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デジタルオーディオ放送（DAB）は、世界中の多くの国でデジタルオーディオラジオサービスを放送するためのデジタルラジオ 規格であり、 WorldDAB組織によって定義、サポート、販売、促進されています。この規格はヨーロッパで主流であり、オーストラリア、アフリカ、アジアの一部でも使用されています。2022年現在、55か国がDAB放送を積極的に実行しています。[3] [4]
DABは欧州の研究プロジェクトの成果で、1995年に初めて公開され、今世紀の初めには消費者向けDAB受信機が登場した。当初は多くの国で既存のFMサービスがDABに切り替わると予想されていたが、DABの普及は予想よりもはるかに遅れている。[5] [6] [7] [8] 2023年現在[アップデート]、ノルウェーは全国的なFMラジオの廃止を実施した最初の国であり、[9] [10]今後数年間で他の国も追随する予定。[11] [12] [13]近年、DABはノルウェー、スイス、英国で最も人気のあるラジオ聴取プラットフォームとなり、[14] 2021年以降、EUで販売されるすべての新車に必須となっている。[15]
DABのオリジナルバージョンはMP2オーディオコーデックを使用していましたが、後にDAB+というアップグレード版が開発されリリースされました。DAB+はHE-AAC v2 （AAC+）オーディオコーデックを使用し、より堅牢で効率的です。DABはDAB+と前方互換性がありません。 [16]現在、世界中のDAB放送の大部分はアップグレードされたDAB+規格を使用しており、英国、ルーマニア、ブルネイ、フィリピンのみが依然としてかなりの数の従来のDAB放送を使用しています。
DABは一般にアナログ FMラジオよりもスペクトルの使用効率が高いため[17]、同じ帯域幅でより多くのラジオサービスを提供できます。放送局は、音楽用の高忠実度信号からトークラジオ用の低忠実度信号まで、任意の音質を選択できます。トークラジオ用の低忠実度信号の場合、音質はアナログFMよりも著しく劣る場合があります。高忠実度は、高いビットレートと高い伝送コストに相当します。DABは、モバイルリスニングにおけるノイズとマルチパス フェーディングに関してより堅牢ですが[18] 、DABの受信品質は信号強度が臨界しきい値を下回ると急速に低下しますが(デジタル放送では正常です)、FMの受信品質は信号の減少とともにゆっくりと低下するため、より広いエリアでより効果的なカバレッジを提供します。[要出典] DAB+は「グリーン」なプラットフォームであり、FM放送に比べて最大85パーセントのエネルギー消費を節約することができます[19]（ただし、アナログチューナーはデジタルチューナーよりも効率的であり[20]、DRM+は小規模な送信に推奨されています）。[21]
同様の地上デジタルラジオ規格としては、 HDラジオ、ISDB-Tb、DRM、関連するDMBなどがある。[22]
歴史と発展
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DAB規格は、1980年代にEureka-147と呼ばれる欧州研究プロジェクトとして開始されました。 [23] [24] DABは1981年以来、放送技術研究所（IRT）で開発が進められてきました。最初のDABデモンストレーションは1985年にジュネーブのWARC-ORBで開催され、1988年にはドイツで最初のDAB送信が行われました。その後、DABは、1986年に結成されたコンソーシアムの主導で1987年に開始された欧州連合の研究プロジェクト（EUREKA ）として開発されました。MPEG-1オーディオレイヤーII （「MP2」）コーデックは、EU147プロジェクトの一環として作成されました。DABは、直交周波数分割多重（OFDM）変調技術に基づく最初の規格であり、それ以来、現代の広帯域デジタル通信システムで最も人気のある送信方式の1つとなっています。
オーディオコーデック、変調、誤り訂正符号化方式の選択と最初の試験放送は1990年に行われました。公開デモンストレーションは1993年に英国で行われました。プロトコル仕様は1993年に完成し、 1994年にITU-R標準化団体、1995年に欧州共同体、 1997年にETSIによって採用されました。パイロット放送は1995年に開始されました。ノルウェー放送協会（NRK）は1995年6月1日に世界初のDABチャンネル（NRK Klassisk）を開始し、[25] BBCとスウェーデンラジオ（SR）は9月後半に最初の放送を開始しました[26]。ドイツでは1995年10月にバイエルンでパイロット放送が開始されました。[27]英国では、商業放送局が1999年11月に放送を開始しました。[28]
受信機のコストが高いことや受信範囲が限られていることなど、さまざまな理由から、英国とデンマークを除いて、DABの採用は当初は遅かった。英国ではDABラジオ受信機の売れ行きがよく、2005年の時点で世帯の10%がDABラジオを所有していた。[29]地元メーカーがPure Evokeなどの手頃な価格の受信機を製造したことも貢献した。[30] DABが普及しなかった国では、後年、新しいDAB+規格を使用して「再発売」する取り組みがなされた。 [31] DABは2010年代を通じて普及し始め[32]、2019年までにフランスなどの国でようやく普及した。 [33]この間、自動車へのDABの採用はますます一般的になり、2016年までに英国、ノルウェー、スイスで販売されるほとんどの車でDABが標準となった。[34]
2005年10月、世界DMBフォーラムは技術委員会に、AAC+オーディオコーデックとより強力なエラー訂正コーディングを採用するために必要な作業を行うよう指示しました。AAC+オーディオコーディング規格は、修正離散コサイン変換（MDCT）オーディオデータ圧縮アルゴリズムを使用します。[35] [36]この作業により、DAB+システムが立ち上げられました。
DAB-IPの試験は2006年にロンドンで「 BT Movio」として行われた。 [37] DAB-IPは、同じく試験中だったDVB-HやMediaFLOと競合した。 [38]
2006年までに、世界中で5億人がDAB放送の受信エリア内にいたが、この時点で受信機の販売が始まったのは英国とデンマークのみであった。 2006年には、世界中で約1,000のDAB放送局が運営されていた。[39] 2018年現在、世界中で6,800万台以上の機器が販売され、2,270以上のDABサービスが放送されている。[4]
2018年10月、WorldDAB組織は、1995年のDABの最初の立ち上げ以前から使用されていた以前のロゴに代わる、DAB（具体的にはDAB +）のまったく新しいロゴを導入しました。[40]
ダブプラス
「DAB」という用語は、通常、MP2 オーディオ コーデックを使用する特定の DAB 標準を指しますが、DAB+、DMB、DAB-IP などの DAB 関連標準のファミリ全体を指す場合もあります。
DAB規格を担当する団体WorldDABは、2006年にDAB規格の大幅なアップグレードであるDAB+を発表し、 HE-AAC v2オーディオコーデック[41] （ eAAC+としても知られる）が採用された。AAC+は修正離散コサイン変換（MDCT）アルゴリズムを使用する。[35] [36] DAB+と呼ばれるこの新しい規格では、MPEGサラウンドオーディオフォーマットと、リード・ソロモン符号というより強力な誤り訂正符号も採用されている。DAB+は、欧州電気通信標準化機構（ETSI）TS 102 563として標準化されている。
DAB は DAB+ と上位互換性がないため、古い DAB 受信機では DAB+ 放送を受信できません。ただし、ファームウェアのアップグレード後に新しい DAB+ 規格を受信できる DAB 受信機は、2007 年 7 月には販売されていました。通常、受信機が DAB+ と互換性がある場合は、製品パッケージにその旨が記載されています。
DAB+放送は、オーストラリア、チェコ共和国、デンマーク、ドイツ、香港（現在は終了）、イタリア、マルタ、ノルウェー、ポーランド、スイス、ベルギー（2017年10月）、[42]イギリス、オランダなどのいくつかの国で開始されています。マルタは2008年10月にヨーロッパで最初にDAB+を開始した国です。南アフリカは2014年11月にバンド3のチャンネル13FでDAB+の技術パイロットを開始しました。DABが確立されている国でDAB+局が開始された場合、古いMPEG-1 Audio Layer IIオーディオ形式を使用する既存のDAB局と一緒に送信することができ、ほとんどの既存のDAB局は、大多数の受信機がDAB+をサポートするまで放送を継続すると予想されています。[43]
英国では、2014年9月からの試験期間を経て、2016年1月にDAB+が開始された。 [要出典] Ofcomは、長期的にはすべてのサービスをDAB+に移行することを意図して、DABとDAB+のサービスを混在させた新しい全国マルチプレックスに関する協議を発表した。 [44] 2016年2月、新しい全国ネットワークSound Digitalが3つのDAB+局とともに開始された。[45] 2021年8月、BBCはチャンネル諸島でDAB+の国内定期放送を開始し[46]、その後、2021年12月にカンブリアと北ランカシャーでローカル放送を開始した。[47] Classic FMは2024年1月1日にDABからDAB+に変更された。[48] [49]
DMMB
デジタル マルチメディア放送(DMB) と DAB-IP は、ビデオ コーデックとしてそれぞれMPEG 4 AVCと WMV9 をサポートしているため、モバイル ラジオと TV に適しています。ただし、DMB ビデオ サブチャネルは DAB サブチャネルで伝送されるように設計されているため、DAB 送信に簡単に追加できます。韓国の DMB 放送では、DMB ビデオ サービスとともに従来の MPEG 1 レイヤー II DAB オーディオ サービスも伝送されます。
2017年現在[アップデート]、DMBはノルウェー、韓国、タイで放送されています。
DABを使用している国
定期便がある国
試験や規制のある国
関心のある国
DABは使用されなくなった/別の規格に切り替えられた
55か国がDAB(+)放送を定期的または試験的に提供しています。[3]スペクトル管理では、公共DABサービスに割り当てられている帯域はT-DABと略されます。
欧州連合では、「欧州電子通信規約（EECC）は2018年12月20日に発効し、加盟国は2020年12月21日までに国内法への転換を義務付けられている。この指令は、各国のDAB+の状況に関係なく、すべてのEU加盟国に適用される。つまり、2020年末以降、すべてのEU諸国で、新車のすべてのラジオは地上デジタルラジオの受信と再生が可能でなければならない。」[50]
2020年に欧州連合が新車にDAB+受信機を搭載することを義務付けたことを受けて、ベルギーは2023年1月1日からアナログラジオ受信機の販売をすべて停止した。これにより、消費者は家庭用AMまたはFM受信機を購入できなくなった。「新車と家庭用ラジオ受信機にDAB+を搭載することを義務付けることは、私たちのラジオ環境のデジタル化に向けた素晴らしい一歩です」とフランダースのメディア大臣ベンジャミン・ダレ氏はコメントした。[51]
FMからDAB(+)ラジオへの移行
ノルウェー
ノルウェーは、国営FMラジオ局の全面廃止を発表した最初の国である。廃止は2017年1月11日に始まり、2017年12月13日に終了した。[52] [53] 2017年の廃止は、一部の地方および地域のラジオ局には影響しなかった。これらの局は2027年までFM放送を継続できる。
2017年のFM信号の廃止予定スケジュールは以下の通りであった。[54]
- 1月11日ノルドランド（全ラジオ）
- 2月8日トロンデラーグとモア・オグ・ロムスダルにて（NRKラジオ）
- 4月21日、トロンデラーグとモア・オグ・ロムスダルで（P4、Radio Norgeおよび地元ラジオ）
- 4月26日、テレマルク、ブスケルー、ヘドマルク、オップラン（NRK）
- 6月16日、テレマルク、ブスケルート、ヘドマルク、オップラント（P4、Radio Norge、地元ラジオ）
- 6月21日、ソニョン・オグ・フィヨルダン、ホルダラン、ローガラン、アグデル（NRK）
- 9月15日 ソニョン・オグ・フィヨルダーネ、ホルダラン、ローガラン、アグデル（P4、ラジオ・ノルゲ、地元ラジオ）
- 9月20日、オストフォルド、ヴェストフォルド、オスロ、アーケシュフース（NRK）
- 12月8日、オストフォル、ヴェストフォル、オスロ、アーケシュフース（P4、Radio Norge、地元ラジオ）
- 12月13日、トロムスとフィンマルクで（すべてラジオ）
スイス
スイスの公共放送局SRG SSRは、2024年12月31日にFM送信インフラを閉鎖する。同社は、DAB+の普及によりFMのみに依存する国民の割合が10%未満となり減少しているため、FM放送とDAB+およびインターネットストリーミングを維持することはもはや費用対効果が高くないと結論付けた。 [55]国内の他のすべてのFM放送局は、2026年12月31日までに閉鎖するかDAB+に切り替えなければならない。[56] [57] [58] [59] [11] [60]
その他の国
- 小さな島国であるマルタは、 DAB+ネットワークを展開した最初のヨーロッパの国であり、サービスは2008年から放送されています。人口の100％をカバーしています。[61]
- イタリアでは、RAIラジオが、2025年からFM送信機の停止を開始し、2030年にはFM放送を完全にデジタル化し廃止することを提案している。[62] [63]イタリア北部の南チロル＝アルト・アディジェ州では、放送局RASがFMサービスの停止を開始している。[64] [65]
- 「デンマーク政府は、ラジオ聴取の半分以上がデジタル化された2年後にFM放送の廃止を提案した。」[66]
- スウェーデンでは、「規制当局MPRTは、スウェーデン政府から商業ラジオの状況を長期的に見直すよう委託されている（Ku 2021/01993）。業界を含む関係者との対話において、当局はライセンスに関する規制の変更の必要性を分析し、2022年12月までに文化省に最終報告書を提出する予定である。」[67] 2023年8月現在、DAB信号はストックホルム・ウプサラ大都市圏、ヨーテボリ、マルメ、ルレオ、ピーテオでのみ放送されており、3つの放送ライセンス会社のいずれも他の地域に放送範囲を拡大する計画は知られていない。[68]ヘルシンボリの一部はデンマークからの信号を受信しており、[69]ストロムスタードはノルウェーからの信号を受信している。[70]
- 英国では、政府は、早くても2030年より前にアナログラジオサービスの正式な廃止はすべきではないというデジタルラジオ・オーディオレビューの主な結論に同意し、アナログ聴取の継続的な減少により、アナログからのサービスの円滑な移行を支援するために、法制度の要素を更新することを検討することが適切であると指摘した。政府はまた、政府と業界が2026年にこれを再検討すべきであることにも同意した。[71] [72] [73] [74]
- ポーランドでは、協議の結果、KRRiTはアナログラジオ放送を「早くても2026年12月31日、遅くとも2030年12月31日までに終了する」という立場を採択した。[12]
- オランダでは、2027年から2032年の間にFMラジオが正式に廃止される予定です。[75]
- ベルギーもDAB放送への切り替えの用意があることを表明している。「フランダースのメディア大臣ベンジャミン・ダレ氏は、FM周波数の最終的な閉鎖、いわゆる『スイッチオフ』が2028年から2031年の間に行われると予想している。同氏によると、VRTはラジオのデジタル化の先駆者でなければならない。例えば、2028年1月1日に『スイッチオフ』が行われない場合、ダレ氏によると、VRTチャンネルの1つを完全にデジタル化することが選択肢になるかもしれない。」[13] [76]
- モルドバのインフラ・地域開発省の発表によると、同国はFMラジオを廃止し、デジタルラジオに切り替える予定である。[77] [78] [79]
- ドイツは地上デジタルラジオへの完全移行についてはまだ合意に達していないが、代わりにDAB+送信所の開発とDAB+/FM同時放送に集中的に投資している。[80] [81] [82]
- チェコ共和国でも状況はドイツと同様で、DAB+/FM同時放送が計画されている。[83]
- エストニアでは、レビラの支援を受けたラジオ局が2022年11月にデジタルラジオ周波数のテストを開始した。「来年の目標の1つは、デジタルラジオの発展に必要な技術的条件を整えることです」と、同国の消費者保護および技術規制当局であるTTJAの通信部門責任者であるオリバー・ガイラン氏は述べた。[84] [85] [86]
- フランス南西部ヌーヴェル・アキテーヌ地域圏のオート＝ヴィエンヌ県では、2022年12月6日から、リムーザン地域圏自由ラジオ協会（グラル）が従来のFM放送をDAB+に切り替えた。[87]
家庭用受信機普及率
2021年現在[アップデート]：[88]
テクノロジー
バンドとモード
DAB は広帯域放送技術を使用しており、通常はバンド III (174～240 MHz) とL バンド(1.452～1.492 GHz) のスペクトルが割り当てられていますが、この方式では 30～300 MHzの運用も許可されています。米軍はL バンドを米国内でのみ予約し、米国内での他の目的への使用を禁止しており、米国は干渉を避けるために L バンド DAB を地上放送に制限することでカナダと合意しています。[引用が必要]
- 現在のモード
- バンドIII、地球のモードI
2017 年 1 月、更新された DAB 仕様 (2.1.1) ではモード II、III、IV が削除され、モード I のみが残りました。
- 以前のモード
- Lバンド、地球、衛星のモードII
- モードIII 3GHz以下の周波数、地球および衛星
- Lバンド、地球、衛星のモードIV
プロトコルスタック
OSI モデル プロトコル スタックの観点から見ると、DAB で使用されるテクノロジは次の層に存在します。オーディオ コーデックはプレゼンテーション層に存在します。その下にはデータ リンク層があり、統計的時分割多重化とフレーム同期を担当します。最後に、物理層にはエラー訂正コーディング、OFDM 変調、および無線によるデータの送受信の処理が 含まれます。これらのいくつかの側面について、以下で説明します。
オーディオコーデック
DAB は当初、MPEG-1 Audio Layer IIオーディオ コーデックのみを使用していましたが、これはMP3 (MPEG-1 Audio Layer III) が普及しているため、MP2と呼ばれることがよくあります。
新しいDAB+規格では、 LC-AACとHE-AACを採用しており、そのバージョン2のオーディオコーデックは一般にAAC、AAC+、またはaacPlusとして知られています。AAC+は修正離散コサイン変換（MDCT）アルゴリズム[35] [36]を使用し、MP2よりも約3倍効率的です。[89]つまり、DAB+を使用する放送局は、DABよりもはるかに高いオーディオ品質やはるかに多くの放送局を提供でき、または高いオーディオ品質とより多くの放送局の組み合わせを提供できます。
デジタルラジオ放送システムの設計に関する最も重要な決定事項の 1 つは、使用するオーディオ コーデックの選択です。オーディオ コーデックの効率によって、一定のオーディオ品質レベルで固定容量のマルチプレックスで伝送できるラジオ局の数が決まるためです。
誤り訂正符号化
エラー訂正コード (ECC) は、特定の信号強度に対する受信の堅牢性を決定するため、デジタル通信システムにとって重要なテクノロジーです。つまり、ECC が強力であれば、弱い形式よりも受信の堅牢性が高まります。
DAB の旧バージョンでは、ECC にパンクチャード畳み込み符号化を使用しています。この符号化方式では不等エラー保護 (UEP) が使用されています。つまり、オーディオ ビット ストリームのうち、可聴妨害を引き起こすエラーが発生しやすい部分には、より多くの保護 (つまり、低いコード レート) が提供され、その逆も同様です。ただし、DAB で使用される UEP 方式では、ユーザーが良好な受信品質を体験できる状態とまったく受信できない状態の間にグレー エリアが生じます。これは、信号強度が特定のしきい値を下回ると信号が急速に使用できなくなる、急激な「デジタル クリフ」がある他のほとんどのワイヤレス デジタル通信システムとは対照的です。DAB リスナーがこの中間強度の領域で信号を受信すると、オーディオの再生が中断される「ブツブツ」という音が聞こえます。
DAB+ 規格では、リード ソロモンECC を、バイト インターリーブ オーディオ フレームの周囲に配置されるコーディングの「内部レイヤー」として組み込んでいますが、これは元の DAB システムで使用されていた畳み込みコーディングの「外部レイヤー」の内側にあります。ただし、DAB+ では各ビットが同等に重要であるため、畳み込みコーディングでは UEP ではなく均等エラー保護 (EEP) が使用されます。リード ソロモン コーディングをコーディングの内部レイヤーとして、その後に畳み込みコーディングの外部レイヤーが続くこの組み合わせ (いわゆる「連結コーディング」)は、1990 年代に人気の ECC 方式となり、NASA はこれを深宇宙ミッションに採用しました。 DAB+ システムで使用される連結コーディングと他のほとんどのシステムで使用される連結コーディングとのわずかな違いは、より大きなインターリーバ深度を提供するためにフォーニー インターリーブではなく長方形バイト インターリーバを使用していることです。これにより、エラー バーストがビット ストリームに広がる距離が長くなり、リードソロモンエラー デコーダがより高い割合のエラーを修正できるようになります。
DAB+で使用されるECCはDABで使用されるものよりはるかに強力であり、他の条件が同じであれば（つまり、送信電力が同じであれば）、現在DABで受信に問題を抱えている人々は、DAB+送信でははるかに強力な信号を受信できることになる。また、DAB+の「デジタルクリフ」ははるかに急峻であり、リスニングテストでは、信号強度が低いときに人々はDABのより浅いデジタルクリフよりもDAB+を好むことがわかった。[89]
変調
フェージングやシンボル間干渉（マルチパス伝播による）に対する耐性は、 OFDMおよびDQPSK変調技術によってイコライゼーションなしで実現されます。詳細については、OFDM システム比較表を参照してください。
伝送モード I (TM I) の値を使用すると、OFDM変調は並列に送信される 1,536 個のサブキャリアで構成されます。OFDM シンボル期間の有効部分は 1.0 ms で、これら 2 つのパラメータ間の反比例関係により、各 OFDM サブキャリアの帯域幅は 1 kHz になり、全体的な OFDM チャネル帯域幅は 1.537 MHz になります。TM I の OFDM ガード インターバルは 0.246 ms で、全体的な OFDM シンボル期間は 1.246 ms です。ガード インターバル期間によって、同じ単一周波数ネットワーク (SFN) の一部である送信機間の最大間隔も決まり、TM I の場合は約 74 km になります。
単一周波数ネットワーク
OFDM では単一周波数ネットワーク ( SFN ) の使用が可能で、これは送信機のネットワークが、すべての送信機が同じ送信周波数ブロックを使用する大規模なエリア (最大で国の大きさ) をカバーできることを意味します。SFN の一部である送信機は、ネットワーク内の他の送信機と非常に正確に同期する必要があり、そのためには送信機が非常に正確なクロックを使用する必要があります。
受信機が SFN の一部である異なる送信機から送信された信号を受信すると、通常、異なる送信機からの信号は異なる遅延を持ちますが、OFDM では、それらは単に同じ信号の異なるマルチパスとして表示されます。ただし、マルチパスの相対的な遅延が OFDM ガード インターバル期間を超えると、受信の問題が発生する可能性があります。また、圧力が高い場合など、伝播条件が変化すると、信号が通常よりも遠くまで移動し、OFDM ガード インターバルよりも大きい相対的な遅延で信号が到着する可能性が高くなるため、この問題による受信の問題が頻繁に報告されています。
受信品質を向上させるために、必要に応じて低電力ギャップフィラー送信機を SFN に追加できますが、英国でこれまで SFN が実装されてきた方法は、コストを抑えるために、メインの送信サイトに高電力送信機を設置するというものでした。
ビットレート
アンサンブルには伝送可能な最大ビットレートがありますが、これはどのエラー保護レベルが使用されているかによって異なります。ただし、すべての DAB マルチプレックスは合計 864 の「容量単位」を伝送できます。特定のビットレート レベルに必要な容量単位 (CU) の数は、前述のように、送信に追加されるエラー訂正の量によって異なります。英国では、ほとんどのサービスが「保護レベル 3」を使用して送信しており、平均 ECC コード レートは約1/2、これは多重化あたりの最大ビットレートが 1,184 kbit/s に相当します。
サービスとアンサンブル
さまざまな異なるサービスが 1 つのアンサンブル(通常はマルチプレックスとも呼ばれます) に組み込まれます。これらのサービスには次のものが含まれます。
- 主要ラジオ局などの主要サービス
- 追加のスポーツ解説などの二次サービス
- データサービス
DABとAM/FMの比較
従来、ラジオ番組はAMとFMの異なる周波数で放送されており、必要に応じてラジオを各周波数に合わせる必要がありました。これにより、比較的少数の放送局に比較的大きなスペクトルが使用され、聴取の選択肢が制限されていました。DAB は、多重化と圧縮を適用して、複数のオーディオ ストリームをDAB アンサンブルと呼ばれる単一の放送周波数を中心とした比較的狭い帯域に結合するデジタル ラジオ放送システムです。
DAB アンサンブルの全体的な目標ビット レートの範囲内で、個々のステーションに異なるビット レートを割り当てることができます。DAB アンサンブル内のチャンネル数は、平均ビット レートを下げることで増やすことができますが、ストリームの品質は低下します。DAB 標準のエラー訂正により、信号はより堅牢になりますが、ストリームに使用できる合計ビット レートは減少します。
FM HDラジオとDAB
DAB は、約 1.5 MHz 幅 (≈1,000 キロビット/秒) の単一のマルチプレックスを放送します。このマルチプレックスは、9 ～ 12 のプログラムからなる複数のデジタル ストリームに分割されます。一方、FM HD ラジオは、従来の 270 キロヘルツ幅のアナログ チャネルにデジタル キャリアを追加し、1 局あたり最大 300 kbit/秒の能力を備えています (純粋なデジタル モード)。ハイブリッド モードの全帯域幅は 400 kHz に近づきます。
第一世代のDABはMPEG-1 Audio Layer II (MP2)オーディオコーデックを使用していますが、これは新しいコーデックよりも圧縮効率が低いです。DABステレオプログラムの一般的なビットレートは128kbit/s以下で、その結果、DABのほとんどのラジオ局はFMよりも音質が低く、リスナーからの苦情を招いています。[91]ヨーロッパのDAB+やT-DMBと同様に、FM HDラジオはMPEG-4 HE - AAC標準に基づくコーデックを使用しています。
HD Radio は、2015 年からDTS, Inc.の子会社であり、2016 年からXperi Corporationが所有するiBiquity Digital Corporationの独自システムです。DAB は、ETSI に寄託されたオープン スタンダードです。
周波数スペクトルと送信所の使用
DAB は、MHz あたりおよび送信所あたりの番組数で測定すると、アナログ システムよりも大幅に高いスペクトル効率を実現できます。これにより、多くの場所で、特に大都市圏以外では、リスナーが視聴できる放送局の数が増えています。DAB+ では、はるかに効率的なコーデックを使用して、チャンネルあたりのビットレートを低く抑えても品質をほとんど損なわないため、この効率はさらに向上します。一部の放送局がモノラルで送信する場合、ステレオ放送に比べてビットレートを下げることができるため、効率がさらに向上します。
数値例:アナログ FM では、番組ごとに 0.2 MHz が必要です。ほとんどの国での周波数再利用係数は、ステレオ送信の場合約 15 です (モノラル FM ネットワークの場合は係数が低くなります)。つまり、(ステレオ FM の場合) 15 か所の送信所のうち 1 か所だけが、同一チャンネル干渉(つまりクロストーク) の問題なしに同じチャンネル周波数を使用できます。87.5 ～ 108.0 MHz のバンド II スペクトルで、0.2 MHz の帯域幅で合計 102 の FM チャンネルを利用できると仮定すると、各送信所で平均 102/15 = 6.8 の無線チャンネルが可能になります (干渉の少ない低出力のローカル送信機を追加)。これにより、システムのスペクトル効率は1 / 15 / (0.2 MHz) = 0.30 番組/送信機/MHz になります。 192 kbit/s コーデックの DAB では、オーディオ プログラムごとに 1.536 MHz * 192 kbit/s / 1,136 kbit/s = 0.26 MHz が必要です。ローカル プログラムと多周波数放送ネットワーク ( MFN ) の周波数再利用係数は通常 4 または 5 で、1 / 4 / (0.26 MHz) = 0.96 プログラム/送信機/MHz となります。これは、ローカル局のアナログ FM の 3.2 倍の効率です。国営プログラムなどの単一周波数ネットワーク (SFN) 送信の場合、チャネル再利用係数は 1 なので、1/1/0.25 MHz = 3.85 プログラム/送信機/MHz となり、国営および地域ネットワークの FM の 12.7 倍の効率になります。
L バンド周波数は VHF バンド II 周波数よりも障害物に敏感で、丘陵地帯や屋内通信ではシャドウ フェーディングが発生する可能性があるため、上記の容量改善は L バンド周波数では必ずしも達成されないことに注意してください。システムが同一チャネル干渉によって制限されるのではなく、ノイズによって制限されるのを回避するために、これらの周波数では送信サイトの数や国全体をカバーするのに必要な送信電力がかなり高くなる可能性があります。
音質
デジタル伝送への変換の当初の目的は、アナログFMラジオよりも高いオーディオ忠実度、より多くの放送局、ノイズ、同一チャネル干渉、マルチパスに対する耐性を高めることであった。音質の向上は、デジタル信号の伝送性能を向上させるCRCおよびFEC技術の使用によって達成される。[92]しかし、多くの国では、ステレオラジオ局でDABを実装する際に、FM放送から受信するよりも音質が低下するほどの圧縮を使用している。これは、MPEGレイヤー2オーディオコーデックが高忠実度のオーディオ品質を提供するにはビットレートレベルが低すぎるためである。[93]
BBC研究開発部門は、高忠実度のステレオ放送には少なくとも 192 kbit/s が必要であると述べています。
256 kbit/s の値は、高品質のステレオ放送信号を提供すると判断されています。ただし、224 kbit/s への小さな削減で十分な場合が多く、場合によっては、特に「ジョイント ステレオ」エンコードのプロセスによってステレオ信号の冗長性が利用される場合 (つまり、ステレオ イメージの中央に現れる一部のサウンドを 2 回送信する必要がない)、192 kbit/s へのさらなる削減が許容されることもあります。192 kbit/s では、重要なオーディオ素材の不完全さが比較的簡単に聞き取れます。
— BBC R&Dホワイトペーパー WHP 061 2003年6月[94]
2006年7月にBBCがクラシック音楽局ラジオ3のビットレートを192kbit/sから160kbit/sに下げたところ、音質の低下により同社に多数の苦情が寄せられた。[95] BBCは後に、この新機器のテストの後、帯域幅に対する他の需要がないときはいつでもラジオ3を192kbit/sで送信するという従来の慣行を再開すると発表した。（比較すると、BBCラジオ3と他のすべてのBBCラジオ局は、 2つの異なるビットレートで利用可能だった期間の後、 BBCラジオiPlayerで「HD」と呼ばれる320kbit/sのAACを使用してオンラインでストリーミング配信されている。）
上記にもかかわらず、2007年にDABリスナー（携帯電話を含む）を対象に行われた調査では、ほとんどのリスナーがDABの音質はFMと同等かそれ以上だと感じていることがわかった。[96]
2019年までに、いくつかの放送局はDAB+にアップグレードしましたが、音質は向上せず、代わりに32kbit/sまたは64kbit/sに低下し、モノラルになることが多かったです。[97]
強みと弱み
DABの利点
ユーザー向けの機能の改善
DAB デバイスは、周波数範囲全体にわたってバンドスキャンを実行し、ユーザーが選択できる単一のリストからすべての放送局を表示します。
DABはオーディオストリームとともにメタデータを提供することができます。メタデータにより、放送局名やロゴ、プレゼンター、曲名、アルバムアートワークなどの視覚情報、テキスト、グラフィックを放送局の再生中に表示することができます。ラジオ局はメタデータを提供して、特に大型ディスプレイパネルを備えた車載受信機でのリスニング体験を向上させることができます。[98]
DAB は、曲名、音楽の種類、ニュースや交通情報など、最大 128 文字のリアルタイム情報を提供する「ラジオテキスト」(DAB 用語では、ダイナミック ラベル セグメント、または DLS) を放送局から送信できます。これは、最大 64 文字のラジオテキストを可能にする RDSと呼ばれる FM の機能に似ています。
DAB 送信に現地時間が含まれているため、デバイスはこれを使用して、タイムゾーン間を移動する場合や、夏時間に切り替える場合に、内部時計を自動的に修正することができます。
その他の駅
DAB は、特定の送信機の MHz あたりの番組数で測定するとアナログよりも帯域幅効率が高くありません (いわゆるリンク スペクトル効率) が、同一チャネル干渉 (クロス トーク) の影響を受けにくいため、再利用距離を短縮し、同じ無線周波数チャネルをより密に使用できます。システム スペクトル効率(MHz および送信機あたりのラジオ番組の平均数) は、ローカル ラジオ局の場合、アナログ FM よりも 3 倍効率的です。国および地域のラジオ ネットワークの場合、 SFNの使用により効率が 1 桁以上向上します。その場合、隣接する送信機は同じ周波数を使用します。
特定の地域、特に農村地域では、DAB の導入により、ラジオのリスナーはより多くのラジオ局の選択肢を得ることができます。たとえば、ノルウェー南部では、2006 年 11 月に DAB が導入され、ラジオのリスナーは利用可能なラジオ局が 6 局から 21 局に増加しました。
受信品質
DAB 規格には、既存のアナログシステムに影響を及ぼすマルチパスフェーディングと信号ノイズの悪影響を軽減する機能が統合されています。
また、DAB はデジタル オーディオを送信するため、FM で発生するような弱い信号によるヒス ノイズは発生しません。ただし、DAB 信号の周辺にあるラジオでは、オーディオを中断する「泡立つ泥」のような音が発生したり、オーディオが完全に途切れたりすることがあります。
ドップラーシフトとマルチパス伝播の影響を受けやすいため、DABの受信範囲（音質は変わらない）は、搬送周波数に応じて時速120～200km以上の走行時に減少します。[18]
可変帯域幅
モノラルトークラジオ、ニュースや天気予報チャンネル、その他の音楽以外の番組は、一般的な音楽ラジオ局よりも大幅に少ない帯域幅しか必要としません。そのため、DAB はこれらの番組を低いビットレートで配信することができ、より多くの帯域幅を他の番組に使用できます。
しかし、これにより、一部の放送局がモノラルで放送される状況が発生しました。詳細については、 § オーディオ品質を参照してください。
伝送コスト
DAB 送信機は必然的に FM 送信機よりも高価です。DAB は FM よりも高い周波数を使用するため、1 台の FM 送信機と同じ範囲をカバーするには、より多くの送信機が必要になる場合があります。DAB は通常、放送局とは別の会社によって送信され、その会社はその容量を複数のラジオ局に販売します。この共有コストは、個別の FM 送信機を運用するよりも安く済みます。
この効率性は、DAB ネットワークが送信機/ネットワークごとにより多くのチャンネルを放送できる能力に由来しています。1 つのネットワークは、6～10 チャンネル (MP2 オーディオ コーデックを使用) または 10～18 チャンネル (HE AAC コーデックを使用) を放送できます。したがって、FM ラジオと FM 送信機を新しい DAB ラジオと DAB 送信機に置き換えても、新しい FM 設備と比較してコストは高くならないと考えられます。また、単一の DAB マルチプレックスで送信されるステーションは、個別のアナログ送信機と比較して消費電力が低くなるとも主張されています。[99]
ある事業者は、DAB伝送のコストはFM伝送の19分の1にまで下がると主張している。[100]
DABの欠点
受信品質
DAB の導入初期段階では、受信エリア内に住んでいる人々にとっても受信品質が悪かった。その理由は、DAB が弱い誤り訂正符号を使用しているため、受信データに多くの誤りがあると、十分な誤りを訂正できず、「泡立つ泥」のような音が発生する。場合によっては、信号が完全に失われることもある。この状況は、より強力な誤り訂正符号を使用し、送信機が追加されることにより、 新しい DAB+ バージョンで改善されている。
他のデジタル システムと同様に、信号が弱い場合や干渉がひどい場合は、まったく機能しません。DAB 受信は、必要な信号が強い信号に隣接している場合にも受信機にとって問題となる可能性があります。これは、初期の低価格の受信機で特に問題となっていました。
オーディオ品質
2010年代半ばまで、リスナーからの一般的な苦情は、放送局がアンサンブルごとに推奨されているよりも多くの局を「詰め込んでいる」ということであった[94]。
- ビットレートを、ステレオの場合は 112 kbit/s、モノラル音声ラジオの場合は 48 kbit/s など、リスナーが許容できる最低レベルの音質まで最小限に抑えます (LBC 1152 や Voice of Russia などがその例です)。
- ステレオで放送されるデジタルチャンネルが少ない。
信号遅延
単一周波数ネットワーク（SFN）の性質上、ネットワーク内の送信機は同じ信号を同時に放送する必要があります。同期を実現するために、放送局は、マルチプレクサから異なる送信機に信号を運ぶ方法や距離の違いによって生じる伝搬時間の差に対処しなければなりません。これは、マルチプレクサで生成されたタイムスタンプに基づいて送信機で受信信号に遅延を適用することで行われます。タイムスタンプは、最大推定伝搬時間を考慮して作成され、安全のために十分な余裕が加えられています。オーディオエンコーダと受信機でのデジタル処理（デインターリーブなど）による遅延は、リスナーが感じる全体的な遅延に加わります。[18]信号は通常約1～4秒遅れますが、DAB+の場合はかなり長くなることがあります。これには次のような欠点があります。
- DAB ラジオはライブイベントと同期していないため、視聴中のイベントに関するライブ解説を聞く体験が損なわれます。
- アナログ（AM または FM）ラジオと DAB ラジオを組み合わせて使用している場合（たとえば、家の中の別の部屋で使用している場合）、両方の受信機が聞こえる範囲内にあると、混合された音が聞こえます。
一方、 時間信号は、遅延が固定された明確に定義されたネットワークでは問題になりません。DAB マルチプレクサは、配信された時間情報に適切なオフセットを追加します。また、時間はオーディオ フレーム内に埋め込まれていないため、時間情報は受信機のオーディオ デコード遅延 (変化する可能性があります) とは無関係です。つまり、受信機に組み込まれたクロックは正確に正確である可能性があります。
伝送コスト
DAB は、複数の放送局のネットワークにコスト削減をもたらします。DAB の当初の開発は、複数のサイトから送信する多数のチャンネルを持つ全国ネットワーク オペレーターによって推進されました。ただし、小規模コミュニティやローカル ステーションなどの個々の放送局では、伝統的に独自の建物で独自の FM 送信機を運用しているため、DAB 送信のコストはアナログよりもはるかに高くなります。1 つの放送局で DAB 送信機を運用することは、スペクトルや電力の効率的な使用ではありません。とはいえ、DVB-T/DVB-T2 でローカル TV 局と行われるのと同様に、複数のローカル放送局を 1 つの DAB/DAB+ マルチプレクサに統合することで、この問題をある程度解決できます。
カバレッジ
DABサービスを実施しているほとんどの国では、FM放送のカバレッジが依然としてDABのカバレッジを上回っていますが、デジタルへの移行を進めている国の中には、DABネットワークの大幅な展開を行っている国もあります。2022年現在、WorldDABでは以下のカバレッジが提供されています。[14]
互換性
2006 年に、大幅に改善されたHE-AACコーデックをDAB+に使用したテストが開始されました。しかし、2008 年以前に製造された受信機のほとんどは新しいコーデックをサポートしていないため、DAB+ 放送が開始されると部分的に時代遅れになり、MP2 でエンコードされた放送局がすべてなくなると完全に時代遅れになります。ほとんどの新しい受信機は DAB と DAB+ の両方に対応していますが、一部のメーカーは、現在 DAB+ 放送が行われていない国で販売する場合のライセンス料を節約するために、互換性のあるラジオの DAB+ 機能を無効にしているため、問題はさらに悪化しています。
電力要件
DAB では、受信したデジタル エンコード信号をアナログ オーディオ コンテンツに変換するためにデジタル信号処理技術が必要なため、この処理に必要な電子回路はより複雑になります。つまり、この変換を実行するには、アナログ FM からオーディオへの変換に比べてより多くの電力が必要になります。つまり、ポータブル受信機器のバッテリー寿命ははるかに短くなり、より高い電力 (したがって、より大きなサイズ) が必要になります。つまり、アナログ バンド II VHF 受信機よりも多くのエネルギーを消費します。ただし、統合性の向上 (無線オンチップ) により、DAB 受信機の電力使用量は大幅に削減され、ポータブル受信機の使いやすさが大幅に向上しました。
FMからDAB(+)ラジオへの移行が中止/延期された国
多くの国がデジタル音声放送への移行を期待している一方で、試行が失敗に終わった後、逆の方向に動いている国もいくつかある。
- カナダは主要都市でLバンドのDABの試験を実施した。しかし、衛星デジタルラジオの成功とLバンドDAB受信機の不足により、アナログ放送の廃止は断念された。その後、カナダはDABの代わりに隣国アメリカで使用されているHDラジオを採用した。 [101]
- フィンランドは2005年にDABを放棄した。[102]
- 香港は2017年3月にDABの廃止を発表した。[103]
- ポルトガルは2011年4月にDABの廃止を発表した。[104]
- 韓国では、2015年にMBC 11FMの放送が停止され、DABチャンネルはT-DMB V-Radioに切り替えられました。
- アイルランドのDABは2017年から国営放送局RTÉラジオのマルチプレックスに限定されていたが、成人の77%がFMでラジオを聴いているのに対し、デジタルでは8%、そのうちDABは0.5%という調査結果を受けて、2021年3月に廃止された。[105] RTÉのサービスは1998年と2001年の試験放送の後、2006年に開始された。[106]商業マルチプレックスは2007～2008年に試験放送され、 2010年から2017年までDAB+を含むライセンスが供与されたが、放送局の採用不足のためライセンス更新は行われなかった。[106]
- ハンガリーはDAB+の開始から12年後の2020年9月5日にDAB+の終了を発表した。[107] [108]
- ルーマニアは、放送局とリスナーの両方からの関心の欠如、受信機の入手のしやすさ、リスナー数の少なさ、インターネットラジオとFMへの受容と関心の高まりにより、2021年9月にDAB放送を停止しました。ルーマニアは2004年にDAB形式でDAB放送を開始しましたが、DAB+は採用しておらず、それ以来関心は低かった。ブカレストでのみ利用可能で、公共放送局のみが利用可能でしたが、いくつかの民間放送局がいくつかの試験を行っていました。DABリスナーの数はまだ少なかった。店頭でのDABラジオの入手性は低く（現在も）、一部の店舗がDAB受信機を提供しているにもかかわらず、関心は限られており（関心の欠如、通常のFM受信機よりも高い価格、人々はインターネットデバイスに高い価格を支払う用意があることの両方が原因で）、ほとんどの人がインターネットラジオまたは複合システム（FMとインターネットの両方を備えたデバイスですが、多くのそのようなデバイスにはDAB機能もありますが、現在は役に立たなくなっています）を好んでいます。[要出典]
- スウェーデンスウェーデン政府は、他のデジタル伝送技術（4G、インターネット）と組み合わせたFM放送の継続と比較したリスナーへのメリットと、緊急/危機情報のシンプルで信頼できる情報源としてのFMラジオの強みを批判した国家監査局の報告書を受けて、2016年にDABへの移行を延期しました。ストックホルム、ヨーテボリ、マルメ、ルレオでは限定的な放送が継続されています[109]
- ニュージーランドは2006年にオークランドとウェリントンでバンドIIIで放送する送信機でDAB+の試験運用を開始した。このサービスの普及は非常に低く、試験運用は2018年に終了した。[110] [111]
参照
- デジタルオーディオラジオサービス
- デジタルマルチメディア放送（DMB）
- デジタルラジオモンディアル(DRM)
- DVB-T2 ライト
- ETSI 衛星デジタル無線(SDR)
- FMeXtra
- HDラジオ
- インターネットラジオデバイス
- ISDB
- 衛星ラジオ
- ＳＨＦ
- シリウスXM衛星ラジオ
- スペクトル効率: 比較表
- 極超短波（UHF）
- 超短波（VHF）
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一般的な
- ETSI 仕様は、ETSI Publications Download Area (pda.etsi.org) で入手できます (これにより ETSI ドキュメント検索エンジンが開きます。ドキュメントの最新バージョンを検索するには、検索文字列を入力します。PDF をダウンロードするには、無料登録が必要です)
- ストット、JH; COFDM の仕組みと理由、BBC リサーチ デベロップメント
外部リンク
- デジタルラジオの世界的な業界フォーラム、WorldDAB
- デジタルオーディオ放送 (DAB) - カナダ通信財団
- ETSI EN 300 401 v1.4.1 – オリジナルの DAB 仕様、etsi.org
- ETSI TS 102 563 V1.2.1 (2010-05) 技術仕様、etsi.org
- DAB Ensembles Worldwide (別名「Wohnort」、サイトの主要部分は現在放送中のサービスのリストです)
- ドイツのDAB+サービスの概要 2019年6月1日にWayback Machineにアーカイブされました