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Radio Digital – Tecnologias de transmissão

*Ronald Siqueira Barbosa

O atual chamamento público estabelece alguns parâmetros para avaliação do desempenho de um padrão de rádio digital a ser adotado no Brasil. Permitir o simulcasting, com boa qualidade de áudio e com mínimas interferências em outras estações é o primeiro item do chamamento público.

Ao fixar o simulcasting estaremos garantindo uma transmissão analógica e outra digital simultaneamente. Isso não significa dizer que os sinais analógicos e digitais devam estar em canais adjacentes. A televisão digital é um exemplo de transmissão em simulcasting onde os canais estão em faixas de frequências não necessariamente adjacentes, bem como em canais também não necessariamente adjacentes.

A vantagem de se ter canais analógicos e digitais adjacentes é a não necessidade de planejamentos adicionais para operação do sistema. Enquanto canais não adjacentes requerem um planejamento rígido para operação, outros fatores prejudicam o uso de canais não adjacentes, como por exemplo, instalações totalmente independentes em termos de infraestrutura.

Emissoras que não terão como utilizar a mesma infraestrutura de instalação sofrerão com despesas extras. Outro ponto importante diz respeito à ocupação espectral existente nos grandes centros. Muitas emissoras mal conseguem ter a sua máscara de transmissão sem invasão de sinal proveniente de canal adjacente, sendo então fácil imaginar quão difícil seria procurar um canal vago e limpo distante da transmissão original.

A transmissão adjacente traz também uma inconveniência com relação à proteção das transmissões analógicas e digitais. Pensando nessa situação o sistema HD Radio produziu sinais analógicos e digitais que convivem de tal forma a não haver necessidade de planejamento. Eles não se interferem mutuamente.

O sistema DRM apesar de ter também essa preocupação em não permitir a interferência entre os sinais analógico e o digital oferece a flexibilidade para o canal de transmissão digital estar de um lado ou de outro do canal analógico.

Isso é traduzido na figura 1:

O DRM permite o uso de variações do sistema de compressão de áudio MPEG-4 e para o AM utiliza:
1) O MPEG-4 versão HVCX (Harmonic Vector Excitation Coding) que opera numa taxa de: 2.000 a 6.560 bits/seg.

Desenvolvido pela Sony, pode utilizar o SBR (Spectral Band Replication) para aumentar a largura de faixa de 4 a 8 kHz. Na verdade é uma taxa muito baixa permitindo apenas a transmissão de voz.

2) O MPEG-4 versão CELP (Coded Excited Linear Prediction) opera numa taxa de: 3.840 a 14.000 bits/seg.

Desenvolvido pela NEC, pode utilizar também o SBR para aumentar a largura de faixa de áudio para até 14 kHz. Na verdade, é uma taxa média para voz e áudio.

3) O MPEG-4 versão AAC (Advanced Audio Coded) que opera numa taxa de: 8.000 a 20.000 bits/seg. Pode aumentar a largura de faixa de áudio em passos de 4 a 6 kHz.

4) No AAC + SBR uma licença é requerida para utilizar essa configuração que opera numa taxa de: 22.480 a 28.460 bits/seg.

5) Parametric stereo opera numa taxa em torno dos 16.480 bits/seg.

Reduzindo-se a taxa de bits do codificador reduz-se a largura de faixa e aumenta- se a robustez. Isso pode ser tratado como um benefício, mas essa é uma importante informação para comparação com o HD Radio. Esse codificador permite um equilíbrio entre erro de proteção, qualidade de áudio e largura de faixa do canal.

O HD Radio apresenta as seguintes características para o AM:

No caso do FM, a característica de canal principal altera para 96 kbps, mas não é o escopo do texto, apenas para ilustrar.

Ainda para ilustrar no caso do FM, para um link estúdio transmissor, o stream de dados é caracterizado por modos de serviços estando relacionados em grupos ou pacotes que indicam a configuração a ser utilizada.

Por exemplo: a largura de faixa necessária para as transmissões utilizando protocolo IP seria em média calculada a partir dos dados abaixo:

MP1 I2E SPS TCP 12 kb = 16,3 kb/s
MP1 I2E SPS TCP 32 kb = 37,6 kb/s
MP1 I2E SPS TCP 48 kb = 53,8 kb/s
MP2 I2E SPS1 TCP 12 kb = 29.8 kb/s
MP2 I2E SPS1 TCP 32 kb e SPS2 12kb = 65.2 kb/s
MP2 I2E SPS1 TCP 48 kb e SPS2 12kb =80.6 kb/s
MP3 I2E SPS1 TCP 24 kb = 42.3 kb/s
MP3 I2E SPS1 TCP 32 kb e SPS2 24kb =78.2 kb/s
MP3 I2E SPS1 TCP 48 kb e SPS2 24kb =93.3 kb/s
MP1 E2X TCP = 139.3 kb/s
MP2 E2X TCP = 155.6 kb/s
MP3 E2X TCP = 167.8 kb/s

Onde:
(I2E) significa conexão do Importer para Exciter
(E2X) significa conexão do Exporter para oExciter
MP1 Modo de Serviço 1 – 96 kb/s core
MP2 Modo de Serviço 2 – 96 kb/s core – 12kb/s Enhanced
MP3 Modo de Serviço3 – 96 kb/s core – 24kb/s Enhanced
MPS Main Program Service
MPSD Main Program Service Data

Essa informação nos dá condições de dimensionar as necessidades de largura de faixa para uso em links, exigidas nos diferentes transportes de dados.

*Ronald é diretor de rádio da SET e assessor técnico da Associação Brasileira das Emissoras de Rádio e Televisão (Abert) (ronald@set.com.br)
Revista da SET
 ANO XXI – N.112 – JAN/FEV 2010