DAB

Nell’ormai lontano 1987 la Comunita’ europea promosse una serie di iniziative di ricerca tecnologica nell’ambito del progetto Eureka. Tra queste vi fu la fondazione del consorzio Eureka 147, un gruppo formato da istituti di ricerca, enti radiofonici e produttori di dispositivi di elettronica di consumo. Scopo del progetto era quello di sviluppare un sistema di trasmissione radiofonica digitale, in grado di garantire una ricezione audio di alta qualita’ e priva di interferenze, corredata da comunicazioni multimediali e di dati e con un uso efficiente dello spettro elettromagnetico. 11 risultato di queste ricerche e’ stato il Dab (Digital Audio Broadcasting), uno standard approvato dall’ente Etsi [European Telecommunications Standard Institute] nel 1997. I vantaggi della tecnologia digitale, che solo ora sembra affacciarsi anche in Italia a livello commerciale, sono innumerevoli e riguardano sia gli utenti finali sia le emittenti e gli organi che governano le licenze in ambito di telecomunicazioni.
In primo luogo il Dab e’ in grado di veicolare audio digitale a una qualita’ elevata, paragonabile a quella dei Cd musicali, e priva di disturbi, risultando al contempo piu’ resistente rispetto al vecchio sistema analogico a fenomeni di interferenza dovuti a ostacoli, echi e perturbazioni meteorologiche. Le specifiche non hanno limitazioni sulla struttura della rete di trasmissione: il Dab puo’ essere una forma di comunicazione sia satellitare che terrestre; inoltre una trasmissione Dab puo’ essere ricevuta da dispositivi sia fissi che mobili e puo’ operare su qualsiasi frequenza dai 30 MHz ai 3 GHz. Il sistema Dab entra nel mercato con le caratteristiche necessarie a imporsi nell’era della multimedialita’ e dell’integrazione di varie forme di comunicazione. In questo senso le specifiche consentono di fornire una serie di servizi aggiuntivi, sulla falsa riga (ma di livello nettamente superiore) a quelle introdotte dal sistema Rds nelle radio analogiche. Tra le possibili applicazioni vi sono l’integrazione con il sistema Gps per l’aggiornamento in tempo reale su traffico e itinerari, informazioni e testi dei brani musicali programmati, avvisi sulla programmazione e segnalazioni di sincronizzazione.
Il protocollo Mot (Multimedia Object Transfert) e’ poi specificatamente pensato per il trasferimento di qualsiasi tipo di formato multimediale, immagini, filmati o altro, con una banda massima di 1,8 Mbps. ;
II Dab sfrutta poi in modo efficiente | lo spettro elettromagnetico, riunendo ‘ in un unico flusso digitale piu’ trasmissioni alla medesima frequenza e facendo uso della tecnica di diffusione isofrequenziale, che consente di ricevere da diversi trasmettitori la medesima stazione radio a una frequenza prefissata e invariata. Per quanto riguarda il nostro continente, l’Itu (International Telecommunication Union) e la Commissione europea dal 1996 hanno assegnato al sistema Dab 73 blocchi di frequenza, suddivisi in tre bande dello spettro radio: 12 blocchi fanno parte della banda VHF II (87-108 MHz), 38 della VHF 111 (174-240 MHz) e i rimanenti 23 nella banda L (1,452 GHz-1,492 GHz).
LA TECNOLOGIA DAB
Un singolo flusso Dab trasporta un i segnale multiplato contenente diverse trasmissioni digitali, comprendenti audio, dati relativi ai singoli programmi e ulteriori servizi aggiuntivi. Nel complesso un segnale Dab occupa una banda di 1,536 MHz cd e’ in grado di veicolare un transfer rate di circa 1,5 Mbps. Per quanto riguarda la componente audio, il Dab utilizza un metodo di codifica che segue gli standard Mpeg 1 e 2 audio a livello layer 2. Si tratta di un sistema di compressione analogo a quello utilizzato dal formati Mp3 e in grado di ridurre la banda necessaria alla trasmissione fino a un dodicesimo, con una perdita di qualita’ stimabile in circa il 5%, rispetto a formati non compressi. Le tecniche su cui si basano tali codifiche sono di tipo psicoacustico: l’orecchio umano e’ infatti in grado di percepire solo una parte delle informazioni sonore che gli pervengono all’interno dell’intervallo di frequenze udibili. I meccanismi Mpeg sono in grado di escludere l’informazione non percepibile in base a un’analisi sulle frequenze e sull’intensita’ delle varie componenti sonore. Inoltre possono essere sfruttate le ridondanze presenti in una trasmissione stereofonica per ridurre ulteriormente la mole di dati trasmessi (e’ ad esempio possibile trasmettere, invece dei canali sinistro e destro, le componenti R+L e R-L, con quest’ultima estremamente ridotta in caso di canali molto simili). Al flusso cosi’ prodotto sono poi applicate tecniche di compressione prettamente informatiche, che tendono a ridurre il numero di bit necessari. Le specifiche Dab supportano diversi bit Rate per le trasmissioni audio, variabili dagli 8 ai 192 Kbps, mentre le uniche frequenze di campionamento previste sono a 24 o 48 KHz. Il sistema e’ in grado di operare con flussi monofonici, stereofonici o a doppio audio (ad esempio per trasmissioni bilingue). Come detto, a ogni programma radio possono essere associate trasmissioni di dati ad esso relativo, che sono raccolte nel cosiddetto Pad (Programme Associated Date). Tipici esempi in questo senso sono il titolo e l’autore di un brano musicale, i testi del medesimo, richiami a eventi (radiofonici o meno) relativi al programma in corso, palinsesti dell’emittente e segnalazioni orarie. Il contenuto del Pad puo’ includere formati grafici oltre che testuali, con un bit rate che varia dai 667 bit al secondo ai 65 Kbps. Oltre che dal Pad, la sezione dati della trasmissione e’ composta dai General Data Services, contenenti informazioni che non riguardano una singola programmazione ma servizi generali, come possono essere notizie sul traffico, aggiornamenti utili al sistema Gps e news di vario genere. Il Dab eredita inoltre funzioni analoghe a quelle gia’ disponibili sul sistema analogico Rds, come la notifica del tipo di trasmissione in corso, la possibilita’ di sintonizzarsi automaticamente sulle informazioni sul traffico o notiziari. Da segnalare infine il supporto per l’accesso condizionato, che permette di rendere le trasmissioni comprensibili solo ai ricevitori autorizzati, attraverso tecniche di scrambling con la distribuzione di chiavi di accesso per poter usufruire del servizio codificato.
LA TECNICA DI TRASMISSIONE
II primo passo da effettuare nella trasmissione di un segnale Dab e’ la creazione di un frame audio, relativo a un singolo programma radio. Il frame e’ composto dal segnale sonoro e dal Pad: il primo e’ codificato secondo le specifiche Mpeg a partire da un flusso Pcm a 24 o 48 KHz, mentre i dati del Pad sono aggiunti al termine della trama audio. Al frame vanno poi affiancati i General Data Services, che possono presentarsi sia come flusso continuo (Stream-mode Data) sia sotto forma di pacchetti, dopo essere stati processati da un apposito multiplexer (Packet Mux Assembler). Tutte le componenti finora trattate devono poi essere sottoposte alla codifica di canale, costituita da tre fasi: lo scrambling, la codifica convoluzionale e il time interleaving. Lo scrambling consiste nel riarrangiamento dei dati per aumentare la sicurezza o l’efficienza della trasmissione. In questo caso lo scrambling avviene a due livelli: il primo necessario a garantire l’accesso condizionale alle trasmissioni, il secondo (Energy Dispersal Scrambling) aggiunge una sequenza di bit pseudo-casuale per ottimizzare la forma dello spettro di potenza del segnale ai fini di una migliore amplificazione. La codifica convoluzionale applica una ridondanza ai dati trasmessi in modo da facilitare l’individuazione e la correzione degli errori di trasmissione; nel caso del segnale audio, vi sono componenti meno sensibili agli errori di altre, e questo consente di applicare una tecnica di protezione differenziata, che aggiunge ridondanza maggiore dove necessario. Il time interleaving infine prepara le varie componenti alla multiplazione successiva, organizzando la trama temporale.