Die langfristige Zukunft des UKW-Bandes (analog und digital)
im Umfeld anderer digitaler Multiplex-Technologien
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Digitalradio Symposium Österreich
am 29. März 2006
in Wien
von Ing. Markus A. Ruoss für
und
Übersicht
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Einleitung
IST- Zustand und Trends
Mögliche Verbreitungswege für Radio
Digitalisierung des UKW-BANDES HD-Radio und DRM+
Summarische Plattform- Vergleiche
Schlussfolgerungen
Fragen?
Mini- DAB-Ausflug in drei Länder
UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend!
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FM-Ohrwurm
DVB-H-Handy mit UKW-Empfänger (Nokia)
MW-UKW-WLAN Rokulabs
MP3-Player mit UKW-Radio
Handy mit LDIF-UKW-Radio Sony-Ericsson
UKW-Internet
WLAN-Radio
WLAN-UKW Terratec
iPod mit FM
steigend> >1
MillionInternet Radios PC-FIX:
sehr stark steigend (Bewerbung E-05) 10 bis 20'000Verkaufte DAB-Geräte pro
Jahr:
stark steigend 10 bis 30'000Bestand DAB-Geräte:
stabil bis zunehmend 600'000
Verkaufte UKW-Radios pro Jahr:
+/- stabil, eher leicht zunehmend18-24 MioBestand UKW-Radios:
Bemerkungen und Bestands-TrendStückzahlWas (per Ende 2005)
IST- Zustand und Trends I
stark steigend< 1000Internet Radios
"Wirless":Quellen: geschätzt aus BMWA-BRD05, Kommtechstudie CH05, RuossAG-Ablage , Publicadata AG
Radio- Empfangsgeräte-Bestand in der Schweiz, und Trend
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UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend II
• Empfangseigenschaften und neue Technologie
Aktuelle Handy –UKW-Empfängertechnologie
Beispiel LDIF- UKW-Radio von SL
Si4700/01:- Alles auf einem Chip!
- Keine ZF Filter, keine Spulen etc
- 4 mal 4 mm gross !
- Kosten: $ 3 , $ 3.45 inkl. RDS ! (bei 10 000 Stück)
- Stromverbrauch : < 20mA
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Ganz NEU :
- Von Broadcom, Blootooth + UKW-RX in einem Chip !
- Ideale Lösung für Handys und Mediaplayer ! Nur 35mm2
DIF (Digital Intermediate Frequency) UKW-Empfänger Beispiel für „Car Radio“
Verbesserungen durch SDR:
- Mehrwegempfangsunterdrückung
- Dynamische ZF-Bandbreitenanpassung
- Kleiner und weniger Bausteine
- Billig und in Grosserie zu produzieren
- „Software Update“ möglich
- SDR: (Software Defined Radio) „Oberbegriff“ für DIF/LDIF/TSR
„Alte UKW- Hardware-Technik“
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„Plattfrom Interoperabilität“ (Zukunft SDR+)
- Empfänger sucht und wechselt den Verbreitungsweg selbständig
- „RDS-ähnliche“ Systeme sind in Entwicklung und Standardisierung
- UKW immer „gesetzt“, auch in DAB-Empfängern!
- Verbreitung der neuen „Technik“ wird sehr lange dauern!
- „Marktabschottungs-Versuche“ nicht ausgeschlossen
„Neue UKW-Software-Technik“
+ NEUES RF-FRONT-END
2mal für Diversity
UKW-Technik und Empfangsgeräte sind (wieder) voll im Trend II
• Empfangseigenschaften und neue Technologie
• UKW-Audio-Qualität gut genug?
• Ausweitung des Radio-Angebotes dringlich ?
„klassisches Radio“ wird des öfteren:- „Mehrwert“ eines anderen Hauptnutzens des Endgerätes- „Einbau-Entscheid“ fremdbestimmt
• UKW-Abschaltung kaum mehr ein Thema, aber UKW-Digitalisierung!
UKW-Abschaltung kaum mehr ein Thema, aber UKW-Digitalisierung!
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Aktuelle „ Einsicht“ :
• UKW noch lange!
• UKW-Band = „Radio“
• Neue Abschaltdiskussion wenn Nutzungsmarktanteil unter 1/3 gesunken ist.
• Das Interesse an UKW-Digitalisierung steigt.
für „Lokal-Regional-Hörfunk“ und „Ein-Programm-Veranstalter“
Hauptargument:
Verteilung auf viele Verbreitungswege
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• Ende der Universal –Verbreitungsformen
• Verbreitungskosten für Veranstalter steigen
• Aufwand steigt auch für die Nutzer
• Hätte jeder Nutzer einen „All-Plattform-Empfänger“, dann könnte der Veranstalter sich wieder auf einen einzigen Verbreitungsweg beschränken! Das ist aber ein sehr langfristiger Traum !
Mögliche Verbreitungswege für Radio
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Zeit-Horizonte - Radio Digitalisierungapproximativ dargestellte Möglichkeit des Ablaufs
2000 2005 2010 2015 2020 2025 Jahre
%
Personen Nutzungs-reichweite > 12 Jahre
optimistisch
pessimistisch
Haupt-Rundfunk Digital-Form
optimistisch
pessimistisch
optimistisch
pessimistisch
Σ aller anderenNutzungsformen
UKW
Start HD-Radio USA
SRG K12 abge-schlossen Indoor
Σ = Summe aller anderen Nutzungs-Formen(Internet, WiFi, DVB-T, HD-Radio etc.
Total >100% (mehrfach Nutzung der Plattformen)ca. 1995 DAB Start BRD
ca. 1998 DAB Start SRG
SDR –“off“
ADR-“off“Erlenstrasse 2 w CH - 6343 Rotkreuz Tel +41 41 798 88 00 w Fax +41 41 798 88 80 w www.ruossag.ch
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DAB in der BRD
• BRD als einstiges DAB- Pionierland macht keine gute „Falle“.
• Nord –Süd Debatte ( DVB-H contra DMB-/X ) ist nicht sehr hilfreich !??
• Radio Empfänger- Bestand in der BRD, Ende 2005
- 250 bis 300 Millionen UKW-Radios (38 Mio HH)
- 450.000 bis 700.000 DAB Geräte
Verkaufszahlen pro 2005: ca. 9 Millionen UKW und max. 350 000 DAB Empfänger
DAB- in England
• England ist das „digital Radio Land“! J• >400 Programme !! 37 DAB “exclusive” ,• Per Ende 2005 > 2 Mio verkaufte DAB-Empfänger! (25Mio HH) + >8MIO DTV-HH• Digitalisierung in England, =„günstige Konsolidierung der Privaten grossen“• Begeisterung bei den „kleinen“ Regionalveranstaltern „begrenzt“• UK-Marktmechanismen sind nicht auf die BRD oder die Schweiz direkt übertragbar !
3%
11%
2%4%
86%
5%
FM/AM DTV DAB Internet TotalDigital
Not stated
C o mmercial R adio Share o f Listening H o urs
Verteilung der Radio- Nutzung auf die verschiedenen Verbreitungswege
Source: RAJAR Platform Study Nov 2005 / RAB
40.03
29.42%
20.38%
13.43%
7.99%4.06%
05
101520253035404550
2004 2005 2006 2007 2008 2009
Haushalte mit einem DAB Empfänger
Start Regelbetrieb: 1996-98 je nach Quelle
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DAB-147 in der Schweiz
Aktuelles siehe
WWW.DAB-Digitalradio.ch
DAB-Konsortium seit Juni 2005
SRG setzt voll auf DAB, investiert nicht mehr in UKW
Werbekampagne Ende 2005…………im Moment wieder „eher Vermarktungs-Pause“
Leistungsanpassung auf Indoor noch nicht voll erfolgt
Private haben-„Interesse“ am 2-T-DAB Multiplex, mit „wenn und aber“!
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Digitalisierung des UKW Bandes HD-Radio (früher IBOC)
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• HD-Radio= digitales Huckepack auf bestehendem analogen UKW-Signal
• Zusatzdienste und Programme auf der gleichen Frequenz
• „Proprietärer“ Standard von Ibiquity Corporation.
• „Europatauglichkeit gemäss ITU 107/10, aber „Fragezeichen“!
• Bei Einhaltung der ITU-412-9 Richtlinien sind innerhalb des Versorgungsgebietes keine relevanten zusätzlichen gegenseitigen Störungen zu erwarten.
• 3 Betriebsarten
HD-Radio-Betriebsarten und netto-Audio-Datenraten
Hybrid-Mode,96kbs, Digital-PWR ca. 1/100 von UKW-analog Extended Hybrid Mode,96 kbs -120kbs, 4 mal 6kbs Zusatzpakete dynamisch zuab- schaltbar, Multicast dynamisch wählbarFull Digital Mode , > 200kbs , Leistung „frei wählbar“
Typisches (CH) Hybrid-Multicast-Format:HD1: Hauptprogramm mit etwa 46 kbs StereoHD2: Zweitprogramm mit ca. 32 kbs StereoHD3: „Voice/Talk“ ca. 16 kbs Mono+ je 1 Extended Paket, 6kbs frei wählbar
Extended Hybrid-Betrieb
FM-HD-Radio Full-Digital-Mode
Hybrid-Betrieb
Beispiel HD-Radio Zusammenschaltung Analog/Digital(MID-LEVEL COMBINED)
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HD-Radio Spektrum und „Empfängerverträglichkeit“
ITU-412-9
NRSC Mask
Spektrum und Schutzabstand FM-HD-Radio-Hybrid-Mode
11.0 dBm ATT 30 dBMKR Δ - 24.5 kHz
- 61.77 dBREF SMPL LOG 10 dB/
AVG 15
WA SB SC FC CORR
CENTER 88.00 Mhz
#RES BW 1.0 kHz #VBW 1 kHz
SPAN 1 MHz
SWP 300 msec
Die USA NRSC- Maske (ROT) ist etwas weniger „streng“ als die ITU-412-9 Anforderung
Alle eingetragenen Werte „so gut wie möglich“ in die Diagramme übertragen !
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Stand der HD-Radio-Markteinführung in den USA
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• > 700 Veranstalter haben HD-Radio in Betrieb, davon etwa 50 Multicast
• +„viele Tausend“ in den kommenden Jahren
• Multicast wird zur Killer Applikation werden!
• HD-Radio-Vermarktungs-Budget 2006: 200 Millionen USD
• Keine „digitale“ terrestrische Radio-Alternative (in USA) vorhanden !
• Markterfolg in USA wird zur existentiellen Frage der Branche werden. Trotzdem nur langsame Evolution geplant
HD-Radio Empfänger
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Aktuelle Hersteller:Alpine Electronics - Audio Design Associates -Boston Acoustics – Renaissance- Day Sequerra - Delphi - Dension USA - Fujitsu Ten - Kenwood USA - Panasonic – PhilipsCE-Polk Audio - Sangean America Inc. - Visteon - Yamaha Electronics
• HD-Radio-Empfängerangebot noch „mickrig“ (etwa wie bei DAB vor > 5J)
• Weitere Empfängerentwicklung geht viel schneller (als zB. Bei DAB-147)
• 40 Mio HD-Radio Empfänger bis 2011-12 erwartet
• Bis zu einer möglichen „operationellen“ HD-Radio-Einführung in Europa gibt es keine Empfänger Preis- und Produktions- Problematik mehr !
• Rund eine halbe Milliarde UKW-Empfänger zu ersetzten werden bis„Full Digital Mode“
Abschätzung der HD-Radio- Einführungskosten
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• Für konkrete Abschätzung zu früh
• HD-Radio-Lizenz (USA) kostet zur Zeit zwischen$ 5000.-- und $ 25 000.—
• „Erst- Investion“ (1.Sender) rund $ 60 000.-- bis $ 150 000.–
• Vermarktungs-Massnahmen für die HD-Radio-Empfänger „ähnlich“ wie für andere Verbreitungswege auch.
HD-Radio-Feldversuch Phase I
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• 1. Sendeausrüstung + RXe „im Haus“
• März/April 06 : Labor-Messungen
• April/Mai: Installation auf Sunshine Hauptsender
• JUNI 2006: 1. Medienkonferenz, Phase I
• Danach: Umsetzer, Messkampagnen und viele Geräte im Feldtest.
• Alles aktuelle siehe www.HD-Radio.ch
• Weitere Sponsoren willkommen !
Digitalisierung des UKW Bandes DRM +
Einbettung DRM+ in UKW Band
Quelle: UNI-Hannover
Datenrate in Abhängigkeit der Kanalbreite
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Digitalisierung des UKW Bandes DRM +
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• DRM+ = Digital Radio Mondiale auf UKW , 30-120MHz
• Ende 2004 gestartetes Projekt der DRM Organisation
• Grosses Potenzial, aber Ausgestaltung noch wenig konkret
• Kein Hybridbetrieb vorgesehen
• Vorgesehener Projekt- Fahrplan:
2006 : System Verifikations-Tests
2008 : DRM+ Pilot-Versuche
2010 : Empfänger im Verkauf
Die summarischen Schlüsselvorteile einer UKW-Digitalisierung:
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• Gleiche Frequenz, gleiche Infrastruktur wie bisher
• NISV- Problematik nicht vorhanden (EMV)
• Guter Indoor- Portabel- Empfang machbar • Zusatz-Programme auf „gewohnter“ Frequenz möglich
• „Digital UKW“ ist ein selbstständiger, sicherer und krisenfester „Radio-Verbreitungs-Weg“
• Nur kleine Planungsmassnahmen nötig , keine UKW-Neuplanung
• Rückwärtskompatibel zu UKW und einfach zu kommunizieren !
• Langsame Evolution ohne grosse Kosten möglich
• Deutlich günstigste Lösung bei kleinen Verbreitungsgebieten.
• Weiterverbreitung in Kabelfernsehnetzen auf UKW möglich
Summarische (vereinfacht!) Plattform-Vergleiche
UKWIV / VIV / VIII / LIII / L"übliches" Frequenzband
218810416 / 219Max. Anzahl Programme pro Multiplex
484812864 / 48128Datenrate für gute Stereo-Qualität kbit/s
HD-Radio/DRM+DVB-HDVB-TDMB / DXBDABÜbertragungssystem
Datenrate / Anzahl Programme / Frequenzband / Streckendämpfung / Building-Loss
Quelle: Weissbuch Hörfunk BRD 05, Ruoss AG
Delta (dB) -1.8
-103.5
13
5
52.5
FM 88-108 analog
-7.8 (+12.2*)10.518.525.50
-109.5-91.24-83.2-76.2-101.7Sensitvity (dBm)
31515228SYS Requiement(dB)
1067710Noise Figure (dB)
51.561.7668.868.854.3Bandwidth (dBHz)
FMQPSK / OFDM QPSKQPSK16 QAMGMSKModulation
FM 88 -108 MHz Hybrid MP1 mode
VHF (174 - 230 MHz) L-band
(1452-1477 MHz)
VHF (174 - 230 MHz) UHF (470
-838 MHz)
VHF (174 - 230 MHz) UHF (470
-838 MHz)
D-Net (900 MHz) E-Net (1800 MHz)Frequency Range
FM-RadioHD RadioDABDVB-T/HDVB-T/HGSM
Quelle: EBU TECHNICAL REVIEW – July 2004 A.Sieber and C.Weck, ergänzt MRU* 1/100 Digital PWR of FM
Tiefe Frequenzen können zusätzliche (Streckendämpfung und Gebäudedämpfung) Vorteile haben. Nachteil: „grosse Antennen“
Welche „digitale“ Plattform für welche Veranstalter ?
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Ziele aus Sicht des Veranstalters• Aktuelle Nutzer behalten
• Wenig Verbreitungswege, keine „Fehlinvestitionen“
• „Rundfunkprivileg“ erhalten
• Mind. ein Verbreitungsweg unter eigener Kontrolle
• Günstige Investitions- und Betriebs Kosten für kurz und langfristige Betrachtung
• Je nach Art des Veranstalters, des Verbreitungsgebietes der Anzahl Programme, ist die Frage nach dem „besten Verbreitungsweg“ anders zu beantworten.
Welche „digitale“ Plattform für welche Veranstalter ?
• Prioritäten für Lokal-Regionale „Ein-Programm“- Veranstalter:
1. UKW-Analog, 2. „IP-Radio“, 3. UKW-Digital, 4. DXB
• Prioritäten für Mehrprogrammveranstalter mit nationaler Verbreitung:
1. UKW-Analog, 2. „IP-Radio“, 3. DXB, 4. UKW-Digital 5. Satellit
• Prioritäten für Neue Veranstalter mit nationaler Verbreitung
1. „IP-Radio“ , 2. DXB , 3. DVB-H
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Schlussfolgerungen I
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• Die UKW Verbreitung (digital oder analog) kann sich (vor allem fürregionale Veranstalter) als langfristig und „gesamthaft betrachtet“günstigste und sinnvollste Lösung für Nutzer und Veranstalter herausstellen.
• Nutzer werden auf mehrere Verbreitungswege aufgeteilt
• Radio wird zu „Multi-Plattform-Empfänger“, mit Inhalts- vor Plattform-Wahl , UKW-Empfangsteil noch lange „gesetzt“ !
• Digitale Verbreitung ausserhalb UKW nötig
• DXB vor DVB-H, kein DMB (aus Rundfunksicht !)
Schlussfolgerungen II
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• Die Verbreitung wird für lange Zeit, für alle bestehenden Veranstalter, deutlich teurer. Erst sehr langfristig ist eine Trend-Umkehr möglich.
• Bei allem „High-Tech-Potential“ sei auch die Frage erlaubt:
• Der Konsument will „Radio“, nicht Plattform! Inhalt wählen, nicht Verbreitungsweg !
Sollen sich nun die zukünftigen „Inhalte“ nach den „verfügbaren“(in den Markt gedrückten) Verbreitungswegen richten?
oder wäre es nicht doch „ zielführender“, wenn sich die Verbreitungswege
- an den „Inhalten“- den „Nutzer-Präferenzen“ und- an den realen Markt-Möglichkeiten orientieren würden?
FRAGEN?
• Danke………….
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RESERVE
Einige Erkenntnisse aus den Messungen in den USA
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• Das „digitale“ Versorgungsgebiet, wird nicht kleiner als analog
• „Blend to analog Feature“ erst unterhalb ca. 45-50dBuV nötig
• Im Hybrid Betrieb keine messbaren negativen Rückwirkungen auf das analog Host-Signal
• Wenn Nebenkanal-Störungen, dann ist auch das analoge Signal betroffen
• Im Bereich von „Mehrwegempfang“ wird das Versorgungsgebiet gegenüber analog erweitert
• Ausserhalb der Versorgung geht analog weiter als Digital
• Über Indoor-Portabel gibt es noch keine konkreten Messresultate.
DRM Digital Radio Mondiale + SDARS Satellite Digital Audio Radio System
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DRM• DRM = Ersatz für Mittelwelle (MW) und Kurzwelle (KW)• Kein Simulcast-Betrieb möglich
• Als UKW Ersatz oder Nachfolge kommt DRM nicht in Frage!
SDARS
• Kein relevanter Markt-Einfluss zu erwarten
• Frühestens zwischen 2008 und 2010 ist mit einem Start von ESDR (European Satellite Digital Radio) zu rechnen
Digitalisierung des UKW Bandes „Andere?“
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• Vorerst keine weiteren „Digital-UKW-Systeme“ zu erwarten
• IBAC (In Band Adjacent Channel) wird in DRM+ integriert
• FM-Extra- Erweitertes Unterträgerverfahren (SCA)- 100% UKW-Kompatibel - Kein Full Digitalmode möglich- Feldtests und erste Anwendungen in „Entstehung“
HD-Radio Spektrum und „Empfängerverträglichkeit“Potenzielle Auswirkungen des HD-Radio-Signals auf „typische“ UKW-Empfänger (alle RX aus BAKOM-RX-Studie)
Alle Empfänger mit „schlechterer“ Selektion als ITU- 412-9 werden mehr durch Nebenkanäle als durch das HD-Signal gestört! (im Bild alle Linien oberhalb blaue ITU- Referenz!)
Empfänger mit deutlich besserer Selektion bei 100-200 KHz als ITU-412 können durch HD-Signal eher eine Verschlechterung erfahren, als durch Nebenkanäle, welche ITU-412-9 „verletzen“.
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Prinzip-Darstellung der kompatiblen IP-Brücke für 3 Plattformen (DVB/DAB/UMTS)
Quelle: IRT Präsentation Dosch Dietmeyer MTM05 ergänzt durch M. Ruoss
3 Infrastrukturen (DAB-147/UMTS/DVB) können sehr effizient „kompatible Inhalte“ für unterschiedliche Nutzersegmente verbreiten
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200 0 200 40060
40
20
0
20
Hybrid signal of interest100 kHz spaced interferer (-25 dB)300 kHz spaced interferer (+10 dB)
FREQUENCY (kHz from center frequency)
dB (r
elat
ive
to S
OI @
0 k
Hz)
UKW-Spektrumsdifferenz USA- Europa ?
USA hat anderes Raster und etwas andere Audio-Vorentzerrung
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