Tijdverhoudingen zijn essentieel voor SFN-bedrijf. Daarom moet het 10 MHz GPS-signaal de MUX en de tijdbasis van de zenders in SFN-bedrijf synchroniseren.
The 24 ms time lapse
Laten we beginnen met het meest kritieke tijdsverloop, namelijk de duur van een audioframe in DAB(+).
Wanneer audio (zoals MP2, MP3 en AAC) wordt gecodeerd, wordt er een audioframe gemaakt. Codering moet tijdsamples in het temporele domein transformeren naar frequentiesamples in het frequentiedomein. Deze bewerking kan niet steekproefsgewijs worden uitgevoerd.
De encoder heeft een groep samples nodig als invoer. Alleen dan kan de encoder de groep samples transformeren naar het frequentiedomein en de audio coderen naar een lossy formaat zoals MP2, MP3 of AAC.
De groep tijdsamples aan de ingang van de encoder wordt een audioframe genoemd. De ingang van een audio-encoder moet altijd PCM zijn (d.w.z. WAV-formaat). Dan kunnen we het tijdsverloop van een audioframe definiëren met het aantal tijdsamples en de samplefrequentie, maar het moet verwerkt worden door een groep samples. De groep samples wordt het audioframe genoemd.
Stel dat we 1152 samples nemen bij een snelheid van 48 kHz (48000 samples per seconde). Dit is de manier waarop MP1 en MP2 audio coderen (zie ISO/MPEG Layer II). De tijd van één sample zou 1/48 = ms zijn, vermenigvuldigd met 1152 samples, wat resulteert in een audioframe van 24 ms.
Dit is de standaard waarmee rekening werd gehouden toen DAB werd ontwikkeld. En dat is ook de standaard voor DAB(+), zelfs als de AAC-audioframes niet compatibel zijn met dit tijdsverloop. De oplossing wordt uitgelegd in het artikel over AAC superframes gebruikt in DAB(+).
24 ms en veelvouden van 24 ms (96 ms) zijn te vinden in de volgende DAB(+)-frames:
- 24ms ETI-frame (audiotransport tussen de MUX en de zender)
- 24 ms CIF-frame (audiotransport in het overdrachtsframe)
- 96 ms (4 CIF-frames) in het zendframe (de luchtinterface van de zender)
Belangrijk:
Het is belangrijk op te merken dat een zendframe (96 ms) gelijktijdig vier audioframes (24 ms) verzendt in DAB+ Modus I.
De 2048 kHz tijdbasis of 0,48828125 µs tijdsverloop
(zie ook het magische getal 2048 in de Begrippenlijst)
Een andere belangrijke frequentie of tijdsverloop is de fundamentele 2048 kHz tijdbasis (+) van DAB. De frequentie van 2048 kHz heeft een bijbehorend tijdsverloop van 1/2048 kHz of 0,00048828125 ms of:
T = 0,48828125 µs (klokperiode)
Dit betekent ook dat de audioframeduur zoals uitgelegd in de vorige paragraaf precies 2048 * t is, of 1 ms. Een DAB(+) audioframe van 24 ms heeft een duur van precies 49 152 * T.
Als we naar het zendframe kijken, hebben de 96 ms synchronisatiesymbolen en de 75 gegevenssymbolen de volgende relatie met de 2048 kHz tijdbasis.
- LL-symbool duurt 2656*T of precies 1,296875 ms
- Synchronisatiesymbool duurt 2552 * T of precies 1,24609375 ms
- Gegevenssymbolen (3CIF en 72MSC) zijn elk 2552 * 7 (precies hetzelfde als het synchronisatiesymbool)
- De guard interval kan worden afgetrokken van de symboolduur, die precies 1 ms moet zijn, wat betekent dat 1,24609375 min 1 ms (symbool) resulteert in een guard interval van 0, 24609375 ms.
Als we de totale som van alle symbolen in het zendframe van DAB(+)-modus I
Hieruit blijkt dat het zendframe precies 96 ms zal zijn, zoals in de specificaties van DAB(+) en alles gebaseerd op een geheel aantal 2048 kHz klokperioden T van 0,48828125 µs.
Hieruit blijkt het belang van 2048 kHz en 24 ms.
Belangrijke relaties in DAB(+)
1536 draaggolven die een symbool van 2 bits verzenden, wat resulteert in 3072 bits verzonden in één OFDM-symbool.
Drie symbolen in het transmissieframe worden gebruikt voor het Fast Information Channel (FIC), wat resulteert in 3 keer 3072 bits per 96 ms. Of 9216 bits per 96 ms, wat 9216/96 ms = 96 kbps betekent.
Bovendien worden er vier CIF’s verzonden tijdens het transmissieframe van 96 ms. Dit betekent dat een Common Interleave Frame (CIF) een duur heeft van 24 ms en overeenkomt met een transmissiecapaciteit van 18 keer3072 bits, wat neerkomt op 55 296 bits per 24 ms.
Deze 55 296 bits kunnen worden verdeeld in brokken van 64 bits (CUS), wat resulteert in de bekende 864 CUS binnen een MUX-de 864 CU’s per 24 ms transporteren de audioframes.
Vier Common Interleave Frames van 24 ms in één zendframe betekent 455 296 bits of 221 184 bits per 96 ms van een zendframe. Of 221 184/96 = 2 304 bits per seconde.
De overdrachtsbelasting van het zendframe is dan 96 kbps (FIC) + 2 304 bits (MSC), voor 2 400 bits per seconde.