精密調(diào)頻同步廣播原理概述

孫偉

（國家新聞出版廣電總局七二四臺，陜西寶雞722400）

精密調(diào)頻同步廣播原理概述

孫偉

（國家新聞出版廣電總局七二四臺，陜西寶雞722400）

分析了調(diào)頻同步廣播存在的技術(shù)問題，并提出技術(shù)解決方案。

同頻；同相；同調(diào)制度；數(shù)字立體聲調(diào)頻調(diào)制器；GPS基準(zhǔn)源；同步激勵器

引言

調(diào)頻廣播，由于其電聲指標(biāo)優(yōu)越，頻帶較寬，便于傳輸高保真立體聲信息，因此，80年代以來調(diào)頻立體聲廣播得到了迅速發(fā)展。

隨著聽眾審美情趣的提高，對調(diào)頻廣播節(jié)目的需求也隨之增大。一方面，廣播界采用不斷增加節(jié)目套數(shù)的方法來滿足聽眾的需求，但隨之而來的問題是頻率資源日趨緊張。如何充分利用頻率資源，促使業(yè)內(nèi)人士不得不進(jìn)行認(rèn)真考慮。另一方面，交通的日益發(fā)達(dá)，尤其是高速公路和高等級公路的快速發(fā)展，使人們對在移動中接收交通信息及其他廣播節(jié)目有了更高的需求。

同步廣播技術(shù)可以大幅度提高頻率資源的利用率，按我國的頻率規(guī)劃，每個省每套節(jié)目分配三個頻率計算，可以節(jié)約頻率資源1/2以上，并在使用頻率上有效對抗干擾。同時，同步廣播在降低發(fā)射設(shè)備訂購和調(diào)配成本、減少頻率協(xié)調(diào)周期和費用、建立廣播節(jié)目統(tǒng)一的頻道形象等方面都起到明顯的作用。

1　存在技術(shù)問題

所謂調(diào)頻同步廣播技術(shù)，就是具有重疊服務(wù)區(qū)，使用同一載頻、同時同相位同一節(jié)目廣播的調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)［1］。與中波同步廣播不同，兩個調(diào)頻信號的疊加要比兩個調(diào)幅信號疊加復(fù)雜得多，不僅合成信號的振幅發(fā)生變化，更重要的是合成信號的瞬時頻率也發(fā)生變化。因此，調(diào)頻同步廣播技術(shù)要比調(diào)幅同步廣播技術(shù)更嚴(yán)苛，調(diào)頻同步廣播技術(shù)可以歸納為“三同”，即同頻、同相、同調(diào)制度。

1）同頻：要求發(fā)射機載頻一致，相鄰發(fā)射機之間的頻率差足夠小，如載頻有偏差，會產(chǎn)生差拍干擾；2）同相：要求兩個已調(diào)信號到達(dá)接收機應(yīng)相同，相鄰發(fā)射機發(fā)出的已調(diào)波在相干區(qū)的相位差足夠小，若有時延差，經(jīng)過在接收機的疊加，解調(diào)后會產(chǎn)生失真、混響和互調(diào)衍生物。這種失真程度與時延差和調(diào)制頻率有關(guān)。時延相同產(chǎn)生失真最小；3）同調(diào)制度：相鄰發(fā)射機的調(diào)制度差足夠小，即保持兩臺的頻偏一致。若不一致，疊加信號在接收機解調(diào)后也會產(chǎn)生附加失真和衍生成分。這種失真與調(diào)制度偏差和調(diào)制度頻率有關(guān)。當(dāng)調(diào)制度相同時這種附加失真最小。

2　技術(shù)解決方案

用共源調(diào)制法解決調(diào)頻同步廣播中的“三同”問題。

共源法調(diào)頻同步廣播技術(shù)，利用微波鏈路實現(xiàn)了調(diào)頻同步廣播節(jié)目信號的已調(diào)信號傳輸，保證了各同步電臺之間的瞬時頻偏一致（頻偏只決定首站調(diào)制度，其他各站通過微波差轉(zhuǎn)，相位、頻偏不變），采用自主開發(fā)的GPS頻率基準(zhǔn)源技術(shù)，使各同步電臺之間載波精密鎖定，解決了在信號傳輸過程中的信號進(jìn)延、頻偏不一致和信號幅度比不能控制的難題，實現(xiàn)了調(diào)頻精密同步廣播?，F(xiàn)場收聽，固定和移動接收，質(zhì)量良好，主管評價優(yōu)于4分；在等場強區(qū)接收，略有干擾，主觀評價優(yōu)于3分，同頻保護(hù)率趨于0 dB（行業(yè)規(guī)范要求：6 dB），保證了調(diào)頻單頻網(wǎng)的無縫覆蓋，可以實現(xiàn)真正意義上的“調(diào)頻同步廣播”。

3　調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)組網(wǎng)解決方案

3.1系統(tǒng)技術(shù)要點

調(diào)頻同步廣播的關(guān)鍵在于“三同”，這也是本系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。

1）各發(fā)射臺輸出載頻嚴(yán)格鎖定專用GPS模塊輸出的高精度10 MHz頻標(biāo)，確保“同頻”。

相對頻差F＜10-11Hz，F(xiàn)→0Hz。

2）采用自主研制的數(shù)字激勵器替代傳統(tǒng)的模擬激勵器，并具有隨路音頻信令的數(shù)字化音頻傳輸鏈路，確?！巴{(diào)制度”。

絕對調(diào)制度偏差＜3 Hz。

相對調(diào)制度偏差Δ M→0Hz（由于數(shù)字激勵器工作的一致性）。

3）音頻延時數(shù)字調(diào)整

相對音頻時延偏差T→1μ s。

調(diào)整范圍0～300 ms（考慮到衛(wèi)星瞬間的時延240 ms）。

3.2系統(tǒng)特點

1）組網(wǎng)所用激勵器位數(shù)字激勵器，其實現(xiàn)采用了DSP+DDS技術(shù)；音頻一延時、音頻編碼、射頻調(diào)制均為數(shù)字實現(xiàn)。2）隨路音頻信令將同步時標(biāo)符合在音頻流中與GPS提供的IPPS時標(biāo)校準(zhǔn)，確保各發(fā)射站點之間的音頻相對時延固定。3）隨路音頻信令可檢測、補償，數(shù)據(jù)鏈路由于路由變化、同步滑動、數(shù)據(jù)復(fù)用等造成的延時變化。在電信、衛(wèi)星、光纖網(wǎng)絡(luò)中傳輸均能保證時延的一致性。4）系統(tǒng)鎖定于高精度的GPS頻標(biāo)。5）關(guān)鍵設(shè)備采用大規(guī)模集成電路，實現(xiàn)簡單、數(shù)字化程度高；另一方面他們自帶故障檢測、告警和修復(fù)功能，確保系統(tǒng)運行高度穩(wěn)定。

3.3系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)采用的是一對多點的覆蓋方式。廣播電臺的音頻工作站送出音頻流，系統(tǒng)前端負(fù)責(zé)分法音頻流到同步覆蓋網(wǎng)中各發(fā)射機。根據(jù)實際情況的不同，音頻傳輸可以通過多種方式：衛(wèi)星、電信、光纖和微波中繼等網(wǎng)絡(luò)均可。按照中繼方式的不同系統(tǒng)相應(yīng)分成四種傳輸子系統(tǒng)：FMGX—S（衛(wèi)星中繼）、SDH網(wǎng)絡(luò)（AESE1）、FMGX—F（光纖中繼）和FMGX—M（微波中繼）。

［1］方德奎.廣播發(fā)射實用技術(shù)［M］.北京：中國廣播電視出版社，2005: 129-131.

（編輯：王璐）

Principle of Precision FM Synchronous Broadcasting

Sun Wei
（State Press and Publication Administration of radio，Baoji Shaanxi 722400）

This paper analyzes problems exiting in frequency simultaneously broadcast，and raises countermeasures.

same frequency；phase；coherent system；sigital stereo FM modulator；GPS reference source；synchronous exciter

TN934

A

2095-0748（2016）10-0078-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.10.32

2016-04-16

孫偉（1984—），男，陜西寶雞人，畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)，助理工程師，現(xiàn)工作于國家新聞出版廣電總局七二四臺。