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Pour les articles homonymes, voir DRM.
Digital Radio Mondiale (DRM) est une norme de radiodiffusion numérique (voir radio numérique) pour les ondes courtes, moyennes et longues (fréquences en dessous de 30 MHz). Il a été conçu par un consortium de diffuseurs, de constructeurs d'émetteurs/récepteurs et de centres de recherche.
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Le consortium existe depuis 1998, et le lancement officiel du système DRM a eu lieu en à Genève. Les spécifications du consortium ont été converties en norme européenne par l'Institut européen des normes de télécommunications (référence : ES 201 980) et sont reconnues par l'Union internationale des télécommunications (UIT) comme moyen de radiodiffusion numérique pour ces gammes d'ondes. Radio France internationale, Télédiffusion de France, Deutsche Welle, Voice of America, Telefunken (nouveau : Transradio) et Thomcast (devenu ensuite Thales Broadcast & Multimedia, puis Thomson Grass Valley, puis Grass Valley et enfin Thomson Broadcast) ont pris part à la formation du consortium DRM. Le Syndicat national des radios libres est venu renforcer le consortium, ainsi que Littoral AM, la première radio régionale à avoir choisi de diffuser ses programmes en DRM, qui en est membre depuis 2005.
L'idée de base pour la création de ce système numérique est que les ondes courtes, moyennes et longues offrent en analogique un certain nombre d'avantages par rapport aux autres systèmes de radiodiffusion (satellite, VHF terrestre, etc.) :
Par contre la diffusion numérique offre toutes sortes d'avantages par rapport à la diffusion analogique traditionnelle en AM :
Depuis le lancement officiel, le nombre de stations émettant en DRM ne cesse d'augmenter et celles-ci peuvent souvent être captées dans toute l'Europe[réf. nécessaire].
La réception de programmes émettant en DRM implique forcément l'utilisation d'un nouveau récepteur. Certains passionnés modifient des récepteurs AM traditionnels en les modifient et en les couplant à un ordinateur qui se charge du décodage grâce à un logiciel. Cependant, des récepteurs commerciaux sont désormais disponibles et la tendance est au récepteur multistandard accueillant d'autres normes numériques (DAB/DMB, MP3, etc.) et les standards analogiques AM et FM.
Les débits de donnée utiles atteints par DRM vont de 8 à 20 kbit par seconde pour un canal de radiodiffusion standard (10 kHz de largeur de bande) et peuvent même aller jusqu'à 72 kbit/s en couplant plusieurs canaux. Le débit dépend aussi de plusieurs autres paramètres comme le niveau de robustesse souhaité (correction d'erreur), la puissance et les conditions de propagation. Ainsi plusieurs possibilités existent dans DRM pour coder le signal audio, ce qu'on appelle le codage de source :
Le diffuseur peut ainsi choisir le mode qu'il souhaite en fonction de ses besoins. Le mode le plus couramment utilisé actuellement est le AAC+SBR qui permet une reproduction avec une qualité proche de la diffusion FM. Celui-ci nécessite cependant un débit de donnée suffisant (au moins 17 kbit/s).
La diffusion peut être effectuée sur différentes largeurs de bande :
Pour la transmission, la modulation utilisée par la DRM est une constellation QAM (Quadrature Amplitude Modulation) avec un codage d'erreur qui peut être variable. L'ensemble du canal radio est codé selon le procédé OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qui permet d'obtenir une excellente robustesse du signal par rapport aux échos destructifs de propagation. Le principe consiste à obtenir une importante densité spectrale en répartissant le flux total du signal numérique sur de nombreuses sous-porteuses modulées individuellement en QAM. D'autre part les phases de ces sous-porteuses sont orthogonales entre elles dans le but de renforcer la diversité du signal par rapport aux échos de propagation.
Le choix des paramètres de transmission dépend de la robustesse souhaitée et des conditions de propagation des ondes radio. La transmission est en effet affectée par le bruit, les perturbations, les trajets d'onde multiples et l'effet Doppler.
Il est ainsi possible de choisir entre plusieurs niveaux de codage d'erreur et plusieurs constellations : 64-QAM, 16-QAM et 4-QAM. La modulation OFDM possède également des paramètres qui doivent être ajustés en fonction des conditions de propagation. Il s'agit en gros de l'espacement entre les porteuses qui déterminera la robustesse face à l'effet Doppler (décalages en fréquence) et l'intervalle de garde qui déterminera la robustesse face aux trajets d'ondes multiples (décalages en temps). Le consortium a donc fixé quatre modes possibles fixant les paramètres OFDM. Les voici en commençant par le canal aux conditions de propagation les plus favorables :
Le compromis entre tous ces paramètres se situe entre robustesse par rapport aux conditions de propagation et débit de données utile disponible pour le service.
Ce tableau présente quelques valeurs en fonction des modes de protection. Plus l'espacement entre porteuses est grand, plus le système est résistant à l'effet Doppler. Plus la durée de l'intervalle de garde est grande, plus le système est résistant aux trajets multiples des ondes.
| Mode | Espacement entre porteuses (Hz) | Nombre de porteuses selon la bande passante du canal | Durée d'un symbole (ms) | Intervalle de garde (ms) | Nb symboles/trame | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 9 kHz | 10 kHz | 18 kHz | 20 kHz | |||||
| A | 41,66 | 204 | 228 | 412 | 460 | 26,66 | 2,66 | 15 |
| B | 46,88 | 182 | 206 | 366 | 410 | 26,66 | 5,33 | 15 |
| C | 68,18 | * | 138 | * | 280 | 20,00 | 5,33 | 20 |
| D | 107,14 | * | 88 | * | 178 | 16,66 | 7,33 | 24 |
Un autre mécanisme est en place pour pallier les pertes de signal profondes (deep fading) dues aux conditions de propagation ou perturbations transitoires. C'est l'entrelacement en temps (time interleaving) qui consiste à mélanger, brasser sur un certain temps les données de telle manière qu'une perte de signal soit répartie en peu d'erreurs sur une longue durée plutôt qu'en beaucoup d'erreurs sur une courte durée. En effet, les mécanismes de correction d'erreur sont plus à même de corriger des erreurs dispersées plutôt qu'une longue suite d'erreurs qui se suivent (une disparition soudaine du signal). DRM spécifie donc 2 temps d'interleaving possible : 400 millisecondes ou 2 secondes. À noter que plus le temps d'interleaving est long plus le récepteur mettra de temps à recevoir le signal lorsque l'on change de fréquence.
En fait, certaines composantes du système ont besoin d'être plus fortement protégées que d'autres pour assurer la transmission. Pour cela, le système DRM effectue un multiplexage de différents canaux en un seul avant la transmission. Chaque canal a la possibilité d'avoir une robustesse différente grâce à une constellation (QAM-16, QAM-64, ...) et un codage d'erreur différent (par contre, le mode de transmission OFDM est le même pour tous ces canaux).
Ces canaux sont :
Le codage d'erreur peut être plus ou moins robuste.
Ce tableau montre les débits utiles disponibles (en kbit par seconde) en fonction de la classe de protection avec des modes de transmission OFDM A ou B, des modulations de porteuses du canal principal différentes de 16 ou 64 QAM et des largeurs de bande de 9 ou 10 kHz :
| Classe de protection | A (9 kHz) | B (9 kHz) | B (10 kHz) | C (10 kHz) | D (10 kHz) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | 16-QAM | 64-QAM | |
| 0 | 7,6 | 19,6 | 8,7 | 17,4 | 6,8 | 13,7 | 4,5 | 9,1 |
| 1 | 10,2 | 23,5 | 11,6 | 20,9 | 9,1 | 16,4 | 6,0 | 10,9 |
| 2 | - | 27,8 | - | 24,7 | - | 19,4 | - | 12,9 |
| 3 | - | 30,8 | - | 27,4 | - | 21,5 | - | 14,3 |
Tandis que la norme DRM est conçue pour les bandes de radiodiffusion inférieures à 30 MHz, le consortium DRM a voté en un projet d'extension du système aux bandes VHF jusqu'à 120 MHz. DRM+ sera le nom de cette nouvelle technologie. Les procédures de développement, de tests, d'homologation et de configuration sont prévues pour le créneau 2007 à 2009. Une bande passante de canal plus large est utilisée, ce qui permettra aux stations de radio de diffuser des flux audionumériques plus élevés et donc de bien meilleure qualité. Une bande passante de 50 kHz en DRM+ autorisera un programme audionumérique presque comparable à la qualité d'un CD audio (pour rappel les CD audio sont échantillonnés à 44,1 kHz avec une quantification sur 16 bits).
Télévision mobile : Un canal DRM+ de 100 kHz pourra avoir une capacité suffisante pour diffuser une voie vidéo : il serait ainsi possible de transmettre un canal vidéo mobile en DRM+ sans faire appel aux technologies DMB ou DVB-H.
Le , DRM+ est devenue une norme officielle de diffusion lors de la publication par l'ETSI des spécifications techniques. Le document porte la référence ETSI ES 201 980 v3.1.1. Il s'agit effectivement d'une nouvelle version de toute la spécification DRM, comprenant un mode additionnel qui permet le fonctionnement en fréquence dans la tranche de 30 MHz à 174 MHz.
Contrairement à de la diffusion analogique AM, la diffusion numérique DRM offre un grand nombre de degrés de libertés au diffuseur pour le codage du son et la transmission. Cela implique donc qu'il définisse précisément ses besoins et sa zone de couverture. Ceci reste transparent pour l'auditeur car le récepteur se règle automatiquement.
La norme technique est disponible gratuitement auprès de l'ETSI[1], et l'UIT a approuvé son utilisation dans la plupart des pays du monde. Approbation pour la région 2 de l'UIT dans l'attente de modifications des accords internationaux existants. La première diffusion a eu lieu le 16 juin 2003 à Genève, en Suisse, lors de la conférence mondiale des radiocommunications de l'UIT.
Les diffuseurs actuels sont Akashvani (anciennement All India Radio), BBC World Service, funklust (anciennement BitXpress), Radio Exterior de España, Radio New Zealand International, Vatican Radio, Radio Romania International et Radio Kuwait[2].
Jusqu'à présent, les récepteurs DRM utilisent généralement un ordinateur personnel. Plusieurs fabricants ont lancé des récepteurs DRM, qui sont restés jusqu'à présent des produits de niche en raison des choix de diffusion limités. La transition des radiodiffuseurs nationaux vers des services numériques basés sur le DRM, en particulier All India Radio, devrait stimuler la production d'une nouvelle génération de récepteurs abordables et efficaces.
Chengdu NewStar Electronics propose depuis mai 2012 le DR111, qui répond aux exigences minimales fixées par le consortium DRM pour les récepteurs DRM et qui est vendu dans le monde entier[3].
Akashvani Common Foreign Service diffuse quotidiennement en DRM vers l'Europe occidentale sur 9,95 MHz de 17:45 à 22:30 UTC[4],[5]. All India Radio est en train de remplacer et de mettre à niveau un grand nombre de ses émetteurs AM nationaux pour les rendre compatibles avec la DRM. Le projet, qui a débuté en 2012, devrait être achevé en 2015[6].
La BBC (British Broadcasting Corporation) a expérimenté cette technologie au Royaume-Uni, en diffusant BBC Radio Devon dans la région de Plymouth sur la bande MF. L'essai a duré un an (avril 2007-avril 2008)[7].
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