Padrões de Transmissão de Rádio Digital

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1 Padrões de Transmissão de Rádio Digital Jailton Santos das Neves 1 Departamento de Engenharia de Telecomunicações Universidade Federal Fluminense UFF Niterói RJ Brasil jaineves@yahoo.com.br Resumo. Este trabalho fornece uma breve descrição dos padrões de transmissão de rádio digital, suas funcionalidades e estrutura, usos e limitações. Faremos também uma comparação entre os padrões abordados e discutiremos seu suporte à interatividade. 1. Introdução Com a comprovação da existência das ondas eletromagnéticas pelo alemão Heinrich Hertz, em 1886 e a invenção do rádio transmissor pelo italiano Guglielmo Marconi, em que lhe valeu o prêmio Nobel em onze anos mais tarde, as primeiras estações de rádio iniciaram transmissões [ Diante da evolução dos sistemas rádios transmissores, a partir dos anos 80, a tecnologia digital começou a substituir a analógica permitindo inovações nas rádios, fazendo com que o áudio AM (Amplitude Modulation) fique com qualidade de FM (Frequency Modulation) e o áudio de FM com qualidade de CD (Compact Disk). Mas na verdade, tais inovações tecnológicas no setor de radiodifusão proporcionam muito mais que qualidade de som, ao permitir uma fantástica diversificação de novos serviços no mundo das rádios. Com isso, podem ir além das músicas e notícias, ao poder receber dados com os mais diversos tipos de informações. Com a tecnologia digital, novos planos de negócios seriam possíveis, mas não parece ser esta a intenção dos empresários de rádio no Brasil, até porque falta regulamentação a respeito. Os sons, que são variações de pressão, propagam-se no ar e quando captados por um microfone e amplificados por um dispositivo eletrônico transformam-se em variações de tensão. A tensão é então amostrada em um certo número de vezes por segundo pelo quantizador a fim de digitalizar o sinal. Com a utilização conjunta das tecnologias MPEG (Motion Pictures Expert Group) [ e COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [trev_278-stott] no rádio digital, é possível oferecer programas de áudio com excelente qualidade sonora, livres de interferências e grande capacidade de transmissão de dados. A tecnologia MPEG possibilita a compressão de dados de áudio por um fator maior que sete vezes a capacidade de transmissão utilizada por um CD. Com isso, é reduzida a quantidade de dados para a transmissão com qualidade de CD (em torno de 1,4 Mbps) a uma taxa mais baixa (na faixa de 192 Kbps). A compressão utiliza recursos da ciência "Psico-Acústica" - estudo da forma como o ouvido humano percebe o som - que é de fundamental importância para a alocação de bits necessária à quantização e codificação das freqüências, pois a partir do modelo do sistema auditivo determinam-se as características necessárias para eliminar as fontes de ruídos e freqüências não-audíveis.

2 A modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) é quase sempre utilizada em conjunto com a codificação de canal Channel coding (técnica de correção de erro) resultando no COFDM que é responsável pela transmissão de grande quantidade de dados. O canal codificador foi projetado para melhorar o desempenho das comunicações permitindo que o sinal transmitido possa melhor se opor aos efeitos de vários impedimentos do canal, como ruído, desvanecimento e interferências e tem como objetivo melhorar o BER (Bit Error Rate) adicionando-se estruturas de redundância aos dados transmitidos. Como o OFDM usa um grande número de subportadoras de banda estreita, e estas são sujeitas ao desvanecimento, o COFDM é usado para garantir que os dados transmitidos nas subportadoras sejam protegidos pela codificação do Canal codificador, ou seja, protegido pelo FEC (Forward Error Correction). Utilizando as características de um sistema de multiportadoras, cada subportadora possui uma taxa de transmissão tão baixa quanto maior for o número de portadoras empregadas, possibilitando uma diminuição da sensibilidade à seletividade em freqüência, eliminando os efeitos de multipercurso. Com essas técnicas de codificação e transmissão de dados, é possível associar o rádio digital aos serviços de valor adicionado (SVA) tais como: informações sobre trânsito, viagens, tempo, localização, notícias e serviços de transmissão de dados em geral, independentemente dos dados fornecidos pelos provedores de serviços, sendo que alguns destes serviços podem alcançar taxas de transmissão de até 1,7 Mbps, com possibilidade de acesso via terrestre SFN (Single Frequency Network), via satélite, híbrido terrestre/satélite e via Internet. Nesse artigo abordaremos os padrões de rádio digital existentes, primeiramente o rádio digital padrão americano IBOC onde o sinal digital vai dentro do mesmo canal do sinal analógico, faremos um breve histórico e descreveremos como funciona o sistema. Em seguida descreveremos os padrões europeus DAB (Digital Audio Broadcasting) e o DRM (Digital Radio Mundiale), na sequência o padrão Japonês de rádio digital ISDB-T. Depois faremos uma comparação entre os padrões e concluiremos com uma abordagem sobre o suporte a interatividade desses padrões. 2. Padrão Americano IBOC (In-Band on-channel) A tecnologia para o rádio digital adotada nos Estados Unidos é conhecida como IBOC (In-Band-On-Channel). O serviço em si passou por diversos nomes: primeiro foi o DARS (Digital Audio Radio Service); depois DAB (Digital Audio Broadcasting), "emprestado" dos europeus; e, mais recentemente, parece ter se estabilizado em HD Radio (High Definition Radio). Da mesma forma que os outros sistemas de rádio digital (DAB Eureka 147, ISDB-Tsb, DRM), usa modulação COFDM e tem como idéia levar ao ouvinte um som de melhor qualidade (como no CD), além de possibilitar a inclusão de outras informações por meio de um fluxo de dados ou mesmo um segundo canal de áudio independente.

3 2.1. Histórico O processo que viria a desaguar na atual tecnologia IBOC iniciou-se em 1990, quando a Satellite CD Radio entrou com uma petição na FCC (Federal Communications Commission) Americana para a regulamentação de um novo serviço, o rádio digital via satélite. Mas por essa época, o sistema europeu de rádio digital terrestre (DAB Eureka 147) já vinha sendo divulgado. Por tal motivo, a FCC, face à petição da CD Radio, abriu um processo de consulta pública (Notice of Inquiry, GEN Docket ) visando à regulamentação do rádio digital, não apenas via satélite, mas também para aplicação terrestre. Esse novo serviço foi batizado de DARS Digital Audio Radio Service. Passados cinco anos em 1995 a FCC definiu as condições para a versão via satélite (Satellite DARS), fixando a faixa de operação em MHz [FCC1]. Entretanto, a versão terrestre estava a patinar. Em seu DARS Report and Order, a FCC dizia que: (...) nós antevemos que avanços técnicos logo irão permitir aos radiodifusores em AM e FM oferecerem sons digitais melhorados. (...) O subcomitê de rádio digital da EIA está avaliando as características técnicas de uma variedade de sistemas experimentais DARS. (...) Nós apoiamos totalmente esses desenvolvimentos, e vemos grandes promessas nessas inovações para prover melhores serviços aos consumidores. (...) Quando os resultados dos testes indicarem a capacidade de implementar tais sistemas iremos agir rapidamente para modificar apropriadamente as nossas normas [FCC1, par. 28, grifo deste autor]. Voltemos um pouco no tempo. A partir da publicação da consulta NOI GEN docket , em 1990, diversas propostas foram vislumbradas para o rádio terrestre. Basicamente, elas se dividiam em três categorias. A primeira alternativa seria a de utilizar uma faixa de freqüência totalmente nova. Essa era a proposta do DAB europeu, que os canadenses encamparam e queriam convencer os seus pares norte-americanos. Em boa parte, a discussão que ocorreu em torno do DARS refere-se a essa proposta. Os canadenses adotaram a freqüência de 1,4 GHz (banda L) para o seu sistema de rádio digital, o que permitia que o mesmo fosse transmitido tanto por satélite quanto por antenas terrestres. Os Estados Unidos rejeitaram essa idéia alegando que a banda L já estava ocupada, em seu país, para uso militar. A segunda alternativa consistia em se transmitir o sinal digital em algum canal não ocupado por uma estação analógica - principalmente, os canais adjacentes aos analógicos. Essa proposta foi denominada IBAC - In-Band, Adjacent Channel. Apenas a AT&T (que viria a mudar o nome para Lucent Technologies após o desmembramento da Bell System) estava trabalhando nesse tipo de proposta. A terceira alternativa, e que recebia a maior atenção, por suas características atraentes, era justamente o IBOC. Seus principais proponentes eram a AT&T, a Amati e um consórcio criado em 1991 pela emissora CBS, a Gannett e a Westinghouse, denominado USA Digital Radio (fig. 1).

4 Fig. 1.Genealogia da ibiquity Os testes com os sistemas IBOC foram realizados no período entre 2000 e 2001 [NRSC1]. Em agosto de 2000, as duas principais proponentes - a Lucent e a USA Digital Radio - uniam seus esforços e criavam a ibiquity Digital Corporation. Em seu relatório de avaliação (nov/01), a NRSC recomenda que a FCC autorize a tecnologia da ibiquity para uso em sistemas IBOC em FM [NRSC2, pg. 9] A Tecnologia IBOC O IBOC ao contrário dos demais sistemas, foi concebido para possibilitar a transmissão simultânea dos sinais digitais dentro da mesma banda alocada para o sinal analógico da emissora. No modo híbrido, ambos os sinais o analógico e o digital convivem dentro do mesmo canal. Na etapa posterior, o sinal analógico seria desativado, tendo-se uma transmissão totalmente digital ocupando todo o canal. Existem duas versões do IBOC: uma para a faixa de ondas médias (IBOC AM) e outra para a faixa de MHz (IBOC FM). Ambas adotam a mesma filosofia, o mesmo codificador de áudio e o mesmo processo de modulação, diferindo em alguns detalhes como a configuração de parâmetros ou a alocação do espectro. Em tese, por usar a mesma arquitetura e o mesmo codificador de áudio, um receptor "IBOC AM" e outro "IBOC FM, ambos digitais, teriam boa parte de seus circuitos em comum para as duas faixas. Para a emissora, existem dois grandes atrativos. O primeiro é que ela pode usar o espectro de que já dispõe. O segundo é que o acréscimo de equipamento necessário para a transmissão digital é mínimo. Nesse artigo abordaremos o IBOC FM. Embora do ponto de vista técnico, o IBOC AM seja similar. Para facilitar a compreensão dos leitores, apresentaremos inicialmente uma breve descrição técnica do FM analógico e em seguido o sistema digital.

5 FM Analógico Para se entender o IBOC (FM), é útil revermos alguns conceitos do FM analógico. Basicamente, no FM, tem-se um sinal de rádio-freqüência (RF), batizado de portadora, e varia-se a sua freqüência conforme a intensidade do sinal de áudio que se deseja transmitir. Digamos que a portadora seja um sinal de 88,10 MHz. Se a amplitude do sinal de áudio for pequena, muda-se momentaneamente aquele sinal de RF para, digamos, 88,11 MHz (um desvio de 10 khz). Se a amplitude do áudio aumentar, joga-se a freqüência do RF para 88,12 MHz (desvio de 20 khz). E assim por diante. O espectro do sinal resultante (RF + áudio, ou RF modulado) é complexo, e muda de instante para instante, em função da variação do sinal de áudio (modulante). A figura 2 traz uma representação simplificada desse sinal modulado: cada estação está representada por um triângulo, com a sua portadora no centro. A largura do canal alocado a cada estação é de 200 khz ou seja, os sinais modulantes podem ocupar no máximo 100 khz em torno da portadora, em cada lado. Fig. 2. Espectro do FM. Conforme ilustrado na fig. 2, as estações são alocadas de 200 em 200 khz (ou 0,2 MHz) [CFR1]. Para uma dada estação por exemplo, a de 88,3 MHz na fig. 2 as estações localizadas no canal adjacente, ou seja, cuja portadora esteja a 200 khz no espectro (88,1 e 88,5 MHz), são chamadas de primeiro adjacente. Da mesma forma, aquela cuja portadora esteja afastada 400 khz é denominada estação segundo adjacente. Se duas estações localizadas em cidades distintas estiverem ambas transmitindo na mesma freqüência, diz-se que elas são co-canal. Para evitar interferências entre as estações, a FCC estabelece uma distância mínima a ser observada entre as estações cocanal, primeiro adjacente e, em menor grau, no segundo e terceiro adjacentes. O motivo para o afastamento mínimo a ser observado entre as estações adjacentes no espectro é que as raias do sinal de FM, por este ser complexo, não se limitam ao espaço de ± 100 khz em torno da portadora. A figura 3 mostra a máscara de emissão adotada pela FCC para o FM. Essa máscara estabelece que podem existir espúrios na faixa entre

6 120 e 240 khz afastados da portadora, desde que os mesmos estejam a 25 db abaixo da potência da portadora não-modulada; e 35 db abaixo da portadora não-modulada, na faixa entre 240 e 600 khz. Fig.3. Máscara de emissão para o FM. Cf. 47cfr [CFR2] IBOC FM A idéia básica do IBOC (In-Band On-Channel) [ é a de transmitir o sinal digital dentro do mesmo canal do sinal analógico. Isso possibilitaria, na visão de seus autores, que as estações de rádio atuais pudessem migrar para a tecnologia digital quando lhes fosse conveniente e sem interromper ou prejudicar a transmissão do modo analógico. A proposta da USA Digital Radio (posteriormente, ibiquity) é a de transmitir os sinais digitais na "janela" entre 129 e 198 khz, como indicado na figura 4. Esses sinais estariam sendo transmitidos em uma potência bem baixa, de modo a ficarem restritos dentro da máscara de emissão especificado pela FCC. Fig. 4. Sinal IBOC FM no modo híbrido [IBI]. O sinal digital apresentado na fig. 4 é do tipo OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), formado por 190 mini-portadoras de cada lado, e capacidade de transporte total de 96 kbit/s. Esse modo é chamado "híbrido", por conjugar a transmissão dos sinais analógico e digital. Um outro modo de transmissão, denominado "híbrido estendido" (extended hybrid) é apresentado na fig. 5. Nesse modo, o sinal analógico deve ser restrito a 100 khz e a janela ocupada pelo sinal digital vai de 101 a 198 khz. A capacidade de transporte,

7 nesse caso, varia de 110 a 150 kbit/s, dependendo dos parâmetros de configuração adotados. Fig. 5. Sinal IBOC FM no modo híbrido estendido [IBI]. Após a fase de transição, a porção analógica do sinal seria substituída por sinais digitais, tendo-se então o chamado modo "totalmente digital". Existem diversas possibilidades para o mesmo. A proposta da Lucent era a de que, no sinal totalmente digital, a parte principal da informação fosse concentrada nas portadoras centrais, que seriam transmitidas com uma potência maior, conforme o indicado na fig. 6. Fig. 6. Sinal IBOC no modo totalmente digital. Proposta Lucent [SUN]. Já na proposta da USA Digital Radio, e que acabou prevalecendo na solução da ibiquity, no modo totalmente digital a parte principal da informação continuaria a ser transmitida nas raias laterais (como no modo híbrido), porém com maior potência, enquanto que a parte central do canal seria destinada à transmissão de informação secundária, conforme a figura 7.

8 Fig. 7. Sinal IBOC no modo totalmente digital. Proposta USA DR/iBiquity [IBI]. No modo totalmente digital, a capacidade de transporte varia de 200 a 300 kbit/s, dependendo dos parâmetros de configuração. Como ocorre com a maioria dos sistemas digitais, a capacidade de transporte pode ser utilizada por uma mistura de sinais de áudio (um ou mais canais) e fluxos de dados. Por exemplo, no modo híbrido mais simples, é possível ter dois fluxos de bits: um com 74 kbit/s e outro com 25 kbit/s. No modo estendido, acrescenta-se um fluxo adicional de 12, 25 ou 50 kbit/s, dependendo dos parâmetros de configuração. No modo totalmente digital, é possível ter até quatro fluxos independentes, variando de 6 a 98 kbit/s. Em tese, qualquer tipo de informação digital - seja de áudio ou dados - poderia ser transmitido nesses fluxos. A versão "original" do IBOC empregava um codificador de áudio proprietário, denominado PAC (Perceptual Audio Coding) permitia enviar dados juntamente com o sinal de áudio que funciona de forma semelhante ao MPEG. Informações sobre a previsão do tempo, trânsito, o nome do artista e da música que esta tocando, etc. podem ser lidas no visor dos receptores digitais. Entretanto, as primeiras implantações nas emissoras indicaram um resultado muito insatisfatório, o que levou a ibiquity a substituí-lo por um segundo codificador de áudio, denominado HDC, desenvolvido pela Coding Technologies. O codificador HDC é escalonável - funciona em 18, 36, 64 e 96 kbit/s, o que permite compor diferentes combinações. Uma desvantagem é que, assim como o primeiro, este codificador é proprietário. A avaliação é a de que, em 96 kbit/s, a qualidade do som obtida é igual ao de um CD.

9 Figura 8. Diagrama de blocos de Transmissão IBOC A figura 8 ilustra o diagrama de blocos do IBOC enquanto a figura 9 mostra de modo simplificado, a organização de um sistema para transmitir um sinal IBOC juntamente com o analógico. Na linha de cima temos, simplificadamente, um sistema FM convencional, composto por um estágio de tratamento de áudio em banda-base (amplificador, mixers, etc.), um modulador FM analógico, seguido de um amplificador de potência (RF) e finalmente a antena. No IBOC (linha de baixo), o sinal analógico passa por um codificador de áudio (HDC) e um modulador digital. A saída deste modulador é acoplada (por meio de um acoplador passivo) à saída do modulador analógico, de modo que ambos os sinais, multiplexados, são enviados ao elemento irradiante (antena). Um elemento adicional que aparece aqui no circuito analógico é a linha de retardo: como o processo digital é mais demorado (leva alguns segundos para ser executado), para que as informações dos sinais analógico

10 e digital "aconteçam" no mesmo instante, faz-se necessário tal retardo. Dessa forma, um sintonizador IBOC poderia funcionar em modo "dual", como ocorre no FM mono/estéreo: Idealmente, o receptor IBOC estará sintonizando a parte digital do sinal. Entretanto, se devido às condições de recepção o sinal digital não puder ser recuperado, o receptor automaticamente mudaria para a fonte analógica, sem interromper a continuidade do programa para o ouvinte. Fig. 9. Esquema para a transmissão híbrida IBOC/analógico. Um último tópico a ser observado refere-se à sincronização entre as estações. Como cada estação estará transmitindo de forma independente das demais, o receptor, ao ser mudado de estação, tem que "atracar" na nova estação. Esse processo de sincronização leva alguns segundos para ocorrer, o que significa que, em tese, o usuário ficaria com o seu receptor mudo durante alguns segundos cada vez que ele mudasse de estação. A forma proposta para evitar tal incômodo é o de que as estações sejam sincronizadas por meio de satélite (GPS) [IBI]. 3. Padrões Europeus (DAB e DRM) 3.1 DAB (Digital Audio Broadcasting) FM A transmissão de informações digitais por meio das ondas do rádio (especificamente, na radiodifusão) data de meados da década de 80, com os sistemas RDS (Radio Data System) e RBDS (Radio Broadcast Data System) [ Essas tecnologias visavam à transmissão de dados a taxas razoáveis (para os padrões da época) usando o espaço livre no espectro radioelétrico - mais especificamente, a parte superior (54 a 99 khz) do canal de FM das estações. Eram sistemas híbridos, em que o áudio era transmitido em sua forma original, analógica, junto com o fluxo digital de dados. Esses dados poderiam conter informações, por exemplo, relativas à cotação da Bolsa de Valores, a serem reproduzidas em um display alfanumérico. Ainda na década de 80, diversos trabalhos de pesquisa foram conduzidos para possibilitar a radiodifusão totalmente digital. Um desses trabalhos começou a ganhar

11 corpo em 1987, quando foi submetida uma proposta de projeto dentro do programa europeu Eureka, de fomento à formação de redes de pesquisa. O projeto ganhou o número 147, e era uma rede constituída por radiodifusores europeus, representados pela EBU (European Broadcasting Union), bem como pelos institutos Rundfunktechnik e Fraunhofer, da Alemanha e o Centre Commun d'études en Télédiffusion et Télécommunications (CCETT), da França. O projeto Eureka 147 [ visava o desenvolvimento de um sistema de rádio totalmente digital, baseado na modulação COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). Quando pronto esse sistema veio a ser batizado de DAB (Digital Audio Broadcasting) [ O primeiro protótipo ficou pronto em Em 1992 as freqüências para a operação desse sistema foram padronizadas em nível mundial. Mas somente no ano seguinte o sistema ganhou sua conformação atual. Em 1995 o serviço foi introduzido na Inglaterra e na Suécia, em caráter experimental. Em 1997, o serviço foi oficialmente lançado de forma comercial. 3.2 Descrição do Sistema O sistema DAB Eureka 147 é conceitualmente simples (sua implementação, talvez nem tanto). Conforme ilustrado na figura 10, diversos provedores de conteúdo (Service ou Service Component Provider) geram programas de rádio, rádio + dados ou apenas dados. Esses programas são transportados até um operador de rede (Ensemble Provider e Transmission Network Provider) que providencia o empacotamento dos diversos programas em um único fluxo de bits, sendo então transmitido para os usuários. Fig. 10. Rede conceitual simplificada do DAB Eureka 147 O Sistema de transmissão do DAB apresentado na figura 11 é um diagrama de bloco resumido. Cada canal de serviço de áudio chega através de um sinal PCM amostrado em 24 e 48 KHz variando de acordo com o modo de transmissão aplicado, que será codificado pelo codificador MPEG. Após isso será codificado pelo canal Codificador

12 (Channel Coding) que faz a adição controlada de redundância para que a mesma possa ser explorada no canal Decodificador, a fim de possibilitar a correção de erros, devido à utilização desse canal codificador no sistema OFDM é que podemos chamá-lo de COFDM. O Sinal de dados chega numa taxa de transmissão (múltiplo de 8Kbps) dentro de vários subcanais, sendo estes sujeitos apenas à capacidade de transmissão de cada subcanal. Estes subcanais serão multiplexados para depois serem codificados pelo canal codificador, esta é a primeira etapa de transmissão para cada sinal de dados. Com o término da primeira etapa tanto do áudio quanto dos dados, ambos os sinais já codificados serão multiplexados no MSC (Main Service Channel). O sinal de saída do MSC será combinado com as informações vindas do MCI (Multiplex Control Information) e o SI (Service Information) chega através de FIV (Fast Information Channel) e que serão responsáveis pela formação dos quadros que serão enviados através do TM (Transmission Multiplex). Ao final desta segunda etapa, o sinal composto pelos quadros de transmissão encontrase pronto para ser formatado pela técnica OFDM, onde será dada uma nova forma ao sinal, que consiste em dividi-lo num grande número de subcanais, cada subcanal, será encaminhado para uma subportadora, utilizando uma largura de banda total de 1,536MHz. A taxa de bits transmitida é da ordem de 1,5 Mbit/s, dependendo dos parâmetros de configuração adotados para o transmissor. Podem ser transportados até 64 programas independentes, com diferentes taxas cada um. Entretanto, nos sistemas atuais, o mais usual é a transmissão de seis a oito programas de áudio estéreo ou mono, com taxas de 32 (dados e áudio a baixas taxas) a 192 kbit/s (áudio estéreo) cada. Os programas de áudio são codificados em MPEG-1 ou MPEG-2 camada II. No multiplexador (ensemble provider), os diversos programas são multiplexados usando um esquema de multiplexação específico do DAB, onde são também acrescidas informações de controle e sinalização típicas dos sistemas digitais [ETSI a].

13 Figura 11 Geração do sinal DAB No receptor DAB (figura 12), que é bem mais simples do que o transmissor, o sinal DAB é selecionado no sintonizador com a escolha de estação desejada, o sinal DAB será encaminhado para o demodulador OFDM. A partir do demodulador será derivado o FIC, canal que possui as informações para que usuário selecione os serviços disponíveis no sinal, e a outra parte do sinal não-decodificado pelo Time Interleaver será encaminhada ao Decodificador de Canal (Channel Decoder) de onde saíra o sinal para o Decodificador MPEG, o sinal para o Demultiplexador de pacotes (Demux Packet), e além disso, sinais de dados independentes. Figura 12 Recepção do sinal DAB

14 Os canais DAB poderiam estar, em tese, em qualquer posição do espectro entre 30 MHz e 3 GHz [ITU-R 2002]. Na conferência da UIT-R (União Internacional de Telecomunicações, setor de Radiodifusão) de 1992 (WARC-92), quando o sistema foi apresentado, foram estabelecidas posições no espectro para a Europa, Canadá e Ásia. Essas posições estão nas faixas de banda I (VHF baixo, de 47,9 a 67 MHz), banda II ( MHz), banda III (VHF alto, de 174,9 a 239,2 MHz) e banda L (1,45 a 1,49 GHz). Deve-se considerar também que o sistema DAB Eureka 147 foi concebido para operar em quatro modos distintos, conforme a tabela 1. Características Modo I Modo II Modo III Modo IV Tabela 1. Modos de transmissão do DAB [ITU-R 2002 e ETSIa] Características Modo I Modo II Modo III Modo IV Freqüência operação de Bandas I, II e III I, II, III e L Qualquer até 3 GHz. faixa I, II, III e L Aplicação Redes SFN (Single Frequency Network) com grande separação entre as estações transmissoras Estações locais e repetidoras de sinais captadas de satélite Retransmissão terrestre de sinais de satélite e via cabo Redes SFN (Single Frequency Network) em UHF e serviço local em banda L Status de implantação A Comunidade Européia definiu, em 1995, a alocação de 73 blocos nas bandas II, III e L para o uso do DAB Eureka 147 [EU, EBU]. Essa alocação foi feita de modo a permitir pelo menos dois blocos (de 1,5 MHz) para cada país da Comunidade [EU]. Diversos países europeus já possuem o serviço em operação comercial, sendo que o Reino Unido, Alemanha e a Dinamarca encontram-se em estágio mais avançado. Além desses, existem operações comerciais na Suécia, Bélgica, Espanha, Itália, Suíça e Holanda. No caso do Reino Unido, foram alocados sete blocos, na faixa de 220 MHz. Dois deles estão alocados para redes nacionais, sendo um para a BBC e outro para as emissoras independentes (Digital One). Os demais blocos destinam-se a estações locais. Na Alemanha, o foco tem sido a transmissão multimídia e as aplicações móveis. Mas, além desses, existe um exemplo interessante que é o Dasding

15 ( uma rádio feita de jovens para jovens. Seus repórteres têm entre 14 e 24 anos. O Canadá é outro país onde o DAB Eureka 147 encontra-se em estágio avançado de implantação. No caso do Canadá, foram alocados 40 MHz na banda L, de modo a possibilitar uma integração direta com a distribuição via satélite. Na Ásia, o DAB encontra-se em estágio comercial em Cingapura. A Coréia, embora tenha realizado experiências com o DAB Eureka 147, resolveu partir para uma tecnologia alternativa, o DMB [ETSI TS ]. Taiwan, Austrália e Nova Zelândia estão realizando trabalhos de planejamento para a introdução do DAB. 3.3 DRM (Digital Radio Mondiale) AM DRM é o único sistema de rádio digital padrão aberto do mundo para ondas AM (curtas, médias e longas) que cobre atualmente transmissões para bandas abaixo de 30 MHz é administrado por um consórcio constituído pelas emissoras estatais européias para as transmissões em AM, uma vez que o sistema DAB só se aplica às transmissões em FM surgiu em 1996 em uma reunião da qual participaram alguns dos maiores radiodifusores internacionais e fabricantes de equipamentos, com o objetivo de que alguma coisa fosse feita, senão os dias da radiodifusão nacional e internacional em AM, abaixo de 30 MHz, estariam limitados. Em 1998, na China, estando presentes radiodifusores, centros de pesquisa e fabricantes de transmissores e receptores, foi assinado um memorando de entendimento que fundamentou o sistema DRM. O sistema encontra-se em testes na Europa. DRM é o único sistema universal de rádio digital padrão aberto AM, com o som próximo da qualidade FM (Freqüência Modulada). Este sistema também é conhecido por AM Digital. A qualidade do áudio de DRM é excelente, e a melhoria comparando com AM analógico é totalmente visível. DRM permite que existam dados e áudio em mais de um idioma, em canais próprios, que permitem ao ouvinte selecionar o que lhe interessa. Claro que quanto mais informação tiver a transmissão, menos qualidade terá. Além de fornecer o áudio próximo da qualidade FM, o sistema de DRM tem a capacidade integrar dados e texto. Este índice adicional pode ser visualizado em receptores DRM para realçar a experiência escutando. Ao contrário dos sistemas digitais que requerem uma alocação nova da freqüência, DRM usa faixas de freqüência existentes da transmissão do AM. O sinal de DRM é projetado para caber dentro da faixa da transmissão AM existente, baseada em sinais da largura de faixa de 9KHz ou 10kHz conforme figura 13. Esse método requer pouca largura de banda como 4.5kHz ou 5kHz, mas esse método pode tirar vantagem de larguras de faixa mais largas, tais como 18 ou 20kHz.

16 Figura 13 Espectro de ocupação do DRM. Muitos transmissores existentes AM podem facilmente ser modificados para carregar sinais de DRM (figura 14). O sistema de DRM usa modulação COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex), ou seja, um Canal codificador juntamente com o OFDM. Isto significa que todos os dados, produzidos digitalmente pelo codificador de áudio e associado ao sinal de dados, é compartilhado para a transmissão conforme diagrama (figura 15) através de um grande número de portadoras próximas espaçadas. Todas essas portadoras são contidas dentro do canal de transmissão distribuída. O sistema de DRM é projetado de modo que o número de portadoras possa ser variado, dependendo dos fatores tais como a largura de banda do canal e o grau de robustez requerido. Figura 14 Transmissor convertido para modulação digital DRM

17 Figura 15. Diagrama de bloco de transmissão DRM

18 O DRM pode operar com três codificações de áudio, dependendo da preferência das estações emissoras: Mpeg4 AAC (Advanced Áudio Coding), máxima qualidade de som (para emissoras com programas musicais); Mpeg4 CELP (Code Excited Linear Prediction), com menor qualidade de som (Para rádios de notícias, desporto, etc.), HVXC (Harmonic Vector Excitation Coding) baixa qualidade para transmissões de voz pouco exigentes e SBR (Spectral Band Replication) aplicável ao AAC e CELP. A figura 16 mostra as opções de codificação de áudio do DRM na transmissão e recepção. Claro que a escolha das codificações áudio dependerá do número de serviços que o operador de radiodifusão quiser ter em simultâneo, pode, inclusive, ter na mesma freqüência uma emissão multilíngue e os nomes e letras das músicas, informações de transito, etc., no visor do receptor. As aplicações de DRM incluirão rádios fixos e portáteis, receptores do carro, receptores de software e PDAs. Diversos receptores adiantados do protótipo DRM foram produzidos, incluindo um receptor de software. Figura 16 Opções de codificação do sistema DRM Os membros do consórcio Digital Radio Mondiale e a organização World DAB Fórum concordaram em iniciar o processo de expansão do sistema DRM para bandas até mais de 120 MHz. Esta decisão constitui um marco emblemático, pois vai aumentar o âmbito de soluções de rádio digital não proprietárias disponibilizadas pelo consórcio DRM e o World DAB Fórum, entidades que trabalham conjuntamente em projetos de interesse comum. Juntos, estes dois sistemas de rádio digital vão disponibilizar soluções à medida mesmo que nas mesmas bandas em mercados internacionais.

19 A cooperação entre estes dois organismos (DAB e DRM) foi anunciada no certame de eletrônica de consumo IFA que decorreu em Berlim em 2003 e, desde então, mantém uma agenda regular de encontros sobre temas técnicos e comerciais. Peter Senger do consórcio DRM afirma que os broadcasters e reguladores de muitos países estão analisando exaustivamente as opções digitais disponíveis, à procura de sistemas não proprietários ajustados aos seus critérios técnicos e de mercado. O DAB estabeleceu-se como uma solução bem sucedida para as freqüências mais altas em muitos países e os broadcasters estão progressivamente implementando o DRM para as bandas de onda média e onda curta. A expansão do DRM para bandas superiores aos 120 MHz vai complementar as soluções existentes. Annika Nyberg, presidente do World DAB Forum assegurou que a mensagem que decorre da cooperação entre o World DAB Forum e o consórcio DRM é no sentido de continuar a desbravar o caminho para a rádio digital do futuro. Até à atualidade, já foram vendidos mais de 1.5 milhões de receptores de DAB e existem no mercado mais de 150 diferentes tipos de receptores deste sistema. Os trabalhos de expansão do DRM já foram iniciados e espera-se que o projeto, desenvolvimento e a fase de testes estejam concluídos entre 2007 e Padrão Japonês - ISDB-T Os sistemas de rádio digital visam, essencialmente, a transmissão de áudio com uma melhor qualidade (som de CD), incluindo, adicionalmente, novos recursos, tais como a transmissão de textos, imagens, gráficos e até mesmo vídeos de baixa resolução. Como todas as informações estão em formato digital e como o receptor possui capacidade de processamento de dados, as funcionalidades possíveis são limitadas, em tese, apenas pela imaginação. Analisando-se os sistemas de rádio digital, verifica-se que elas se dividem em duas grandes vertentes. Na primeira, o rádio digital é visto como uma evolução das atuais rádios. Como decorrência dessa visão, o sistema é todo concebido para apresentar uma "transição suave" entre o analógico e o digital. Exemplo desse enfoque é o IBOC norte-americano. Em outra vertente, o rádio digital é concebido como um novo serviço - não uma mera evolução, mas algo diferente, complementar, como foi o caso da introdução do FM num mundo dominado pelas rádios AM, na década de 70. Exemplo desse enfoque é o DAB europeu (Eureka 147). O sistema japonês de rádio digital adota a segunda abordagem: ele é visto como um serviço complementar ao atual serviço de rádio analógico AM/FM. Mais que isso, tratase de um sistema desenhado em conjunto com a TV Digital, de modo a aproveitar as sinergias de sistema (se visto sob um prisma mais restrito) e criar um novo universo de comunicação (se visto sob um ângulo mais abrangente).

20 4.1 A Tecnologia ISDB-T O sistema japonês de rádio digital é conhecido como ISDB-Tsb (Integrated Services Digital Broadcasting, Terrestrial, Segmented Band). A sua concepção tecnológica faz parte do sistema ISDB, o sistema de televisão digital do Japão. No caso da TV Digital, o ISDB-T é derivado do sistema europeu (DVB-T), utilizando modulação COFDM. Isso significa que o fluxo de bits a ser transmitido é por meio de milhares de pequenas portadoras no modo 2k, no modo 4k e no modo 8k (tabela 2). No entanto, ao contrário do DVB-T, no ISDB-T essas mini-portadoras são agrupadas em 13 grupos, chamados segmentos. Uma das vantagens dessa estratégia é que se podem adotar diferentes parâmetros de transmissão em segmentos diferentes - por exemplo, em um segmento as mini-portadoras podem estar moduladas em 64-QAM, enquanto no segmento adjacente a modulação poderia ser QPSK. No caso da TV Digital, e mais especificamente no caso de se ter HDTV (TV de alta definição), todos os 13 segmentos seriam utilizados para transportar o fluxo de bits necessário ao programa (cerca de 19 Mbit/s). Tabela 2 Número de portadoras O sistema de rádio digital, dentro do ISDB, era conhecido como N-ISDB (Narrowband ISDB). Como indicava o nome, ele não seria exatamente um sistema de rádio (no sentido de ser algo inerentemente ligado à transmissão de áudio), mas sim um sistema multimídia, apenas com a diferença de estar operando com uma banda mais estreita que a televisão. E que largura de banda seria essa? As opções são de se usar um ou três segmentos - o que corresponde a uma taxa líquida de transmissão da ordem de 200 a 430 kbit/s (no caso de 1 segmento) e 1,3 Mbit/s (no caso de 3 segmentos). Ora, como o sinal ISDB-Tsb (o novo nome do N-ISDB) é uma fração do ISDB-T "pleno", o sistema pode ser desenhado para que ambos os "modos" sejam compatíveis. Isso significa que se uma estação de televisão transmitir o seu áudio em um segmento específico, um receptor ISDB de faixa larga reproduziria a informação de televisão

21 (áudio + vídeo), enquanto que um receptor ISDB de faixa estreita reproduziria o áudio somente. Da mesma forma, uma estação ISDB de faixa estreita que transmita programas de rádio poderia ser diretamente captada, seja por um receptor de rádio, seja por um receptor de televisão, conforme indicado na figura 17. Fig. 17. Segmentação de banda no ISDB-T. Lembremos que o ISDB-Tsb não serve somente para a transmissão de áudio. Assim como nos outros sistemas de rádio digital, o áudio é digitalizado e compactado por meio de um codificador (no caso, o MPEG-2 AAC). O fluxo digital assim decorrente é multiplexado a outros fluxos (que podem ser outros fluxos de áudio digital, dados ou vídeo), por meio de um multiplexador MPEG-2. Finalmente, o conjunto assim montado (denominado "fluxo de transporte" ou transport stream) passa por um tratamento (codificação de canal) e é então transmitido por meio das portadoras do COFDM, conforme indicado na figura 18. Fig. 18. Diagrama em blocos simplificado do ISDB-Tsb (transmissão)

22 A informação transportada no feixe de transporte fica a critério da prestadora. A figura 19 ilustra alguns exemplos típicos. Fig. 19. Exemplo de alocação dos bits para 1 e 3 segmentos 4.2 O Serviço No planejamento de espectro do Japão, em longo prazo, as estações de televisão digital deverão ocupar a faixa de UHF e as estações de faixa estreita, o VHF, conforme indicado na figura 20. Durante a fase de transição (simulcasting), que vai de 2003 a 2011, a faixa de VHF é então compartilhada entre as atuais estações de TV analógicas e as novas estações ISDB-Tsb. Na faixa de UHF, ter-se-ia o convívio entre as estações analógicas e digitais de televisão. Após o simulcasting, na faixa de VHF ter-se-iam os serviços ISDB-Tsb e serviços de comunicações móveis. Conforme indicado na figura 20, os serviços de rádio AM e FM analógicos persistiriam mesmo após Fig. 20. Planejamento de espectro no Japão.

23 Devido a uma anomalia no planejamento do espectro analógico, aquele país experimenta uma situação sui generis: os canais 7 e 8 de televisão apresentam uma sobreposição de 2 MHz (ou seja, a parte superior do canal 7 coincide com os 2 MHz inferiores do canal 8). Por tal motivo, escolheu-se o canal 7 ou melhor, os 4 MHz inferiores dele para a introdução do serviço de ISDB-Tsb. Esse serviço teve início em outubro de 2003, quando a DRP (Digital Radio Promotion Association, obteve licença para iniciar as transmissões em Tóquio e Osaka. A DRP surgiu como um consórcio de consórcios e atua no sentido de promover o rádio digital no Japão. Fig. 21. Estações transmitidas pela DRP. Conforme ilustrado na figura 21, o espaço de 4 MHz do "canal 7" em Tóquio e Osaka foi fragmentado em 8 segmentos. Os rótulos S1 a S8 identificam esses segmentos. No planejamento do espectro, eles correspondem aos canais 91 a 98. Os segmentos são transmitidos com potência de 100 W cada no caso de Tóquio (totalizando 800W para o conjunto) e 30 W em Osaka (total de 240 W). Emissoras já existentes (de rádio FM, AM ou televisão), fabricantes e empresas de comunicação sozinhas ou em consórcio criaram "estações" de rádio digital (ISDB-Tsb). Na figura 21, o nome das estações aparece dentro das barras, enquanto que as entidades ou consórcios que as formaram aparecem abaixo de cada barra por exemplo, a Sony para o segmento S5 em Tóquio. As transmissões ainda são em caráter experimental. Em Tóquio, as transmissões começam às 9 da manhã, ou apenas ao meio-dia, no caso do canal 98. Os programas transmitidos constituem-se principalmente de áudio, com o canal 91 transmitindo notícias em forma de texto (NHK) e dados para o sistema de orientação para o trânsito (VICS). As transmissões encerram-se às 21 horas.

24 Osaka encontra-se em estágio mais introdutório. As transmissões iniciam-se às 11 horas e vão até as 19 horas. O canal 91 transmite a programação da NHK com o mesmo jornal eletrônico (NHK) e dados para o sistema auxiliar de trânsito (VICS). Nos demais canais, existe um rodízio de programação, e parte das estações é utilizada para a realização de testes de engenharia de transmissão no período da manhã, enquanto que parte é utilizada para testes no período da tarde. Nos horários ativos, são transmitidos programas culturais e musicais (basicamente, áudio). Cada "estação" gera a sua programação e a empacota em forma de fluxo de transporte (transport stream), enviando-o então para a DRP, que fica na torre de Tóquio ou Osaka. A DRP procede então a transmissão desses sinais em forma de COFDM. Aqui cabe uma ressalva importante: embora exista uma figura de "operador de rede" (desempenhado pela DRP), esse papel é diferente do multiplexador do DVB-T. Naquele caso, o multiplexador recebe os sinais de vários programadores, e ele gera o fluxo de transporte que será transmitido em forma de um único fluxo de bits de 20 e tantos megabits por segundo. Já no caso do ISDB-Tsb, a DRP transmite o sinal de cada estação de forma independente, ou seja, o sinal de cada estação é transportado pelo seu próprio fluxo de transporte e as mini-portadoras de COFDM ocupam a sua janela de faixa estreita (segmento) do espectro. Uma pergunta interessante: se cada estação ocupa, de fato, apenas a sua janela de espectro de faixa estreita (segmento), porquê os sinais são transmitidos inicialmente para a DRP? Existem dois motivos para isso. O menos importante é que, tanto no caso de Tóquio quanto Osaka, as transmissões são realizadas a partir de altas torres construídas em locais selecionados mais ou menos como a Torre Eiffel em Paris. Portanto, a existência de uma infra-estrutura comum facilita a transmissão. Mas o mais importante é que o ISDB-Tsb, embora adote a segmentação de espectro e estes possam ser manipulados de forma totalmente independente, na hora de se efetuar a modulação COFDM, eles são tratados como um único grupo, a fim de evitar a necessidade de se ter bandas de guarda entre os mesmos. É cedo para se poder avaliar corretamente o potencial do ISDB-Tsb da forma como está concebida. Entretanto, o fato de ter sido planejado de forma integrada à televisão digital, permitindo a interoperabilidade dos dois sistemas e respectivos serviços, e o fato de utilizar um multiplexador quase universal como o MPEG-2 Sistema, conferem-lhe uma grande flexibilidade e um bom potencial de evolução. 5. Comparações entre os padrões Comparando as vantagens e desvantagens dos sistemas, é possível verificar que o americano IBOC é um sistema flexível, servindo tanto para FM quanto AM, por via terrestre ou por satélite, nas atuais freqüências, sem faixas adicionais e transmitindo áudio e dados simultaneamente, permitindo às emissoras se digitalizarem com um processo rápido e simples de migração. O sistema europeu é constituído na verdade de duas variações, uma para cada serviço: o DAB para FM e o DRM para AM. O DRM,

25 um sistema baseado em tecnologia não proprietária, é reconhecido mundialmente por organismos como a ITU, IEC e o ETSI e atualmente cobre as bandas de emissão abaixo dos 30 MHz (onda curta, onda média/am e onda-longa). Por sua vez, o sistema DAB é também baseado em tecnologia não proprietária e reconhecido pela ITU e ETSI, e foi originalmente concebido para o espaço entre os 30MHz e os 3GHz, funcionando de forma satisfatória na Banda II (87,5-108 MHz). O sistema japonês ISDB já é uma "convergência tecnológica" de rádio com TV digital que eventualmente poderá confrontar com a "divergência regulatória" em alguns países. O DRM, utilizado em ondas curtas e médias, tal como o IBOC [HD] é praticamente a digitalização do atual sistema analógico existente, permitindo até numa fase de transição a emissão simultânea de digital e analógica. Para que qualquer sistema se imponha no mercado é necessário que o Estado, os operadores e a indústria convirjam nos seus interesses, ora com o sistema DAB tem sido difícil encontrar essa convergência em alguns países da Europa. O sistema é caro para os operadores, o Estado não tem dinheiro e não o quer financiar, a indústria não fabricará receptores baratos enquanto o público não os consumir massivamente. Outro dos problemas deste sistema é que não permite uma evolução gradual do atual sistema analógico para o novo digital. Contrariamente, tanto o DRM como o IBOC permitem uma adaptação gradual, permitindo aos ouvintes, a pouco e pouco, uma mudança de receptores. Infelizmente, atualmente na Europa, em FM, não temos alternativa ao DAB, mas o consórcio encarregado de desenvolver o DRM anunciou que dentro de dois anos (2008-?) apresentará uma norma de adaptação ao FM. Só nessa altura passará a existir, na Europa, outra alternativa, então se iniciará gradualmente a passagem para o digital. Isto se as autoridades competentes aceitarem a continuação do uso das atuais frequências do FM. Mas mesmo que assim não seja, depois dessa fase da digitalização do FM será mais fácil a passagem para o DAB. O ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) tem afinidade com o DAB, mas tem a vantagem de ser o único sistema que permite a convergência total da Rádio digital, Internet, televisão de alta definição e celulares de terceira geração. Os Testes deste sistema tiveram início no Japão em 1999, mas o sistema só entrou em comercialização em O sistema ISDB-T utiliza padrões de transmissão como o MPEG-2 e modulação COFDM (Codec Orthogonal Frequency Division Multiplex). O sistema pode ser ajustado a qualquer modelo global mantendo uma interoperabilidade com outros meios de transmissão.

26 A tabela 3 contém alguns parâmetros dos sistemas digitais que utilizaremos para comparar os padrões citados nesse artigo, onde destacamos: o tipo de codificação, a técnica de modulação, a faixa de freqüência utilizada, se suporta ou não interatividade e quais os países que utilizam essas tecnologias. Tabela 3 Comparação entre os padrões de rádio digital Padrões Codificação de Áudio Tec. de Modulação Faixa de Freqüência Interativida de Utilização atual IBOC HDC (Proprietário) COFDM AM khz,fm MHz Suporta Estados Unidos DAB MPEG-1 e MPEG-2 COFDM 30MHz a 3GHz, Banda (I,II,III e L) Suporta Europa, Ásia, Canadá. DRM Mpeg4 CELP, Mpeg4 ACC e HVXC COFDM Abaixo de 30 MHz Suporta Europa África, Austrália, Nova Zelândia. ISDB-T MPEG-2 ACC COFDM MHz e 2,535 a 2,655 GHz Suporta Japão 6. Discussão sobre suporte a interatividade dos padrões Apresentaremos nesse trabalho dois exemplos de serviços interativos oferecidos através de sistemas de transmissão de rádio digital, um com o DAB, através do BWS (Broadcast Web Site) [ETSI b e c], e outro com o IBOC com o Radio HD. Apesar de ainda estarem em desenvolvimento, eles prometem interatividade com os usuários e grande revolução no mercado. No final da década de 90, foram iniciadas pesquisas visando o suporte às aplicações multimídia. Esse trabalho resultou na concepção do BWS - Broadcast Web Site[ETSI b e c]. O BWS consiste na transmissão de pacotes (trechos de páginas HTML e outros objetos) através do DAB. Esses pacotes, ao serem recebidos no receptor são armazenados e formam então um pequeno site local, possibilitando ao usuário navegar através de hiperlinks locais. A figura 22 apresenta esse conceito. Para o canal de retorno, pode-se utilizar as redes de telefonia móvel.

27 Fig. 22. Rede conceitual para o serviço BWS [ETSI b] Fig. 23. Área de renderização padrão para um receptor BWS [ETSIc] O padrão BWS estabelece, para o caso de receptores portáteis, uma "área de renderização" de 320x2400 pixels (fig. 23). Ou seja, é desejável que as páginas HTML (ou fotos ou qualquer outro objeto) sejam formatadas com esse objetivo. O display de exibição padrão é de 320x240 pixels (portanto, com 1/4 de tamanho de uma janela VGA), de modo que o display possa correr para cima e para baixo ao exibir o documento. O receptor deve possuir uma memória de pelo menos 256 kbytes. O documento a ser transmitido é segmentado em pequenos pacotes, tipicamente de 500 a 1000 bytes cada. Esses pacotes são retransmitidos periodicamente, de forma cíclica (carrossel), de modo que o usuário pode ligar o aparelho (ou sintonizar o canal) em qualquer instante e, após alguns segundos, toda a informação necessária estaria carregada no receptor. Pesquisadores estão propondo um esquema mais inteligente, em que um jornal completo é transmitido, ciclicamente, pelo DAB. No receptor, um filtro baseado no perfil de preferências do usuário faria com que apenas as notícias relativas ao perfil desejado fossem armazenadas na limitada memória do aparelho, possibilitando uma navegação imediata. Caso o usuário clicasse em algum link fora do perfil especificado, o aparelho carregaria a notícia solicitada assim que ela viesse no carrossel transmitido (o que demoraria alguns segundos).

28 O outro exemplo dessa vez utilizando o padrão Americano IBOC é a tecnologia utilizada para o Rádio HD. O sistema Radio HD da ibiquity Digital Corporation, é projetado para permitir uma evolução sem problemas do rádio FM analógico atual para o sistema IBOC totalmente digital. Esse sistema fornece serviço de áudio e de dados para receptores móveis, portáteis e fixos por transmissão terrestre nas bandas AM e FM analógicas existente. Rádio difusores podem continuar transmitindo seus sinais AM e FM analógicos existentes simultaneamente junto com o novo sinal digital de alta qualidade e mais robusto, permitindo que eles mesmos e seus ouvintes convertam o rádio analógico para digital enquanto mantêm seus alocamentos atuais de freqüência. O sistema permite também que múltiplos serviços compartilhem a capacidade de transmissão digital de uma estação dentro de seus alocamentos atuais de freqüência. A primeira geração (núcleo) de serviços inclui o MPS (Main Program Service) [SY_IDD_1028s] e o SIS (Service Information Station) [SY_IDD_1020s]. Com as capacidades digitais do sistema do rádio de HD, a indústria de transmissão tem a oportunidade de oferecer novos serviços de informação digital adicionais, para os atuais e novos clientes. Como exemplo de tais serviços podemos incluir: - Apresentação multimídia (baseada em áudio) sob demanda da programação de jornais, previsão do tempo e programas de entretenimento (ex. rádio avançado com áudio, texto e imagem, figura 24) - Transmissão de atualizações para sistemas veiculares (ex. mapa para o sistema de navegação). - Serviços utilizando armazenamento local (ex. para escutar em tempo deslocado). - Comércio móvel (ex. com integração de telefones celulares). - Propaganda para público alvo (ex. incentivo para comprar um novo CD). - Serviços de leitura deficientes visuais. - Transmissão de web sites. - Informação do tráfego (ex. fornecido ao sistema de navegação) Figura 24. Exemplo de rádio multimídia sob demanda

29 Para esse sistema funcionar utilizamos a estrutura do AAS (Advanced Application Services) que fornece a ponte ou principal caminho entre provedores de serviço e os dispositivos de recepção avançados (rádio HD). Essa estrutura fornece uma infraestrutura simples delineada por APIs (Application Programming Interfaces) específicas para suportar uma ampla variação de novos serviços. O serviço é simplesmente a troca de informações entre um Provedor de serviço (Service Provider) e um consumidor de Serviço (Service Consumer). Os provedores de serviço transmitem usando a capacidade das suas próprias estações, ou a compatilham simultaneamente com instituições de negócios independentes, alugando capacidade de um radiodifusor. Os consumidores do serviço são os aplicativos de recepção que recebem e processam as informações fornecidas por um fornecedor de serviço. Esses aplicativos podem decodificar e passar a informação de um serviço a um usuário (por exemplo mostrar o texto no LCD do rádio ou decodificar um fluxo de áudio) ou simplesmente passar a informação para um dispositivo rádio anexo (ex. atualização de software para uma unidade da navegação). Além disso, o aplicativo de recepção pode lidar com múltiplos serviços de seu interesse. O canal de retorno também utiliza a rede telefonia móvel. A informação entregue em um serviço pode conter objetos discretos (ex. um documento SMIL) ou contínuos (ex. fluxo de áudio). Além disso, aplicativos receptores podem distinguir os serviços baseados em sua classe de serviço de maneira exclusiva, simplesmente como um meio de categorizar os serviços (ex. programas de áudio sob demanda ou em tempo real). Finalmente, os serviços podem ser gratuitos ou baseados em assinatura. O crescimento dos novos serviços aumentará não somente o número das maneiras pela qual o radiodifusor pode alcançar ouvintes, mas também o número e os tipos de dispositivos que podem ser alcançados. Um radiodifusor pode atrair novos ouvintes (para serviços baseados em áudio) e, simultaneamente, começar a alcançar outros em dispositivos veiculares móveis, tais como: Sistemas de navegação ou telemáticos. Rádio HD com suporte para telefones celulares PDAs. A estrutura do AAS (Advanced Application Service) é composta de 4 componentes básicos conforme a figura Service API interface comum para provedores de serviços acessarem a largura de banda de um ou múltiplos Rádios HD habilitados para estações AM/FM. - Ensemble Operation Center (EOC) Subsistemas da infra-estrutura que aceita serviços distintos para simultaneamente transmitir e suportar o controle operacional sobre serviços contratuais, sobre a largura de banda e sobre suas obrigações de segurança. O EOC serve como service API para fornecedores de serviço.

30 - Advanced Application Plataform (AAP) - Subsistema da recepção embutido que simultaneamente recebe serviços distintos, dá suporte à decodificação de áudio (incluindo decodificação de PAC em tempo real), a interfaces, ao armazenamento de conteúdo e etc. O AAP serve como application API para aplicações receptoras dos clientes. - Application API - Uma interface comum para que os aplicativos possam acessar os serviços específicos de interesse. Figura 25 Estrutura do AAS Em resumo o rádio HD possibilita novos serviços que podem fornecer informações em ricos formatos multimídia, adaptados aos interesses e ao gosto individual do consumidor. Representam novas oportunidades de rendimentos adicionais para provedores de serviço e radiodifusores. A estrutura do AAS fornecerá uma fundação flexível e robusta para o desenvolvimento de serviços e aplicações avançados. Os colaboradores serão capazes de rapidamente desenvolver e implementar novos serviços e aplicações. Os radiodifusores controlam eficazmente as exigências operacionais de forma a suportar múltiplos serviços e controlar eficientemente a utilização da largura de banda. Entre todas as questões de fundamental importância, surge outro debate essencial, este voltado para a inevitável introdução da digitalização. O rádio digital, já implantado em 35 países, atinge um número superior a 284 milhões de pessoas, recebendo as programações emitidas por mais de 400 emissoras de rádio em receptores industrializados por mais de 22 marcas em todo o mundo. Ele oferece melhor qualidade sonora, inexistência de interferência, redes com emissoras na mesma freqüência (redes de freqüência única), rentabilizando o espectro radiofônico e permitindo a adição de textos, dados e até de imagens, utilizando como canal de retorno a rede telefônica.