Моя свобода – это радиоприёмник: эволюция автомобильного радио
Редкая автомобильная технология с годами не эволюционировала в сравнении с изначальным вариантом до полной неузнаваемости. Однако есть и такие давно привычные вещи, которые практически не претерпели изменений. Например, радиоприемник в автомобиле. Впрочем, если изменений нет у нас с вами, это не значит, что их нет в остальном мире. Давайте узнаем, что такое DAB-радио, HD-радио, Sirius XM, и как это работает.
Считается, что первый автомобильный радиоприемник появился в 1930 году. Им стал Motorola 5T71 американской компании Galvin Manufacturing Corporation, будущей Motorola. Сегодня на дворе 2018-й, а значит, аналоговое радио звучит в наших автомобилях практически в неизменном виде уже… 88 лет! Редкостный пример долгожительства и консерватизма, надо заметить.
Да, радио в машине с годами приобрело информативный дисплей, автоматическую настройку и память, в его сигнал «вплетена» полезная информация в формате RDS, но в целом оно фактически осталось таким же, как и на заре автомобилизации – принимающим старый добрый аналоговый сигнал. Впрочем, аналоговое радио постепенно уступает позиции цифровому: все больше стран планируют отказ от вещания в «аналоге» и переходят на «цифру».
Главное преимущество цифровых стандартов – гораздо большая плотность станций. Сейчас в «аналоге» сетка частот такова, что промежутки между станциями FM-диапазона 87,5 — 108 МГц составляют не менее 400 килогерц. С такой сеткой в диапазоне помещается около полусотни станций, и пустых участков нет потому, что любой редкий случай выставления высвободившейся частоты на конкурс, скажем, в московском регионе, вызывает нешуточный ажиотаж среди медиакомпаний. Если вещание перевести на цифровой стандарт, количество свободных частот увеличится раз в двадцать. А значит, получить место для вещания будет легче. Может, даже вырастет количество интересных узкоформатных станций, среди которых каждый найдет что-то по душе.
В Европе в качестве цифрового стандарта принят DAB — Digital Audio Broadcasting. Сегодня он уже существует в версии DAB+, но мы для простоты будем называть его просто DAB.
Исторически сложилось, что DAB-вещание обосновалось в диапазоне частот 175-239 МГц. Этот участок разбит на фиксированные каналы, в каждом из которых может работать полтора-два десятка станций, не мешая друг другу. Для того чтобы «ловить» цифровое радио, нужен соответствующий приемник, в котором имеется DAB-тюнер. Сегодня в ассортименте большинства известных брендов есть автомобильные головные устройства, имеющие в своем составе как аналоговый тюнер для участка 87,5 — 108 МГц, так и цифровой, для участка 175 — 239 МГц.
Антенна для DAB может представлять собой небольшую коробочку, наклеиваемую в угол лобового стекла автомобиля.
Если головное устройство в машине не умеет принимать DAB, а менять его не предполагается, можно приобрести отдельный DAB-приемник, выполненный в виде штекера в прикуриватель. Он тоже потребует выведения отдельной приемной антенны, а с автомобильной аудиосистемой соединяется либо через ее линейный вход, либо через вход AUX, либо через встроенный в DAB-приемник налоговый FM-трансмиттер.
Количество и качество
Главный плюс DAB – расширение частотного ресурса и появление большого количества узкосегментированных радиостанций. Скажем, радио для любителей собак, разговоров исключительно о политике, любителей рыбной ловли или фанатов «Локомотива».
Главных минусов – два. Во-первых, это, конечно же, необходимость покупать новую автомагнитолу. А во-вторых, как ни парадоксально – отсутствие сколь-либо заметных улучшений в качестве звучания. Реальность такова, что цифровое радио DAB на одной и той же акустической системе звучит ничуть не лучше аналогового…
Гаджеты
Мультимедиа из СССР: автомобильная «музыка» прошлого века
Долгие годы музыкальное сопровождение в автомобиле могло обеспечить только радио, впервые зазвучавшее для человека за рулем в 1920-е годы. Ни грампластинки, ни бобины с магнитной пленкой, которые крутились в домашних…
И увеличение радиуса вещания «цифра» тоже не дает. Скорее, наоборот: при выходе из зоны устойчивого вещания, когда вы, к примеру, выезжаете за город, аналоговая станция достаточно долго продолжает звучать, потом появляются легкий шум и помехи, затем они нарастают и, наконец, музыка или голос полностью тонут в шумах. А DAB-станция уже на границе легких помех пропадает разом… Особенно неприятен этот эффект в плотной высотной городской застройке, где встречаются «пробелы» DAB-покрытия. Там, где «аналог» просто временно ухудшает качество, «цифра» начинает «проглатывать» куски. Иногда не спасает даже буферизация цифрового потока в приемнике, рассчитанная как раз на такие случаи.
DAB-вещание в мире и в России
Цифровое радиовещание появилось более двух десятков лет назад, но единого стандарта цифрового радиовещания в мировом масштабе нет. В США местный цифровой формат под названием HD-radio не совместим с европейским DAB: там применено гибридное вещание одновременно «цифры» и «аналога» на традиционных «аналоговых» частотах. Китайский CDR (China DigitalRadio) с европейским цифровым радио тоже несовместим.
Но и внутри самой Европы нет единства. Правда, не в стандартах, а в подходе к концепции. Единственной страной, целиком перешедшей на DAB и полностью прекратившей вещание в аналоговом формате, в конце 2017 года стала Норвегия. Близка к тому и Великобритания. Наряду с аналоговыми, DAB-радиостанции работают в Италии, Германии, Франции, Австрии, Бельгии, Греции, Швеции, Нидерландах и еще ряде стран, и до полного вытеснения «аналога» там весьма далеко. В то же время около половины европейских стран находятся в положении глубоко раздумывающих о введении DAB. К примеру, буквально в прошлом году «цифра» появилась в эфире Чехии, но зато Латвия, два года тестировавшая цифровое радиовещание, от DAB отказалась, сочтя его нецелесообразным.
В России DAB-вещание не ведется. У Минкомсвязи есть к нему интерес, и не раз анонсировалось введение «цифры» в будущем, но пока никаких реальных подвижек нет.
Вернее, почти нет. Несколько лет назад в Москве проводилось пробное тестовое вещание с размещением передатчиков на Останкинской башне, к тому же существует отечественный собственный стандарт РАВИС. Правда, тоже несовместимый с DAB.
Почему внедрение «цифры» в нашей стране идёт, мягко выражаясь, вяло? Во-первых, из-за опасений невостребованности DAB среди вещателей. Все радиостанции живут за счет рекламы, а общего бюджета всего рекламного рынка России просто не хватит на возросшее в несколько раз количество станций. Ну и, как минимум, нужно дождаться ухода в «цифру» телевидения, потому что сейчас DAB-диапазон у нас занят аналоговым телевещанием: на этих частотах сидят каналы НТВ, Россия-1 и Матч.
Радио через спутник
Музыка в машине ХХ века: от грампластинок до СD
Фактически очень серьезная часть усилий при создании машины тратится на хороший звук в салоне. Да и стоимость и сложность некоторых систем способны вызвать священный трепет. А с чего все…
Говоря об эволюции радио, нельзя не упомянуть это отдельное и особое направление радиовещания, также ориентированное в основном на автомобилистов. Принципиальным и важнейшим его отличием от наземного радиовещания (что аналогового, что цифрового) является огромный радиус охвата. Если наземное радио работает в радиусе 50-80 километров от передающей антенны, то спутниковое работает везде. Неудивительно, что появилось оно именно в США с их развитой автоиндустрией, массовыми дальними грузоперевозками и популярным среди населения автомобильным туризмом. Можно ехать десятки и сотни километров от города к городу, пересекать границы штатов – и везде любимая радиостанция будет с тобой!
Спутниковое радио до сих пор остается фирменной американской фишкой. В начале 90-х годов появились две компании спутникового вещания — Sirius и XMRadio, а в 2008 году они объединились под общим названием SiriusXM. Вещание ведется на частотах 2332,5 — 2345,0 МГц с четырех спутников и через сети дополнительных земных ретрансляторов на территории США, Канады и в 300-километровой морской зоне вдоль побережья. На других континентах и в иных странах SiriusXM не ловится. Однако известны случаи приема даже в России, когда подержанные грузовики из США, в которых был установлен приемник и чудом сохранилась оплаченная подписка, попадали в районы Чукотки и Камчатки, где захватывали край зоны вещания. Впрочем, это исключение, а не правило.
Автомобили, производимые в США и для США, зачастую уже обладают встроенными тюнерами SiriusXM. В них для перехода в режим приема со спутника служит кнопочка «satellite radio». В этом случае спутниковое радио изначально интегрировано в аудиосистему и установлена антенна.
Сегодня в сетке вещания SiriusXM работает 150 станций. Среди них есть каналы, которые ведут «тамошние» медийные знаменитости – Опра Уинфри, Говард Стерн, известные стендап-комики. На радиостанциях SiriusXM многие музыканты и группы дают живые концерты, которые впоследствии выходят отдельными дисками. Целый сегмент специализированных станций посвящен популярным спортивным состязаниям и околоспортивной жизни в своей сфере. Это гонки NASCAR, игры NBA и NHL, гольф-турниры серии PGA Tour и тому подобное. В спортивном вещании как нигде важна непрерывность звучания вне зависимости от маршрута и его продолжительности, поэтому трансляции спортивных событий по SiriusXM – любимое развлечение американских дальнобойщиков, коммивояжеров и прочей публики, проводящей дни и ночи за баранкой.
А вот в нашей космической стране спутниковое радиовещание – еще большая фантастика, чем цифровое DAB… Если с последним что-то рано или поздно решится, то инвестировать в спутники в расчете на сбор абонентской платы со слушателей никто никогда не рискнет. Ну а про какую-то госпрограмму в этой области говорить и вовсе не приходится…
Запускаем DAB-мультиплекс у себя дома
Цифровое радиовещание постепенно внедряется в различных странах. В Европе и Австралии это стандарт DAB/DAB+, в США HD Radio, в Китае CDR (China Digital Radio). Из плюсов для пользователя — более чистый звук за счет цифрового потока, дополнительные сервисы (например название композиции и имя исполнителя на экране приемника), и, в случае DAB, большее число станций по сравнению с FM. Приемники с поддержкой цифрового радио уже сейчас относительно недороги, их цена начинается примерно от 40$.
Россия пока официально не присоединилась ни к одному из стандартов, но если это произойдет, скорее всего, это будет DAB. Его тестовая эксплуатация уже проводилась в Москве, да и приемники европейского рынка для РФ географически более доступны, чем американские. Новые европейские авто (которых опять же, больше чем американских) часто уже оснащены приемником с DAB. Ну а пока в тестовых целях, запустить DAB у себя дома, при наличии SDR-трансивера может любой желающий.
(Image Source / Getty)
Подробности под катом (осторожно, много длинных и скучных конфигов).
Как это работает
К сожалению, разные стандарты несовместимы между собой.
Европейский DAB представляет собой MP2 или AAC поток, передаваемый с помощью ODFM в каналах c частотами от 174 до 239МГц. Максимально возможно более 30 каналов, ширина каждого около 1.5МГц, в канале может одновременно передаваться несколько станций. Согласно Википедии, использование DAB при использовании битрейта 192kbps в 3 раза эффективнее по числу станций, чем у обычного FM.
Спектр одного канала DAB на экране SDR выглядит так:
Для сравнения, так при том же масштабе, выглядят FM-станции:
В американском HD Radio пошли по другому пути — цифровые каналы добавили «сбоку» к уже имеющимся FM-станциям. Это позволило не выделять новые частоты и оставить совместимость со старыми приемниками. Минус в том, что в крупных городах FM-эфир и так уже занят. С другой стороны, даже максимальное число в 50 станций для FM это вполне неплохо, слушателям больше скорее всего и не надо.
Спектр HD Radio выглядит так (скриншот с youtube):
Китайский CDR решил копировать американский подход, увы, моего нулевого знания китайского недостаточно чтобы найти по нему более подробную информацию.
Что касается приемников, то их цена на amazon составляет от 30$ за самые простые модели, до >100$ за более продвинутые с тачскрином, Wifi или цветным экраном.
Но «чукча не читатель», так что тестовое радио в формате DAB/DAB+ мы запустим сами. HD Radio запустить увы, не выйдет, формат закрытый, и доступных кодеров для него нет.
Запускаем DAB/DAB+
Процесс на самом деле, не сложный, но весьма кропотливый в плане создания нужных конфигов. Для теста нам понадобится Linux и SDR с возможностью передачи, например HackRF или USRP.
1. Компиляция проекта
Linux нужен для компиляции кодера. Я использовал Ubunty, готовый образ для VirtualBox был скачан с http://www.osboxes.org/ubuntu/.
Компилируем ODR-AudioEnc
Сначала нужно скомпилировать DAB/DAB+ audio encoder, найти его можно на странице github.com/Opendigitalradio/ODR-AudioEnc.
Компилируем ODR-DabMux
ODR-DabMux объединяет цифровые потоки в один мультиплекс. Подробнее на странице github.com/Opendigitalradio/ODR-DabMux.
Компилируем ODR-DabMod
Это модулятор, который собственно и посылает данные в трансмиттер. Принцип сборки тот же, команда для скачивания:
Если при сборке не будет хватать каких-либо библиотек, их нужно поставить с помощью apt-get.
Теперь все части проекта собраны, и со всем этим попытаемся взлететь.
2. Конфигурация
К сожалению, USRP не заработал в виртуальной машине, а ставить полноценный Linux на диск было лень. Поэтому я не стал рассматривать режим потокового вещания — мультиплекс был собран из заранее подготовленных mp3-файлов, а получившийся IQ-файл был запущен под Windows. Да в общем, для дома потоковое вещание и не нужно, задачи делать «пиратскую станцию» не было.
Подготовка данных
В нашем мультиплексе будет 2 канала, для которых я скачал с youtube 2 mp3-файла и назвал их (кто бы догадался) соответственно sound01.mp3 и sound02.mp3.
На выходе должно быть 2 файла prog1.mp2 и prog2.mp2.
Сначала нужно создать файл, описывающий конфигурацию нашей «радиостанции». Напомню, в одном канале DAB может быть множество станций, каждая со своими параметрами.
Создаем файл «config.mux» со следующим текстом:
Конфиг описывает каналы, которые будут в мультиплексе и их источники данных. Параметр nbframes указывает, сколько фреймов создать, 2000 фреймов соответствует примерно одной минуте воспроизведения.
Когда файл сохранен, создаем мультиплекс:
На выходе должен получиться файл output.eti, в моем случае его размер составил 12Мб.
Тут есть две возможности. В «настоящем» Linux odr-dabmod может непосредственно передавать данные в трансивер, но под VM оно не заработало. Поэтому в качестве выходного параметра я указал raw-файл, который будет содержать данные, совместимые с Gnu Radio.
Создаем файл config.ini:
Здесь ключевой момент — выходной формат и его тип. Для USRP я использую формат complexf_normalised, для HackRF по идее, подойдет 8-битный s8.
Сохраняем конфиг, запускаем конвертацию:
Все! На выходе должен получиться config.iq, в моем случае размером порядка 700Мб на одну минуту записи (формат IQ float). Копируем его на «основной» компьютер, и Linux можно закрывать.
3. Тестирование
Как я уже говорил ранее, DAB-приемника у меня нет, чукча не читатель, радио я вообще не слушаю 🙂 Для тестирования я использовал RTL-SDR «свисток» и бесплатную программу Welle.io.
Первым делом, подключаем приемник, запускаем Welle.io и находим свободный канал. В моем случае, им сказался 12B:
Запоминаем частоту, и создаем простейший граф для передачи в Gnu Radio:
Запускаем, ждем несколько секунд, и… слышим записанную музыку через welle.io.
Убеждаемся, что количество каналов и их названия соответствуют прописанным в конфиге.
Да, весь «передающий комплекс» выглядит вот так:
Заключение
Не боги горшки обжигают, и к современным технологиям вполне можно прикоснуться дома, не отходя от рабочего стола.
Антенна разумеется, была не настроена на нужную частоту (да и антенного анализатора у меня нет), максимальная мощность от USB3 наверное не более 1Вт, да и то она распределена по полосе в 1.5МГц. Так что максимальная дальность передачи получилась примерно 0.5м.
Если кто-то захочет повторить эксперименты с большей мощностью, поиск на ebay по слову «RF Power Amplifier» дает много полезных ссылок (официально для вещания нужна лицензия, конечно, ну и стоит убедиться что не создаются помехи другим службам).
СВОЕFM | DEEP RADIO 12+
Deep House Station
ALEXANDER BUKHARSKIY
Для iPad
Снимки экрана
Описание
• Создаём радио СВОЕЙ мечты
• Отборный глубокий саунд
• 6 лет в эфире
• Без рекламы и пустой болтовни
В приложении вы можете прослушать онлайн радио, а в режиме PREMIUM воспользоваться эквалайзером, таймером сна и будильником, а также просматривать песни, которые проигрываются и отмечать их.
Обратите внимание:
• Приложение использует автопродляемые подписки на расширенные функции приложения, среди которых: будильник, таймер сна, эквалайзер, автоматический режим подстроки под текущую песню, плейлист, список отмеченных песен, динамический дизайн.
При подтверждении покупки оплата произойдет с вашей учётной записи iTunes.
• Оформите подписку, чтобы получить доступ ко всему функционалу приложения.
• Подписка является услугой с ежемесячной стоимостью, которая указана в приложении, в разделе оплаты в вашей валюте.
Владельцам подписки:
• Подписка продлевается автоматически, если автопродление не отключено не позднее, чем за 24 часа до завершения текущего периода.
• Удаление приложения не прекращает действие подписки.
• При отмене подписки, её действие сохраняется до конца оплаченного периода. Возврат платежа за текущую подписку невозможен, отмена подписки произойдет после окончания текущего подписного периода.
Вы можете управлять подпиской или отключить автопродление в настройках своей учётной записи Apple ID.
• Неиспользованная часть бесплатного пробного периода аннулируется после приобретения подписки.
