多節(jié)目調(diào)頻同步廣播的應用探析

□袁洪林

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多節(jié)目調(diào)頻同步廣播的應用探析

□袁洪林

摘要：調(diào)頻廣播覆蓋是城市廣播覆蓋的重要手段，為了改善和擴大城市調(diào)頻廣播的覆蓋必須采用調(diào)頻同步廣播技術。本文根據(jù)調(diào)頻同步廣播的技術原理，闡述多套調(diào)頻節(jié)目如何實現(xiàn)同步廣播的途徑，并結(jié)合本臺的多節(jié)目調(diào)頻同步廣播實踐，探討實現(xiàn)多節(jié)目調(diào)頻同步廣播覆蓋的具體方法。

關鍵詞：多節(jié)目；調(diào)頻；覆蓋；同步廣播

調(diào)頻廣播是我國重要的傳播手段之一，特別是隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，收聽調(diào)頻廣播成為人們了解信息的重要方式。傳統(tǒng)的調(diào)頻廣播方式不能滿足人們對調(diào)頻廣播的需要，主要的問題是：一是傳統(tǒng)的調(diào)頻傳輸覆蓋方式通常是以高山、高塔為依托，以單點大功率發(fā)射為基礎實施，在城市內(nèi)高樓林立使得調(diào)頻廣播信號不能很好覆蓋，造成一定范圍的盲區(qū)，需要采用調(diào)頻同步補點的方式；二是由于調(diào)頻廣播信號是直線傳播，限制了單點調(diào)頻傳輸?shù)木嚯x，一個較大區(qū)域的城市需要多個發(fā)射點采用不同頻率覆蓋（避免同頻干擾），才能完全覆蓋，這樣在城市較大范圍內(nèi)移動就需要調(diào)整不同頻率收聽同一節(jié)目?？傊壳暗恼{(diào)頻廣播必須采用同步的方式才能更好地建設好調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)服務于大眾。目前由于省會城市都會有多套調(diào)頻廣播節(jié)目，要實現(xiàn)多套節(jié)目的調(diào)頻同步廣播，必須對調(diào)頻同步廣播的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計。

一、調(diào)頻同步廣播原理

調(diào)頻同步廣播是在不同地點采用同一頻率、傳輸同一節(jié)目、覆蓋區(qū)相互搭界的調(diào)頻廣播方式。根據(jù)相關的頻率使用規(guī)則，同一個調(diào)頻頻率覆蓋服務區(qū)不能搭界使用。如果兩個調(diào)頻覆蓋服務區(qū)搭界就會產(chǎn)生同頻干擾，極大影響調(diào)頻同頻臺的服務效率。國家廣電總局為了規(guī)范我國調(diào)頻同步廣播，借鑒國外調(diào)頻同步廣播實踐，結(jié)合我國的實際在2000年制定了調(diào)頻同步廣播技術應用的國家規(guī)范（GY/T154-2000），調(diào)頻同步廣播技術的規(guī)范要點是：除滿足GB/T4311-2000米波調(diào)頻廣播技術規(guī)范外，增加了調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的發(fā)射機要滿足：①調(diào)制度穩(wěn)定度：≤2.5%（1kHz，最大頻偏為：±75kHz，24小時）；②已調(diào)信號相位延時穩(wěn)定性：優(yōu)于±1μs（1kHz，最大頻偏為：±75kHz，24小時）。

同時還增加了調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的基本技術要求：①各臺站基準頻率源穩(wěn)定度：≤5×10-9/天；②各臺站載波、導頻相對頻差：≤1×10-9；③相干區(qū)內(nèi)載波場強差：＜6dB；④相干區(qū)內(nèi)已調(diào)信號的時間差：≤10μs（單聲道），≤5μs（立體聲）；⑤相鄰臺站調(diào)制度誤差：≤3%；⑥補點臺站ERP應小于主發(fā)射機的20%。

上述技術要素可以歸納為:單聲道調(diào)頻同步廣播是“三同一?！?；立體聲調(diào)頻同步廣播是“四同一保”。實際中調(diào)頻同步廣播的技術要點、難點是“三同”，即同頻、同相、同調(diào)制。

二、多節(jié)目調(diào)頻同步廣播實現(xiàn)的途徑

在有多套節(jié)目的廣播電臺，如果采用每一套調(diào)頻廣播節(jié)目都是獨立的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，表面上看較為必然，但在實踐中存在諸多不利因素，如不利于設備管理、設備重復配置、占用資源較多等，因此我臺在建設多節(jié)目調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)時進行了系統(tǒng)的優(yōu)化設計，取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。

（一）同頻率的實現(xiàn)

在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中，同頻率的實現(xiàn)是采用GPS基準源。對于立體聲調(diào)頻廣播，同頻率條件有兩個要求，即調(diào)頻載頻同步、導頻頻率同步。GPS基準源提供各種頻率基準，實際中有10MHz、655.36MHz、24.32MHz等，GPS基準源的工作原理如圖1所示。

圖1　GPS基準源工作原理框圖

GPS接收天線是接收來自GPS的時間信息，并送入GPS信號處理電路。GPS信號處理電路對接收到的微弱的信號進行放大和噪聲抑制。中央處理單元對GPS信號進行計算和處理輸出時間碼和頻率兩類信號。頻率處理單元再根據(jù)需要將基準頻率信號變換為各類頻率基準信號。通常根據(jù)調(diào)頻數(shù)字調(diào)制器和同步解碼器的需要設定。對于多節(jié)目的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，要優(yōu)化設計，合理配置所需要的基準源頻率信號和時間信號的具體技術要求。本調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中采用統(tǒng)一和簡化的頻率信號類型要求，使得基準源數(shù)量大為減少，也同步減少了GPS接收天線和兩者的連接電纜數(shù)量。

（二）同時延的優(yōu)化設計

同相的含義是音頻相位同步，要求在相干區(qū)得到的同步臺音頻信號時延“相同”。將廣播電視中心的音頻信號源傳送到各同步站點，因為傳輸途徑和解碼條件的不同，使得各同步站點解碼所得的音頻信號也是難以延時相同。為了實現(xiàn)同步站點的音頻同相位，采用同步編解碼的方式。本系統(tǒng)的音頻傳輸優(yōu)化方案見圖2。

圖2　音頻同步工作原理框圖

由于我臺的中心信號傳輸機房和發(fā)射機房在一起，采取共用基準源的方式實現(xiàn)音頻信號的同步編解碼，不是按照一臺同步設備使用一臺基準源的技術方案，這樣極大減少了基準源的數(shù)量，也簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，采用了基準源備份方式。

（三）同調(diào)制的實現(xiàn)

對于調(diào)頻同步廣播來說，同調(diào)制是調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的關鍵技術，能否實現(xiàn)同調(diào)制必須具備兩個基本因素：數(shù)字音頻和DDS數(shù)字調(diào)制。調(diào)頻的原理是頻率的大小是由音頻信號的幅度來決定的，如果是模擬音頻信號，可以說任何一個音頻信號經(jīng)過分配處理后，都無法實現(xiàn)兩個音頻信號的幅度相同，經(jīng)過調(diào)頻以后必定會產(chǎn)生調(diào)制后的頻率不相同，從而產(chǎn)生同頻干擾，不能實現(xiàn)調(diào)頻同步廣播，因此必須采用數(shù)字音頻傳輸。DDS數(shù)字調(diào)制是對輸入的數(shù)字音頻信號進行數(shù)字調(diào)制（DDS調(diào)制），這種調(diào)制方式保證了數(shù)字音頻符號相同，所產(chǎn)生的模擬調(diào)頻頻率相同，實現(xiàn)調(diào)頻的同調(diào)制。

三、多節(jié)目調(diào)頻同步廣播技術方案

（一）項目情況

銀川市廣播節(jié)目有三套，分別是100.6MHz交通音樂節(jié)目、95.0MHz都市經(jīng)濟節(jié)目、90.5MHz新聞綜合節(jié)目，采用調(diào)頻同步方式同步覆蓋銀川市區(qū)及所轄寧東地區(qū)。在西夏區(qū)的區(qū)黨校和寧東區(qū)的市郊2km處設置同步發(fā)射站點。為了便于管理，同時配置調(diào)頻同步廣播的閉路監(jiān)測系統(tǒng)。中心臺三臺5千瓦發(fā)射機，實際發(fā)射功率約為3.5千瓦，塔高100米，天線是8層單偶極子垂直極化。西夏同步點：三臺1千瓦，12層樓頂、20米塔高，總高度80米，2層單偶極子垂直極化。寧東同步點：三套1千瓦，30米高度加25米塔總高度55米，2層單偶極子垂直極化。西夏點距離中心西邊20公里，是城市調(diào)頻同步補點性質(zhì)。寧東點距離中心臺東南方向45公里，是調(diào)頻同步覆蓋。同步站點示意圖如圖3所示。

三套節(jié)目的發(fā)射機通過三工器經(jīng)饋線送至發(fā)射天線。

通過SDH雙向網(wǎng)，采用E1格式傳輸音頻信號和遙控遙測數(shù)據(jù)。

圖3　調(diào)頻同步廣播同步站點示意圖

（二）多節(jié)目調(diào)頻同步廣播技術方案

根據(jù)我臺的實際情況，通過以上的調(diào)頻同步廣播相同方案的優(yōu)化分析，三套節(jié)目（多節(jié)目）的同步站點的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)設計的技術方案如圖4所示。從圖示中可以看出，每一個同步站點只需要一個基準源，對于三套節(jié)目的同步系統(tǒng)來說，優(yōu)化設計前需要6臺基準源，6套GPS接收天線，6根連接電纜。優(yōu)化了設備配置，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖4　同步站點的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的技術方案框圖

四、結(jié)語

1.我臺建設經(jīng)過優(yōu)化的多節(jié)目調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，經(jīng)過一年多的實際應用，該系統(tǒng)運行可靠，設備維護簡便，投資經(jīng)濟。

2.結(jié)構(gòu)簡單。系統(tǒng)優(yōu)化后設備數(shù)量大大減少，所有設備都可以安裝在一個專用機柜中，不需要另外設置機柜。

3.使用維護方便。設備集中安裝在機柜中，每臺設備的運行狀況在設備的面板上都有直觀顯示，使得中心機房值班人員能夠一目了然地觀察其他站點設備的運行狀況，保證值班人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)的問題，保障廣播的安全播出。

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（作者單位：銀川市廣播電視臺）