DAB+ in een notendop


DAB+ broadcast is niets anders dan het digitaal versturen van bits tussen de zender en een ontvanger.

De zender heeft een bitsnelheid van 2400 kbps.

Van deze 2400 kbps wordt 96kbps of (4%) gebruikt voor snelle informatie (Fast Information). Je vergelijkt het best als de RDS bij FM alhoewel het iets complexer is.
Deze informatie heeft de ontvanger ook nodig om de samenstelling van de MUX te kennen. Zonder deze info kan de ontvanger de MUX niet de-MUXen!
Het is dus belangrijk dat de ontvanger deze informatie snel ontvangt. Daarom wordt hier geen tijds- interleaving toegepast op de data. Zodat de informatie snel ter beschikking komt van de ontvanger.

Deze 96kbps noemt dan ook het FIC (Fast Information Channel).

De overige 2304 kbps worden gebruikt voor de audio (en de bijhorende error correctie).

Hoe worden de bits gemoduleerd ?

De gebruikte modulatie is fase-modulatie de periode waarin de fasetoestand veranderd is 1 ms.

Deze lengte werd lang genoeg gekozen om fasedistortie in de uitgezonden radiogolven te voorkomen (groot probleem in FM-uitzendingen).

Door het feit dat men symbolen moduleert in een tempo van 1ms kan men maar 1000 symbolen per seconde moduleren. Om aan de 2.400 kbps te komen moet men dus een oplossing zoeken -> meerdere draaggolven -> MODE I -> 1536 draaggolven!

Hoe wordt het uitgezonden ?

De zender zendt achtereenvolgende frames uit gebruikmakend van de 1536 draaggolven. Het volledige frame noemen we in DAB  het transmissie-frame. Dit uitgezonden frame duurt exact 96ms en wordt achter elkaar synchroon de ether ingestuurd.
Als gemoduleerde symbolen gebruiken we in de fasemodulatie 4 verschillende fase sprongen over alle 1536 draaggolven. 4 fasesprongen komen overeen met 2 bits (00, 01, 10, 11) wat resulteert in 2×1536 = 3072 bits per 1ms (of bruto capaciteit van 3072 kbps).

Dit stemt niet overeen met de werkelijke capaciteit van 2400 kbps. De reden is dat het frame ook bepaalde wachttijden kent en dus niet 100% gebruikt wordt voor transmissie van databits.

Het transmissieframe dat zich uitstrekt over 1536 draaggolven in DAB mode I wordt ingedeeld in 77 fracties.

  1. De eerste fractie is het NULL-symbool, dit is een korte pauze waar niets wordt uitgezonden en die de ontvanger gebruikt om te synchroniseren op de ontvangen frames.
  2. Het fase synchronisatie-signaal wordt op iedere draaggolf uitgezonden om de fase van de draaggolf mee te geven waar de fase decoder zich moet op uitlijnen.
  3. De overige 75 modulatiecyclussen over de 1536 draaggolven.

Deze overige 75 fracties bevatten de 2400 bits/s informatie.

De eerste 3 tot het 6 tijdslot van het transmissie-frame bevat informatie van het FIC (96kbps).

Men kan eenvoudig berekenen dat deze 3 tijdsloten eigenlijk 3 keer 3072 bits bevatten (3072 bits over de 1536 draaggolven die per fase 2 bits vertegenwoordigen).

3 x 3072 = 9216 bits. Het transmissieframe duurt 96ms en 9216 bits/0,096 = 96000 of 96kbps. De rekening klop dus voor het FIC!

Dan volgen er nog eens 72 van deze tijdsloten waarop gemoduleerd wordt.

Om direct met de deur in huis te vallen moeten we deze misschien direct opdelen in 4 keer 18 tijdsloten (72 in totaal). De reden is dat Audio frames in DAB verstuurd worden om de 24ms. Gezien het frame 96ms duurt kan men dus 4 containers met audioframes van 24ms versturen. Deze containers noemt men de CIF’s (Common Interleaved Frames). Heir past men dus wel tijd-interleaving toe in tegenstelling tot het FIC!

De gehele 72 slots noemt men het MSC (Main Service Channel).

En het is dus ingedeeld in 4 CIF’s van 24 ms.

De capaciteit van een CIF is dus 18 tijdsloten over de 1536 draaggolven met 2 bits. Uitgerekend
1536 x 2 bits = 3072 bits x 18 slots = 55296 bits/24ms of 55296/0,024 = 2304 kbps hier klopt de rekening dus ook!

2304 kps voor het MSC en 96 kbps voor het FIC geeft 2400 kbps in het totaal.

Het bovenstaande getal 55296 bits in een CIF leid later tot de berekening van et aantal CU’s (stukjes van 64 bit die men toekent aan de radio’s op de MUX.

Nml. 55296/64 = 864 beschikbare CU’s op de MUX (let op ook de FEC dient heir meegerekend te worden). Als je een stream van 96 kbps hebt met FEC ½ dan heb je totaal voor je stream 192kbps nodig op de MUX. 192 kbps omrekenen naar de tijdseenheid van 24ms voor één FIC geeft dan 192 kbps x 0,024 = 4608 bits per CIF of 4608/64 zijn 72 CU’s.

DAB+ voor gevorderden