DAB y DAB+: Radio Digital y su Evolución

DAB y DAB+

• DAB y DAB+ no forman parte de la familia de estándares DVB.
• Ambos estándares nacieron del proyecto Eureka 147.
• DAB es el estándar de transmisión de radio en formato digital.

Evolución Histórica de la Radio

• AM (535 kHz a 1.705 kHz): 500 m a 175 m.
• OC (3 MHz a 30 MHz): 90 m a 10 m.
• FM (88 MHz a 108 MHz): 3,4 m a 2,7 m.
• DAB+ (174 MHz a 240 MHz): 1,72 m a 1,24 m.
• Existe un aumento de frecuencia y longitud de onda en la evolución de la radio a través del tiempo.

Ventajas del DAB y DAB+

• Ofrecen calidad de sonido mejorada.
• Proporcionan eficiencia espectral.
• Permiten servicios adicionales.
• Ofrecen recepción más estable.
• Reducen el consumo de electricidad.
• Habilitan la conmutación entre emisoras.

Plan Técnico de la Radio Digital

• Se requiere un plan técnico y un estándar para el desarrollo y el despliegue de la nueva tecnología DAB en España.
• El plan técnico es un documento regulatorio que establece las bases y parámetros para la implementación y desarrollo de la radiodifusión sonora digital terrestre a través del sistema DAB.

Plan Técnico en España

• El Plan Técnico Nacional de la Radiodifusión Sonora Digital Terrestre (DAB) se aprobó inicialmente mediante el Real Decreto 1287/1999, de 23 de julio de 1999.
• El plan ha tenido modificaciones importantes a lo largo del tiempo, incluyendo una actualización en 2011 mediante el Real Decreto 802/2011 y otra modificación en 2014 con el Real Decreto 765/2014.

Componentes de un Plan Técnico

• Asignación de frecuencias y bandas del espectro para la radio digital.
• Cronograma de despliegue e instalación.
• Estándar de compresión y transmisión a utilizar.
• División territorial en zonas de cobertura: Nacional, Regional, y Local.
• Requisitos técnicos de los operadores.
• Características técnicas de las estaciones emisoras.
• Parámetros de calidad del servicio.

Modos de Transmisión DAB

• Modo I: Utilizado para bandas VHF, redes grandes (distancias hasta 96 km).
• Modo II: Utilizado para bandas L, redes locales/regionales.
• Modo III: Utilizado para transmisiones por satélite y cable.
• Modo IV: Utilizado para bandas L, cobertura extendida.

Características Técnicas de los Modos de Transmisión

• Modo de Transmisión I: Diseñado para cobertura en grandes áreas con fuertes ecos; uso exclusivo en transmisiones VHF; estructura de trama de 96 ms.
• Modo de Transmisión II: Adecuado para áreas montañosas con ecos; diseñado para banda L a 1,5 GHz; estructura de trama de 24 ms.
• Modo de Transmisión III: Diseñado para satélite y coberturas terrestres sin grandes ecos; estructura de trama de 24 ms.
• Modo de Transmisión IV: Parámetros técnicos entre los modos I y II; cobertura para Canadá; estructura de trama de 48 ms.

Tabla de Datos Técnicos de los Modos de Transmisión

• TM I: 1536 portadoras, 1kHz, Ts de 1246 μs, Δ de 246 μs, Frec. Max de 375 MHz.
• TM II: 384 portadoras, 4kHz, Ts de 312 μs, Δ de 62 μs, Frec. Max de 1.5 GHz.
• TM III: 192 portadoras, 8kHz, Ts de 156 μs, Δ de 31 μs, Frec. Max de 3.0 GHz.
• TM IV: 768 portadoras, 2kHz, Ts de 623 μs, Δ de 123 μs, Frec. Max de 750 MHz.
• Duración del símbolo e intervalo de guarda son consideraciones importantes.
• La frecuencia máxima debe utilizarse para evitar el efecto Doppler.

Espectro de Frecuencias DAB

• Banda de frecuencias: Principalmente Banda III VHF (195-223 MHz).
• Canalización: Bloques de 1,536 MHz de ancho de banda.
• Designación de bloques: 8A a 11D en Banda III.

Canales y Frecuencias en el Plan Técnico

• Serie de canales y sus correspondientes frecuencias en MHz, desde 5A (174.928 MHz) hasta 13F (239.200 MHz).

Sistema de Transmisión DAB

• Modulación: COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
• Número de portadoras: 1.536 en Modo I (usado para redes nacionales/regionales).
• Intervalo de guarda: 246 μs en Modo I (para redes de frecuencia única).
• Codificación: Código convolucional con tasa variable.
• Entrelazado: Temporal y frecuencial para protección contra errores.

Nº Símbolos/s

Nº Símbolos totales = 77 * (1/96 ms) = 802,083 símbolos/s

 Nº Símbolos sincronización (SC) = 2 * (1/96 ms) = 20,83 símbolos/s

 Nº Símbolos información (FIC) = 3 * (1/96 ms) = 31,25 símbolos/s

 Nº Símbolos datos (MSC) = 72 * (1/96 ms) = 750 símbolos/s

• Nº de símbolos cada 96ms: 2(SC) + 3(FIC) + 72(MSC) = 77 símbolos
• En cada segundo hay: 77 símbolos * 1/96ms = 802,08 símbolos

Datos FIC

• 3 * 1536 portadoras * 2bits * 1/3 = 3.072 bits/trama
• 3.072 bits * 1/96ms = 32.000 bit/s

Datos MSC

• 72 * 1536 portadoras * 2bits = 221.184 bits/trama
• 221.184 bits * 1/96ms = 2.304.000 bits

BIT RATE ÚTIL

• FIC 32.000 bit
• MSC 2.304.000 bits

Protección Desigual UEP

• Tabla que muestra la asignación de Unidades de Código (CUs) para diferentes niveles de protección y bitrates.
• Los bitrates varían de 32 kbps a 384 kbps, con asignaciones de CUs específicas para cada nivel (PL1 a PL5).

Protección Igual EEP

• Los niveles de protección A se utilizan para bitrates que son múltiplos de 8 kbps.

Codificación de Audio DAB

Clásico: MPEG Audio Layer II (MP2)

DAB+: HE-AAC v2 (mayor eficiencia)

Tasa de bits: Variable, típicamente 64-192 kbps por servicio

Estructura del Multiplex DAB

• Capacidad total: Aproximadamente 1,5 Mbps por múltiplex.
• Servicios de audio: 6-15 servicios por múltiplex, dependiendo de la calidad.
• FIC (Fast Information Channel): Información de configuración y servicio.
• MSC (Main Service Channel): Datos de audio y servicios.

Estructura de una trama DAB

• SC: Canal de sincronización para sincronizar la trama y control automático de frecuencia.
• FIC: Canal de información rápida con configuración del multiplex y servicio de datos.
• MSC: Canal de transporte de componentes del servicio de datos.

Servicios de Datos

• PAD (Programme Associated Data): Texto, imágenes asociadas al programa.
• NPAD (Non-Programme Associated Data): Servicios independientes.
• MOT (Multimedia Object Transfer): Transmisión de imágenes/contenidos.
• TPEG/TMC: Información de tráfico y viajes.

Red de Frecuencia Única (SFN)

• Sincronización temporal: GPS o sistemas similares.
• Distancia máxima entre transmisores: ~90 km en Modo I.

Cabecera DAB+

• Audio Datos Codificador AAC EDI TX Multiplexor Filtro VH 174.928 MHz – 239.200 MHz

(Ensemble Transport Interface - ETI)

• Es la señal de salida del multiplexor que ataca al modulador

(Encapsulated DAB Interface - EDI)