Digitalradio

Digitalradio

Die digitale Übermittlung von Radioprogrammen nutzt die Möglichkeit, die am Mikrofonausgang anliegende Spannung, die sich mit dem Ton ständig ändert, zu messen und die ermittelten Werte in einen computergerechten Datenstrom umzuwandeln, da der Datenstrom sehr unempfindlich gegenüber möglichen Störungen ist. Spannungen dagegen können durch äußere Einflüsse vielfältig gestört und geändert werden. Zudem erzeugen analoge Verstärker auch dann ein Rauschen, wenn gar keine Spannung an ihrem Eingang anliegt, also gar kein Ton übertragen wird.

Digitale Datenströme bestehen jedoch aus immensen Datenmengen und könnten unbearbeitet nur mit sehr aufwendigen und kostspieligen Verfahren gesendet und empfangen werden. Daher bedient man sich so genannter Datenreduktionsverfahren. Sie sind auf die jeweiligen Datenströme ideal abgestimmt, immer mit dem Ziel, eine möglichst hohe Komprimierung zu erreichen. So wurden die Grundlagen des heute weitverbreiteten Standards ISO MPEG 1/2 Layer II, umgangssprachlich besser bekannt unter Musicam (Masking pattern UniverSal Integrated Coding And Multiplexing), am Institut für Rundfunktechnik zusammen mit den Partnern Centre Commun d’Etudes de Télédiffusion et Télécommunications und Philips entwickelt und bei internationalen Normungsgremien wie dem Comité Consultatif de la Radiodiffusion (CCIR), dem European Telecommunications Standards Institute (ETSI) und der International Telecommunication Union (ITU) ausgiebig getestet und anschließend standardisiert. Die Entwickler nutzten für die Entwicklung die Eigenschaften des menschlichen Hörens und der Psychoakustik in Verbindung mit digitalen Codierverfahren.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass das menschliche Gehör einem nichtlinearen Empfänger für auftreffende Schallwellen gleicht. So ist das menschliche Gehör nicht in der Lage, Töne wahrzunehmen, die nicht eine gewisse Mindestlautstärke aufweisen. Leise Töne werden außerdem von lauteren Tönen überdeckt, die in einer ähnlichen Tonhöhe liegen. Auch ein lauter Ton überdeckt einen zeitlich kurz zuvor eintreffenden leisen Ton; diese Zeitspanne beträgt 1 bis 20 ms vor einem lauteren Ton und bis zu 200 ms nach einem derartigen Ton.

Da solche leisen Töne ohnehin nicht vom menschlichen Gehör wahrgenommen werden können, entfallen sie ganz aus dem Datenstrom. Letztlich kann ein qualitativ hochwertiger Datenstrom um den Faktor 7 reduziert werden, ohne dass sich ein hörbarer Klangverlust ergibt. Je nach den Anforderungen an die Qualität des Audiosignals sind auch andere Kompressionsfaktoren denkbar.

Digitaler Hörfunk wird heute sowohl von den Astra- als auch Eutelsat-Satelliten abgestrahlt. Es gibt derzeit zwei Verfahren, die beide annähernde CD-Qualität bieten: ADR und DVB.

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