Campus Radio Test für digitales Lokalradio auf Mittel-/Kurzwelle in einer Großstadt

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1 Campus Radio Test für digitales Lokalradio auf Mittel-/Kurzwelle in einer Großstadt Thomas Lauterbach Übersicht Motivation für das Projekt Campus-Radio DRM: Digital Radio Mondiale Inhalte des Projekts Stand der technischen Realisierung Erste Erfahrungen Ausblick

2 Digitaler Rundfunk DAB als Nachfolgesystem für UKW in der Einführung - CD vergleichbare Qualität, auch im Auto - Bündelung von typ. 7 Programmen Problemfelder: - lokaler Rundfunk - Großstadt - ländliche Gebiete In Entwicklung: DRM-System für den MW- und KW-Bereich Motivation für Projekt: Ist DRM geeignet, die Probleme von DAB zu lösen? Digital Radio Mondiale Konsortium zur Entwicklung eines einzigen weltweiten Systems für digitalen Rundfunk in den Frequenzbändern unterhalb 30 MHz Gründungsveranstaltung März 1998 Ende 1998 : 38 Mitglieder aus 24 Ländern heute: über 80 Mitglieder, darunter die FH Nürnberg Rundfunkanstalten, Sender- und Empfängerhersteller, Forschungseinrichtungen

3 DRM-Entwicklungsziele Frequenzbänder unterhalb von 30 MHz Kanalabstand und Bandbreite wie heute (AM) weniger Sendeleistung zur Versorgung des selben Zielgebiets Bessere Empfangsqualität: keine Schwankungen, Rauschen, Interferenz Tonqualität: UKW-FM- Qualität Text, Grafiken etc. automatische Abstimmung Mögliche Frequenzbereiche für DRM Lokalradio Mittelwelle - überfüllt - nur tagsüber geringer Störpegel, nachts Fernausbreitung Kurzwelle - in den meisten Bändern: Fernausbreitung khz, khz (wie Mittelwelle) - 11m khz: nur tagsüber Fernausbreitung im Sonnenfleckenmaximum andere Frequenzbereiche, z.b. TV-Band I

4 Mögliche Frequenzbereiche für DRM Lokalradio Mittelwelle - überfüllt - nur tagsüber geringer Störpegel, nachts Fernausbreitung Kurzwelle - in den meisten Bändern: Fernausbreitung khz, khz (wie Mittelwelle) - 11m khz: nur tagsüber Fernausbreitung im Sonnenfleckenmaximum andere Frequenzbereiche, z.b. TV-Band I Ausbreitungseffekte im 11m Band Fernausbreitung über ionosphärische Streuung (F-Schicht) Senkrechtreflexion für f < f 0 F Höchste überhaupt reflektierte Frequenz: MUF 3,4 * f 0 F Fernausbreitung bei 26 MHz erfordert f 0 F > 8 MHz, Einzelsprung ca km

5 Quelle: CQ-DL Januar 2000 Juni 2003

6 Quelle: CQ-DL Januar 2000 Juni 2003 Quelle: CQ-DL Januar 2000

7 Ausbreitungseffekte im 11m Band sporadische E-Schicht in den Sommermonaten, Senkrechtreflexion troposphärische Überreichweiten (v.a. im Herbst) Störungen: man made noise -Haushaltsgeräte, TV-Geräte - Industrie - Datenübertragung über Telefon- und Netzleitungen mögliche Idealkombination: tagsüber Mittelwelle oder 120/90/75 m nachts 11 m erfordert automatisches Umschalten des Empfängers DRM Campus Radio Aufbau und Betrieb eines DRM-Testsenders in den Frequenzbereichen 400kHz khz (MW) und 25 MHz 27 MHz (KW-11m) Entwicklung der Software für Sender u. Zusatzdienste Entwicklung eines Empfänger Frontends zur Signaldekodierung mit PC Abgabe von Empfängern an Testhörer Untersuchung der Empfangsverhältnisse im den o.g. Frequenzbereichen

8 DRM Testsender DRM-Signal auf 12kHz ZF per Software erzeugt und über PC-Soundkarte ausgegeben Modul für Umsetzung von 12 khz auf 455 khz Modifizierter 100 W-Amateurfunksender, Einspeisung auf 455 khz ZF, Leistung max. 10 W Sendefrequenz 26,000 MHz, Bandbreite 10 khz Sendeantennen: Dipol, Vertikalstrahler

9 DRM Empfänger Frontend Empfangsfrequenz khz Doppelsuperhetprinzip mit 1 MHz 1.ZF / 12 khz 2.ZF Batteriebetrieb 9 Volt / ggf. über USB Drahtantenne keine Spezialbauteile, Kosten nur ca. 20

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11 Mobilempfang Stationärer Empfang mit Dachantenne: Tennenlohe (12 km) mit Dipolantenne am Dachboden Altenfurt (8 km) mit Vertikalantenne Dillberg (26 km) SNR [db] khz, Übertragung FH-Nürnberg Altenfurt (8km)

12 SNR [db] khz, Übertragung FH-Nürnberg Altenfurt (8km) SNR [db] , khz, Übertragung FH-Nürnberg Altenfurt (8km)

13 , khz, Übertragung FH-Nürnberg Altenfurt (8km) 20 SNR (db) Sporadische E-Schicht in der Ionosphäre MUF > 144 MHz MESZ Sporadische E-Schicht in der Ionosphäre MUF > 144 MHz Quelle: mögliche Ursachen für Empfangsprobleme: Überlagerung des direkten und reflektierten Signals Störungen durch andere Sender starker Anstieg von atmosphärischen Störungen und man made noise aus ganz Europa f 0 E S 30 MHz

14 Ausblick: in der nahen Zukunft Technik Empfängerbausatz fertig stellen Test weiterer Sendeantennen Kontinuierliche Empfangsbeobachtungen Erweiterung der Sendesoftware Andere Erweiterung des Projekts auf Neumarkt/Opf. Gewinnung der Testhörer Programmaustausch mit anderen Campus-Radios Abschlußbericht: Sommer 2005 Zusammenfassung DRM für Lokalfunk attraktiv, da einzelne Programme abgestrahlt werden ausgereiftes Rundfunksystem Problem: geeignete Frequenzbereiche? Campus Radio Projekt an der FH Nürnberg Sender mit geringem Aufwand einfacher Empfang Reichweite bis ca. 15 km Abschlußbericht: Sommer 2005