Verwenden Sie für HD-Radio die maximal zulässige Leistung

Jeff Detweiler spricht über weitere Best Practices, um das Beste aus Ihrem digitalen IBOC FM herauszuholen

Von Paul Mclane ⋅

Als Senior Director für Rundfunktechnologie bei Xperi leitet Jeff Detweiler die Entwicklung von Rundfunkprodukten sowie die Einführung und Einführung der In-Band-On-Channel-Technologie seiner Marke HD Radio bei Sendern. Zu Beginn seiner Karriere arbeitete er bei Radio Systems, QEI Corp., Allied Broadcast Equipment, Lake Erie Radio und Nassau Broadcasting.

Dieses Interview ist ein Auszug aus dem E-Book „Maximizing Your FM Coverage“ von Radio World.

Radio World: HD Radio wirft seine eigenen besonderen Fragen zur UKW-Berichterstattung auf, Jeff. Welchen Rat würden Sie geben?

Jeff Detweiler: Wenn es um die Maximierung der digitalen HD-Radio-Abdeckung geht, sollten Rundfunkveranstalter in Betracht ziehen, mit der maximal zulässigen digitalen Leistung zu arbeiten.

Bei den ersten Stationsumbauten im Jahr 2002 war die digitale Leistung auf 1 % des analogen ERP begrenzt. Im Jahr 2010 verabschiedete das Medienbüro der Federal Communications Commission eine Verordnung zur Festlegung von Verfahren, die es UKW-Sendern ermöglichen, die hybriden digitalen Leistungspegel (ERP) einseitig einseitig auf –14 dBc zu erhöhen. Ein Lizenznehmer, der eine digitale Leistung von mehr als –14 dBc wünscht, muss derzeit die analoge F(50,10)-Feldstärke der Station an allen Punkten der geschützten 60 dBu F(50,50)-Kontur potenziell betroffener erster benachbarter Stationen berechnen.

Das FCC-Aktenzeichen Nr. 99-325 enthält die relevanten Informationen zur Berechnung der maximal zulässigen digitalen Leistung Ihrer Station.

[Hrsg. Hinweis: Eine Anfrage von NAB und Xperi, eine neue Formel zu verwenden, um zu bestimmen, welche Sender die höchsten zulässigen Leistungspegel für digitale UKW-Sender verwenden können, wird von der FCC geprüft.]

RW: Welche Strategien zur Verbesserung der Abdeckung werden Ihrer Meinung nach eingesetzt?

Detweiler: Viele Rundfunkanstalten, die die HD-Radio-Technologie eingeführt haben, nutzen die FCC-Verordnung, die es digitalen Multicast-Kanälen ermöglicht, FM-Übersetzer zu versorgen. Dadurch kann die Station zusätzlich zum digitalen Multicast-Signal über einen weiteren analogen Kanal verfügen. Xperi hat auch beobachtet, dass Sender den Multicast-Kanal eines anderen Senders gemietet haben, um einen Übersetzer zu versorgen. Stationstelefon-Apps ermöglichen es Rundfunkveranstaltern, Hörer mit Mobilfunkverbindung zu erreichen, und HD-Einfrequenznetze verbessern die digitale Abdeckung in Märkten mit eingeschränktem Gelände.

Eine neue Ergänzung zum Arsenal des Radios ist DTS AutoStage, eine Hybrid-Radiolösung, die IP-vernetzte Metadatenverbesserungen mit der drahtlosen Übertragung kombiniert. Die über IP bereitgestellten Inhalte bieten ein reichhaltiges, durch Metadaten verbessertes Hörerlebnis sowie „Service-Following“ bei Fahrten außerhalb des primären Abdeckungsbereichs des Senders.

RW: Gibt es spezielle Strategien zur Lösung von Lücken und anderen Signalherausforderungen?

Detweiler: Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM)-Signale, die bei der digitalen HD-Radioübertragung verwendet werden, eignen sich hervorragend zur Überwindung von Mehrwegeverzerrungen. Durch die spektrale Redundanz des oberen und unteren Seitenbands werden Ausfälle durch Kanalschwund nahezu ausgeschlossen. Synchrone OFDM-Booster (SFN) ermöglichen eine nahezu nahtlose HD-Radioabdeckung. Für Rundfunkmärkte mit erheblichen Geländehindernissen, wie sie an der Westküste der USA zu finden sind, bieten Einzelfrequenznetze und Synchronverstärker erhebliche Verbesserungen der Abdeckung.

RW: Welche rechtlichen Möglichkeiten zur Verbesserung des Fußabdrucks könnte ein Berater empfehlen?

Detweiler: Wir haben Radiosendern immer empfohlen, ihre Lizenzierung und technische Strategie mit ihrem Kommunikationsanwalt zu besprechen. Zu den verfügbaren Instrumenten zur Erhöhung der Abdeckung können Vereinbarungen über gegenseitige Beeinträchtigungen und die Optimierung von Richtantennen für Einzüge gehören.

RW: Werden heutzutage Strategien eingesetzt, um Übersetzer in wichtigen Märkten anzusiedeln, um Rimshot-Signale zu wiederholen?

Detweiler: Rundfunkgruppen, die sowohl In-Market-Sender als auch Rimshot-Sender besitzen, haben ihre HD-Multicast-Kanäle genutzt, um das Programm der Rimshot-Sender auszustrahlen. Diese neuen Multicast-Kanäle bieten eine große Abdeckung und können auch als Feeds für Übersetzer dienen.

RW: Sie haben SFNs erwähnt. Sind sie es wert?

Detweiler: Ja, SFNs sind wertvoll und viele Implementierungen haben eine Steigerung der digitalen Abdeckung gezeigt. Ein SFN ist möglicherweise die einzige Möglichkeit, unterversorgte Märkte zu bedienen, die durch das Gelände verdeckt wurden. Allerdings stellen Einzelfrequenznetze potenziell eine Herausforderung dar, da sie hochentwickelte Signalübertragungsnetze erfordern und mehr Pflege und Einspeisung erfordern als herkömmliche FM-Signale.

HD-Radio-Einzelfrequenznetze wurden an Standorten eingesetzt, die über eine ausreichende Geländeabschirmung verfügen, um OFDM-Intersymbolinterferenzen in den Signalüberlappungsbereichen zu minimieren. Während OFDM eine Fehlausrichtung zwischen Haupt- und Verstärker toleriert, dominieren immer noch die analogen Ausrichtungsanforderungen. Sofern wir keine volldigitalen Booster vorschlagen, dominieren die Anforderungen des analogen Signals immer noch das Systemsynchronisationsdesign.

RW: Was kann durch Herumbasteln an den Leistungspegeln von HD-Radio erreicht werden?

Detweiler: Der Betrieb von HD-Radio mit 10 % des analogen ERP-Signals bietet eine Abdeckung, die der des analogen Signals entspricht oder besser ist. Es gibt jedoch Situationen, in denen die Ausrüstung vor der digitalen Leistungssteigerung im Jahr 2010 gekauft wurde und ein Betrieb mit –10 dBc möglicherweise nur mit zusätzlichen Kosten erreichbar ist. Darüber hinaus wäre es schwierig, die Kosten außerhalb einer erhöhten Gebäudedurchdringung zu rechtfertigen, wenn eine digitale Stromausweitung zu einer Abdeckung über die Bevölkerungsbereiche hinaus führen würde. Unabhängig davon würde das Testen der Abdeckung bei inkrementellen digitalen Leistungspegeln zwischen –14 dBc und –10 dBc der Station die Möglichkeit geben, den genauen Punkt der abnehmenden Rendite zu bestimmen.

RW: Und wie sieht es mit der Änderung der HD-Radio-Modi im Hinblick auf die TPO-Fähigkeiten des Senders aus?

Detweiler: Bei der Dimensionierung eines Senders für den HD-Radiobetrieb muss der entsprechende Headroom für den Servicemodus bestimmt werden – MP1, MP3, MP11 usw. Wenn die digitale Leistung über –14 dBc erhöht wird, erhöht sich auch die gesamte integrierte Leistung. Beispielsweise verfügt der Modus MP1 bei –10 dBc über digitale Träger mit 10 % der analogen Leistung. Wenn der MP11-Modus übertragen wird, addieren sich die erweiterten logischen Partitionskanäle. Die integrierte Leistung der primären und erweiterten Partitionen beträgt jetzt 14 % der analogen Leistung. Alle Trägerpartitionen (P1 und P3) werden mit der gleichen Amplitude übertragen, die gesamte integrierte Leistung erhöht sich jedoch proportional.

RW: Kann ein Sender die Abdeckung durch RBDS/RDS-Injektionsniveaus verbessern?

Detweiler: Eine Erhöhung des Injektionspegels des RBDS (RDS)-Unterträgers erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis. Dieses verbesserte SNR erleichtert den Empfängern die fehlerfreie Dekodierung in anspruchsvollen Empfangsumgebungen wie Mehrwege-, Gleichkanalstörungen und niedrigen Signalpegeln. Bei Sendern, die mit aktivierten erweiterten HD-Radio-Partitionen betrieben werden, ist bei einer Erhöhung der RBDS-Einspeisung auf über 6 % Vorsicht geboten, da die Intermodulation mit dem 19-kHz-Pilot die verbesserte Trägerleistung beeinträchtigt.

RW: Können FMs die Abdeckung steigern, indem sie auf Mono umstellen?

Detweiler: Es ist allgemein anerkannt, dass die Ausstrahlung eines UKW-Stereosignals zu einem um 23 dB geringeren Signal-Rausch-Abstand gegenüber einem analogen monauralen UKW-Signal führt. Dies ist auf den Anstieg des Grundrauschens im Unterträgerbereich von 23 kHz bis 53 kHz im Vergleich zum monauralen SNR von 0 Hz–15 kHz zurückzuführen. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf das wiederhergestellte SNR des analogen FM. Für Formate, die mit monauralen Programmen wie Nachrichten, Talk und Sport kompatibel sind, bietet dies einen erheblichen analogen Leistungsvorteil am Rande der Abdeckung, bringt jedoch keine Verbesserung für digitale.

RW: Welchen Einfluss hat das Antennendesign auf Abdeckung und Effizienz?

Detweiler: Die Strahlbreite der Antenne wird sowohl durch die Anzahl der Felder als auch durch den Abstand der Elemente bestimmt. Eine Antenne mit größerer Strahlbreite erzeugt weniger Nullen im Elevationsmuster der Antenne und fokussiert einen größeren Teil des Signals im geformten Strahl. Ein Design mit Halbwellenabstand verringert die Tiefe dieser Nullstellen und verringert die Strahlung im 90-Grad-Winkel zum Strahl. Diese Halbwellenkonstruktionen gelten als wünschenswert, um die nach unten gerichtete Strahlung zu reduzieren, wenn sie auf dem Dach bewohnter Gebäude angebracht werden.

RW: Welche Innovationen bei Antennen oder verwandten Technologien können schließlich eine Rolle bei der Maximierung der Abdeckung spielen?

Detweiler: Innovationen in der Modellierungs- und Designsoftware haben die Systemleistung verbessert und Master-Antennen- und Combiner-Systeme kostengünstiger als je zuvor gemacht. Die Überprüfung der relativen Feldstärke durch Drohnen ist für die Validierung der ordnungsgemäßen Installation auf der Turmstruktur unerlässlich. Diese optimierten Hauptantennenstandorte bieten eine verbesserte Abdeckung für alle teilnehmenden Stationen.

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Paul McLane

Paul McLane ist Chefredakteur von Radio World, dem er 1996 beitrat. Er leitet den redaktionellen Inhalt von 32 jährlichen Printausgaben; Die täglichen SmartBrief-Newsletter von RW; Webcasts; und eine wachsende Bibliothek mit über 100 E-Books. Er hat technische Direktoren, FCC-Vorsitzende, Radiopersönlichkeiten der Hall of Fame und Führungskräfte der C-Suite zu Digitalradio, vernetzten Autos, Industriestandards und anderen Themen interviewt. Vor seiner Zeit bei RW war er ein preisgekrönter Rundfunkjournalist und Vertriebs-/Marketingleiter im Technologiebereich.

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Tags ⋅ HD-Radio ⋅ Digitalradio ⋅ Technische Tipps