mini|hochkant=0.8|Logo Digital Radio Mondiale
Digital Radio Mondiale (DRM) ist ein schmalbandiges (4,5…20 bzw. 100 kHz Signalbandbreite) digitales Rundfunksystem, geplant als Ersatz für den amplitudenmodulierten Rundfunk auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle sowie in den VHF Bändern I, II und III (VHF Band-II ist das bekannte UKW Band für lokale Rundfunkdienste). Hauptaugenmerk liegt dabei auf Kompatibilität der benutzten Frequenzen und Bandbreiten, einer wesentlich besseren Qualität als bei der analogen Amplitudenmodulation und Robustheit des Empfangs auch bei widrigen Empfangsbedingungen, d. h. bei Fernempfang, sowie der Erweiterung der Radio-Erfahrung für Hörer moderner Digitalradio-Services.
DRM in den frühere AM Bändern (LW, MW, KW) nutzt die Robustheits-Modi A-D als Optimierung für unterschiedliche Übertragungs-Anforderungen (Bodenwelle, Raumwelle, etc.). Die Signal-Bandbreite kann zwischen halben (4,5/5 kHz), normalen (9/10 kHz) oder doppelten (18/20 kHz) Bandbreiten gewählt werden. Die typische für Nutzdaten verfügbare Datenrate beträgt bei normaler Signal-Bandbreite 15-20 kbps. Die Maximale Kapazität bei doppelter Signal-Bandbreite beträgt 72 kbps.
In den VHF-Bändern I, II und III nutzt DRM den Robustheits-Modus E mit fest 100 kHz Bandbreite. Die verfügbare Kapazität für Nutzdaten beträgt in diesem Modus zwischen 37 und 186 kbps, je nach konfigurierter Signal-Robustheit.
Der "Service-Layer" von DRM bietet die erweiterten Funktionalitäten des Digitalradio-Standards einheitlich und unabhängig von der gewählten Sendefrequenz an.
Entwicklung und Geschichte Digital Radio Mondiale (DRM) ist ein schmalbandiges digitales Rundfunksystem zur Verbreitung von bis zu vier Diensten in einem Multiplex. Das System wurde für digitale Ausstrahlungen auf Lang-, Mittel- und Kurzwellenbändern ab 1998 entwickelt und der neue Standard im Jahr 2003 anlässlich der in Genf stattfindenden Welt-Funk-Verwaltungskonferenz vorgestellt.Digital Radio Mondiale - weltweiter Rundfunk-Sendestandard in den Frequenzbändern bis 30 MHz Auf der Internationalen Funkausstellung in Berlin 2005 wurden erste Prototypen von Empfangsgeräten präsentiert. In den 2010er Jahren erfolgte die Einführung vor allem in Europa. Jedoch wurden kaum Empfangsgeräte produziert, die Verbreitung ist gering und mit Stand 2019 senden nur noch wenige Rundfunkanstalten in DRM. In Indien konnte eine gewisse Abdeckung mit DRM-Empfangsgeräten bis 2016 erreicht werden.
Die vier Dienste von DRM setzen sich in der Regel aus einer Kombination von bis zu drei Hörfunkprogrammen (mit MPEG xHE-AAC oder MPEG-4 HE-AAC v2 Audio-Codierung sowie zugehörigen Multimediainformationen) und Datendiensten wie Text Messages, SPI/EPG, Journaline und SlideShow zusammen. DRM ist ein offener ETSI-Standard und bei der ITU als digitales Rundfunksystem für den weltweiten Einsatz in ihren technischen Empfehlungen aufgenommen.
mini|hochkant=1.6|DRM-Frequenzbereiche DRM umfasst diverse Signal-Konfigurationen für die digitale Verbreitung von Rundfunkangeboten über OFDM-Sender in folgenden Frequenzbereichen: in den Lang-, Mittel- und Kurzwellenbändern bis 30 MHz (genannt „DRM30“) mit den vier OFDM-Übertragungsmodi A, B, C und D und einer Bandbreite von 4,5 kHz bis 20 kHz, kompatibel zu den international verwendeten Kanalabständen, in den VHF-Bändern I–III von 30 MHz bis 300 MHz mit dem OFDM-Übertragungsmodus E (genannt „DRM+“) und einer Bandbreite von 100 kHz; damit kann DRM rasterkonform im UKW-Bereich (87,5–108 MHz) und gemeinsam mit DAB/DAB+ auch im VHF-Band III (174–230 MHz) eingesetzt werden.
Die Entwicklung und die weltweite Markteinführung von DRM wird vom internationalen DRM ConsortiumDRM Konsortium unterstützt, das am 4. März 1998 durch zwanzig der weltweit wichtigsten internationalen Rundfunkunternehmen und führenden Organisationen der Medienbranche sowie Hersteller von Empfangsgeräten in Guangzhou/China gegründet wurde. Es hat seinen offiziellen Sitz bei der Europäischen Rundfunkunion (EBU) in Genf, das Projektbüro befindet sich gegenwärtig bei der BBC in London.
In Deutschland wurde im Jahr 2003 das Deutsche DRM-ForumDeutsches DRM-Forum als offener Zusammenschluss der interessierten Marktbeteiligten zur Einführung von DRM in Deutschland und benachbarten Staaten gegründet.
Seit mehreren Jahren (Stand 2018) zeigt sich, dass sich DRM als technisches System nicht durchgesetzt hat. Die ARD, die sich durch die Deutsche Welle zunächst bei dieser Technik engagiert hatte, hat sich aus dem DRM-System vollständig zurückgezogen.
Eine Reihe von Ländern hat DRM als nationalen Digitalradio-Standard übernommen.https://www.drm.org/wp-content/uploads/2023/06/DRM-Around-the-World-June-2023.pdf Internationale Digitalradio-Ausstrahlungen finden immer im DRM Format statt.
Aktuelle Situation Mit Stand 2024 wird DRM im asiatischen Raum hauptsächlich in Indien (Mittelwelle), Indonesien, Pakistan, China und Ozeanien genutzt, wobei nach wie vor Engpässe bei der Verfügbarkeit von Empfängern vorhanden sind. Die EWF () spielt dabei zur Katastrophenwarnung eine große Rolle. Die Situation in Europa sieht sowohl bei empfangbaren Sendern wie auch bei verfügbaren Empfängern anders aus. Europa ist mit UKW (FM) und DAB+ rundfunktechnisch über terrestrische Verbreitungswege bestens versorgt.
Stand Januar 2024 sind in Mitteleuropa folgende Sender mit Hochantenne empfangbar: BBC (Woofferton, 1 h/Tag, englisch) Radio Romania International (Țigănești und Bacău, 2,5 h/Tag, rumänisch) Ministry of Information Kuwait (Sulaibiyah, DX-Empfang, 3,7 h/Tag, arabisch)
Siehe auch Liste digitaler Lang-, Mittel- und Kurzwellenrundfunksender (teilweise veraltet, meist abgeschaltet)
Bei Empfängern ist man im Wesentlichen auf Software Defined Radio (SDR) oder Selbstbauprojekte angewiesen, die Serienfertigung wurde in den frühen 2010er Jahren eingestellt.In den Jahren 2006 bis 2008 waren etliche Geräte verfügbar, von denen im Februar 2014 nur mehr zwei übrig waren, die 2023 auch nicht mehr im Handel waren.
DRM-Systemtechnik Systemkomponenten mini|hochkant=1.4|DRM-Content-Server Die Konfiguration des Basisbandsignals zur Übertragung von Audio- und Datendiensten über DRM bis zur Generierung des OFDM-Signals zur Abstrahlung über einen Sender wird in zwei wesentlichen Funktionseinheiten realisiert: dem DRM Content-Server und dem DRM-Modulator.
DRM Content-Server Der DRM Content-Server mit den Audio- und Datendienst-Encodern für ein Sendesignal und dem Multiplexer dient zur Zusammenführung der Inhalte im Main Service Channel (MSC). Zusätzlich werden im Multiplexsignal noch der Fast Access Channel (FAC) und der Service Description Channel (SDC) eingefügt. Diese beiden Kanäle beinhalten Parameter zur Identifikation der übertragenen Inhalte und der Übertragungsparameter zum Empfang des DRM-Signals. Über das Multiplex Distribution Interface (MDI) wird das gesamte Multiplex-Signal mithilfe des sogenannten Distribution and Communications Protocol (DCP) weitergeleitet.
mini|hochkant=1.4|DRM-Modulator
DRM-Modulator Der DRM-Modulator übernimmt die Kanalcodierung für den MSC, den FAC und den SDC separat mit einer Energieverwischung und einem Faltungscoder. Der MSC durchläuft zusätzlich noch einen Time-Interleaver. Außerdem werden die Pilotsignale für die Kanalschätzung des OFDM-Signals erzeugt. Danach wird der Rahmen für das eigentliche OFDM-Signal generiert, das als HF-Signal auf die gewünschte Sendefrequenz aufmoduliert wird.
MDI/DCP-Signalzuführung mini|hochkant=1.4|DRM-Distributions-Netzwerk Üblicherweise wird das DRM-Multiplexsignal im Studio mit dem DRM-Content-Server zusammengestellt, konfiguriert und über das Multiplex Distribution Interface (MDI) mit dem Distribution and Communications Protocol (DCP) dem DRM-Modulator an den jeweiligen Sendestandorten zugeführt.
Das MDI/DCP-Signal enthält den eigentlichen DRM-Multiplex (bestehend aus MSC, FAC, SDC), alle Informationen für den DRM-Modulator (OFDM-Mode, Zeitstempel für SFN-Betrieb, sendernetzspezifische Angaben usw.) sowie weitere spezifische Angaben und zusätzliche Fehlerschutzdaten. Die Bitrate des MDI/DCP-Datenstroms ist im einfachsten Fall nur um ca. 20 bis 25 % höher als das DRM-Multiplexsignal und kann über schmalbandige Übertragungswege, beispielsweise über UDP/IP, serielle Leitungen, Satelliten, WAN, LAN und ISDN an einen oder mehrere DRM-Modulatoren (z. B. in Gleichwellennetzen) zugeführt werden.
OFDM-Systemparameter In DRM können unterschiedliche Werte der HF-Bandbreite und der weiteren OFDM-Parameter, der QAM-Modulation des Multiplex-Basisbands, der Fehlerschutzklassen und des Time-Interleavings eingestellt werden. Diese vielfältigen Werte werden in fünf OFDM-Modi A-E unterteilt, wobei die Modi A bis D für die Übertragung bis 30 MHz (DRM30) und der Mode E für die Übertragung ab 30 MHz (DRM+) definiert sind.
Innerhalb der OFDM-Modi gibt es verschiedene Fehlerschutzklassen, durch die die typischen Ausbreitungseffekte wie Fading, selektives Fading, Atmosphärenstörungen sowie Störungen durch benachbarte Sender kompensiert werden. Aufgrund der begrenzten Datenrate müssen im Falle kritischer Ausbreitungsbedingungen u. U. Kompromisse zwischen einem höheren Fehlerschutz für eine gute Empfangssicherheit und der damit einhergehenden geringeren Nettobitrate für die Audio- und Datendienste-Übertragung gefunden werden.
+ Modulation und FehlerschutzOFDM-ModeMSC-QAMFehlerschutzProtectionLevelInter-leaverHF-Band-breiteA64-QAMR= 0,5 / 0,6 / 0,71 / 0,78PL= 0 / 1 / 2 / 30,4 / 2 s4,5 / 5 /9 / 10 /18 / 20 kHzBC16-QAMR= 0,5 / 0,62PL= 0 / 1DE16-QAMR= 0,33 / 0,41 / 0,5 / 0,62PL= 0 / 1 / 2 / 30,6 s100 kHz4-QAMR= 0,25 / 0,33 / 0,4 / 0,5PL= 0 / 1 / 2 / 3
+ OFDM-Träger und -BandbreiteOFDM-ModeUnterträger-AbstandUnterträger-Anzahl bei Bandbreite 9 kHz 10 kHz 18 kHz 20 kHz 100 kHzA412/3 Hz204228412460 B467/8 Hz182206366410C682/11 Hz 138 280D1071/7 Hz88178E4444/9 Hz 212
+ OFDM-Symboldauer OFDM-Mode Dauer SymbolTu GuardIntervallTg SummeTsA24 ms22/3 ms262/3 msB211/3 ms51/3 ms262/3 msC142/3 ms51/3 ms20 msD91/3 ms71/3 ms162/3 msE2,25 ms0,25 ms2,5 ms
Mode A ist hauptsächlich für lokale Sendungen auf der Lang- und Mittelwelle vorgesehen, bei denen die Übertragung durch die Bodenwelle überwiegt und es daher kaum Fading gibt. Unter bestimmten Voraussetzungen wird der Mode A (bei Nutzung von 16-QAM) auch für Kurzwellenübertragungen eingesetzt, um die Datenrate und damit die Tonqualität zu verbessern.
Mode B wird vor allem bei Kurzwellen-Übertragungen mit nur einer Reflexion an der Ionosphäre (sogenannter „single hop“) eingesetzt. Der Mode B wird auch nachts im Lang- und Mittelwellenbereich eingesetzt, da dann in diesen Bändern die Raumwelle an der Wellenausbreitung beteiligt ist.
Mode C kann für Kurzwellensendungen über lange Distanzen hinweg verwendet werden. Da bei diesen Entfernungen die Wellen mehrfach zwischen Ionosphäre und Erde hin und her reflektiert werden (sogenannter „multi hop“), kommt es hier verstärkt zur Überlagerung von Wellen mit verschiedenen Laufzeiten und somit zu Signalverstärkungen und Signalauslöschungen. In der Regel wird zur Überseeversorgung dennoch der Mode B benutzt, da er eine höhere Datenrate bietet.
Mode D ist der störungsunempfindlichste Übertragungsmodus und wird hauptsächlich für NVIS-Übertragungen (Near Vertical Incidence Skywave) verwendet. Diese Sendeart kann in tropischen Regionen verwendet werden. Da hier die Wellen nahezu senkrecht nach oben abgestrahlt werden, kommt es neben den bereits genannten Fading-Effekten, bedingt durch die nicht konstante Höhe der über dem Boden reflektierenden Luftschichten, zusätzlich zu Doppler-Verschiebungen.
Mode E ist der alleinige Übertragungsmodus für die VHF-Bänder zwischen 30 MHz und 300 MHz mit einer Bandbreite von 100 kHz, womit DRM konform mit dem Raster von 100 kHz im UKW-Band eingeplant werden kann. Berücksichtigt ist auch die Sicherstellung des mobilen Empfangs bei hohen Fahrgeschwindigkeiten.