Grundläggande fakta för marksänd rundradio

Frekvensband allokerade till rundradio enligt ITU Region-1 är:
LF/LW (Long Wave AM band)
MF/MW (Medium Wave AM band)
HF/SW (Short Wave AM band)
VHF band I (Analog TV band)
VHF band II (FM band)
VHF band III (DAB band)


148.5 kHz to 283.5 kHz
526.5 kHz to 1606.5 MHz
2.3 MHz to 27.0 MHz
47.0 MHz to 68.0 MHz
87.5 MHz to 107.9 MHz
174.0 MHz to 230.0 MHz
AM sändningar. Med över 2 miljarder AM radiomottagare i världen, är AM sändningar fortfarande ett av
de allra viktigaste distributionssätten av information, trots Internet. Men trots att en stor del av världens
befolkning fortfarande dagligen lyssnar på AM bandet, är antalet lyssnare långsamt sjunkande (troligen på
grund av begränsad ljudkvalitet och irriterande störningar).

Den första AM-sändningen för underhållning och musik utsändes till en begränsad allmänhet den 24
december 1906 i en testsändning från Brant Rock, Massachusetts i USA. Denna banbrytande sändning
baserades på ett mångårigt utvecklingsarbete av Reginald Aubrey Fessenden (1866-1932), som byggde
ett system med trådlös överföring och mottagning med hjälp av amplitudmodulering i AM bandet. AM
sändning är den enklaste metoden för radiosändning och har funnits sedan 1920 med regelbundna
sändningar av nyheter och underhållning i form av drama, komedier och musik. AM sändningar drabbas
ofta av irriterande störningar och fenomen som fädning - vilket betyder att ljudet tidvis tonar bort - samt
att AM signalkvaliteten försämras gradvis med avstånd och signalstyrka, typisk för analoga
moduleringsmetoder. På grund av dess effektiva rikstäckande eller interkontinentala täckning, använder
många operatörer fortfarande denna teknik, till exempel BBC World Service och radiobolag i Mellanöstern.

FM sändningar har existerat i mono sedan slutet av 1930-talet och i stereo sedan början av 1960-talet.
FM har vunnit över många lyssnare från AM bandet tack vare förbättrad ljudkvalitet, och är ett populärt
och utbrett moduleringsformat som ger god ljudkvalitet och rimlig robusthet mot störningar jämfört med
AM sändningar. FM bandet täcker vanligtvis 87,5 - 108 MHz och bandet är typiskt uppdelat i 100 kHz
kanalintervall. FM kvalitet försämras gradvis med avstånd och signalstyrka, typiskt för analoga
moduleringsmetoder. FM stereo är mindre robust och mer känsligt för flervägsutbredning, brus och
störningar i jämförelse med FM mono.

Digital Audio Broadcasting (DAB) har funnits sedan 1995 och vinner långsamt terräng i en del länder
tack vare dess robusthet gentemot störningar dvs möjligheten att erbjuda hög ljudkvalitet utan brus och
störningar. DAB är avsevärt mer spektrumeffektivt än analoga modulationstekniker såsom FM eller AM.
DAB uppvisar den typiska ”gränseffekten", där mottagningen är perfekt tills gränsen nås då mottagningen
abrupt försämras och försvinner när signalstyrkan sjunker under en viss kritisk tröskel. Den modulation
som används för DAB är ”coded orthogonal frequency division multiplexing” (COFDM), en mycket effektiv
och robust modulationsmetod som dock ställer höga krav på sändare och sändarutrustning på grund av
OFDM-signalers höga krest-faktor (statistiska skillnaden mellan topp- och effektivvärde). Bandbredden på
en DAB-multiplex är 1536 kHz.

DAB+, den senaste uppgraderingen (2007) av DAB-standarden, innehåller en betydligt mer effektiv
ljudkodare (HE-AAC), och erbjuder därför ungefär dubbelt så många programkanaler (cirka 15) jämfört
med tidigare, i en enda bredbandsmultiplex. DAB sänder i VHF band III (174-230 MHz). DAB kan överföra
multimediafunktioner som programtablåer, text och metadata, 5.1 surround ljud, bildspel och video etc till
mervärde för lyssnaren.

DVB-T2-Lite. DVB-T2 har funnits sedan 2008 och började introduceras i Sverige 2010 som andra
generationens digitala TV-standard efter den äldre DVB-T. DVB-T2 är en effektivare och mer utvecklad
teknik jämfört med DVB-T och avsedd för stationär mottagning men är inte lämplig för mobil mottagning.
Ett mer robust subset av DVB-T2 introducerades 2011. DVB-T2-Lite är optimerad för mobil mottagning
såsom digitalradio och mobil-TV. DVB-T2-Lite uppvisar reducerad kretskomplexitet och har lägre
minnesbehov. Den har därför betydligt lägre strömförbrukning och passar därför portabla och mobila
enheter. DVB-T2-Lite för digitalradio har en RF bandbredd på 1700 kHz (något mer än DABs 1585 kHz).
Även DVB-T2 uppvisar den typiska ”gränseffekten", där signalen abrupt försämras och försvinner när
signalstyrkan sjunker under en viss kritisk tröskel. Den modulation som används för DVB-T2 är ”coded
orthogonal frequency division multiplexing” (OFDM), en mycket effektiv och robust moduleringsmetod som
dock ställer höga krav på sändare och sändarutrustning på grund av OFDM-signalers höga krest-faktor
(detta hanteras enligt standarden mha PAPR, Peak-to-Average Power Ratio reduction). DVB-T2-Lite är
avsevärt mer spektrumeffektivt än analoga modulationsmetoder såsom FM eller AM. Dessutom erbjuder
DVB-T2-Lite p g a betydligt modernare radiomodemteknik en markant högre spektrumeffektivitet, i
storleksordningen 2-3 gånger så många programkanaler jämfört med DAB+ (under liknande
driftsförhållanden). DVB-T2 standarden innehåller förutom ljudkodaren HE-AAC, Dolby AC-3, Dolby
Enhanced AC-3, AMR-WB+ och talkodaren AMR-WB samt videokodaren H.264/AVC (4:3/16:9). Maximal
bithastighet är 4.0 Mbit/s jämfört med DAB+ 1.056 Mbit/s. Digitalradiosändningar med DVB-T2-Lite är
påbörjade och finns "On-Air” i Köpenhamn sedan juni 2012 i VHF band III.

Digital Radio Mondiale (DRM30) är en relativt ny digital radiostandard som vitaliserar det traditionella
AM bandet med god, FM liknande ljudkvalitet samt störningsfri mottagning. DRM30 har funnits sedan 2003
för sändning i frekvensbandet under 30 MHz (LW, MW, SW) och vinner i popularitet i många länder på
grund av dess robusthet gentemot störningar, FM liknande ljudkvalitet samt möjlighet till mycket stora
täckningsområden. En enda kraftig DRM30 sändare kan nå ett helt land eller till och med en hel kontinent.
DRM30 implementeras nu i Indien och når (januari 2014) nästan 500 miljoner invånare samt 70% av
Indiens befolkning 2016. Sannolikt kommer Pakistan och Bangladesh följa efter. En enda sändare på c:a 1
Megawatt skulle på mellanvågsbandet kunna täcka in hela Sverige med t ex SR P1.

DRM är mycket mer spektrumeffektivt än analoga modulationstekniker såsom FM eller AM, (och mer
spektrumeffektivt än DAB). Även DRM uppvisar den typiska ”gränseffekten", där signalen abrupt
försämras och försvinner när signalstyrkan sjunker under en viss kritisk tröskel. Den modulation som
används för DRM är liksom för DAB, ”coded orthogonal frequency division multiplexing” (COFDM), en
mycket effektiv och robust modulationsmetod som dock ställer höga krav på sändare och
sändarutrustning på grund av OFDM-signalens höga krest-faktor (statistiska skillnaden mellan topp- och
effektivvärde).
DRM använder den erkända och mycket effektiva HE-AAC-codec som nyligen har utvecklats och
förbättrats för låga och extremt låga bithastigheter, xHE-AAC. Denna nya codec är oerhört värdefull
speciellt för DRM30 sändningar med lång räckvidd då man sänder med låga bithastigheter och har nyligen
standardiserats av DRM (undertecknad initierade SBR, Spectral Band Replication och PS, Parametric
Stereo-projekten och har därmed som uppfinnare bidragit till framgången för HE-AAC och xHE-AAC-
codecs).

DRM30 öppnar upp för möjligheten att på ett kostnadseffektivt sätt täcka in mycket stora områden med
interkontinentala sändningar på AM-bandet. DRM30 kan leverera multimediafunktioner som
programtablåer, text och metadata, 5.1 surround ljud, bildspel, video, inbyggd funktionalitet för
katastroflarm, datatjänster mm som ger mervärde för lyssnaren. DRM:s mini-multiplex kan bära upp till
fyra olika programkanaler.

Digital Radio Mondiale (DRM+) är ett nytt tillägg till DRM30 standarden och som flyttar DRM även till
VHF-band I - III (TV, FM- och DAB-band). Denna sändningsstandard har funnits sedan 2009. DRM+ kan
sända samma funktioner som DRM30 såsom programtablåer, text och metadata, 5.1 surround ljud,
bildspel, video, katastroflarm, datatjänster mm som ger mervärde för lyssnaren. Då RF-bandbredden är
betydligt högre, 96 kHz, erhåller man en högre bithastighet vilket innebär högre ljudkvalitet.

DRM är för närvarande den enda tillgängliga sändningsteknik som täcker hela rundradiospektrum, från 153
kHz till 230 MHz (dvs LW / MW / SW / VHF I+II+III). RF bandbredden för en DRM mini-multiplex
spänner från 4,5 kHz (DRM30) till 96 kHz (DRM+) beroende på vilket sändningsmode som används, och
är mycket spektrumeffektivt. Både DRM30 och DRM+ använder den erkända och mycket effektiva HE-
AAC ljudkodaren. HE-AAC kodaren har nyligen uppgraderats till en ny standard, xHE-AAC, med förbättrad
prestanda främst vid låga och extremt låga bithastigheter. Enligt uppgift kommer Indien att satsa även på
DRM+ på FM-bandet, vilket gör att billiga mottagare snart kommer att finnas tillgängliga på
världsmarknaden.

HD-radio introducerades i USA 2002 och är ett varumärke för iBiquity (in-band on-channel, IBOC), en
digital sändningsteknik som används i AM och FM banden i USA. IBOC i hybridläge överför digitalt ljud med
hjälp av två frekvensband placerade frekvensmässigt direkt ovanför och direkt under en stations analoga
AM eller FM signal som ligger i mitten. Således är simulcast inbäddad i denna teknik för att samtidigt kunna
sända både analogt och digitalt. Systemet inkluderar även enbart digitala sändningsmodes. HD-radio
använder HDC ljudkodaren som är snarlik men inte kompatibel med HE-AAC och inkluderar SBR och PS.
HD-radio kommer inte att är diskuteras vidare, eftersom denna teknik inte finns på listan över möjliga
system för digitala sändningar i Sverige.

ISDB-Tsb (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial, sound broadcasting) introducerades i
Japan 2003 för digitala radiosändningar på VHF/UHF bandet. Sändningarna utnyttjade det begränsade
området 188-192 MHz (VHF band III) vilket sannolikt flyttades fom 2011 till UHF bandet 470-770 MHz. RF
bandbredden är 432 kHz, dvs mellan DAB+ och DRM+, men kan utökas inkrementellt. AAC kodaren
används med option för HE-AAC. ISDB-Tsb kommer inte att är diskuteras vidare, eftersom denna teknik
inte finns på listan över möjliga system för digitala sändningar i Sverige.

Utbredningsegenskaper och täckning
De högre frekvenserna färdas mer eller mindre som markvågor i siktlinjen (se grön pil nedan). Däremot
fortplantar sig radiovågor mycket långt i de lägre frekvensbanden på grund av reflektioner mot jonosfären.
Radiovågorna studsar då mellan jorden och jonosfären och dämpas mycket lite över stora avstånd (röd pil
nedan). Denna möjlighet är något som radiobolagen använder sig av för långväga sändningar, ibland till att
nå andra sidan jordklotet. 
Digital Radio Sweden
Radio basfakta
Olika radiostandarder
DAB+ kontra DRM+ och DVB-T2-Lite
Långdistanssändningar i de lägre frekvensbanden är dock en ganska komplicerad metod som påverkas av
flertalet variabler såsom solfläcksaktivitet och geomagnetiska fältvariationer och uppvisar såväl dygns- som
säsongsvariationer. Dessa variationer kan på ett avlägset mottagningsområde resultera i allt från en tydlig
mottagning till total tystnad. För att optimera täckningen byter därför radiobolagen sändningsfrekvenser och
sändningstider på kontinuerlig basis, i förhållande till signalutbredningsförhållanden och frekvenstilldelning.
Därför är det av största vikt att känna till vid vilken tid och frekvens som en viss sändning skickas i
mottagarens riktning, så att lyssnaren kan hitta den önskade programkanalen. Det är dock möjligt att
tillverka radioapparater som övervakar sådana sändningsscheman automatiskt med hjälp av en inbyggd s k
”broadcast scheduler”.
Den allmänna uppfattningen är att DAB+ och DVB-T2-Lite är bättre lämpade för storskaliga rikstäckande
aktörer såsom Sveriges Radio och kommersiell radio som ämnar täcka in större geografiska områden.
Detta passar utmärkt för DAB+ breda multiplex. Denna använder en fast 1536 kHz bandbredd vilket
representerar ett betydande RF utrymme. För att effektivt utnyttja detta RF utrymme, är det nödvändigt
att fylla DAB multiplexen med ett tillräckligt stort antal programkanaler (i storleksordningen 15 per multiplex).
Liknande gäller för DVB-T2-Lite som är en nyligen framtagen standard för distribution av digitalradio och
mobil-TV, även på VHF band III. En DVB-T2-Lite multiplex har en bandbredd på 1700 kHz. För att
effektivt utnyttja detta RF utrymme, är det nödvändigt att fylla DVB-T2-Lite multiplexen med ett tillräckligt
stort antal programkanaler (i storleksordningen 30-50 per multiplex).

DRM+ å andra sidan, använder endast ett RF utrymme på 96 kHz för en DRM+ mini-multiplex (vilket
innebär c:a 50% av frekvensutrymmet hos en analog FM kanal och c:a 6% av en DAB multiplex) och
DRM+ kan sända maximalt fyra olika radioprogram i denna mini-multiplex. DRM kan används för
småskaliga installationer som kräver en infrastruktur motsvarande vad som normalt gäller för en vanlig FM
sändare. Därför kan en DRM+ lokalradio- och närradiostation ha råd att själv finansiera sin radiostation och
själv äga sin teknik. Vid behov kan en DRM+ sändare utökas bandbreddsmässigt godtyckligt till
motsvarande en DAB+ multiplex eller bredare, för att kunna sända ett större antal radioprogram, dvs
erbjuda en kanalutbyggnad efter behov.

Den stora fördelen med såväl digital DAB+, DVB-T2 Lite som DRM+ tekniken i jämförelse med analog FM,
är möjligheten att använda SFN (Single Frequency Network). Detta innebär att i motsats till analoga
sändningar, kan digitala sändningar använda samma synkroniserade sändningsfrekvens i hela landet för en
viss programkanal (säg P1 t.ex.). Detta innebär att när Sveriges Radio sänder fyra digitala programkanaler;
t.ex. P1, P2, P3 och P4, skulle dessa endast uppta fyra olika frekvenser totalt. SFN skulle därmed frigöra
frekvensutrymme, ge ett mervärde för den mobila och resande lyssnaren (som inte behöver byta
frekvens), samt avsevärt förenkla och förbättra frekvensplaneringen (PTS).

Stora rikstäckande sändningar (även med SFN) kräver en jämförelsevis omfattande infrastruktur som
vanligtvis drivs av storföretag eller statliga myndigheter. Detta gäller för användning av såväl DAB+, DVB-
T2-Lite som DRM+ i storskaliga installationer.

I ett framtida sändningsscenario kan således DAB+ alternativt DVB-T2-Lite och DRM+ samexistera, och
fördelen av respektive standard utnyttjas på bästa sätt utifrån radiobolagens behov. DAB+ eller DVB-T2-
Lite kan företrädesvis användas för rikstäckande, storskaliga sändningar av statliga och kommersiella
radiobolag. DRM+ kan med fördel användas för småskaliga lokala operatörer och mindre operatörer inom
närradio. Dock skulle DRM30 med en enda sändare kostnadseffektivt kunna användas för rikstäckning av
t.ex. P1 och samtidigt erbjuda interkontinentala sändningar till stora delar av världen inklusive sjöfarten.
Detta utnyttas i dagsläget i Indien där DRM30 på ett extremt kostnadseffektivt sätt täcker in enorma
arealer och med jonosfärstuds når ända till Sverige.

Däremot, om behovet skulle finnas kan DRM+ även ersätta DAB+ eller DVB-T2-Lite. Dessutom kan DRM+
tillsammans med DRM30 erbjuda ett digitalt sändningssystem som täcker in lämpligt valda frekvensband
från 156 kHz till 230 MHz, vilket innefattar behoven hos interkontinentala och rikstäckande radiobolag,
närradio och små operatörer inom lokalradio, universitet och högskolor.

Exempelvis så kan även DVB-T2-Lite ersätta DAB+ då DVB-T2-Lite är ett modernare och betydligt
effektivare system. DVB-T2 är i dagsläget helt utbyggt med full täckning i hela landet för digital-TV.
Digitalradio med DVB-T2-Lite finns ”On-Air” i Köpenhamn sedan juni 2012.

Då båda digitalradiosystemen DRM+ och DVB-T2-Lite nyligen standardiserats, saknas det ännu
radiomottagare för dessa på marknaden men förväntas introduceras under 2014-2015.

Jämförande matris: FM/AM, DAB, DRM och DVB-T2-Lite
Det går att bedöma lämplighet, effektivitet och prestanda för olika digitalradiosystem utifrån ett antal
detaljerade parametrar. Det faller dock på t ex Post- och telestyrelsen eller annan lämplig neutral
myndighet att utföra sådana tekniskt detaljerade jämförelser, vilket vi starkt förespråkar och bedömer vara
nödvändigt för att kunna föra en ärlig och konstruktiv debatt inför kommande rekommendationer och
beslut.
Digital Radio Sweden har valt ut ett fåtal grovt kvantiserade parametrar som vi upplever som viktiga då de
spänner upp en rimlig dimensionalitet utan att behöva gå ner på detaljnivå.
Spektrumeffektivitet generellt är ett mått på hur effektiv radiomodemteknologin, modulationsmetoden
och ljudkodningen är, t.ex. hur många programkanaler man får plats med vid en given ljudkvalitet, RF
bandbredd och täckningsgrad.

Energieffektivitet (sändarsidan) är delvis korrelerat med spektrumeffektivitet, dvs energieffektivitet
innefattar hur mycket energi hos sändaren som åtgår till att täcka in ett givet geografiskt område av
lyssnare med ett visst antal programkanaler utan att generera onödiga värmeförluster.

Energieffektivitet (mottagarsidan) beror på kretskomplexitet, minnesstorlek och kretshastighet
(Mips/Mflops) dvs batteriåtgång och/eller strömförbrukning hos mottagaren.

Bandbreddsflexibilitet innefattar att RF bandbredden kan skalas relativt behovet av antalet
programkanaler, från en eller några få programkanaler till många programkanaler. Det är således ett mått
på hur effektivt bandbredden utnyttjas i förhållande till efterfrågan. Även stöd för ett antal olika användbara
frekvensband är meriterande.

Multimediaflexibilitet innebär att olika kodningsteknologier kan användas, t.ex. ljudkodning, talkodning
och videokodning samt olika slags överföring av textinformation och data samt interaktivitet tillsammans
med Internet m.m. Då dagens och morgondagens multimediateknik innebär att gränserna mellan ljud, bild,
dataöverföring och interaktivitet håller på att suddas ut, är det intressant att jämföra även denna flexibilitet
hos digitalradiosystemet.

Lämplighet för storskalig drift innefattar infrastruktur och rikstäckande drift med SFN (Single
Frequency Networks) för t.ex. SR och kommersiell radio.

Lämplighet för småskalig drift innefattar lokalradio och närradio samt hurvida tekniken är lämplig och
effektiv specifikt för FM-bandet samt i viss mån även för SFN.

Lyssnarbas innefattar tillgängliga och presumtivt tillgängliga lyssnare, vilka idag övervägande finns på FM
bandet i Sverige, i mindre omfattning på DAB och ingen ännu på DRM+. Lyssnarbasen för DVB-T2-Lite är
dock tillgänglig idag då DVB-T2-Lite är ett subset av DVB-T2 standarden som sänder digital-TV. Kommande
TV-mottagare och digitalboxar för DVB-T2 (HD-TV) kommer att kunna ta emot digitalradio och digital-TV
mha DVB-T2-Lite.

                                                                                                                            LL20140417