調(diào)頻同步廣播技術(shù)在長(zhǎng)江的應(yīng)用與發(fā)展

王玉軍

摘 要：本文介紹了調(diào)頻同步廣播技術(shù)在長(zhǎng)江水上交通安全廣播電臺(tái)的使用現(xiàn)狀，通過調(diào)頻同步廣播在長(zhǎng)江電臺(tái)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并針對(duì)調(diào)頻同步廣播的改進(jìn)建議進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞： 調(diào)頻同步廣播；GPS；數(shù)字激勵(lì)器

中圖分類號(hào)：U698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）04-0018-02

隨著我國(guó)通訊廣播事業(yè)的發(fā)展，頻率資源緊缺、跨區(qū)域接收同一套節(jié)目困難等問題日趨嚴(yán)峻，為此，廣播界開始采用調(diào)頻同步廣播技術(shù)進(jìn)行覆蓋；調(diào)頻同步廣播是一項(xiàng)能使多個(gè)發(fā)射臺(tái)站的發(fā)射機(jī)采用同一頻率、同一節(jié)目源“同步”工作，實(shí)現(xiàn)大范圍廣播覆蓋的技術(shù)。采用調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，可以有效地解決廣播移動(dòng)收聽、減少信號(hào)交迭區(qū)干擾、提高廣播收聽質(zhì)量、節(jié)約頻率資源和加快廣播專業(yè)化發(fā)展，特別是給公路干線、沿江沿海交通區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)人群收聽?zhēng)肀憷煌瑫r(shí)，還可節(jié)約電臺(tái)投資、節(jié)約電臺(tái)運(yùn)行成本、提高廣播網(wǎng)絡(luò)安全性、減少電磁污染等。

1 調(diào)頻同步廣播技術(shù)概述

廣電總局于2000年制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 154—2000《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)的核心是規(guī)定了實(shí)現(xiàn)“三同”：（1）同頻：相對(duì)頻差≤1×10ˉ9；（2）同相：傳輸時(shí)延差≤10μs（單聲），5μs（立體聲）；（3）同調(diào)：調(diào)制度偏差限制在約5%以內(nèi)。這是保證單頻網(wǎng)正常運(yùn)行的必要條件。在實(shí)際調(diào)整中還要有“一保”，即保證可用場(chǎng)強(qiáng)?？梢酝ㄟ^采用全數(shù)字化的立體聲編碼調(diào)制器，精確地實(shí)現(xiàn)上述要求，解決模擬FM調(diào)制無法解決的相鄰發(fā)射機(jī)調(diào)制度精密相等問題。

調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)由信源接收部分、音頻延時(shí)部分、發(fā)射機(jī)部分和運(yùn)程監(jiān)控組成。從電臺(tái)發(fā)出的廣播音頻信號(hào)，采用音頻編碼器調(diào)制后通過傳輸線路送到各地的調(diào)頻廣播發(fā)射基站，各地發(fā)射基站通過GPS衛(wèi)星定位，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的高精度統(tǒng)一，通過調(diào)制到播出信號(hào)內(nèi)容中，數(shù)字FM同步廣播發(fā)射機(jī)采用調(diào)頻數(shù)字激勵(lì)器，直接將傳輸網(wǎng)絡(luò)送來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波、預(yù)加重、延時(shí)、導(dǎo)頻產(chǎn)生、立體聲編碼等全數(shù)字處理，再由直接數(shù)字合成技術(shù)將信號(hào)調(diào)制輸出，GPS數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器同步整個(gè)系統(tǒng)，經(jīng)由功率放大器、調(diào)頻天線在交疊區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量、無干擾接收和無縫覆蓋。

調(diào)頻同步廣播的核心技術(shù)之一是完成前端同步激勵(lì)及音頻信號(hào)的傳輸，必須采用第三方傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)，目前的主要方式有衛(wèi)星、微波、光纖三種，具體根據(jù)臺(tái)站條件和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)選擇，長(zhǎng)江水上交通安全廣播電臺(tái)調(diào)頻同步廣播使用的是光纖傳輸方式。除了傳輸之外的另一個(gè)主要技術(shù)是調(diào)頻同步的實(shí)現(xiàn)方法，即每個(gè)發(fā)射點(diǎn)通過GPS衛(wèi)星定位，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上高精度統(tǒng)一，通過調(diào)制到播出信號(hào)內(nèi)容中。

2 調(diào)頻同步廣播在長(zhǎng)江電臺(tái)的使用現(xiàn)狀

長(zhǎng)江水上交通安全廣播電臺(tái)（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)江電臺(tái)）成立于2004年5月1日，是交通運(yùn)輸部指定的唯一為長(zhǎng)江航行船舶播發(fā)各類航運(yùn)安全信息的公益性廣播電臺(tái)。其主要職責(zé)是代表長(zhǎng)江航運(yùn)安全主管部門發(fā)布安全預(yù)警、水位、氣象、航道、水上水下施工作業(yè)等各類航行安全信息，宣傳航運(yùn)交通政策法規(guī)，通報(bào)長(zhǎng)江水上安全形勢(shì)，普及航運(yùn)安全知識(shí)等。

長(zhǎng)江原有甚高頻廣播通過設(shè)置在長(zhǎng)江全線49座甚高頻無線基站，用8組不同的頻率播發(fā)安全信息聯(lián)播，由于該甚高頻廣播占用了多個(gè)水上通訊頻道，且船舶在收聽廣播時(shí)占用了甚高頻通訊設(shè)備，影響了安全通訊，存在安全隱患。而采用調(diào)頻同步廣播技術(shù)能夠充分利用現(xiàn)有頻率資源，使全長(zhǎng)江使用同一頻率進(jìn)行廣播，極大的釋放了頻率資源，因此，調(diào)頻同步廣播就這樣在長(zhǎng)江電臺(tái)誕生了。

該同步廣播系統(tǒng)于2009年6月立項(xiàng)、2010年6月起進(jìn)入試運(yùn)行階段，使用頻率160.65MHZ、在CH1頻道每天播出14小時(shí)，播發(fā)范圍為宜賓到上海2800多公里的長(zhǎng)江干線。

長(zhǎng)江全線安裝了39座調(diào)頻同步廣播基站，均采用gps信號(hào)校時(shí)，達(dá)到全線廣播信號(hào)同步，即使在相鄰兩個(gè)基站的信號(hào)交叉覆蓋區(qū)域也不會(huì)出現(xiàn)聲音不同步現(xiàn)象。音頻信號(hào)的傳輸采用數(shù)字信號(hào)通過2M線路傳輸。數(shù)字調(diào)頻同步廣播音頻信號(hào)通過信息臺(tái)的同步音頻編碼器進(jìn)行了同步和加密，在各基站接收端通過同步音頻解碼器進(jìn)行解碼，輸出同步音頻信號(hào)，然后通過激勵(lì)器及天饋系統(tǒng)發(fā)送出去。在此傳輸過程中即使插入了非法信號(hào)，也因?yàn)闆]有加密而無法被正常解碼，不能在同步音頻解碼器端輸出信號(hào)，所以不能發(fā)送出去，此方法能保證音頻廣播的安全。

3 調(diào)頻同步廣播的優(yōu)缺點(diǎn)

調(diào)頻同步廣播第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是解決了長(zhǎng)江全線范圍內(nèi)的功率覆蓋問題，使用小功率密集布點(diǎn)，廣播頻率分區(qū)覆蓋、使處在航行中的船舶能正常收聽。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是建網(wǎng)容易、建網(wǎng)費(fèi)用低、投資回收快、聽眾無需更換接收機(jī)，同時(shí)一些發(fā)射點(diǎn)、天饋系統(tǒng)、傳輸鏈路等設(shè)施設(shè)備，將來數(shù)字化廣播實(shí)現(xiàn)時(shí)可以繼續(xù)使用，不會(huì)重復(fù)投資造成浪費(fèi)。

再次是易于規(guī)劃，提高頻譜利用率，消除陰影區(qū)，在改善場(chǎng)強(qiáng)不均勻度方面，使用低高度垂直極化天線，極大地減小對(duì)空輻射和根部近場(chǎng)輻射，節(jié)約能源，滿足電磁環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)航空頻段造成干擾。

缺點(diǎn)也是顯而易見的：（1）因調(diào)頻廣播處于VHF波段的中間（87MHZ-108MHZ），電波的傳播途徑是視距傳播，極易因高層建筑物反射而形成多徑干擾；（2）在重疊服務(wù)區(qū)信號(hào)失真；（3）覆蓋區(qū)域越大，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻同步廣播的技術(shù)難度越大。（4）設(shè)備管理和維護(hù)也會(huì)導(dǎo)致問題，如果在大的區(qū)域發(fā)射臺(tái)站較多，設(shè)備管理、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的維護(hù)則存在一定的難度。一方面是本身的技術(shù)缺陷，相干區(qū)的技術(shù)處理難度大，并且這種情況不可避免，另外在管理和維護(hù)方面不集中，造成設(shè)備安全運(yùn)行保障性不夠強(qiáng)。

4 針對(duì)長(zhǎng)江電臺(tái)調(diào)頻同步廣播的改進(jìn)建議

作為調(diào)頻同步廣播的使用者，為了提高調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的性能，特提出以下改進(jìn)建議：

一是現(xiàn)有基站還未能完全覆蓋長(zhǎng)江全線，可以充分利用地形地貌，選擇合適的地點(diǎn)建站，做到無縫覆蓋。

二是部分基站發(fā)射功率與海事專用甚高頻頻道信號(hào)存在干擾，一方面受重疊相干區(qū)影響；另一方面是天線安裝方位和高度的原因，可以選用方向性強(qiáng)的定向天線解決。

三是對(duì)相干區(qū)的處理辦法：首先通過選擇有利的地形條件避免或減小相干區(qū)；其次是通過天線場(chǎng)型控制相干區(qū)；最后通過同步調(diào)整縮小或消除相干區(qū)。

四是加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)江沿線無人值守發(fā)射臺(tái)站的監(jiān)控，可以建立高效的數(shù)字調(diào)頻同步廣播遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由監(jiān)控中心服務(wù)器和發(fā)射機(jī)房數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備兩部分組成。采用GPRS的APN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過局域網(wǎng)TCP/IP傳輸數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：發(fā)射機(jī)房的設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)顯示和控制；分析控制、自動(dòng)記錄保存和診斷報(bào)警；發(fā)射系統(tǒng)自動(dòng)和手動(dòng)開關(guān)機(jī)；發(fā)射機(jī)參數(shù)調(diào)整；發(fā)射系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警；提供歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)查詢和打印報(bào)表；權(quán)限和安全管理；手機(jī)短信采集數(shù)據(jù)和開關(guān)機(jī)控制等。通過對(duì)發(fā)射臺(tái)站工作數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制和故障報(bào)警的及時(shí)處理， 大大提高了同步覆蓋工作的效率和智能化管理水平。

5 結(jié)束語

調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)在長(zhǎng)江電臺(tái)試運(yùn)行以來，取得了令人矚目的成效，極大的提高了節(jié)目的覆蓋人群和收聽效果，方便船員收聽安全信息節(jié)目。但是，要發(fā)揮調(diào)頻同步廣播的作用，還必須解決好自身建設(shè)的問題，一方面要培養(yǎng)適應(yīng)通訊發(fā)展的人才隊(duì)伍；另一方面是保持暢通的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和完善的廣播基礎(chǔ)設(shè)施，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻同步廣播信號(hào)的全線覆蓋，使之更好的服務(wù)于長(zhǎng)江水運(yùn)交通、服務(wù)于廣大船員朋友。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢岳林“調(diào)頻同步廣播技術(shù)” 《世界廣播電視》 2000年

[2]余勝潔“關(guān)于調(diào)頻同步廣播發(fā)射系統(tǒng)的建設(shè)”《世界廣播電視》 2005年

[3]王亞峰 “調(diào)頻廣播覆蓋及單頻網(wǎng)絡(luò)組建的設(shè)想”《廣播動(dòng)態(tài)》2008年

[4]李紅亞 “對(duì)同步廣播的分析和思考” 《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》 2009年

[5]李利民 “調(diào)頻廣播相關(guān)技術(shù)研究”《山西電子技術(shù)》2008年