La radio digitale e la Tv mobile saranno probabilmente, nei prossimi anni, due delle applicazioni elettroniche più vivaci dal punto di vista dell'evoluzione tecnologica e dello sviluppo commerciale. Entrambe, infatti, sono tuttora relativamente poco diffuse, il che comporta ovviamente l'esistenza di un notevole margine di crescita e - grazie alla flessibilità delle tecnologie digitali - la possibilità di apportare ulteriori miglioramenti. Lo sviluppo della radio digitale è basato principalmente sullo standard Dab, mentre la possibilità di utilizzare i terminali mobili per ricevere la Tv digitale è legata in primo luogo allo standard Dvb-H. Nell'uno e nell'altro campo, tuttavia, non mancano soluzioni alternative. Il panorama delle applicazioni wireless appare insomma in piena evoluzione e già si stagliano all'orizzonte innovazioni tecnologiche potenzialmente rivoluzionarie come la Software Defined Radio.
La radio digitale e lo standard Dab
Sebbene non molto nota al grande pubblico, la radio digitale esiste già: anche in Italia, numerose stazioni hanno infatti iniziato a trasmettere i loro programmi nello standard Dab (Digital Audio Broadcasting), senza peraltro rinunciare ai loro tradizionali canali analogici in FM. Tra le emittenti italiane che trasmettono anche in Dab sono comprese m2o, RDS, Radio 24, Radio Capital, Radio 101, Radio Maria, Radio Deejay e Radio Radicale. Anche nel caso della radiofonia, le motivazioni per passare dall'analogico al digitale sono più o meno le stesse che valgono per la televisione: principalmente una migliore utilizzazione delle bande di frequenza disponibili, una migliore qualità del servizio primario e la possibilità di aggiungere servizi accessori. Lo standard Dab si basa su tre elementi principali: la compressione del segnale audio ottenuta tramite l'algoritmo MP2, la multiplazione di più fonti all'interno di uno stesso flusso di dati e la modulazione Ofdm (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). La multiplazione definisce un frame comprendente tre canali: il “sinchronisation channel”, che convoglia informazioni di riferimento sulla frequenza e la temporizzazione per permettere al ricevitore di sincronizzarsi e decodificare i segnali Dab ricevuti; il “fast information channel” (FIC), contenente informazioni che descrivono la composizione dei dati all'interno del multiplex e indicano al ricevitore come estrarre e decodificare i dati relativi ai servizi selezionati dall'ascoltatore; infine il “main service channel” (MSC), che contiene i pacchetti dati corrispondenti ai diversi servizi all'interno del multiplex. Quest'ultima parte costituisce in pratica il “carico utile” trasportato dal segnale Dab. Il sistema di correzione degli errori si basa sulla codifica convoluzionale. L'organismo WorldDMB, responsabile dello standard, ha messo a punto anche una nuova versione della tecnologia denominata Dab+, che si differenzia dalla soluzione preesistente per vari miglioramenti tra cui l'uso della compressione audio AAC+ e della codifica Reed-Solomon per la correzione degli errori.
Altri standard per la radio digitale
Oltre a Dab esistono diversi altri standard per la radio digitale, sia terrestre sia satellitare, e varie tecnologie “proprietarie” ben affermate in specifiche aree geografiche. Lo standard Drm (Digital Radio Mondiale), ad esempio, è rivolto alle bande di frequenza tradizionalmente utilizzate dalle emittenti AM ed è stato creato per offrire una qualità audio paragonabile alla FM, grazie alla compressione MPEG-4. Anche in questo caso la modulazione utilizzata è di tipo Ofdm. L'organismo responsabile di Drm ha messo a punto anche una versione denominata Drm Plus rivolta alla banda VHF, che offre una maggiore capacità di trasmissione e potrebbe essere utilizzata anche per trasmettere immagini televisive.
Negli Stati Uniti si è affermata la tecnologia HD Radio, di proprietà della società iBiquity, che prevede la trasmissione simultanea di un canale analogico e un canale digitale tramite la tecnologia Iboc (In-Band On-Channel); il segnale digitale, in altri termini, è aggiunto al canale analogico per mezzo di una sottoportante. La soluzione è utilizzata da numerose emittenti AM ed FM. Sempre nel mercato statunitense si sono affermate le radio satellitari digitali a pagamento Sirius e XM, appartenenti a due società che si sono recentemente fuse in un'unica azienda.
La Tv digitale mobile e lo standard Dvb-H
Per quanto riguarda la Tv digitale mobile, lo standard più affermato in Europa è il Dvb-H, già utilizzato in Italia dagli operatori di telefonia cellulare 3, TIM e Vodafone. I terminali capaci di utilizzare questo servizio sono i cosiddetti “tivufonini” (da non confondere con i “videofonini”, le cui funzionalità video riguardano solo le videochiamate UMTS). Lo standard Dvb-H (Digital Video Broadcasting - Handheld) deriva dal Dvb-T, cioè dal digitale terrestre, e si basa su una combinazione tra quest'ultimo e l'Internet Protocol. Il flusso dei dati, in altri termini, è suddiviso in pacchetti, il che consente di affiancare ai programmi Tv altri servizi come l'invio di notizie, informazioni finanziarie, ecc. Rispetto al Dvb-T, il sistema di trasmissione Dvb-H comprende uno strato aggiuntivo al di sopra del livello di trasporto che consente di utilizzare tecniche di correzione degli errori per compensare l'effetto degli echi multipli e l'effetto Doppler, tipici della ricezione in movimento. Lo strato aggiuntivo permette inoltre di utilizzare tecniche di “time slicing” per minimizzare il consumo dovuto alle sezioni radio del ricevitore e quindi prolungare la durata della batteria. In altri termini il trasmettitore invia brevi raffiche di dati e il ricevitore rimane acceso solo per il tempo necessario a ricevere questi blocchi di informazione. Sono allo studio nuove versioni dello standard (Dvb-H2) e versioni dedicate alla trasmissione diretta da satellite a terminale mobile (Dvb-SH)
Altri standard per la Tv mobile
Negli Usa lo standard ufficiale per la Tv digitale mobile è l'ATSC-M/H, un'estensione del sistema ATSC utilizzato in Nord America per la normale Tv digitale terrestre. Sempre nel mercato statunitense va rilevata la presenza di una tecnologia “proprietaria” sviluppata da Qualcomm, denominata MediaFlo. A livello internazionale va inoltre ricordato lo standard DMB (Digital Multimedia Broadcasting), basato sul citato sistema radiofonico Dab e gestito dalla medesima organizzazione. Almeno sul piano tecnico (salvo, cioè, limitazioni normative), il DMB consente alle stazioni radio che già trasmettono in Dab di attivare un proprio canale televisivo semplicemente aggiungendo alcune apparecchiature.
La Software Defined Radio
In tutti i settori applicativi, il panorama delle tecnologie wireless potrà cambiare radicalmente se la promesse della Software Defined Radio (Sdr) si trasformeranno in realtà. Concettualmente, nella sua forma più estrema e idealizzata, un ricevitore Sdr consiste in un convertitore analogico/digitale collegato direttamente all'antenna, seguito da un Dsp. La radiofrequenza viene quindi immediatamente digitalizzata e tutte le operazioni successive - necessarie per estrarre l'informazione veicolata dall'onda radio- sono svolte in modalità digitale. Similmente, un trasmettitore Sdr consiste in un Dsp seguito da un convertitore digitale/analogico collegato direttamente all'antenna (o meglio all'amplificatore di potenza RF), cosicché tutte le operazioni necessarie per associare l'informazione all'onda radio sono svolte in modalità digitale. Naturalmente la soluzione Sdr presuppone la disponibilità di convertitori A/D e D/A abbastanza veloci da poter trattare segnali in radiofrequenza. Digitalizzando anche le funzioni tradizionalmente analogiche (mixer, filtri, amplificatori, rivelatori ecc.), diviene possibile estendere ad esse tutti i vantaggi della logica programmata e quindi utilizzare il software per descrivere tutte le elaborazioni da compiere. In altri termini, è sufficiente cambiare il software per cambiare non solo il protocollo di comunicazione ma anche la banda di frequenza utilizzata, cosa impossibile da ottenere con le radio tradizionali. La logica evoluzione della Software Defined Radio è rappresentata dalla “radio cognitiva riconfigurabile” (Cognitive reconfigurable radio), un ricevitore che sarà in grado di esplorare lo spettro per cercare una banda libera e quindi di configurarsi automaticamente, cambiando la frequenza e lo standard di trasmissione a seconda delle necessità. Uno degli organismi più attivi nel campo della Sdr è The Wireless Innovation Forum.
