Présentation

Article

1 - CODAGE DE SOURCE

2 - FORMATAGE DE TRAME

3 - PROTECTION DES DONNÉES

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : TE6142 v1

Codage de source
Radio numérique - Codage source, formatage de trame, protection des données

Auteur(s) : Jean-Noël GOUYET, Sylvie KALINOWSKI

Date de publication : 10 août 2013

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais English

RÉSUMÉ

Cet article se propose d'évoquer les perspectives d'évolution d'une radio qui serait exclusivement numérique. Sont ainsi décrites les fonctions techniques qui ont permis le développement des systèmes de radio numérique : le codage de source avec d'abord le codec audio MUSICAM, puis ensuite le très performant MPEG-4 HE-AAC ; le formatage de conteneurs de transport en trames avec le multiplexage des composantes et des services ; la protection des données avec les codes-détecteurs d'erreurs associés à l'entrelacement.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Jean-Noël GOUYET : Ingénieur-formateur et consultant en techniques et systèmes numériques radio-télévision et multimédia - Ancien chargé d'études à la Direction de la recherche de l'INA (Institut national de l'audiovisuel)

  • Sylvie KALINOWSKI : Responsable de la filière de formation Transmission – Diffusion à INA Expert

INTRODUCTION

A l'heure où le numérique supplante l'analogique dans toutes les techniques de transfert des images et des sons, le secteur de la radiodiffusion sonore constitue un cas un peu particulier, dans la mesure où les deux modes semblent avoir trouvé un état d'équilibre dans la cohabitation. Ayant fait le pari que l'analogique ne peut perdurer devant la poussée inéluctable du numérique, les auteurs proposent d'ouvrir un dossier mettant en avant les perspectives relatives d'évolution d'une radio qui serait exclusivement numérique.

Ce dossier, concernant uniquement le dernier segment d'une chaîne de production/distribution de radio, qui va d'un point d'émission au terminal de réception, est composé de 4 articles :

  • le [TE 6 140] rappelle, après un rapide historique de la radio, les plateformes techniques et réseaux utilisables pour la radio analogique puis numérique. Il présente ensuite un bref panorama des systèmes techniques développés pour la diffusion ou la transmission de la radio numérique et compare leurs différentes utilisations suivant les plateformes de distribution ;

  • cet article [TE 6 142] consacré aux principales techniques communes aux différents systèmes de radio numérique : le codage de source audio (en particulier MPEG-4 HE-AAC), le formatage de trame et le multiplexage, la protection des donnés qu'assurent la détection-correction des erreurs et l'entrelacement. La modulation numérique OFDM est présentée dans l'article associé [TE 6 143] ;

  • le [TE 6 150] détaille le premier standard de diffusion développé, le DAB (Digital Audio Broadcasting) et sa 2e génération le DAB+, ainsi que le T-DMB (Terrestrial – Digital Multimedia Broadcasting), dérivé du DAB, mais s'élargissant à la diffusion de la vidéo vers les mobiles ;

  • le [TE 6 154] expose d'autres systèmes de diffusion de radio numérique via d'autres plateformes techniques et réseaux :

    • DRM (Digital Radio Mondiale) et DRM+, solution numérique de remplacement de la radio analogique AM et FM,

    • la HD Radio en diffusion simultanée (simulcast),

    • la radio par satellite,

    • la radio intégrée à la diffusion DVB (Digital Video Broadcasting),

    • la distribution de la radio via les réseaux télécoms, en particulier l'Internet et les réseaux vers les mobiles.

La figure 1 illustre les principales « briques de Lego » fonctionnelles d'un système de radio numérique :

  • le codage de source de l'information distribuée (§ 1) :

    • de l'audio – le codage consiste à utiliser un format de compression pour réduire le débit, soit MPEG-1/-2 Audio Layer 2, soit de plus en plus MPEG-4 Audio HE-AAC,

    • des données (textes),

    • éventuellement des images fixes et/ou de la vidéo ;

  • le formatage de l'information pour sa transmission structurée et sécurisée dans des formats-conteneurs de transport (imbriqués comme des « poupées russes ») comprenant essentiellement :

    • le multiplexage des différentes composantes d'un service radio, de plusieurs services radio (ou non), des métadonnées associées et des informations de service (§ 2),

    • la protection des données, consistant en l'ajout d'un (ou plusieurs) code(s) détecteurs-correcteurs d'erreurs, associés à d'autres mécanismes (entrelacement des données), qui joueront leur rôle en aval de la transmission, c'est-à-dire après démodulation et avant décodage de l'audio (§ 3) ;

  • la modulation numérique la plus adaptée au canal de transmission [TE 6 143].

Les diverses techniques utilisées pour réaliser chacune de ces fonctions sont présentées dans les quatre parties de cet article.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te6142


Cet article fait partie de l’offre

Le traitement du signal et ses applications

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais English

1. Codage de source

La numérisation d'un signal analogique audio en studio de production professionnelle génère un format audio-numérique dit « natif ». Il est constitué des résultats numériques de la mesure physique de l'amplitude du signal analogique, issu du capteur (microphone). Cette mesure est effectuée par un circuit convertisseur analogique/numérique (figure 1).

Les paramètres principaux spécifiant ce processus de mesure sont :

  • le nombre de mesures effectuées par seconde, appelé « fréquence d'échantillonnage », la valeur d'un échantillon correspondant à l'amplitude du signal analogique à un instant donné ;

  • la précision de la mesure, déterminée par le nombre d'échelons de l'échelle de mesure appliquée au signal, appelée aussi « pas de quantification » ;

  • la représentation numérique binaire du résultat de chaque mesure, équivalant à la numérotation de l'échelon de mesure le plus proche de la valeur de l'amplitude du signal analogique à un instant donné ; elle est aussi appelée « codage » et se traduit en un nombre de bits.

Exemple

Ainsi, en studio professionnel, la numérisation d'un signal audio monophonique, avec une fréquence d'échantillonnage Fe de 48 kHz et un codage de chaque échantillon sur 16 bits, génère un débit de 768 kbit/s (48 kbit/s × 16 bits), soit 2 × 768 kbit/s pour un son stéréo.

De manière tout à fait exceptionnelle, certains studios délivrent des signaux échantillonnés à 48 kHz, voire même à 96 kHz, et codés sur 24 bits. Si les débits correspondants sont facilement gérables en studio, ils sont trop importants pour les canaux de diffusion existants (cf. [TE 6 140], tableau 4 et tableau 7).

Une réduction de débit...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Le traitement du signal et ses applications

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Codage de source
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DEHERY (Y-F.) -   Le codage du son numérisé. Les spécifications, la technique de compression du son utilisée et sa qualité de restitutior.  -  CCETT Rennes, janv. 1992.

  • (2) - STOLL (G.), DEHERY (Y-F.) -   High Quality Audio bit-rate reduction system family for different applications.  -  Proceedings of IEEE International Conference on Communications, p. 937-941, avr. 1990.

  • (3) - STOLL (G.) -   New developments of MPEG-2 Audio IRT,  -  AES UKDAB Conference, pp. 33-45, 2-3 mai 1995.

  • (4) - MELTZER (S.), MOSER (G.) -   Coding Technology – MPEG-4 HE-AAC v2. Audio coding for today's digital media world.  -  EBU Technical Review, janv. 2006 http://www.tech.ebu.ch/docs/techreview/trev_305-moser.pdf

  • (5) - FUCHS (H.), KORTE (O.), HILPERT (J.), FRAUNHOFER IIS -   Digital Broadcasting with MPEG Surround.  -  EBU Technical Review, Q3 (2009) http://www.tech.ebu.ch/docs/techreview/trev_2009-Q3_MPEG_Fraunhofer.pdf

  • ...

NORMES

  • Information technology – Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media at up to about 1,5 Mbit/s – Part 3 : Audio http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=22412 - ISO/IEC 11172-3 - 1993

  • Information technology – Generic coding of moving pictures and associated audio information – Part 3 : Audio http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=22991 - ISO/IEC 13818-3 - 1995

  • Information technology – Generic coding of moving pictures and associated audio information – Part 7 : Advanced Audio Coding (AAC) http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=25040 - ISO/IEC 13818-7 - 1997

  • Information technology – Coding of audiovisual objects – Part 3 : Audio http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=25035 - ISO/IEC 14496-3 - 1999

  • Information technology – MPEG audio technologies – Part 1 : MPEG « Surround » as part of the MPEG-D standard http://idfrancetv.fr/audio/codecs-audio/mpeg-surround// - ISO/IEC 23003-1 -

  • Radio Broadcasting Systems ; Digital Audio Broadcasting (DAB)...

ANNEXES

  1. 1 Annuaires

    1 Annuaires

    • EBU (European Broadcasting Union) http://www.ebu.ch

    • ETSI (European Telecommunications Standards Institute) http://www.etsi.org

    • IEC (International Electrotechnical Commission) http://www.iec.ch

    • ISO (International Organization for Standardization) http://www.iso.org

    • ITU-R (International Telecommunication Union – Radiocommunication sector) http://www.itu.int/ITU-R

    • MPEG Surround http://idfrancetv.fr/audio/codecs-audio/mpeg-surround/

    HAUT DE PAGE

    Cet article est réservé aux abonnés.
    Il vous reste 94% à découvrir.

    Pour explorer cet article
    Téléchargez l'extrait gratuit

    Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


    L'expertise technique et scientifique de référence

    La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
    + de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
    De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

    Cet article fait partie de l’offre

    Le traitement du signal et ses applications

    (160 articles en ce moment)

    Cette offre vous donne accès à :

    Une base complète d’articles

    Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

    Des services

    Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

    Un Parcours Pratique

    Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

    Doc & Quiz

    Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

    ABONNEZ-VOUS