Цифровое вещание HD Radio: Технология и применение.

Введение

Технология цифрового радиовещания

HD Radio (HDR) — это торговая марка технологии цифрового радиовещания в полосе на канале (IBOC). HD Radio обычно одновременно транслирует существующую аналоговую радиостанцию в цифровом формате с меньшим уровнем шума и дополнительной текстовой информацией. HD Radio используется преимущественно радиостанциями AM и FM в Соединенных Штатах, Виргинских островах США, Канаде, Мексике и на Филиппинах, с небольшим количеством внедрений за пределами Северной Америки. Термин «на канале» является неточным, поскольку система фактически вещает на обычно неиспользуемых каналах, смежных с частотным диапазоном существующей радиостанции. Это позволяет сохранить исходный аналоговый сигнал нетронутым, давая возможность оборудованным приемникам переключаться между цифровым и аналоговым режимами по мере необходимости. В большинстве FM-реализаций доступна пропускная способность от 96 до 128 кбит/с. Для аудио высокого качества достаточно 48 кбит/с, поэтому имеется достаточный запас пропускной способности для дополнительных каналов, которые HD Radio называет «мультивещанием». Лицензирование HD Radio предусматривает бесплатную одновременную трансляцию основного канала. Компания получает доход от платы за дополнительные мультикаст-каналы. Радиостанции могут выбирать качество этих дополнительных каналов: музыкальные станции обычно добавляют один или два канала высокого качества, а другие используют более низкие скорости передачи данных для передачи новостей и спортивных программ в голосовом формате. Ранее для этих сервисов требовались собственные передатчики, часто в низкокачественном AM-диапазоне. С HD Radio одно FM-распределение может поддерживать все эти каналы, и даже его настройки более низкого качества обычно звучат лучше, чем AM. Хотя обычно используется в сочетании с существующим каналом, оно также лицензировано для полностью цифрового вещания. Четыре AM-станции используют полностью цифровой формат, одна – по экспериментальному разрешению, а три другие – в соответствии с новыми правилами, принятыми FCC в октябре 2020 года. Система мало распространена в других странах из-за ее зависимости от редкого распределения FM-каналов в Северной Америке; в Европе станции расположены более плотно.

AM (послезавтра)

Гибридный режим AM ("MA1") использует полосу пропускания 30 кГц (±15 кГц) и перекрывает соседние каналы с обеих сторон от назначенного канала станции. Некоторые слушатели в ночное время выразили обеспокоенность тем, что такая конструкция ухудшает прием соседних каналов, и была подана одна официальная жалоба: владелец WYSL Боб Савидж против WBZ в Бостоне. Пропускная способность канала 30 кГц в диапазоне AM ограничена. Благодаря репликации спектральной полосы кодек HDC+SBR способен имитировать восстановление звуков до 15 000 Гц, тем самым обеспечивая умеренное качество в условиях ограниченной полосы пропускания AM. Гибридный режим HD Radio AM предлагает два варианта, которые могут передавать примерно 40–60 кбит/с данных, при этом большинство цифровых AM-станций по умолчанию используют более надежный режим 40 кбит/с, который обеспечивает избыточность (одни и те же данные передаются дважды). Цифровой радиосигнал, принимаемый на обычном AM-приемнике, настроенном на соседний канал, звучит как белый шум – звук, похожий на шум водопада, сильный устойчивый ветер в густом лесном пологе или что-то подобное.

ФМ

Гибридный цифровой/аналоговый режим FM предлагает четыре варианта, обеспечивающих пропускную способность примерно 100, 112, 125 или 150 кбит/с данных, передающих (с потерями) сжатое цифровое аудио, в зависимости от энергетических возможностей станции и желаемого радиуса действия сигнала. HD FM также предоставляет несколько режимов, полностью цифровых, со скоростью до 300 кбит/с, и расширенные функции, такие как объемное звучание. Как и в случае AM, в полностью цифровом FM предусмотрено "резервное" состояние, при котором происходит возврат к более устойчивому сигналу 25 кбит/с. FM-станции могут разделять свой поток данных на субканалы (например, 88.1 HD-1, HD-2, HD-3) с различным качеством звука. Эти множественные сервисы аналогичны цифровым субканалам, используемым в цифровом телевидении, соответствующем стандарту ATSC, с применением мультиплексного вещания. Например, некоторые популярные станции добавили форматы Hot AC и Classic Rock в свои цифровые субканалы, чтобы предложить слушателям больше разнообразия. Станции в конечном итоге могут перейти на полностью цифровое вещание, что позволит использовать до трех каналов с полной мощностью и четыре канала с пониженной мощностью (всего семь). Альтернативно, они могут транслировать один канал со скоростью 300 кбит/с. Правила FCC требуют, чтобы один канал был одновременной трансляцией аналогового сигнала, чтобы в случае невозможности декодирования основного цифрового потока приемник мог вернуться к аналоговому сигналу. Это требует синхронизации двух сигналов, с добавлением значительной задержки к аналоговому вещанию. В некоторых случаях, особенно во время тропосферного распространения, HD-приемник может зафиксироваться на цифровом сигнале удаленной станции, даже если на той же частоте присутствует гораздо более сильная местная аналоговая станция. Поскольку на аналоговом сигнале отсутствует автоматическая идентификация станции, приемник не может определить отсутствие корреляции между ними. Слушатель может отключить прием HD (чтобы слушать местную станцию или избежать случайного переключения между станциями) или настроиться на удаленные станции и попытаться получить идентификатор станции. Хотя сигналы могут быть синхронизированы на передатчике и одновременно достигать приемного оборудования, то, что слышит слушатель через HD-устройство и аналоговое радио, может быть заметно рассинхронизировано. Это связано с тем, что все аналоговые приемники обрабатывают аналоговые сигналы быстрее, чем цифровые радиоприемники обрабатывают цифровые сигналы. Цифровая обработка аналоговых сигналов в HD Radio также вносит задержку. В результате возникает явный эффект "реверберации" или эха при одновременном прослушивании цифрового и аналогового радио, настроенных на одну и ту же станцию, что может быть раздражающим. Этот эффект более заметен при передаче голоса, чем при воспроизведении сложной музыкальной программы. Станции могут передавать HD-сигнал через существующие антенны с использованием диплексора, как и в случае AM, или, с разрешения FCC, использовать отдельную антенну в том же месте или на участке, лицензированном как вспомогательный аналоговый, при условии соблюдения определенных ограничений по расстоянию и высоте относительно основной аналоговой антенны. Это ограничение гарантирует, что обе передачи имеют практически одинаковый радиус действия и поддерживают правильное соотношение мощности сигнала, чтобы избежать взаимных помех в любой точке приема.

The FM hybrid digital / analog mode offers four options which can carry approximately 100, 112, 125, or 150 kbit/s of data carrying (lossy) compressed digital audio depending upon the station manager's power budget and desired range of signal. HD FM also provides several pure digital modes with up to 300 kbit/s rate, and enabling extra features like surround sound. Like AM, purely digital FM provides a "fallback" condition where it reverts to a more robust 25 kbit/s signal. FM stations can divide their datastream into sub channels (e. g., 88.1 HD‑1, HD‑2, HD‑3) of varying audio quality. The multiple services are similar to the digital subchannels found in ATSC compliant digital television using multiplexed broadcasting. For example, some top 40 stations have added hot AC and classic rock to their digital subchannels, to provide more variety to listeners. Stations may eventually go all digital, thus allowing as many as three full power channels and four low power channels (seven total). Alternatively, they could broadcast one single channel at 300 kbit/s. FCC rules require that one channel be a simulcast of the analog signal so that when the primary digital stream cannot be decoded, a receiver can fall back to the analog signal. This requires synchronization of the two, with a significant delay added to the analog service. In some cases, particularly during tropospheric ducting events, an HD receiver will lock on to the digital stream of a distant station even though there is a much stronger local analog only station on the same frequency. With no automatic identification of the station on the analog signal, there is no way for the receiver to recognize that there is no correlation between the two. The listener can possibly turn HD reception off (to listen to the local station, or avoid random flipping between the two stations), or listen to the distant stations and try to get a station ID. Although the signals may be synchronized at the transmitter and reach the receiving equipment simultaneously, what the listener hears through an HD unit and an analog radio played together can be distinctly unsynchronized. This is because all analog receivers process analog signals faster than digital radios can process digital signals. The digital processing of analog signals in an HD Radio also delays them. The resulting unmistakable "reverb" or echo effect from playing digital and analog radios in the same room or house, tuned to the same station, can be annoying. It is more noticeable with simple voice transmission than with complex musical program content. Stations can transmit HD through their existing antennas using a diplexer, as on AM, or are permitted by the FCC to use a separate antenna at the same general location, or at a site licensed as an analog auxiliary, provided it is within a certain distance and height referenced to the main analog signal. The limitation assures that the two transmissions have nearly the same broadcast range, and that they maintain the proper ratio of signal strength to each other so as not to cause destructive interference at any given location where they may be received.

Опыт работы с художником

HD Radio поддерживает сервис под названием "Artist Experience", позволяющий отображать на приемнике обложки альбомов, логотипы и другую графику. Отображение обложек альбомов и логотипов осуществляется по решению радиостанции и требует дополнительного оборудования. Производитель HD Radio должен пройти сертификацию iBiquity, которая включает в себя корректное отображение графических материалов.

Вызовы EAS

С 2016 года более новые HD-радиоприемники поддерживают Bluetooth и оповещения системы экстренного оповещения (EAS), позволяющие отображать на радио информацию о дорожной обстановке, предупреждения о погоде, AMBER Alert и сообщения о безопасности. Как и в случае с функцией "Artist Experience", отображение экстренных оповещений осуществляется по решению радиостанции и требует дополнительного оборудования.

Пропускная способность и мощность

Стерео FM-станциям обычно требуется до 280 кГц спектра. Ширина полосы FM-сигнала определяется как удвоенная сумма пикового отклонения (обычно 75 кГц) и максимальной частоты модуляции базовой полосы (около 60 кГц при использовании RBDS). Для аналогового монозвука (базовая полоса) используется лишь 15 кГц полосы пропускания базовой полосы, остальная часть предназначена для стерео, RBDS, пейджинга, службы чтения для слабовидящих, сдачи в аренду другим пользователям или в качестве канала связи передатчика и студии для внутренней телеметрии. В (обычном) гибридном режиме станция имеет аналоговую полосу пропускания ±130 кГц. Основные цифровые боковые полосы простираются на ±70 кГц в обе стороны от аналогового сигнала, занимая в общей сложности 400 кГц спектра. В расширенном гибридном режиме аналоговый сигнал ограничивается ±100 кГц. Расширенные боковые полосы добавляются к основным боковым полосам, используя дополнительные ±30 кГц спектра, высвобожденные ограничением аналогового сигнала. Расширенный гибрид обеспечивает дополнительную пропускную способность до примерно 50 кбит/с. Существующие службы субнесущих (обычно на 92 кГц и 67 кГц), которые необходимо отключить для использования расширенного гибрида, могут быть восстановлены с помощью цифровых субканалов. Однако это требует замены всего соответствующего оборудования как у вещателей, так и у всех приемников, использующих сервисы, перенесенные на HD-подканалы. Изначально отношение мощности аналогового сигнала к цифровому было стандартизировано как 100:1 (-20 дБс), то есть мощность цифрового сигнала составляет 1% от мощности аналогового несущего сигнала. Эта низкая мощность, в сочетании с равномерным, шумоподобным характером цифровой модуляции, снижает вероятность взаимных помех с удаленными аналоговыми станциями. В отличие от субнесущих, где уменьшается общая модуляция базовой полосы, мощность аналогового несущего сигнала не уменьшается. Национальная ассоциация вещателей (NAB) запросила у FCC увеличение мощности цифрового сигнала на 10 дБ (в 10 раз). Это эквивалентно увеличению мощности цифрового сигнала до 10% от мощности аналогового несущего, но без уменьшения мощности аналогового сигнала. Было показано, что это снижает зону покрытия аналогового сигнала из-за помех, но значительно улучшает зону покрытия цифрового сигнала. Также были протестированы другие уровни, включая увеличение на 6 дБ или в четыре раза до 4% (-14 дБс или 25:1). Национальное общественное радио (NPR) выступило против любого увеличения, поскольку это, вероятно, увеличит помехи для их станций-членов, особенно для их трансляционных ретрансляторов, которые являются вторичными и, следовательно, не защищены от таких помех. Другие вещатели также выступают против (или безразличны), поскольку увеличение мощности потребует дорогостоящих изменений в оборудовании для многих, а и без того дорогая система пока не принесла им никакой выгоды. Существуют опасения, что HD FM может увеличить помехи между различными станциями, хотя HD Radio на уровне мощности 10% соответствует спектральной маске FCC. Североамериканские FM-каналы расположены на расстоянии 200 кГц друг от друга. HD-вещательная станция обычно не создает помех для какой-либо аналоговой станции в пределах ее контура обслуживания 1 мВ/м – предела, выше которого FCC защищает большинство станций. Однако сигнал IBOC находится в аналоговом сигнале непосредственно прилегающей станции (станций). При предлагаемом увеличении мощности на 10 дБ существует вероятность ухудшения качества сигнала второй соседней аналоговой станции в пределах ее контура 1 мВ/м. 29 января 2010 года FCC США одобрило отчет и распоряжение о добровольном увеличении максимальной эффективной излучаемой мощности (ERP) цифрового сигнала до 4% от аналоговой ERP (-14 дБс) с предыдущего максимума в 1% (-20 дБс). Отдельные станции могут подать заявку на увеличение до 10% (-10 дБс), если смогут доказать, что это не вызовет вредных помех для других станций. Если поступит не менее шести подтвержденных жалоб на продолжающиеся радиочастотные помехи от другой станции из мест, находящихся в лицензированной географической зоне обслуживания этой станции, станция, создающая помехи, должна будет снизить мощность до следующего уровня – 4%, 2% (-17 дБ) или 1%, пока FCC не установит, что помехи были удовлетворительно устранены. Станция, подвергающаяся помехам, несет бремя доказывания и связанные с этим расходы, а не станция, вызывающая проблему. Для старых FM-станций, которым разрешено оставаться выше предела для своего класса вещания, эти значения относятся к этому более низкому пределу, а не к их фактической мощности.

FM stereo stations typically require up to 280 kilohertz of spectrum. The bandwidth of an FM signal is found by doubling the sum of the peak deviation (usually 75 kHz) and the highest baseband modulating frequency (around 60 kHz when RBDS is used). Only 15 kHz of the baseband bandwidth is used by analog monaural audio (baseband), with the remainder used for stereo, RBDS, paging, radio reading service, rental to other customers, or as a transmitter/studio link for in house telemetry. In (regular) hybrid mode a station has ±130 kHz of analog bandwidth. The primary main digital sidebands extend ±70 kHz on either side of the analog signal, thus taking a full 400 kHz of spectrum. In extended hybrid mode, the analog signal is restricted to ±100 kHz. Extended primary sidebands are added to the main primary sidebands using the extra ±30 kHz of spectrum created by restricting the analog signal. Extended hybrid provides up to approximately 50 kbit/s additional capacity. Any existing subcarrier services (usually at 92 kHz and 67 kHz) that must be shut down to use extended hybrid can be restored through use of digital subchannels. However, this requires the replacement of all related equipment both for the broadcasters and all of the receivers that use the services shifted to HD subchannels. The ratio of power of the analog signal to the digital signal was initially standardized at 100:1 (−20 dBc), i. e., the digital signal power is 1% of the analog carrier power. This low power, plus the uniform, noise like nature of the digital modulation, is what reduces its potential for co channel interference with distant analog stations. Unlike with subcarriers, where the total baseband modulation is reduced, there is no reduction to the analog carrier power. The National Association of Broadcasters (NAB) requested a 10 dB (10×) increase in the digital signal from the FCC. This equates to an increase to 10% of the analog carrier power, but no decrease in the analog signal. This was shown to reduce analog coverage because of interference, but results in a dramatic improvement in digital coverage. Other levels were also tested, including a 6 dB or fourfold increase to 4% (−14 dBc or 25:1). National Public Radio was opposed to any increase because it is likely to increase interference to their member stations, particularly to their broadcast translators, which are secondary and therefore left unprotected from such interference. Other broadcasters are also opposed (or indifferent), since increasing power would require expensive changes in equipment for many, and the already expensive system has so far given them no benefit. There are still some concerns that HD FM will increase interference between different stations, even though HD Radio at the 10% power level fits within the FCC spectral mask. North American FM channels are spaced 200 kHz apart. An HD broadcast station will not generally cause interference to any analog station within its 1 mV/m service contour – the limit above which the FCC protects most stations. However, the IBOC signal resides within the analog signal of the immediately adjacent station(s). With the proposed power increase of 10 dB, the potential exists to cause the degradation of the second adjacent analog signals within its 1 mV/m contour. On 29 January 2010, the U. S. FCC approved a report and order to voluntarily increase the maximum digital effective radiated power (ERP) to 4% of analog ERP (−14 dBc), up from the previous maximum of 1% (−20 dBc). Individual stations may apply for up to 10% (−10 dBc) if they can prove it will not cause harmful interference to any other station. If at least six verified complaints of ongoing RF interference to another station come from locations within the other station's licensed service geographic region, the interfering station will be required to reduce to the next level down of 4%, 2% (−17 dB), or 1%, until the FCC finally determines that the interference has been satisfactorily reduced. The station to which the interference is caused bears the burden of proof and its associated expenses, rather than the station that causes the problem. For grandfathered FM stations, which are allowed to remain over the limit for their broadcast class, these numbers are relative to that lower limit rather than their actual power.

Осведомленность и охват

Согласно опросу, проведенному 8 августа 2007 года компанией Bridge Ratings, на вопрос "Приобретете ли вы HD-радио в ближайшие два месяца?" утвердительно ответили лишь 1,0% респондентов. Некоторые радиотехники выразили обеспокоенность по поводу новой HD-системы. Опрос, проведенный в сентябре 2008 года, показал, что небольшой процент участников путал HD-радио со спутниковым радиовещанием. Многие HD-радиоприемники первого поколения имели недостаточно чувствительные приемники, что приводило к проблемам с качеством звука. Уровень цифрового сигнала HD Radio на 10–20 дБ ниже мощности аналогового сигнала передатчика станции. Кроме того, отмечалось, что аналоговая часть некоторых приемников уступала по качеству более старым, чисто аналоговым моделям. Однако, начиная с 2012 года, распространение приемников, поддерживающих HD, значительно возросло в большинстве новых автомобилей, а ряд автомобильных и домашних радиосистем сторонних производителей оснащаются HD-радиоприемниками и специальными функциями, такими как Full Artist Experience. Компания iBiquity сообщает, что 78% всего времени прослушивания радио приходится на станции, осуществляющие вещание в формате HD. Растет число станций, переходящих на HD или добавляющих субканалы, совместимые с цифровым радио, например, в Сент-Клауде, штат Миннесота, где многие местные радиостанции отмечают увеличение числа слушателей, настраивающихся на их HD-сигналы, что положительно сказывается на продажах.

Различные форматные и стандарты совместимости

Несмотря на то, что стандарты DAB и DRM являются открытыми и предшествуют HD Radio, HD-приемники нельзя использовать для приема этих станций при продаже или перемещении за границу (за некоторыми исключениями; станции HD есть в Шри-Ланке, Таиланде, Тайване, Японии, Румынии и нескольких других странах). Приемники DAB и DRM не могут принимать сигналы HD в США. Система HD, позволяющая AM и FM станциям переходить на цифровое вещание без смены частот, представляет собой отдельный цифровой стандарт. Отсутствие единого стандарта означает, что HD-приемники не могут принимать DAB или DRM-трансляции из других стран, и наоборот, а производителям приходится разрабатывать отдельные продукты для разных стран, которые, как правило, не поддерживают оба формата. В то время как семейство кодеков Advanced Audio Coding (AAC) имеет общедоступную документацию, кодек HDC существует исключительно в системе HD и является коммерческой тайной iBiquity. Аналогично, DAB и DRM – это открытые спецификации, в то время как спецификация HD от iBiquity частично открыта, но в основном является закрытой. HD Radio не использует ATSC – стандарт цифрового телевидения в Соединенных Штатах, и поэтому не восстанавливает прежнюю совместимость между телевидением и FM-радио, которой пользовались вещатели 6-го канала. Во времена аналогового телевидения нижняя часть FM-диапазона (87,7–87,9 МГц) перекрывалась с FM-аудионосителем американского аналогового телевидения 6-го канала; поскольку стандарт аналогового телевидения NTSC использовал обычный аналоговый FM для модуляции аудионосителя, звук телевизионных станций, вещавших на 6-м канале, можно было принимать на большинстве FM-приемников. В первые годы развития телевидения и радио некоторые телестанции использовали это перекрытие и работали как радиостанции. В июне 2009 года мощные телестанции были вынуждены прекратить аналоговое вещание, а маломощные – к сентябрю 2015 года. Поскольку цифровое телевидение и все цифровые радио стандарты несовместимы, HD-приемники не могут принимать цифровой телевизионный сигнал на частоте 87,75 МГц, что исключает прежнюю возможность приема сигнала сразу на двух устройствах – телевизоре и радиоприемнике – для телестанций 6-го канала.

Even though DAB and DRM standards are open standards and predate HD Radio, HD receivers cannot be used to receive these stations when sold or moved overseas (with certain exceptions; there are HD stations in Sri Lanka, Thailand, Taiwan, Japan, Romania, and a few other countries). DAB and DRM receivers cannot receive HD signals in the U. S. The HD system, which enables AM and FM stations to upgrade to digital without changing frequencies, is a different digital broadcasting standard. The lack of a common standard means that HD receivers cannot receive DAB or DRM broadcasts from other countries, and vice versa, and that manufacturers must develop separate products for different countries, which typically are not dual format. Whereas the Advanced Audio Coding (AAC) family of codecs are publicly documented standards, the HDC codec exists only within the HD system, and is an iBiquity trade secret. Similarly DAB or DRM are open specifications, while iBiquity's HD specification is partly open, but mostly private. HD Radio does not use ATSC, the standard for digital television in the United States, and so fails to recover the former TV and FM radio compatibility enjoyed by TV channel 6 broadcasters. In the days of analog television, the lowest sliver of the FM broadcast band (87.7–87.9 MHz) overlapped with the FM audio carrier of U. S. analog television's channel 6; because the NTSC analog television standard used conventional analog FM to modulate the audio carrier, the audio of television stations that broadcast on channel 6 could be heard on most FM receivers. In earlier days of television and radio, several television stations exploited this overlap and operated as radio stations. Full powered television stations were forced to cease their analog broadcasts in June 2009, and low powered stations ceased analog broadcast by September 2015. Because the digital television and all digital radio standards are incompatible, HD receivers are not able to receive digital TV signals on the 87.75 MHz frequency, eliminating the former dual medium compatibility of channel 6 television stations.

Опасения по поводу снижения качества

Продвижение HD Radio часто не разъясняет, что некоторые его функции несовместимы друг с другом. Например, система HD описывается как "качество CD", однако система HD также позволяет мультиплексировать поток данных между двумя или более отдельными программами. Программа, использующая половину или менее потока данных, не достигает более высокого качества звука, чем отдельная программа, использующая полный поток данных. FCC заявила, что "один бесплатный цифровой эфирный поток должен быть такого же или более высокого качества, чем существующий аналоговый сигнал станции". Если FCC запретит аналоговое дублирование вещания, каждая станция получит в распоряжение более 300 кбит/с полосы пропускания, что позволит обеспечить хорошее стерео- или даже многоканальное звучание, а также несколько субканалов и, в меньшей степени, расширит возможности для маломощных персональных FM-передатчиков для подключения современных смартфонов, компьютеров и других устройств к устаревшим аналоговым FM-приемникам. Вещательная индустрия добивается одобрения FCC для будущих моделей HD-приемников с функцией условного доступа, то есть предоставления доступа к дополнительным субканалам только по платной подписке. NDS заключила соглашение с iBiquity о предоставлении HD Radio зашифрованной системы доставки контента под названием "RadioGuard". NDS утверждает, что RadioGuard "откроет дополнительные возможности для получения прибыли". Большинство существующих FM-приемников, настроенных на канал, транслирующий сигнал HD, подвержены повышенному шуму на аналоговом сигнале, известному как "самошум HD Radio", из-за аналоговой демодуляции цифрового сигнала. В некоторых высококачественных FM-приемниках, используемых в качественных системах воспроизведения, этот шум может быть слышимым и раздражающим. Большинству существующих FM-приемников потребуется модификация внутренних фильтров или добавление фильтра после детектора для предотвращения ухудшения качества аналогового сигнала на станциях, транслирующих HD Radio.

Сниженный аналоговый сигнал

Радиостанции в Соединенных Штатах лицензируются для вещания на определенном эффективном уровне излучаемой мощности. В 2008 году NPR Labs провела исследование прогнозируемой работы HD Radio, если уровни цифровой мощности были бы увеличены до 10% от максимальной мощности аналогового несущего сигнала, что сейчас разрешено FCC в определенных случаях. Исследование показало, что это привело бы к увеличению радиочастотных помех на FM. Однако зона уверенного приема цифрового сигнала HD в этом случае превысила бы зону уверенного приема аналогового сигнала: охват населения в транспортных средствах увеличился бы на 17%, но в помещениях – уменьшился бы на 17%.

Высокие затраты

Стоимость установки системы, включая сборы, варьируется от станции к станции в зависимости от размера станции и существующей инфраструктуры. Типичные затраты составляют как минимум несколько десятков тысяч долларов в начале, плюс ежегодные сборы за канал (3% годового дохода станции), выплачиваемые компании Xperi за HD-2 и HD-3 (для HD-1 роялти не взимаются). Крупные компании, работающие на крупных медиарынках, такие как iHeartRadio или Cumulus Broadcasting, могут позволить себе внедрить эту технологию на своих станциях. Однако многие коммерческие и некоммерческие радиостанции не могут себе позволить ежегодный сбор в размере 1000 долларов США, взимаемый с LPFM-станций. В середине 2010 года появилось новое поколение оборудования для HD Radio, что значительно снизило первоначальные затраты на внедрение системы. HD Radio-приемники стоят от 50 до нескольких сотен долларов США, в то время как обычные FM-радиоприемники можно найти даже в магазинах, продающих товары по одному доллару. Хотя исторически оборудование HD стоило дороже, с ростом популярности технологии цены снизились, и приемники с поддержкой HD Radio становятся все более распространенными, особенно по мере увеличения числа станций, вещающих в формате HD.

Потребление электроэнергии

Обычные аналоговые FM-передатчики обычно работают с усилителями класса "C", которые эффективны, но нелинейны. Для HD Radio требуется усилитель другого класса. Усилитель класса "C" может обеспечивать общую эффективность передатчика более 70%. Цифровые передатчики работают в одном из других классов усилителей – более близком к линейному, что снижает эффективность. Современный гибридный HD FM-передатчик обычно достигает эффективности 50–60%, в то время как HD-передатчик, работающий только в цифровом FM-режиме, должен обеспечивать эффективность всего 40–45%. Снижение эффективности существенно увеличивает затраты на электроэнергию и охлаждение.

Программирование

До 2013 года HD Digital Radio Alliance выступал в качестве связующего звена для станций, выбирающих недублированные форматы для дополнительных каналов (HD-2, HD-3 и т. д.). Теперь iBiquity работает с основными владельцами станций, чтобы предоставить слушателям различные дополнительные варианты, вместо того чтобы несколько станций независимо решали создать один и тот же формат. Станции HD-1 вещают в том же формате, что и обычные FM (и некоторые AM) станции, и многие из них предлагают один, два или даже три подканала (обозначаемые как HD-2, HD-3, HD-4) в дополнение к основной программе. iHeartRadio продает программирование нескольких различных музыкальных жанров другим конкурирующим станциям, в дополнение к трансляции на собственных станциях. Некоторые станции одновременно транслируют свои местные AM или FM-передачи с меньшей мощностью на HD-2 или HD-3 каналах сестринских станций, например, KMBZ FM в Канзас-Сити, одновременно транслируя программу KCSP-AM 610 AM на 96,5 FM-HD2. Распространенной практикой является трансляция старого, прекращенного формата на каналах HD-2; например, с недавним исчезновением формата смуз-джаза из аналогового эфира во многих регионах, станции, такие как WDZH-FM в Детройте, штат Мичиган (ранее WVMV), WFAN FM в Нью-Йорке и WNWV FM в Кливленде, штат Огайо, программируют смуз-джаз на своих диапазонах HD-2 или HD-3. Некоторые станции HD-2 или HD-3 даже являются сестринскими станциями AM. В Сент-Луисе, например, мощная станция KMOX-AM (1120 кГц аналоговый и HD) одновременно транслируется на KEZK FM 102.5 FM-HD3. KBCO-FM в Боулдере, штат Колорадо, использует свой канал HD-2 для трансляции эксклюзивных живых записей из своей частной студии звукозаписи. CBS Radio реализует планы по внедрению своих более популярных суперстанций на отдаленные рынки (KROQ FM в Нью-Йорк, WFAN-AM во Флориду, а также KFRG FM и KSCF-FM в Лос-Анджелес) через каналы HD-2 и HD-3. 8 марта 2009 года CBS Radio открыла первую станцию с подканалом HD4, WJFK FM в Вашингтоне, округ Колумбия, спортивную радиостанцию, которая также транслирует спортивные программы сестринских станций WJZ FM из Балтимора, WTEL-AM и WIP FM из Филадельфии и WFAN-AM из Нью-Йорка. С тех пор многие другие каналы также внедрили подканалы HD-4, хотя и преимущественно в разговорном формате из-за снижения качества звука. Например, KKLQ-FM в Лос-Анджелесе работает с сигналом HD-4 и транслирует The Mormon Channel, который на 99% состоит из разговорных программ. Общественные вещатели также активно используют HD Radio. Minnesota Public Radio предлагает несколько сервисов: KNOW FM, новостная станция MPR в городах-близнецах, предлагает музыкальный сервис Radio Heartland на 91.1 FM-HD2 и дополнительную новостную программу под названием "BBC News and More" на 91.1 FM-HD3; KSJN FM, классическая станция MPR в городах-близнецах, предоставляет сервис "Classical 24" на 99.5 FM-HD2; и KCMP FM, на 89.3 FM в городах-близнецах, предлагает "Wonderground Radio", музыку для детей и их родителей, на 89.3 FM-HD2. KPCC-FM (Southern California Public Radio), звучащий на 89.3 FM в Лос-Анджелесе, предлагает цифровую одновременную трансляцию своего аналогового канала на 89.3 FM-HD1 и музыкальный сервис MPR KCMP FM на 89.3 FM-HD2 в Лос-Анджелесе. New York Public Radio в Нью-Йорке, WNYC AM и WNYC FM (d. b. a. WNYC), ретранслирует локально запрограммированный, полностью классический сервис от WQXR FM под названием "Q2" на 93.9 FM-HD2. Сервис был запущен в марте 2006 года. 8 октября 2009 года формат был перенесен на WQXR-HD2 (WXNY FM) на 105.9 FM, когда WQXR FM была приобретена New York Public Radio в рамках обмена частотами с Univision Radio за их прежнюю частоту. Программирование на канале WNYC FM-HD2 теперь является ретрансляцией WQXR FM, чтобы обеспечить полное покрытие программирования WQXR FM в какой-либо форме, поскольку сигнал 105.9 FM слабее и не охватывает всю территорию. WMIL FM в Милуоки предлагает аудио-симуляторную трансляцию WITI-TV, аффилированного с Fox, на своем подканале HD-3 с августа 2009 года в рамках соглашения о новостях и погоде между iHeartRadio и WITI-TV. Это восстановило аудио WITI-TV на радиодиапазоне в Милуоки после двухмесячного перерыва, последовавшего за переходом на цифровое вещание; поскольку аналоговый телевизионный канал WITI-TV использовал аудио-особенность 87.7 FM в качестве преимущества, чтобы позволить зрителям слушать новостные передачи станции и программы Fox на своих автомобильных радио. KYXY-FM, управляемая CBS в Сан-Диего на 96.5 FM, предлагает свой канал HD-2 как один из немногих независимых христианских музыкальных форматов на HD Radio. Под названием "The Crossing", он управляется Университетом Азуза Пацифик. Колледжское радио также подверглось влиянию HD Radio, станции, такие как WBJB FM, которая является общественной станцией на территории кампуса колледжа, предлагают студенческую станцию в качестве одного из мультиплексных каналов. WKNC FM в Роли, Северная Каролина, транслирует программы студенческого радио на HD-1 и HD-2, а также электронную танцевальную музыку на WolfBytes Radio на WKNC FM-HD3. Некоторые коммерческие вещатели также используют свои каналы HD-2 для трансляции программ некоммерческих вещателей. Bonneville International использует свои каналы HD-2 и HD-3 для трансляции Mormon Channel, который полностью некоммерческий и функционирует исключительно как общественная служба от владельца Bonneville, Церкви Иисуса Христа Святых последних дней. Эта сеть из восьми каналов HD-2 и HD-3 была запущена 18 мая 2009 года и полностью функционировала в течение двух недель. Кроме того, в Детройте WMXD FM, станция, транслирующая музыку для взрослых в стиле urban contemporary, транслирует формат современной христианской музыки K Love на своем диапазоне HD-2 (HD-2 также питает несколько аналоговых ретрансляторов вокруг столичной зоны – см. ниже) в рамках соглашения между iHeartMedia и K Love owner Educational Media Foundation (EMF), позволяющего EMF программировать канал HD-2 WMXD FM. Подобным образом, сигнал KRRL 92.3 FM-HD3 в Лос-Анджелесе ретранслирует Air1 от EMF, а в Санта-Барбаре KLSB 97.5 FM транслирует K Love на своей основной частоте и ретранслирует Air1 на HD-2 (хотя ни один из них не поддерживает "Artist Experience"). В Сент-Луисе, штат Миссури, WFUN 96.3 HD2 ретранслирует K297BI для классической музыкальной станции Classic 107.3. В июле 2018 года, в рамках запланированного годичного эксперимента, WWFD-AM в Фредерике, штат Мэриленд, стала первой AM-станцией, которая прекратила свои аналоговые передачи и начала вещание исключительно в цифровом формате.

Until 2013, the HD Digital Radio Alliance, acted as a liaison for stations to choose unduplicated formats for the extra channels (HD‑2, HD‑3, etc.). Now, iBiquity works with the major owners of the stations to provide various additional choices for listeners, instead of having several stations independently deciding to create the same format. HD‑1 stations broadcast the same format as the regular FM (and some AM) stations, and many of these stations offer one, two, or even three subchannels (designated HD‑2, HD‑3, HD‑4) to complement their main programming. iHeartRadio is selling programming of several different music genres to other competing stations, in addition to airing them on its own stations. Some stations are simulcasting their local AM or lower power FM broadcasts on sister stations' HD‑2 or HD‑3 channels, such as KMBZ FM in Kansas City simulcasting 610 AM KCSP‑AM's programming on 96.5 FM‑HD2. It is common practice to broadcast an older, discontinued format on HD‑2 channels; for example, with the recent disappearance of the smooth jazz format from the analog radio dial in many markets, stations such as WDZH‑FM in Detroit, Michigan, (formerly WVMV), WFAN FM in New York City, and WNWV FM in Cleveland, Ohio, program smooth jazz on their HD‑2 or HD‑3 bands. Some HD‑2 or HD‑3 stations are even simulcasting sister AM stations. In St. Louis, for example, clear channel KMOX‑AM (1120 kHz analog and HD) is simulcast on KEZK FM 102.5 FM‑HD3. KBCO‑FM in Boulder, Colorado, uses its HD‑2 channel to broadcast exclusive live recordings from their private recording studio. CBS Radio is implementing plans to introduce its more popular superstations into distant markets (KROQ FM into New York City, WFAN‑AM into Florida, and KFRG FM and KSCF‑FM into Los Angeles) via HD‑2 and HD‑3 channels. On 8 March 2009, CBS Radio inaugurated the first station with an HD4 subchannel, WJFK FM in Washington, D. C., a sports radio station which also carries sister sports operations WJZ FM from Baltimore; Philadelphia's WTEL‑AM and WIP FM; and WFAN‑AM from New York. Since then numerous other channels have implemented HD‑4 subchannels as well, although with nearly 100% talk based formats, because of the reduced audio quality. For example, KKLQ‑FM in Los Angeles operates an HD‑4 signal and aired The Mormon Channel which was 99% talk. Public broadcasters are also embracing HD Radio. Minnesota Public Radio offers a few services: KNOW FM, the MPR News station in the Twin Cities, offers music service Radio Heartland on 91.1 FM‑HD2 and additional news programming called "BBC News and More" on 91.1 FM‑HD3; KSJN FM, the classical MPR station in the Twin Cities, provides "Classical 24" service on 99.5 FM‑HD2; and KCMP FM, on 89.3 FM in the Twin Cities, offers "Wonderground Radio", music for kids and their parents, on 89.3 FM‑HD2. KPCC‑FM (Southern California Public Radio), heard on 89.3 FM in Los Angeles, offers a digital simulcast of its analog channel on 89.3 FM‑HD1 and MPR's music service KCMP FM on 89.3 FM‑HD2 in Los Angeles. New York Public Radio in New York City, WNYC AM and WNYC FM, (d. b. a. WNYC) re broadcasts a locally programmed, all classical service from WQXR FM called "Q2", on 93.9 FM‑HD2. The service launched in March 2006. On 8 October 2009, the format was moved to WQXR‑HD2 (WXNY FM) on 105.9 FM when WQXR FM was acquired by New York Public Radio as part of a frequency swap with Univision Radio for their former frequency. The programming on the WNYC FM‑HD2 channel now is a rebroadcast of WQXR FM, in order to give full coverage of WQXR FM programming in some form, as the 105.9 FM signal is weaker, and does not cover the whole area. WMIL FM in Milwaukee has offered an audio simulcast of Fox affiliate WITI‑TV on their HD‑3 subchannel since August 2009 as part of a news and weather content agreement between iHeartRadio and WITI‑TV. This restored WITI‑TV's audio to the Milwaukee radio dial after a two month break, following the digital transition; as a channel 6 analog television station WITI‑TV exploited the 87.7 FM audio quirk as an advantage, in order to allow viewers to hear the station's newscasts and Fox programming on their car radios. KYXY‑FM, operated by CBS in San Diego on 96.5 FM and offers their HD‑2 channel as one of the few "subchannel only" independent Christian music based formats on HD Radio. Branded as "The Crossing", it is operated by Azusa Pacific University. College radio has also been impacted by HD Radio, stations such as WBJB FM which is a public station on a college campus offer a student run station as one of the multicast channels. WKNC FM in Raleigh, NC, runs college radio programming on HD‑1 and HD‑2, and electronic dance music on WolfBytes Radio on WKNC FM‑HD3. Some commercial broadcasters also use their HD‑2 channels to broadcast the programming of noncommercial broadcasters. Bonneville International uses its HD‑2 and HD‑3 channels to broadcast Mormon Channel which is entirely noncommercial and operates solely as a public service from Bonneville's owner, The Church of Jesus Christ of Latter day Saints. That network of eight HD‑2 and HD‑3 stations was launched on 18 May 2009 and was fully functional within two weeks. Also, in Detroit, WMXD FM, an urban adult contemporary station, airs the contemporary Christian K Love format on its HD‑2 band (the HD‑2 also feeds several analog translators around the metropolitan area – see below), due to an agreement between iHeartMedia and K Love owner Educational Media Foundation (EMF), allowing EMF to program WMXD FM's HD‑2 channel. On a similar note, Los Angeles' KRRL 92.3 FM‑HD3 signal rebroadcasts EMF's Air1, and in Santa Barbara KLSB 97.5 FM airs K Love on its primary frequency, and rebroadcasts Air1 on HD‑2 (though neither supports "Artist Experience"). In St. Louis, Missouri, WFUN 96.3 HD2 rebroadcasts K297BI for the classical music station Classic 107.3. In July 2018, as part of a projected one year experiment, WWFD‑AM in Frederick, Maryland, became the first AM station to eliminate its analog transmissions and broadcast exclusively in digital.

Переводчики

Хотя трансляционным переводчикам запрещено создавать собственные программы, FCC разрешила переводчикам ретранслировать в стандартном аналоговом FM-диапазоне аудио HD-радиоканала основной станции, к которой привязан переводчик. Это также позволяет владельцам станций, которые обычно владеют несколькими станциями на местном и национальном уровнях, избежать процедуры изменения таблицы распределения частот, необходимой для получения новой, отдельно лицензированной станции, и избежать превышения установленных лимитов долей владения, предназначенных для предотвращения чрезмерной концентрации средств массовой информации. Такие новые переводческие станции могут препятствовать выходу в эфир новых LPFM-станций в той же зоне покрытия. Переводческим станциям разрешен больший радиус вещания (благодаря менее строгим ограничениям по высоте и мощности), чем местным LPFM-станциям, поэтому они могут занимать территорию, на которой в противном случае могли бы быть лицензированы несколько LPFM-станций. Помимо спорной практики преобразования только вторичных HD-радиоканалов основной станции в аналоговый FM в районах, где сигнал основной станции уже легко принимается, переводчики также могут использоваться более традиционным способом для расширения зоны покрытия полного контента основной станции, включая основной сигнал без изменений и любые HD Radio-подканалы, в районах с плохим покрытием или приемом, как это реализовано удаленным передатчиком K202BD в городе Манти, штат Юта, который ретранслирует как аналоговые, так и цифровые сигналы KUER FM из Солт-Лейк-Сити. Для этого HD Radio может передаваться с основной станции посредством схемы "bent pipe", когда переводчик просто осуществляет сдвиг частоты всего канала, часто с помощью простого гетеродинирования. Это может потребовать увеличения полосы пропускания как усилителя, так и радиоантенны, если хотя бы один из них слишком узкополосен для передачи более широкого сигнала HD Radio, что может потребовать их замены. Базовые переводчики, использующие отдельный приемник и передатчик, требуют HD-радиопередатчик, как и основная станция. Переводчики не обязаны передавать цифровой сигнал HD Radio, и подавляющее большинство существующих переводчиков, ретранслирующих FM-станции с гибридными HD-сигналами, не ретранслируют HD-часть радиовещания из-за технических ограничений оборудования, разработанного до появления технологии HD Radio.

Although broadcast translators are prohibited from originating their own programming, the FCC has controversially allowed translator stations to rebroadcast in standard analog FM the audio of an HD Radio channel of the primary station the translator is assigned to. This also allows station owners, who already usually own multiple stations locally and nationally, to avoid the rulemaking process of changing the table of allotments as would be needed to get a new separately licensed station, and to avoid exceeding controlling interest caps intended to prevent the excessive concentration of media ownership. Such new translator stations can block new LPFM stations from going on the air in the same footprint. Translator stations are allowed greater broadcast range (via less restrictive height and power limitations) than locally originated LPFM stations, so they may occupy a footprint in which several LPFMs might have been licensed otherwise. In addition to the controversial practice of converting the HD only secondary radio channels of a primary station into analog FM in areas where the primary station's signal can already readily be received, translators can also be used in a more traditional manner to extend the range of the full content of the primary station, including the unmodified main signal and any HD Radio sub channels, in areas where the station has poor coverage or reception, as is done via the remote transmitter K202BD in Manti, Utah, which rebroadcasts both the analog and digital signals of KUER FM from Salt Lake City. In order to do this, HD Radio may be passed along from the main station via a "bent pipe" setup, where the translator simply makes a frequency shift of the entire channel, often by simple heterodyning. This may require an increase in bandwidth in both the amplifier and radio antenna if either is too narrowband to pass the wider HD Radio signal, meaning one or both might have to be replaced. Baseband translators which use a separate receiver and transmitter require an HD Radio transmitter, just as does the main station. Translators are not required to transmit an HD Radio digital signal, and the vast majority of existing translators which repeat FM stations running hybrid HD signals do not repeat the HD part of the radio broadcast, due to technical limitations in equipment designed before the advent of HD Radio technology.