Hoe stuur je bits de lucht in (de DAB/DAB+ zendinterface)?
Voordat een voorwerp van punt A naar B wordt verzonden, wordt het eerst in een doos of envelop verpakt. Bij digitale draadloze communicatie zal dat niet anders zijn.
Bij het verzenden van digitale gegevens kun je de bits het beste in de juiste volgorde in een doosje verpakken. Deze doos wordt in de telecommunicatie een “Frame” genoemd.
Deze pagina beschrijft de organisatie van het frame voor DAB/DAB+ transmissie.
Het DAB/DAB+ transmissieframe
De DAB/DAB+ zender heeft een continue draadloze zendsnelheid van 2400 kilobits per seconde (2,4 Mbit/s). Deze snelheid bestaat uit opeenvolgende (de een na de ander zonder onderbreking) zendkaders die om de 96ms worden verzonden. Zie figuur:
Het verband tussen de cijfers is eenvoudig, 230400 bits/s gedeeld door 0,096 (96 ms) seconden, wat resulteert in 2400 kbits/s.
Door het frame te verdelen in 77 (0-76) onderverdelingen (tijdframes) en ze een naam te geven volgens de functie die ze vervullen, maakt het nog duidelijker:
- We noemen het NULL-symbool de eerste subdivisie, iets langer dan alle volgende symbolen van hetzelfde tijdsbestek
- Het Synchronisatiekanaal noemen we de tweede subdivisie
- We noemen het Snelle Informatie Kanaal (FIC) de volgende 3 subdivisies
- En we noemen het Main Service Channel (MSC) de laatste 72 subdivisies
Het NULL-symbool
Dit is de eerste onderverdeling van het frame dat wordt uitgezonden. In de realiteit zal er niets uitgezonden worden (stilte). De korte stilte van de zender zal fungeren als scheiding van de opeenvolgende frames. De ontvanger zal dit gebruiken als het frame-synchronisatiesignaal van 96ms. Op dit type framesynchronisatie wordt later nader ingegaan.
Elk frame begint met stilte (geen transmissie). Tijdens het NULL-symbool wordt er geen DAB/DAB+ informatie uitgezonden.
Het NULL-symbool dient uitsluitend om de DAB/DAB+-ontvanger een kans te geven het begin van elk frame te detecteren en de 96ms synchronisatie voor het zendframe op de ontvangerlocatie in stand te houden.
Introducing a small pause between the frames (white space)
Het synchronisatiekanaal
De volgende subdivisie van het frame bevat een synchronisatiesequentie om de QPSK-demodulatoren te synchroniseren, die de volgende 75 onderverdelingen met DAB/DAB+ informatie zullen detecteren.
Het Fast Information Channel (FIC)
De volgende 3 subdivisies vormen het FIC-kanaal. Het FIC-kanaal bevat bits met details over de EMUX. De bitrate van een subkanaal, de naam van het subkanaal, de ID van het subkanaal, de naam van de EMUX, enz.
Er is geen audio in dit kanaal, en de 3 onderverdelingen die het FIC-kanaal vormen hebben een bitrate van 96 kb/s.
The FIC channel uses 3 subdivisions or 9216 bits per 96 ms.
Calculating this for 1-second results in an FIC channel capacity of 9216/0,096 = 96 kb/s
Het Main Service Channel (MSC)
De volgende 72 onderverdelingen vormen het MSC-kanaal.
Hier wordt de audio uitgezonden die de luidspreker van de radio-ontvanger zal weergeven. Vergeet niet dat de audio convolutiegecodeerd is voor foutcorrectie.
De 72 onderverdelingen bevatten 221184 bits per 96 ms of een snelheid van 2304 kb/s.
Het volledige DAB/DAB+ transmission frame
Het DAB/DAB+ transmissieframe wordt in de literatuur vaak weergegeven als een eendimensionale frame-presentatie in de tijd.
Hoewel het frame in de frequentieruimte verdeeld is over de 1536 draaggolven, is het niet eenvoudig om deze twee dimensies weer te geven. We hebben het echter geprobeerd in het volgende diagram.
Waar komen de “77 (0-76) subdivisies” vandaan?
We weten dat een DAB/DAB+ zender niet één, maar 1536 draaggolven gebruikt. Elk van onze onderverdelingen bestaat op 1536 draaggolven. We zeggen niet dat we 1536 transmissieframes hebben, maar we beschouwen slechts één transmissieframe. Elke 77 (0-76) frameverdelingen zenden een symbool van 2 bits uit over elk van de 1536 draaggolven.
Het resultaat is 3072 bits per divisie in het transmissieframe. Met de 3 divisies voor de FIC en de 73 divisies voor de MSC in totaal 75 divisies, concluderen we dat we 75 divisies hebben van 3072 bits of 230400 bits per 96ms.
De berekeningen
Alleen de kanalen FIC en MSC zenden DAB/DAB+ gerelateerde bits uit.
Inderdaad 96 kb/s voor het FIC-kanaal en 2304 kb/s voor het MSC-kanaal resulteert in een totale DAB/DAB+ zendcapaciteit van 2400 kb/s.
Ook de verdeling in 96 ms is correct:
- FIC bevat 9216 bits per 96 ms
- MSC heeft 221184 bits per 96ms
- 9216 + 221184 is gelijk aan 230400 bits per 96 ms zendframe
- 230400 / 0,096 is gelijk aan een transmissiesnelheid van 2400 kb/s
Om de capaciteit van een transmissieframe beter te begrijpen, stellen wij voor de berekening bottom-up en bottom-down opnieuw uit te voeren. En de resultaten te verifiëren.