш заметно уменьшается по мере увеличения .К-фактора в распределении Райса. Это свидетельствует о решающей роли, которую играют в компонентных сигналах их переменные части отражающие флуктуирующий нестационарный процесс.

Применительно к практическому проектированию, количественная оценка сетевого усиления ОЧС в формате DRM может быть найдена по формуле 10

Кс = Р(1) — Рг (N), дБВт, (10)

где Р(1) - мощность одиночного передатчика (дБВт); PZ(N) - суммарная мощность N передатчиков (дБВт), объединенных в ОЧС и обеспечивающих нормативное качество приёма:

■р,т=Ер(о- (из

Для подтверждения справедливости оценки выигрыша многокомпонентного приема в работе применена специализированная компьютерная программа FIELDPLOT WIN 5.2, используемая для определения оптимальных частот и мощности радиопередатчиков в ВЧ диапазоне в соответствии с рекомендациями МККР и международной справочной модели ионосферы IRI-200 i. (дБ).

Полученная зона уверенного приема несколько меньше, чем в случае использования для той же зоны одного передатчика мощностью 100 кВт (50 дБВт). Однако, уверенный прием в ОЧС на частоте /орч =21,4 МГц обеспечивается при суммарной мощности передатчиков равной РЕ(2) = 20 кВт (43 дБВт), что соответствует сетевому выигрышу Кс « 7 дБ(Вт). Отсюда можно заключить, что во время эксперимента плотность распределения амплитуд сигнала соответствовала закону Райса с величиной К -фактора приблизительно равной 3.

Пятая глава диссертационной работы посвящена эксперименту по объективной оценке качества звукового сигнала по различным методикам. В работе отмечается, что развитие метрологического обеспечения канала звукового вещания к настоящему времени существенно отстает от технического обеспечения самого канала. Известные методики оценки качества передачи СЗВ позволяют контролировать сохранение его формы, а современные аналоговые и цифровые каналы, обеспечивая субъективно высокое качество передачи, в принципе ее не поддерживают. Поэтому существующие отечественные стандарты (ГОСТ Р 527422007 и ГОСТ Р 50757-95) и методики измерений параметров качества, рекомендованные международными организациями (ITU-R Ree. BS. 1387-1, ITU-T

Ree. P.800 и ряд других), не в полной мере способны гарантировать объективно высокое качество звучания у потребителя услуги. Реально качество передата здесь может быть оценено только с помощью субъективно- статистических испытаний (ССИ) - процедуры длительной и трудоемкой.

Экспериментальные измерения проводились на реальной звуковой программе при вещании в формате DRM на канале РГРК «Голос России». На практике применялись инструментальная оценка качества передачи в соответствие с рекомендацией ITU-R Ree. BS. 1387-1 и метод комплексного статистического оценивания (МКСО), разрабатываемый в течение ряда лет в ТРК «Эфир». В соответствии с методикой проведения эксперимента, цифровая запись в wav-формате сигналов звуковой базы ITU и звуковых программ производилась одновременно в нескольких точках радиовещательного канала: выход эфирной студии (ТРК «Эфир», г. Москва), вход формирователя DRM- передатчика (радиоцентр №3 МРЦ РТРС, г. Талдом) и выход /ЖМ-приемника (район г. Кёльн, Германия).

На основе анализа современных тенденций в работе сформулированы следующие требования к метрологическому обеспечению:

- качество передачи должно оцениваться автоматически, на реальном сигнале, без исключения канала из эксплуатации;

- контролируемые параметры должны быть устойчивы во времени и независимы от формы сигнала:

-сформированная оценка должна быть коррелированна с субъективной.

Этим требованиям отвечает МКСО, ориентированный на использование реальных звуковых программ на интервале времени, заведомо превышающем интервал стационарности звуковых сигналов. В то же время звуковая база ITU представляет собой заранее известные тестовые сигналы (набор музыкальных и шумовых звуковых сигналов, рис. 10, а также отрезки речевого сигнала; при этом общая длительность сигналов не превышает 4 мин., что исключает сбор представительной статистики об изменении их свойств в процессе передачи.

Рис. 10. Гармонический сигнал и тестовая последовательность на входе и выходе канала

передачи

К числу параметров звукового сигнала, используемых в МКСО, относятся энергетические (относительная средняя мощность - ОСМ); параметры формы (крутизна переднего и заднего фронтов огибающей сигнала) и параметры мгновенных амплитудных спектров (среднестатистическое отклонение АЧХ канала передачи, сформированное по искажениям реального сигнала и пик-фактор кепстральной оценки). Для общей оценки изменений сигнала используется сигнальная разновидность (ОСМс) ОСМ, определяемая отношением реальной мощности сигнала к гармоническому сигналу с амплитудой равной пиковому значению на длительности наблюдения (выборке). ОСМк - канальная разновидность ОСМ, получаемая путем нормирования ОСМ к мощности гармонического сигнала, номинального для данного канала, оценивает степень использования канала по мощности.

Мерой оценки изменений сигнала, наиболее адекватной заметности, служит интегральное отклонение (ИО) одной нормированной частоты появления значений (НЧПЗ) конкретного параметра от другой. Мощность сигнала «ошибки», т.е. величина ИО, в характере двух распределений ОСМ служит критерием «заметности» изменений сигнала.

Сравнительный анализ параметров сигнала на входе и выходе канала передачи позволил сформировать объективную оценку качества передачи, хорошо совпадающую с результатами ССИ по критериям «заметность изменений сигнала» или балльной оценки. Эта работа была выполнена в процессе обработки результатов эксперимента с использованием отрезков реального сигнала длительностью около 30 мин. Результаты анализа сведены в табл.5.

Таблица 5. Результаты объективной оцепки качества сигнала радиовещания

Параметр объективной оценки Среднее значение параметра Интегральное отклонение, % Заметность изменений, % Изменение, баллы Предпочтительность

На входе На выходе

ОСМс 0,203 0,171 30 50 1,5 0,12

ОСМк 0,181 0,109 31 48 1,3 0,13-0,18

ОКПФ 0,00472 0,00411 . 15 15 0,5 0,0045

ОКЗФ 0,00489 0,00411 17 15 0,2 0,0043

СКО АЧХ 10 45 1,5

Обозначения: ОКПФ - относительная крутизна переднего фронта; ОКЗФ -относительная крутизна заднего фронта; СКО АЧХ - среднеквадратическое отклонение АЧХ канала передачи.

Анализ приведенных данных позволяет сделать следующие выводы. Значительные изменения сигнала при передаче по каналу в целом, которые по

методике ITU, скорее всего, будут оценены как недопустимые. Основной недостаток методики JTU состоит в низкой точности принятого варианта спектрального анализа (по сравнению с возможностями слухового анализатора), использовании простейших звучаний с малокомпонентными спектрами и традиционной модели слухового анализатора, адекватной только в случае восприятия гармонических сигналов и узкополосных шумов.

Получешше результаты подтверждают эффективность передачи сигнала ЦРВ в в формате DRM и должны послужить стимулом к применению МКСО -прежде всего для оценки качества вещания по сигналу в процессе радиопередачи.

В заключении фиксируются основные результаты работы и сделаны выводы по диссертации в целом.

В приложении дано сравнение экспериментальных данных и расчетных.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основным результатом, определяющим научную и практическую значимость выполненных в работе исследований, является решение важной научно-технической задачи по разработке метода модернизации глобальной сети распределения программ радиовещания на базе современных цифровых форматов.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Доказана целесообразность внедрения цифрового формата DRM в ВЧ диапазоне с целью повышения качества и улучшения технико-экономических показателей радиовещания на территории Российской Федерации по проведенному анализу существующих сетей распределения программ радиовещания.

2. Разработана модель системы радиовещания и конкретных цифровых технологий вещания для модернизации системы радиовещания России с целью достаточно равномерного покрытия всей территории страны высококачественным многопрограммным вещанием. Многофакторная задача выбора системы радиовещания для России может быть решена путем использования совокупности трех цифровых технологий: вещания в формате DRM в СЧ+ВЧ диапазонах, вещания в альтернативных форматах: один из вариантов наземной системы ЦРВ и/или наземный сегмент наземно-спутниковой системы ЦРВ, а также непосредственного (спутникового) вещания.

3. Получены и систематизированы результаты экспериментальных и теоретических исследований, характеризующие совместную передачу звуковых программ в аналоговом и цифровом форматах AM + DRM и 4M +DRM, что

позволит правильно выбирать необходимые защитные отношения в зависимости от линейности тракта передачи.

4. Разработаны рекомендации для распределения радиовещательного сигнала, передаваемого по сетям, созданным на базе современных форматов, в основе которых лежит решение проблемы надежной передачи звукового сигнала путем использования нескольких частотных каналов, объединения нескольких передатчиков, работающих в режиме одночастотной сети, для обслуживания одной и той же зоны, а так же различных способов доставки: спутниковые, спутниково-наземные, наземные, гибридные, кабельные и другие. При проектировании радиовещательной сети выбирают оптимальное соотношение между приведенными выше способами доставки (могут использоваться сразу несколько способов).

5. Разработана модель одночастотной сети БКМ в ВЧ диапазоне с получением теоретического результата максимального сетевого усиления (выигрыша), подтвержденного компьютерным моделированием: возможен выигрыш в суммарной мощности радиопередатчиков, объединенных в одночастотную сеть, достигающий приблизительно 8 дБ при сдвоенном прием и 10 дБ - при строенном.

6. Разработан метод комплексного статистического оценивания, позволяющий получить объективную оценку качества звукового сигнала в цифровом радиовещании, в то время как применение тестовых сигналов /777-Л не гарантирует объективную оценку качества широкополосных звуковых сигналов.

Личный вклад автора

Все результаты, составляющие основное содержание диссертации, получены автором лично. В работах, выполненных в соавторстве диссертантом, внесен следующий вклад: проведен анализ факторов и эффектов воздействия соединительной линии на эффективность аудиопроцессорной обработки звуковых вещательных сигналов (метод комплексного статистического оценивания) [3]; разработана концепция перехода с аналогового вещания на цифровое с более эффективным использованием частотного ресурса и обоснование применения перспективных форматов вещания ВВМ и ОЯМ+ , а так же непосредственного спутникового вещания [4].

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Никитин А.Ю., Шелухпн О.И., Перегняк А.Е., Особенности оценки качества сервисных параметров при моделировании 1Р-сетей с видео

трафиком II Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2008, №4, т.4 - с. 90-92.

2. Никитин А.Ю., Шелухин О.И., Перегияк А.Е., Сравнительный анализ длины очереди при различных дисциплинах обслуживания и самоподобпом процессе на входе // Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2009, №2, т.5 - с. 76-82.

3. Никитин А.Ю., Иванчин A.A. О влиянии соединительной линии на эффективность аудноиронессорнои обработки звуковых вещательных сигналов//Технологии ЭМС, 2010, №2 с. 16-21

4. Никитин А.Ю., Иванчин A.A. Система радиовещания: унификация подхода к использованию частотных ресурсов различных // Технологии ЭМС, 2010, №2 с. 21-25

5. Никитин А.Ю., Левашов С.Д., Кузнецов А.Н., Автоматизированная система измерений (АСМИ) бортового ретрансляционного комплекса геостационарного спутника связи // Электромагнитная совместимость и проектирование электронных средств/Под ред. JI.H. Кечиева. -М.: МИЭМ, 2008. - с. 62-68.

6. Никитин А.Ю., Левашов С.Д., Кузнецов А.Н., Многосигнальный режим передачи потоков с модуляцией 16 QAM через линеаризованный усилитель на лампе бегущей волны // Электромагнитная совместимость и проектирование электронных средств/ Под ред. Л .Н. Кечиева. -М. : МИЭМ, 2010.-c.5-ll.

7. -Никитин А.Ю., Применение автоматизированной системы мониторинга измерений (АСМИ) ALCATEL бортового ретрансляционного комплекса геостационарного спутника связи // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. -М.: МИЭМ, 2008. -с. 288-289.

8. Никитин А.Ю., Оценка качества сервисных параметров при моделировании IP-сетей с видеотрафиком // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. -М.: МИЭМ, 2009. - с. 214-216.

9. Никитин А.Ю., Многосигаальный режим передачи цифровых потоков с модуляцией 16 QAM через линеаризованный усилитель на лампе бегущей волны // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов.-М.: МИЭМ, 2010. - с. 323-324.

Подписано в печать 21.12.2010. Формат 60x84/16. Бумага типографская № 2. Печать - ризография. Усл. печ. л. 1,6 Тираж 110 экз. Заказ АО0.

Московский государственный институт электроники и математики 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3.

Центр оперативной полиграфии (495) 916-88-04, 916-89-25

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ РАДИОВЕЩАНИЯ.

1.1. Сравнительный анализ технологий радиовещания.

1.1.1. Основные характеристики и классификация систем радиовещания.

1.1.2. Аналоговое и цифровое радиовещание.

1.1.3. Форматы цифрового радиовещания.

1.1.4. Технология цифровых одночастотных вещательных сетей.

1.2. Оценка состояния радиовещания на территории Российской Федерации и за рубежом.

Краткие выводы.

ГЛАВА 2. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАДИОВЕЩАНИЯ ДЛЯ РОССИИ.

2.1. Анализ технических аспектов вещания в форматах DRM и DRM+.

2.1.1. Соответствие системы DRM требованиям МСЭ-Р (ITU-R).

2.2. Развитие структуры системы радиовещания.

2.3. Обоснование выбора системы радиовещания для России.

2.4. Вопросы оптимизации системы радиовещания на территории Российской Федерации.

Краткие выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕЩЁННОГО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ.

3.1. Проблемы совмещенной передачи.

3.1.1. Режим совмещенной передачи {simulcast) в форматах DRM и DRM+.

3.1.2. Критерии качества для режима совмещённой передачи.

3.2. Компьютерное моделирование совмещённого аналого- цифрового канала передачи.

3.2.1. Схема и алгоритм моделирования в среде System View.

3.2.2. Моделирование совмещенных аналогового AM и цифрового DRM каналов (режим DRM/simulcast).

3.2.3. Моделирование совмещенных аналогового ЧМ и цифрового DRM+ каналов (режим DRM+/Simulcast).

3.3. Анализ условий реализуемости совмещённых аналогового и цифрового каналов при вещании в форматах DRM и DRM+.

Краткие выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОЧАСТОТНОЙ СЕТИ ФОРМАТА DRM В ВЧ ДИАПАЗОНЕ.

4.1. Распространение радиоволн и статистические модели канала.

4.2. Вопросы организации радиовещания на заданной территории.

4.3. Характеристики суммарного сигнала в точке приема.

4.4. Теоретическая оценка максимального сетевого усиления.

4.5. Определение зоны обслуживания и оценка сетевого усиления с помощью программы FIENPLOD.

Краткие выводы.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЗВУКОВОГО СИГНАЛА ПРИ ВЕЩАНИИ В ФОРМАТЕ DRM.

5.1. Цель, схема и методика экспериментального исследования.

5.2. Объективная оценка качества вещательного сигнала. Метод комплексного статистического оценивания.

Процент заметности изменений вещательного сигнала.

5.3. Обработка результатов измерений.

5.4. Рекомендации по оценке качества сигнала в цифровом радиовещании

Краткие выводы.

Актуальность темы диссертации

Радиовещание и сегодня, в эпоху телевидения и Интернета, мобильных телефонов и спутниковой связи, продолжает обладать уникальными свойствами, делающими радио незаменимым средством массовой информации, позволяющим оперативно охватить вещанием огромные территории и, в принципе, довести информацию до граждан, где бы они не находились. Однако в России эта задача до сих пор не решена, что объясняется крайне неравномерным распределением населения по территории страны. Это требует новых подходов к стратегии развития систем радиовещания в XXI веке [61].

За минувшие 15 лет резко упали объемы как АМ - радиовещания, так и бывшего некогда массовым проводного вещания. По данным ВГТРК, территория России только на 1/3 покрыта устойчивым наземным государственным радиовещанием [108]. Поэтому для России с её громадной территорией и относительно низкой плотностью населения по-прежнему актуально радиовещание на длинных, средних и коротких волнах, позволяющих охватить огромные территории.

Единственным видом существующего аналогового радиовещания, способным передавать звуковые вещательные сигналы с высоким качеством, является ОВЧ ЧМ (РМ) радиовещание в диапазоне ОВЧ, где для вещания в России выделены две полосы частот: 66.74 и 87,5. 108 МГц. Здесь ввиду относительно большой ширины частотных каналов (130. 190 кГц) и применения частотной модуляции реализуются высокие параметры качества.

В соответствии с мировым опытом, задача перспективного развития радиовещания решается путем создания абсолютно новых систем вещания, спроектированных таким образом, чтобы удовлетворить высоким требованиям слушателей к качеству звучания программ при различных условиях приема. Этим требованиям отвечает цифровое радиовещание (ЦРВ) - новая информационная технология, в основе которой представление и передача звукового сигнала в цифровой форме во всех звеньях вещательного тракта - от студии до мобильного приемника [90]. Применение таких систем, в частности, позволит:

- повысить эффективность использования радиочастотного спектра (РЧС);

- улучшить качество приема и увеличить количество программ;

- уменьшить мощность излучения передатчиков при той же зоне обслуживания, что и у аналоговых систем;

- использовать способы передачи сигналов, которые нечувствительны к помехам и адаптированы к разным средам и условиям распространения;

- обеспечить мобильный прием без значительного ухудшения качества приема.

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.

Необходимость перехода от аналогового вещания к цифровому обусловлена также нарастающим процессом объединения средств вещания, связи, информационных служб и компьютерных систем в единую интерактивную сеть, что стало возможным благодаря стремительному мировому прогрессу в области цифровых технологий. Преимущества цифровой реализации основаны также на том обстоятельстве, что цифровая техника переживает быстрые и впечатляющие темпы улучшения характеристик, снижения стоимости и потребляемой мощности.

Цифровое радиовещание получило известность в 1995 г., когда было начато опытное вещание в диапазоне ОВЧ в Великобритании и Скандинавских странах в стандарте Т-ИАВ. Это новый вид услуги радиовещания, гарантирующей прием в движущемся автомобиле до 6 стереофонических программ с качеством, близким к качеству СО-проигрывателя, плюс значительный объем дополнительной информации. Система утверждена ЕВ11 в качестве общеевропейской и рекомендована Международным Союзом Электросвязи для внедрения во всем мире как наземная система цифрового звукового радиовещания [126].

В конце 1990-х годов получили развитие системы непосредственного (спутникового) цифрового радиовещания (НЦРВ), позволяющие принимать сигнал на мобильном объекте при отсутствии затенений. В условиях России с её высокоширотными территориями системы НЦРВ могут быть эффективно использованы, как правило, только в качестве распределительных систем для повсеместного (а не только в крупных городах!) развития многопрограммного вещания [90,52,96].

Принципиально иное решение цифрового радиовещания предусматривается в концепции DRM. Вещание в стандарте DRM [128] осуществляется на частотах ниже 30 МГц (реально в диапазонах СЧ и ВЧ) с использованием радиопередатчиков с AM. Однако в 2005 г. принято решение о модернизации системы DRM в рамках технологии DRM+ для работы в диапазоне ОВЧ с граничной частотой 120 МГц и с полосой пропускания цифрового звукового сигнала до 100 кГц [46,145].

Главная цель идеологии DRM - резко улучшить качество вещания по сравнению с традиционным аналоговым радиовещанием в диапазонах средних и особенно коротких волн, что позволит перевести вещательный KB канал из разряда чисто информационных в разряд художественно -информационных. Помимо этого, для достижения коммерческого успеха в диапазонах с AM цифровая система вещания должна обеспечивать более высокую надежность приема, чем у AM вещания; совместимость с существующим частотным планом AM вещания, возможность дальнейшего развития; обеспечение постепенного перехода от аналогового к полностью цифровому радиовещанию; максимально возможное использование существующего передающего оборудования; возможность производства дешевых радиоприемников [6,36,40-44,46,49,62].

Сегодня европейские радиостанции ведут вещание в DRM - формате около 200 часов в сутки [98].

Цифровое радиовещание в ВЧ диапазоне способно обеспечить оптимальный баланс между качеством звука, шириной полосы, общей надежностью и количеством используемых частот. Стандарт DRM предполагает передачу цифрового сигнала в канале, совмещенном с каналом аналогового радиовещания (режим Simulcast). Это должно способствовать безболезненному переходу от аналогового вещания к цифровому. Поэтому, по мнению ряда ведущих специалистов отрасли, перспективы совершенствования услуги радиовещания в нашей стране следует связывать с технологией, реализуемой на основе стандарта ИЯМ [24,88,103,108].

В настоящее время активно дискутируется программа внедрения цифрового телерадиовещания. По нашему мнению переход к массовому цифровому вещанию необходимо начинать с цифрового радиовещания стандарта ОЯМ, позволяющего охватить высококачественным цифровым звуковым вещанием сразу целые регионы. При этом начинать массовое внедрение цифрового наземного вещания следует не с мегаполисов, а с малонаселенной сельской местности, где проводное вещание практически исчезло и наблюдается дефицит информации. Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка метода модернизации глобальной сети распределения программ радиовещания на базе современных цифровых форматов, предполагающая расширение номенклатуры и качества услуг за счет внедрения цифровых форматов вещания. Для выполнения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Проведен анализ существующих сетей распределения программ радиовещания.

2. Разработана модель сети распределения программ радиовещания на базе современных форматов.

3. Разработан метод перехода от аналогового к цифровому вещанию с совместным использованием аналоговых и цифровых форматов во время переходного периода.

4. Разработаны рекомендации для распределения радиовещательного сигнала, передаваемого по сетям, созданным на базе современных форматов. Методы исследования

При решении поставленных задач использовались методы теории радиотехнических цепей и сигналов, электродинамики, вычислительной математики, линейной алгебры, компьютерного и математического моделирования, интегральное и дифференциальное исчисление.

Основные вопросы, являющиеся предметом исследования:

1. Сравнительный анализ технологий радиовещания и анализ востребованности услуги коротковолнового вещания с целью доказательства целесообразности использования ВЧ диапазона для организации радиовещания в формате DRM на территории Российской Федерации.

2. Выбор системы радиовещания и конкретных цифровых технологий вещания для модернизации системы радиовещания России с целью покрытия всей территории страны высококачественным многопрограммным вещанием.

3. Анализ требований к каналу совместной передачи цифровой и аналоговой информации при вещании в формате DRM/simulcast (AM + цифровой сигнал и ЧМ + цифровой сигнал).

4. Исследование возможности и оценка выигрыша от использования одночастотной сети при вещании в формате DRM в ВЧ диапазоне.

5. Сравнительная оценка эффективности использования тестовых сигналов ITU-R и метода комплексного статистического оценивания для объективной оценки качества звукового сигнала в цифровом радиовещании На защиту выносятся:

1. Модель построения системы радиовещания для России с использованием совокупности трех цифровых технологий: вещания в формате DRM в СЧ+ВЧ диапазонах, вещания в альтернативных форматах: один из вариантов наземной системы ЦРВ и/или наземный сегмент наземно-спутниковой системы ЦРВ, а также непосредственного (спутникового) вещания.

2. Метод перехода от аналогового к цифровому вещанию с совместным использованием аналоговых и цифровых форматов (режим simulcast) во время переходного периода. Условием применимости этого режима является выполнение требований к величине защитных отношений в полосе совместной передачи аналогового и цифрового сигналов.

3. Модель одночастотной сети, построенной объединением нескольких передатчиков, обслуживающих одну и ту же зону для надежной передачи звуковой программы на большие расстояния в ВЧ диапазоне. При этом возможен выигрыш в суммарной мощности радиопередатчиков, объединенных в одночастотную сеть, достигающий приблизительно 8 дБ при сдвоенном излучении и 10 дБ — при строенном.

4. Метод комплексного статистического оценивания объективной оценки качества сигналов в цифровом радиовещании. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Эффективное использование ВЧ диапазона волн для организации цифрового радиовещания в формате DRM на территории Российской Федерации.

2. Осуществлен аргументированный выбор системы радиовещания и конкретных цифровых технологий вещания для модернизации системы радиовещания России, позволяющий достигнуть равномерного покрытия всей территории страны высококачественным многопрограммным вещанием.

3. Определены условия эффективного применения радиопередающего оборудования стандарта DRM в режиме совместной передачи звуковых программ в одном канале в аналоговом и цифровом форматах (режим simulcast).

4. Получена теоретическая оценка максимального сетевого усиления (выигрыша) в одночастотной сети DRM в ВЧ диапазоне, подтвержденная моделированием с помощью специализированной компьютерной программы.

5. Разработаны рекомендации по оценке качества сигналов в цифровом радиовещании на основе метода комплексного статистического оценивания с использованием программных и аппаратных средств. Практическая значимость диссертации состоит в том, что разработана эффективная методика передачи цифровых каналов в условиях сильных помех и более рациональное использование радиочастотного ресурса. Реализация и внедрение результатов работы

Основные результаты работы внедрены и нашли практическое применение в процессе разработки, проектирования и монтажа систем распределения программ радиовещания ФГУ РГРК «Голос России», ЗАО «ТРК «Эфир», ФГУП ГЦУРС, ФГУП «Космическая Связь».

Апробация работы

Основные теоретические и практические научные результаты, полученные в диссертации, докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Москва 2008, 2009, 2010. Публикации

По теме работы опубликовано 9 научных трудов, в том числе 4 статьи в ведущих научных журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных материалов диссертации на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук.

Структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения, содержит 154 страницы машинописного текста, 75 рисунков, 30 таблиц. Список цитируемой литературы включает 147 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнены исследования, связанные с развитием системы радиовещания на территории Российской Федерации на новом технологическом уровне, предполагающим расширение номенклатуры и качества услуг за счет внедрения цифровых форматов вещания. Внедрению радиовещания в форматах DRM и DRM+ в условиях России должно способствовать исследование ряда нерешенных проблем, связанных, прежде всего, с реализацией режима simulcast и проектированием одночастотных вещательных сетей в ВЧ диапазоне.

В работе проведен сравнительный анализ технологий радиовещания. С учетом доступности центральных программ звукового вещания на территории страны и состояния технических средств вещания в ВЧ диапазоне показана востребованность услуги коротковолнового вещания. Доказано, что оптимальным вариантом повышения качества приема и улучшения технико-экономических показателей радиовещания является использование цифровых форматов вещания. В условиях России приоритетным является внедрение формата DRM в ВЧ диапазоне.

Осуществлен аргументированный выбор системы радиовещания и конкретных цифровых технологий вещания для модернизации системы радиовещания России с целью достаточно равномерного покрытия всей территории страны высококачественным многопрограммным вещанием. Показано, что многофакторная задача выбора системы радиовещания для России должна решаться путем использования совокупности трех цифровых технологий: вещания в формате DRM в СЧ+ВЧ диапазонах, вещания в альтернативных форматах: один из вариантов наземной системы ЦРВ и/или наземный сегмент наземно-спутниковой системы ЦРВ, а также непосредственного (спутникового) вещания, выполняющего в условиях России - помимо собственно вещательной функции - функцию распределительную, обеспечивая подачу звуковых программ на сеть радиовещательных передатчиков, а также на наземные передатчики-ретрансляторы систем ЦРВ.

При внедрении вещания в формате DRM необходим переходной период, в течение которого вещание должно производиться одновременно как в цифровом, так и в аналоговом форматах (режим simulcast). Условием применимости этого режима является выполнение требований к величине защитных отношений в полосе совместной передачи аналогового и цифрового сигналов. В результате моделирования установлено, что для реализации режимов совместной передачи в ряде случае требования, предъявляемые стандартом ГОСТ Р 51742-2001 к уровню комбинационных искажений, должны быть ужесточены. При принятых в работе четырех видах полиномиальной аппроксимации АХ передатчика получены результаты, характеризующие совместную передачу сигналов DRM и AM, DRM и AM ОБП, а также DRM и ЧМ сигналов. Установлено, что в последнем случае требования к линейности тракта передачи должны быть более высокими, нежели при совмещенной передаче AM и DRM сигналов.

Проблема надежной передачи звуковой программы на большие расстояния в ВЧ диапазоне может быть решена путем объединения нескольких передатчиков для обслуживания одной и той же вещательной зоны. В одночастотной сети реализуется многокомпонентный прием, при котором в приеме участвуют не менее двух идентичных (компонентных) сигналов от передатчиков, объединенных в сеть. В предположении классической модели замираний в многолучевом канале в работе изучены характеристики суммарного сигнала при многокомпонентном приеме, получена теоретическая оценка максимального сетевого усиления, характеризующая выигрыш многокомпонентного приема относительно одиночного. Показано, что сетевой выигрыш в одночастотной сети DRM, реализованной в ВЧ диапазоне, в основном связан с выигрышем за счет компенсации быстрых (рэлеевских) замираний и может достигать приблизительно 8 дБ при сдвоенном прием и 10 дБ - при строенном.

С помощью компьютерного моделирования определены границы совместной зоны обслуживания и получена оценка сетевого выигрыша при использовании двух радиовещательных передатчиков, работающих на одной частоте в ВЧ диапазоне и удаленных от обслуживаемой зоны приблизительно на 3000 км соответственно на восток и на запад.

В работе представлены результаты эксперимента по объективной оценке качества звукового сигнала при вещании в формате ОКМ. Измерения проводились на реальной звуковой программе на канале РГРК «Голос России» в ВЧ диапазоне, в том числе с использованием тестовых сигналов, рекомендованных 1Ти~Я. Показано, что применение тестовых сигналов /777-Я не гарантирует объективную оценку качества широкополосных высококачественных звуковых сигналов. Подтверждена эффективность использования аппаратно-программного комплекса (спектроанализатора), реализующего метод комплексного статистического оценивания характеристик ряда параметров сигнала ЗВ. Сформулированы рекомендации по объективной оценке качества сигналов в цифровом радиовещании на основе использования этого метода.

1. Аболиц А.И. Системы спутниковой связи. Основы структурно-параметрической теории и эффективность. М.: ИТИС, 2004. - 426 с.

2. Андронов И.С., Финк JI.M. Передача дискретных сообщений по параллельным каналам. -М.: Сов. Радио, 1971.- 407 с.

3. Бабуров П.В., Попов О.Б., Рихтер С.Г. Анализ известного метода объективного контроля качества звуковых вещательных сигналов // МФИ-2006. Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». М., МТУ СИ, с.64-65

4. Банкет B.JL, Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи. -М.: Радио и связь, 1988. 240 с.

5. Барабашов Б. Г., Мальцева О. А. Ионосферное обеспечение однопозиционных пеленгаторов-дальномеров диапазона декаметровых волн; Москва: ФГУП НИИР 2003 г.

6. Бербиков Ю. Внедрение DRM-вещания на территории Российской Федерации // Broadcasting №8, 2003г .

7. Блох Э. Л., Попов О. В., Турин В. Я. Модели источника ошибок в канале передачи цифровой информации. М.: Связь, 1971.

8. Быховский М.А., Дотолев В.Г., Дьячков, М.Н. и др. Рекомендации по решению проблем внедрения в России новых технологий радиосвязи и вещания // Электросвязь, 2001, №3, с. 10-15.

9. Быховский М.А., Дотолев В.Г., Зубарев Ю.Б. Проблемы выделения полос частот для наземного цифрового звукового вещания в России // Электросвязь, 2000, №6, с. 18

10. Варламов О., Лаврушенков В., Козыревский Б., Калюга В.

11. Уточнение отдельных величин защитных отношений для цифрового радиовещания стандарту DRM. Результаты лабораторных и эфирных измерений // Broadcasting , 2006, №5(57) (август), с. 56-59.

12. Ватсон Ч. Неопределенность: информационное маскирование и емкость оперативной слуховой памяти. Auditory processing of complex sounds. London. 1987. 267-277, пер. C-66355.

13. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964

14. Верзунов М.В. Однополосная модуляция в радиосвязи. М.: Воениздат, 1972, 296 е.;

15. Весоловский К. Системы подвижной радиосвязи, Горячая линия -Телеком, Москва, 2006. 536 с.

16. Волков JI. Н., Немировский М.С., Шинаков Ю. С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие. — М.: Эко Трендз, 2005.-392с.

17. Герм В.Э., Н. Н. Зернов Н.Н. Моделирование коротковолновых широкополосных каналов распространения // НИИ радиофизики СпбГУ -Девятая региональная конференция по распространению радиоволн ,Санкт-Петербург, 28-30 октября 2003 г.

18. Гилки Роберт X. Сравнение спектральной и временной информации при маскировании акустических сигналов. Auditory processing of complex sounds. London. 1987, 26-35, пер. C-66334.

19. Гитлиц M.B., Зеленин А.Ю., Попов О.Б. Взаимосвязь параметров планирования сети ЦРВ // Электросвязь, 1989, N5, с. 18-20.

20. Головин О.В. Декаметровая связь-Радио и связь, 1990.- 240 с.

21. Головин О. В., Простое С. П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи / Под ред. профессора О. В. Головина. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 598 с.

22. Голыгин В.А., Ивельская М.К., Сажин В.И., Шутов П.П.

23. Голыгин В.А., Ивельская М.К., Сажин В.И., Шутов П.П.

24. Прогнозирование ионосферных условий для радиотрасс в глобальной сети — Электронная библиотека «Труды ученых ИГУ» Иркутск, 2006

25. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для ВУЗов. М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

26. Городников А. С веком наравне // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №1 (53) январь-февраль 2006, с. 31-33.

27. ГОСТ 11515-91. Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества. Методы измерения.

28. ГОСТ 13420-79. Передатчики для магистральной радиосвязи. Основные параметры, технические требования и методы измерения.

29. ГОСТ Р 51742-2001. Передатчики радиовещательные стационарные с амплитудной модуляцией диапазонов низких, средних и высоких частот. Основные параметры, технические требования и методы измерения.

30. ГОСТ Р 50757-95. Сигналы передач звукового вещания государственных и независимых телерадиокомпаний, передаваемые на вход трактов первичного распределения. Основные параметры. Методы измерений.

31. Данилов Б.С., Штейнбок М.Г. Однополосная передача цифровых сигналов. М.: Связь, 1974. — 136 с.

32. Дворецкий И.М., Дриацкий И.Н. Цифровая передача сигналов звукового вещания. М.: Радио и связь, 1987. — 192 с.

33. Долуханов М.П. Флуктуационные процессы при распространении радиоволн. — М.: Связь, 1971. 183 с.

34. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. М., «Связь», 1972. -335 с.

35. Донцова Г.А. Исследование и разработка методов анализа и обработки сигнала звукового вещания с использованием комплексного представления. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, МТУ СИ, 2001.

36. Донцова Г.А., Мишенков C.JL, Попов О.Б., Рихтер С.Г. Сжимать звуковой сигнал вредно, но очень хочется! (Вопросы объективной оценки искажений в каналах с эффективным сжатием звукового сигнала) //

37. BROADCASTING. Телевидение и радиовещание, N4 (16) июнь-июль 2001, с. 68-74.

38. Жильцов А.У., Новосельцева Г.В., Симонов А.Г., Чернов Ю.А., идр. Исследование зоны обслуживания зенитной антенной// Электросвязь, 1977, N5, с. 42-48.64.

39. Жолквер-Краснопольская В. DRM-формат на российском радиопространстве // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №6 октябрь 2006, с. 22-26.

40. Заездный A.M. Основы расчетов по статистической радиотехнике. М.: «Связь», 1969, 447 стр.

41. Загидуллин Р. Ш., Карутин С. Н., Стешенко В. Б. System View. Системотехническое моделирование устройств обработки сигналов. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 296 с.

42. Заключительные акты общеевропейского собрания по планированию наземных радиовещательных служб, г. Висбаден 1995 г. (СЕРТ Final Acts Wiesbaden July 1995)

43. Звуковое вещание / А.В.Выходец и др.; под ред. Ю.А. Ковалгина: Справочник. М.: Радио и связь, 1993. - 464 с.

44. Зелевич Е.П. Прогресс цифрового радиовещания в НЧ, СЧ и ВЧ диапазонах // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. №2 март 1999, с. 18 -22.

45. Зелевич Е., Мамаев Н. Состояние и перспективы развития радиовещания в России в начале XXI века // Звукорежиссер, 2001, №5, с. 70 -73.

46. Зелевич Е.П., Мишенков СЛ., Павлюк В.В. Вопросы реализации комбинированной системы цифрового радиовещания // 2-ая Международная конференция "Спутниковая связь".- Москва, 23-27 сентября 1996 г. Тезисы докладов, с. 67-68.

47. Зенгер Петер. Стандарт DRM: особенности, возможности, преимущества // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №6 октябрь 2006, с. 18-22.

48. Зиновьев А.Л., Филлипов Л.И. Введение в теорию сигналов и цепей. Учебное пособие для радиотехнических специальностей ВУЗов. — М.: Высшая школа, 1989. — 280 с.

49. Златин И.Л. System View 6.0 (System VuerM) системное проектирование радиоэлектронных устройств. — М.: Горячая линия — Телеком, 2006. - 424 с.

50. Зубарев Ю.Б., Севальнев Л.А. Передача информации в совмещённой полосе частот. М.: Радио и связь, 1986.

51. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. — М.: Связь, 1972.-360 с.

52. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов. — М.: Радио и связь, 1986. 304 с.

53. Иванчин А.А., Никитин А.Ю. О влиянии соединительной линии на эффективность аудиопроцессорной обработки звуковых вещательных сигналов // Технологии ЭМС, 2010, №2 с. 16-21

54. Иванчин А.А., Никитин А.Ю. Система радиовещания: унификация подхода к использованию частотных ресурсов различных // Технологии ЭМС, 2010, №2 с. 21-25

55. Иванчин А.Н., Литвин С.А., Попов О.Б., Рихтер С.Г.

56. Эффективность обработки сигналов звукового вещания / Электросвязь, 2002, №6, с.7-10.

57. Иванчин А.Н., Рихтер С.Г. Система радиовещания: необходимое развитие структуры // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №4 (27) июнь-июль 2007, с. 60-64.

58. Иванчин А.Н., Рихтер С.Г. О выборе системы радиовещания для России // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №4 (27) август 2007, с. 60-64.

59. Исследование заметиости искажений в радиовещательных каналах / Под ред. И. Е. Горона. М.: Связьиздат, 1959. - 121 с.

60. Калинин А.И., Черенкова E.JI. Распространение радиоволн и работа радиолиний. М.: Связь, 1971.- 437 с.

61. Кантор Л.Я., Дорофеев В.М. Помехоустойчивость приема ЧМ сигналов. М.: Связь, 1977. - 335 е.;

62. Караваев И.В., Рихтер С.Г. Сравнение вариантов сетей цифрового радиовещания. Международный форум информатизации (МФИ-2002). Конференция "Телекоммуникационные и вычислительные системы". М.:МТУСИ,2002.- Труды конференции, с.74-76.

63. Кацнельсон JI.H. Система цифрового радиовещания DRM: Учеб. Пособие / СПбГУТ. СПб, 2003. 43 с.

64. Кидд Дж. Слуховое распознавание сложных сигналов: влияние амплитудного разброса составляющих на распознаваемость формы спектра. Auditory processing of complex sounds. London.1987. 16-25, пер. 66333.

65. Кловский Д. Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. М.: Радио и связь, 1982.

66. Козлов А., Пестряков А., Фень С. Системы непосредственного спутникового цифрового радиовещания // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, N5 (25) август 2002, с.56-57.

67. Козюренко Ю.И. Высококачественное звуковоспроизведение. М.: Радио и связь, 1993. — 144 с.

68. Комаров С.Н., Николаев В.Н. О концепции внедрения цифрового наземного радиовещания в России // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, N5 (25) август 2006, с.56-57.

69. Комарович В.Ф. Вероятность приема дискретной информации в условиях случайных радиопомех // Радиотехника и электроника, 1972, №9, с.1846-1850.

70. Комарович В. Ф., Сосунов В. Н. Случайные радиопомехи и надежность KB связи. М.: Связь, 1977. 136 с.

71. Коничев В., Пасму ров А. Опытная зона цифрового звукового вещания // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, № 2004 , с. 40-42.

72. Коноплева Е.Н. О расчете надежности радиосвязи на коротких волнах // Электросвязь, 1967, №11, с. 3-8.

73. Коноплева Е.Н. Надежность связи и необходимые отношения сигнал/помеха в KB радиосвязи с учетом моделей распространения радиоволн // Труды НИИР, 1974, №2, с. 124-126.

74. Коноплева Е.Н., Хмельницкий Е.А. Возможные состояния KB каналов связи по условиям распространения радиоволн // Электросвязь, 1970, №12, с. 1924; 1972, №1, с. 33-38.

75. Концепция развития связи в Российской Федерации / Булгак В.Б., Варакин JI.E., Ивашкевич Ю.К. и др.;под ред. Булгака В.Б., Варакина JT.E. — М.: Радио и связь, 1995.

76. Разработка концепции внедрения DRM радиовещания в Российской Федерации ФГУП О Т Ч Ё Т по научно-исследовательской работе «Научно-производственный центр радиосвязи, радиовещания и телевидения» "Даймонд" Санкт-Петербург, 2006, с. 144

77. Крохин Ю. Залп в зенит // ТелеЦЕНТР, 2006, №5(19), октябрь-ноябрь, стр. 39-40;

78. Лаврушенков В., Варламов О. Критерии качества передающего устройства для стандарта DRM и измерительное оборудование // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №2004, с.44-48.

79. Ли У.К. Техника подвижных систем связи: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985.-392 с.

80. Литвин С.А., Мишенков СЛ., Попов О.Б., Рихтер С.Г. Кто в эфире всех милее? («Статистические портреты» ряда известных радиостанций) // BROADCASTING. Телевидение и радиовещание, №2 (22) март 2002, с. 59-63 и № 3 (23) апрель-май 2002, с. 59-61.

81. Лукинов В. , Кучеров С. Синхронизация одночастотных сетей цифрового телевидения BROADCASTING, №7(43) ноябрь 2004, стр. 62-64

82. Марпл-мл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. -М.: Мир? 1990. 584 с.

83. Мишенков С.Л. О нормировании показателей качества каналов звукового вещания // Электросвязь, 1987, N7, с. 10-12.

84. МККР. Документы XI Пленарной Ассамблеи. Осло, 1966. т.З. М.: Связь, 1969.

85. МСЭ. Рекомендации МСЭ-Р. Радиовещательная служба (звуковая). Выпуск 1995 Серия BS. (Рек. МСЭ-Р BS.1196 "Кодирование звука в наземном цифровом ТВ вещании")

86. МСЭ. Рекомендации МСЭ-Р. Радиовещательная служба (звуковая). Выпуск 1995 Серия BS. (Рек. МСЭ-Р BS.412-7 "Стандарты планирования для ЧМ звукового радиовещания в диапазоне ОВЧ")

87. МСЭ. Рекомендации МСЭ-Р. Радиовещательная служба (звуковая). Выпуск 1995 Серия BS. (Рек. МСЭ-Р BS.1114-1 "Система наземного цифрового звукового радиовещания на автомобильные, переносные и стационарные приемники в диапазоне частот 30-3000 МГц")

88. МСЭ. Рекомендации МСЭ-R. Радиовещательная служба (звуковая). Выпуск 1997 Серия ВО. (Рек. МСЭ-R ВО. 712-1 "Стандарты передачи высококачественного звука/данных для радиовещательной спутниковой службы в диапазоне 12 ГГц")

89. Николаев Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным каналам с памятью. М.: Радио и связь, 1988. — 264 с.

90. ОСТ 4.202.003-84. Методы экспертной оценки качества звучания. -М.: Стандарты, 1984.

91. Петров Е. Одночастотные сети цифрового эфирного вещания-преимущества и особенности построения ч. 1 -BROADCASTING, №2(54) март-апрель 2006, с. 36-37; ч. 2 -BROADCASTING, №3(55) май 2006, с. 34-35.

92. Попов О.Б., Рихтер С.Г. Цифровая обработка сигналов в трактах звукового вещания. Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия -Телеком, 2007. -341 с.

93. Попов О.Б., Рихтер С.Г. Использование дискретного преобразования Гильберта в трактах звукового вещания. Международный форум информатизации (МФИ-97). Конференция "Телекоммуникационные и вычислительные системы связи". М.,1997.- Тезисы докладов, с.87-89.

94. Попов О.Б., Рихтер С.Г. О возможных подходах к измерению качества передачи в адаптивных вещательных каналах // Метрология и измерительная техника в связи, 1998, N5, с. 24-27.

95. Попов О.Б., Рихтер С.Г. О методике оценки качества передачи вещательного сигнала при проведении опытного радиовещания в формате DRM // МФИ-2006. Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». — М., МТУСИ, с.88-90

96. Попов О.Б., Рихтер С.Г., Хрянин Е.А. Вопросы объективизации измерений параметров качества звуковых вещательных сигналов // Метрология и измерительная техника в связи, 2003, № 2(32), с. 27-29.

97. Попов О.Б., Рихтер С.Г., Хрянин Е.А. Качество каналов звукового вещания: всегда и всех ли оно устраивает? // Broadcasting. Телевидение ирадиовещание, №7(35) ноябрь 2003, с. 68 71

98. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Кловского. -М.: Радио и связь. 2000. 800 с.

99. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов / Под ред. Ю.А. Ковалгина. М.: Радио и связь, 1998. - 792 с.

100. Разевиг В.Д., Лаврентьев Г., Златин И.Л. SystemView средство системного проектирования радиоэлектронных устройств. - М.: Горячая линия — Телеком, 2002. — 352 с.

101. Разработка концептуальных подходов по модернизации существующей системы НЧ, СЧ и ВЧ- вещания на основе перехода на цифровые технологии/ / Отчет, Шифр «ЦРВ»Э Т А П 1 Минсвязи РФ. ФГУП НИИР.- Москва, 2003

102. Регламент радиосвязи Российской Федерации. Вып.1. Утв.

103. Госкомиссией по радиочастотам, М.: 1999.

104. Рихтер С. Г. Цифровое радиовещание. — М.: Горячая линия Телеком, 2004. - 352 с.

105. Рихтер С.Г., Ерохин С.Д., Короткое В.В. Системы цифрового радиовещания: классификация и возможная перспектива совершенствования // Broadcasting. Телевидение и радиовещание: №5 (33) август 2003, с. 65-68; №6 (34) сентябрь-октябрь 2003, с. 68-71.

106. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ / Под ред. У.К. Джейкса. Пер. с англ. М.: Связь, 1979. - 520 с.

107. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник / М.Г.Локшин и др. М.: Радио и связь, 1988. - 144 с.

108. Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е изд.: Пер. с англ. М.: Издат. дом «Вильяме», 2003.- 1104 с.

109. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ. М.: Связь, 1979.

110. Спутниковое радиовещание. Генеральная ассамблея организации Объединенных Наций. Комитет по использованию космического пространствав мирных целях. Записка секретариата. Document А/АС. 105/591/9 December 1994, 26 р.

111. Спутниковая связь и вещание: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1997. - 528 с.

112. Городников А.С. О перспективах использования для вещания диапазона частот ниже 30 МГц // МФИ-2006. Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». — М., МТУ СИ, с.88-90

113. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В.Г. Лазарев, В.Н. Рогинский и др. М.: Радио и связь, 1983.

114. Теория электрической связи: Учебник для вузов / А.Г. Зюко и др.; Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 1999. - 432 с.

115. Технические основы для планирования сетей служб наземного цифрового звукового радиовещания (T-DAB) и совместимость с существующими радиовещательными службами. Европейский союз радиовещания. 1997 г.

116. Титов А., Рихтер С. Цифровое радиовещание в России как сделать и для кого? // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №7 (19) ноябрь 2001, с. 66-69.

117. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ./ Под ред. В.И. Журавлева. М.: Радио и связь, 2000. - 520 с.

118. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970.-727 с.

119. Фокин Н., Третьяк С. Измерения и испытания в системе цифрового радиовещания в диапазонах ДВ, СВ и KB // // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №2 (—) март 2004, с. 60-63.

120. Хазан В. Л., Зенков А. Н. Математическая модель дискретного каналасвязи декаметрового диапазона радиоволн // Техника средств связи. Сер. ТРС. 1991. Вып. 9.

121. Хлебников В. Телерадиосеть: модернизация либо деградация // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №4 (24) июнь-июль 2002, с. 8-14 и №5 (25) август 2002, с. 20-24.

122. Хмельницкий Е.А. Оценка реальной помехозащищенности приема сигналов в КВ-диапазоне. — М.: Связь, 1975. — 232 с.

123. ПО.Хэррис Дж. Ф. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье // ТИИЭР, 1978, т.66, №1, с. 6096.

124. Ш.Цвикер Э. Фельдкеллер Р. Ухо как приемник информации. М.: Связь, 1971.-256 с.

125. Черенкова E.JL, Чернышев О.В. Распространение радиоволн. — М.: Радио и связь, 1984.- 271 с.

126. Чернов Ю.А. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы — М.: Связь, 1971.

127. Шайдуров A. DRM в России: результаты экспериментального вещания // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №6 (42) 2004, с. 62-65.

128. Шехтман Л.И. Системы телекоммуникаций — М.: Радио и связь, 1998.

129. Пб.Шлюпкин А. С. Исследование эффективности применениямеждународной модели ионосферы IRI-2001 для прогнозирования характеристик ВЧ радиосвязи автореферат дисс. к.т.н. // Ростов-на Дону: РГУ, 2006.

130. Шушкевич А., Хмелюк Ю. DRM совершенствуется // Broadcasting. Телевидение и радиовещание, №5(57) август 2006, с. 30-32

131. Advanced digital techniques for UHF satellite sound broadcasting. EBU, WARC -ORB(2). Conf.: Geneva, Septembre, 1988, p. 99.

132. Alard M., Lassalle R. Principles of modulation and channel coding for digital broadcasting for mobile receivers. EBU Collected Papers on concepts for sound broadcasting into the 21st century, 1988. August, pp. 47 69.

133. CCIR Rec. 562-3, vol. X (1990): Subjective assessment of sound quality.

134. Chaplin J., Fromn H.Y., Rosetti С. Спутниковое вещание непосредственно на портативные и подвижные радиоприемники // Telecommunication Journal, 1985, vol. 52, No. 1, pp. 16-21.

135. Colomes, C., Lever, M., Rault, J. В., Dehery, Y. F. A perceptual model applied to audio bit-rate reduction. J. Audio Eng. Soc., 1995, April, Vol. 43, p. 233240.

136. Dehery Y.-F., Lever M., Rault J.-B. Une norme de codage sonore de haute qualite pour la diffusion, les telecommunications et les systemes multimedias // L'echo des Recherches, 1993, №151, pp. 17 28.

137. Digital Satellite Radio (DSR): Sound Broadcasting via Satellite. Specification for the Transmission Method. Technischerichtlinien ARD/ZDF. No.3Rl, Ausgabe 3, November 1989.

138. DSB Handbook. Terrestrial and satellite digital sound broadcasting to vehicular, portable and fixed receivers in the VHF/UHF bands. ITU: Radiocommunication Bureau, Geneva, 2002, p. 826

139. European Telecommunication Standard ETSI EN 300401. Radio broadcast systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers. Second Edition (May 1997), p. 226.

140. European Telecommunication Standard ETSI ES 201 980 V2.2.1 Digital Radio Mondiale (DRM); System Specification (2005-10).

141. IS(MEC 11172-3. International Organization for Standardization, 1993, p. 152. // Европейский стандарт, определяющий стандарт для передачи звуковой информации в формате MPEG Аудио с типовыми цифровыми скоростями от 64 до 192 кбит/с на монопрограмму.

142. ITU-R Rec. BS.1615. Planning parameters for digital sound broadcasting at frequencies below 30 MHz;

143. ITU-R Doc. 6E/403-E. Digital Radio Mondiale (DRM): MW Simulcast tests in Mexico D.F, 10 august 2006;

144. ITU-R Rec. BS.1387-1. Method for objective measurements of perceived audio quality, 1998-2001.

145. ITU-T Rec. P.800. Methods for subjective determination of transmission quality, 1996.

146. ITU-R Rec. BS.1116-1. Methods for the Subjective Assessment of small Impairments in Audio Systems including Multichannel Sound Systems, 1997.

147. Kazamernik F. EBU approaches to satellite sound broadcasting for WARC-92 // Telecomm. Journal vol. 58 - IX/1991, pp. 577 - 589.

148. Penneroux M.R. DRM Marketing Roll out plan // DRM Symposium. Tokio, December, 13 - 14, 2000.

149. Question ITU-R 223/10. "Planning parameters" for digital sound broadcasting at frequencies below 30 MHz. 25.09.2002. DOC. 6/324.

150. Schulze H., Luders Ch. Theory and applications of OFDM and CDMA : wideband wireless communications. John Wiley & Sons Ltd, London, 2005

151. SheIsweIl P. The COFDM modulation system: the heart of digital audio broadcasting // Electron, and Commun. Eng. J. 1995. -7. №3, pp. 127-136.

152. Stott J.H. The howand why of COFDM // EBU Technical Review Winter 1998, pp. 1-14.