Monitorování DAB za jízdy
Pozemní digitální rozhlasové vysílání letos v Česku dorazí do dalších regionů. Čekání na rozšíření do Jižních Čech jsme si s kolegou Markem Svobodou zkrátily výletem přes Rakousko na Jižní Moravu, jakož i jedním malým experimentem. Existuje jednoduchý způsob sledování rozhlasových signálů za jízdy, dostupný běžnému uživateli, který umožní jednoduchou kontrolu jejich některých parametrů. Autorádio L56VW2 a jeho "skryté menu" nám poskytnulo základní údaje.
Na tomto zařízení se po cca pětisekundovém přidržení tlačítka SETUP objeví volba "Service Mode Radio" s nabídkou monitorování AM, FM a DAB pozemního vysílání. Právě pozorování hodnot přijímaného signálu DAB vysílání za jízdy nás zajímalo nejvíce. Veškeré fotografie displeje autorádia byly pořízeny spolujezdcem během jízdy. Nedoporučuji, aby se čímkoliv zde popsaným za jízdy zabýval řidič.
Po potvrzení položky DAB monitoringu vidíme údaj s hodnotou střední "Frekvence" jinak 1,536 MHz širokého DAB (VHF 3) kanálu. Údaj "Stanice" udává označení kanálu v rozsahu 5A až 13F. Přijímač navíc zvládá i L band, nicméně nainstalovaná aktivní anténa neumožňovala příjem v L pásmu a proto se mu dále v textu věnovat nebudu."Skupina stanic" obsahuje název sítě. Například multiplex Českého Rozhlasu zde figuruje jako "CRo DAB+". "BER" je počítadlo chyb, kde "0" znamená ideální podmínky, jakmile hodnota stoupne k číslu 100000, příjem se stává nemožným. "Program" je název služby (stanice). Zkratky "TA/TP" budou mít pravděpodobně stejný význam, jako u FM vysílání. Hodnoty by pak měly sdělovat, zda je dopravní vysílání přítomno. "SP" značí úroveň přijímaného signálu v záporných jednotkách dBm. Položka "Audio" (v rozsahu 0 až 99) se chová jako číselné znázornění vyrovnávací paměti. "0" znamená, že není slyšet zvuk a "99" je ideální stav, kdy je zásoba dat dostatečná.
Autorádio disponuje celkem třemi anténními vstupy. FAKRA M 50 ohm pro DAB a 2x RAST2 M 75ohm. Jak je zřejmé z obrázku, obě DAB pásma (III a L) sdílejí společný konektor. U DAB nám v položce "Anténa" figuroval vstup "A". Pokud se blížíme do pokryté zóny, je obecně detekován nejprve název sítě, později název programu, až nakonec nastupuje zvuk. Jakmile je detekován název sítě, vybarví se ve spodním grafickém proužkovém indikátoru "Kvalita signálu" žlutě jeho první část.
Ve skrytém menu můžeme buď krokovat postupně po jednotlivých kanálech (včetně L band), nebo můžeme volit mezi již v předvolbách uloženými stanicemi. Jak vidíme, údaj odstupu nosné, či signálu od šumu není přítomen.
V praxi bylo ověřeno, že absolutní minimální stabilní úroveň přijímaného signálu u zabezpečení EEP 2-A v ideálních příjmových podmínkách bez SFN, potřebného pro příjem, leží dle přijímače L56VW2 na hodnotě -85dBm, což můžeme při střední frekvenci 200 MHz, 50 Ohmech a ideálním dipólu λ/2zjednodušit na nějakých 22 dBuV na vstupním konektoru přijímače a zároveň hodnotě cca 36 dBuV/m na mapce pokrytí. Jakmile projíždíme například kolem zalesnění, minimální potřebná úroveň začíná stoupat až k -77dBm (30 dBuV, 44 dBuV/m). Toto rozpětí bych označil za typický rozsah potenciálně problematického mobilního příjmu DAB+ individuálních frekvenčních sítí v mírně zvlněném terénu se středně problematickými překážkami, ve kterém subjektivně VKV FM signály trpěly většími výkyvy úrovně signálu. Připomínám, že hovoříme o údajích odečtených z displeje autorádia. Můžeme napsat, že zatímco ve Velké Británii je stanovena úroveň dostatečného pokrytí pro jedoucí automobily cca k hodnotě - 67dBm, v ČR zatím Český Rozhlas prezentuje hodnotu 58 dBuV/m, což odpovídá přísnějším -63dBm. V obou případech se jedná o výšku antény 10m nad zemí. Byť se jedná o rezervu na první pohled dostatečnou, samozřejmě problematická místa, jako tunely, extrémně husté lesy, vysoké budovy, či jiné překážky mohou způsobit problémy nejen DAB, ale i FM signálům.
V Rakousku jsme samozřejmě narazili i na signály vzdálených vysílačů sítě Českého Rozhlasu. Pokud se podíváme na mapku vysílače Strážník, můžeme říci, že za jízdy by mělo být možné poslouchat stanice Českého Rozhlasu na všech místech, které jsou vyznačeny kteroukoliv barevnou vrstvou, krom žluté a bílé. Mapka ale nemůže počítat úplně bezchybně s vlivy zalesnění a zástavby. To je důvodem, proč se mapky běžně počítají pro výšku přijímací antény 10m nad terénem. U mapek ČTÚ https://digi.ctu.cz/dtv/ tomu není jinak. Při naší jízdě se potvrdilo, že signál lze za jízdy přijímat i výrazně mimo vyznačeného pokrytí dle ITU 1812-3.
Prověřením v terénu bylo zjištěno, že mapka pokrytí CityMUX Vien II je přísnější a příjem i dosti stabilní byl za jízdy místy možný i mimo žlutě kolorované oblasti. Dále bylo ověřeno, že signál RTI cz DAB+ multiplexu z vysílače poblíž kóty Kluk (kanál 5D) zasahuje opravdu až za hranice státních hranic a vzájemné rušení s připravovaným vysíláním z rakouského vysílače Jauerling (kanál 5D) se bude v případě setrvání českého vysílače na stávajícím kanálu opravdu odehrávat na území obou států.
V praxi nám pak ještě příjmové podmínky ovlivňuje použité zabezpečení (FEC) na vysílací straně. Základním zabezpečením v DAB je EEP 3-A (FEC 1/2). Robustnější EEP 2-A (FEC 3/8) si připisuje k dobru bonus 2,5dB v signálové rezervě (u mobilního příjmu) a zároveň malus v menší celkové kapacitě multiplexu; 864 kbit/s u EEP 2-A proti 1152 kbit/s u EEP 3-A. Nesmíme zapomenout ani na rychlost automobilu, ideálně se jeví rychlosti od cca 80km/h výše. V současné době se v českém DAB vyskytuje nejpočetněji zabezpečení EEP 2-A.
Před provedením montáže DAB antény do vozidla, je vhodné si uvědomit, že její provedení a umístění fatálním způsobem ovlivňují příjem. Ideální by samozřejmě bylo použít venkovní vertikálně orientovanou půlvlnou anténu (například na střeše), no reálná provedení budou mít mnohdy k ideálu daleko. Nedivte se tedy, že při kompromisních řešeních může záležet i na orientaci automobilu vůči vysílači. Naše aktivní anténa měla nevhodný rozměr (dipól 53cm) a také byla nevhodně umístěna (čelní sklo, 10cm od sloupku před spolujezdcem), mohla mít tedy reálný zisk kolem -4dBd, přesto byl celkový dojem pozitivní. Výrobcům automobilů se dnes již nechce umisťovat antény na jejich střechy. Jistým řešením by tedy mohl být diverzitní příjem na dvě DAB antény, umístěné na různých místech v automobilu. Samozřejmě by byla nutná HW i SW podpora ze strany autorádia.
Při srovnávání příjmu FM a DAB+ rozhlasu je dobré si uvědomit, že zde máme výrazné rozdíly ve frekvenční oblasti, vyzářených výkonech vysílačů (u FM až desetinásobně více), šířce pásma a především ve standardech jako takových.
Nezbývá nám, než doufat v dobře provedené mezinárodní i vnitrostátní koordinace kmitočtů a těšit se na brzké spuštění DAB+ signálů nejen z vysílače Kleť.
Ještě mi dovolte pár slov o zvukové kvalitě. V evropském DAB+ se nyní můžeme setkat s následujícími zvukovým kodeky. AAC LC kvalitní stereo by nebyl problém použít od 80kbit/s a výše, ovšem v praxi se setkáme spíše s minimem 96kbit/s. V Čechách se bohužel v současné době s AAC LC nesetkáme. S HE AAC v1 si raději nezahrávat, neboť ACC core kóduje pouze část frekvenčního spektra (u 48kbit/s je to do 8,3kHz), zbytek se odřízne a pomocí SBR (spektrálního obnovení pásma) replikuje z původního pásma oblasti do 8,3kHz. Vzniká tedy napůl umělý signál o rozsahu až do 16,9kHz s nepřirozenými výškami o specifickém přízvuku. Jedná se o parametrickou reprezentaci, slušně napsáno. HE AAC v2 nejprve načte časové, fázové rozdíly a korelaci obou kanálů vstupního signálu, vytvoří informaci potřebnou pro jeho opětovné složení, sloučí oba kanály do jednoho. Fyzicky se tedy v případě kodeku HE AAC V2 vysílají tyto tři audio informace. Monofonní AAC bitstream, SBR vedlejší informativní bitstream, Parametric Stereo vedlejší informativní bitstream. Teoreticky by měla mít v1 shodné výšky, jako v2 ale není tomu tak, kvůli sloučení nižších výšek do jednoho kanálu. Navíc bohužel u v2 na středních frekvencích jasně slyšíme změnu charakteru prostoru na ala "sud". Pokud bych si měl vybrat, po provedeném sluchovém porovnání 16bit, 48kHz, 48kbit, v1 stereo proti 16 bit, 48kHz, 48kbit, v2 parameric stereo, vybral bych si v1.
Velice rád bych v DAB slyšel kvalitní zvuk, ale ekonomický model bude zjevně proti.