調(diào)頻同步廣播在廣播電臺的應用與發(fā)展

文/張博

（作者單位：河南廣播電視臺）

1.調(diào)頻同步廣播的基本原理

1.1 概述

隨著社會和時代的發(fā)展，越來越緊張的調(diào)頻頻率資源已經(jīng)無法滿足人們的需求。新的調(diào)頻方式技術(shù)繼續(xù)解決這一問題。多地段廣播同步技術(shù)解決如何實現(xiàn)多臺發(fā)射機使用節(jié)目源相同、頻率相同，發(fā)射波的相位也相同情況下發(fā)射，并解決相鄰兩個發(fā)射臺之間所產(chǎn)生的同頻干擾。

所謂調(diào)頻同步廣播，就是在同一時間共用同一個頻率播出同一套節(jié)目，使頻率資源的浪費極大降低，這樣可以使廣播的覆蓋范圍得到擴大。同步廣播調(diào)頻技術(shù)已經(jīng)成為最主要的廣播形式，是解決相關(guān)區(qū)域所產(chǎn)生的同頻干擾的重要技術(shù)方案。

1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

調(diào)頻廣播節(jié)目與廣大群眾的生活相關(guān)度越來越緊密。一方面如何隨時隨地用同一頻率收聽同一節(jié)目；另一方面由于頻率資源的緊張，即便采用節(jié)目套數(shù)增加的方案也無法滿足人民群眾的需求。

由于同步廣播調(diào)頻技術(shù)有太多的各種優(yōu)點，國家廣電總局于2000年推出了《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GY/T154-2000，并不斷地在全國及各省市積極推行同步調(diào)頻廣播的建設工作。2001年7月，我國廣電總局在杭州召開調(diào)頻同步廣播試點驗收及技術(shù)研討會。通過了“杭甬高速公路沿線調(diào)頻同步廣播應用實驗”的驗收，該項目通過驗收標志著同步調(diào)頻廣播在我國已進入實用階段，同步調(diào)頻廣播的逐步建立對發(fā)展國家廣播電臺事業(yè)具有一定的促進作用。

1.3 調(diào)頻同步廣播的主要優(yōu)點

（1）為了使電波均衡合理覆蓋，并且使發(fā)射的覆蓋范圍變大，可在交疊區(qū)域使用一些小功率發(fā)射機均勻覆蓋，可以根據(jù)覆蓋區(qū)域的建筑物、面積、地勢等情況，組成覆蓋網(wǎng)。

（2）當?shù)氐碾姶怒h(huán)境不會因調(diào)頻同步廣播而造成影響，由于每部發(fā)射機功率的有效輻射較小，可以在保證收聽質(zhì)量的同時采用最低可用場強，不會因場強過高而造成電磁環(huán)境的破壞。

（3）同步調(diào)頻廣播技術(shù)可以在幾百公里長的高速公路進行完全覆蓋，使聽眾可以在不用更換頻率的情況下收聽節(jié)目。

（4）較低的建設費，相對可靠的工作，使用小型發(fā)射設備所需的費用只是相對于單臺大功率發(fā)射機很小的一小部分，由于同時使用發(fā)射機的數(shù)量較多，如果一部發(fā)射機發(fā)生故障，也只會對局部地區(qū)產(chǎn)生一些影響而已。

2.調(diào)頻同步廣播的基本理論

同步調(diào)頻廣播基本理念就是使用多部發(fā)射機，使用同一頻率，播出同一節(jié)目，在有交叉的區(qū)域可以實現(xiàn)調(diào)頻廣播系統(tǒng)的沒有干擾接收，調(diào)頻同步廣播所采用的小功率發(fā)射機能夠全面覆蓋每一個區(qū)域，能夠依照服務區(qū)形狀和地形等情況成功組成一個覆蓋網(wǎng)，從而擴大發(fā)射覆蓋范圍。調(diào)頻同步廣播也影響不到現(xiàn)有電磁環(huán)境，因為它的發(fā)射機所具有的輻射功率較小，并且是屬于均衡覆蓋所有交疊區(qū)域，所以，既不會影響收聽質(zhì)量也不會破壞電磁環(huán)境等。相對于傳統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)，同步廣播技術(shù)在以下兩個方面最突出。

一是為了有效確保覆蓋一個大的范圍，發(fā)射機頻率的有效性和精準性是必須要保證的。因此，在同一個調(diào)頻廣播網(wǎng)中，可以同時建設數(shù)個發(fā)射臺而不必在同一個地方，但可以使用相同頻率發(fā)射相同節(jié)目，所有的發(fā)射機狀態(tài)都非常穩(wěn)定。

二是在組建的網(wǎng)中，高效的工作能力是所有的發(fā)射機必須要有的保證，長期穩(wěn)定的高效性是確保在工作中發(fā)射機可以較少地產(chǎn)生頻率誤差，確保同頻、同相、同調(diào)制度，保證交疊區(qū)的場強不會出現(xiàn)同頻干擾。

3.系統(tǒng)運行的基本條件

經(jīng)過多年大量的理論研究和大量的實踐得出調(diào)頻同步廣播四要素做到調(diào)頻廣播同節(jié)目、同頻率、無縫隙的同步覆蓋，需滿足如下基本要求：頻率差在相鄰發(fā)射機之間要足夠小；信號波形相位差在相鄰發(fā)射機之間要足夠小；調(diào)制度差足在相鄰發(fā)射機之間要夠小；在所要求的區(qū)域內(nèi)場強要夠強。廣電行業(yè)標準GY-154《調(diào)頻廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》是該系統(tǒng)組網(wǎng)做必須要遵守的。該規(guī)范中關(guān)于行業(yè)技術(shù)要求給出了明確標準，即在保證最低可用場強的情況下實現(xiàn)相同頻率、相位和調(diào)制度。

3.1 頻率同步的實現(xiàn)方式

當前，我國主要有三種技術(shù)可以實現(xiàn)同步調(diào)頻廣播，即通過延時器方式進行操作，通過GPS同步定位對廣播頻率進行鎖定，采用射頻分發(fā)方式。

（1）用延時器的方式進行操作的主要的作用是：系統(tǒng)通過延時器將音頻信號發(fā)送到各個站點中，確保每個站點的延時是一致的。

（2）通過GPS同步定位的主要的作用是：頻率信號的接收通過利用GPS進行確定。信源在接收過程中，通常情況下是可以依據(jù)一定的指標和規(guī)范確定發(fā)射機的GPS技術(shù)參數(shù)。

3.2 相同的頻率

相同的頻率，指的是同步廣播的各個發(fā)射機的載頻頻率的穩(wěn)定性和相對偏差，而不是準確的頻率，國家標準GB/4311-2000規(guī)定，只要頻率源滿足一定的穩(wěn)定度和相對頻差，就可以保證兩個相干波的差拍在十秒以上。這是因為接收頻率的影響主要來自于發(fā)射頻率準確度，接收質(zhì)量不會因有一點偏差而受到較大的影響，因此，解決的關(guān)鍵在于要有相對穩(wěn)定的載波頻率。雖然由于高精度的原子精準度高，但由于體積大而且造價昂貴，一般不易直接用于廣播同步網(wǎng)中，采取鎖相環(huán)技術(shù)才是最經(jīng)濟可行的方法?？梢栽谕桓叻€(wěn)定度參考頻率上鎖定不同的發(fā)射機載波頻率。

3.3 相同的相位

相同的相位，即保證同步網(wǎng)中接收機接收到的信號時間相同。由于同步調(diào)頻廣播網(wǎng)中的從節(jié)目源到各個站點的發(fā)射機的距離傳輸長短不同，這就造成了調(diào)制信號傳輸?shù)礁鱾€發(fā)射機的延遲不同。如果時延差較大，經(jīng)過解調(diào)后會造成失真并產(chǎn)生互調(diào)衍生物或者混音，這些現(xiàn)象經(jīng)過接收機中接收頻率的疊加而產(chǎn)生，反而產(chǎn)生的失真最小，表明各站點的時延最相同。要解決各個發(fā)射機產(chǎn)生的已調(diào)波相位差，數(shù)字延遲方法是最常用的手段，在傳輸通路中插入延遲線，通過延遲線在不同延遲量和不同位置的插入，這樣就會盡可能保持調(diào)制信號在各個發(fā)射機相位基本一致。

3.4 相同的調(diào)制度

相同的調(diào)制度，就要保持信號的頻偏在同步網(wǎng)一致，若發(fā)射機頻偏不一致，則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。要解決接收端的附加失真且沒有多余的衍生成分，就要盡可能保證相同的調(diào)制度，在10KHz調(diào)頻頻率時保證失真度小于1%的前提下，同步系統(tǒng)對調(diào)幅偏差要小于5%。調(diào)頻發(fā)射機的行業(yè)標準是2.5%/24h，也就是說，通過調(diào)整可以使同步廣播的各個發(fā)射機的調(diào)制度偏差小于5%。

3.5 保證最低接收場強

當兩部發(fā)射機距離較近時，在雙方的交疊區(qū)，很窄的谷點電平將會出現(xiàn)在所發(fā)射的電波駐波中，兩邊兩部發(fā)射機的電波在谷點比較接近，就會出現(xiàn)相互干擾的場強，如果兩個相同調(diào)制頻偏和相位都一樣的載頻信號，可以通過發(fā)射機內(nèi)部的“削波”電路產(chǎn)生的場強和相互的“俘獲效應”進行消除。

“俘獲效應”是接收機所特有的，場強比較強或者比較靠近的發(fā)射機的聲音接收機才可以接收到。在一些區(qū)域中，如果信號的強度大致一樣，那么相同或者不同的節(jié)目信號 都可以從不同發(fā)射機所發(fā)出而且聽眾也可能聽到，還可以其中轉(zhuǎn)換。特別是信號強度非常接近的區(qū)域，尤其是發(fā)射機重疊覆蓋區(qū)，這個問題必須要認真考慮，好在此區(qū)域的距離非常短，對接收影響相對較小，發(fā)射機的有效輻射功率可以通過適當?shù)母淖兗右哉{(diào)整，在人口稠密區(qū)要盡可能避免。

4.調(diào)頻同步廣播未來的發(fā)展趨勢

4.1 數(shù)字化的調(diào)頻同步廣播技術(shù)

隨著日益完善與發(fā)展的科技技術(shù)，近幾年來，廣播技術(shù)在社會和市場經(jīng)濟的發(fā)展中得到了巨大而且明顯的進步，數(shù)字化的調(diào)頻同步廣播技術(shù)，已經(jīng)在一些發(fā)達國家進行了相關(guān)的技術(shù)研究，尤其是一些擁有發(fā)達技術(shù)的發(fā)射機廠商，發(fā)射機的射頻接收過程中主要應用這些技術(shù)，發(fā)射機要具有好的穩(wěn)定性系統(tǒng)和高效的操作指標離不開數(shù)字化的技術(shù)支持，發(fā)射機的這些功能可以通過日趨完善的數(shù)字化進行完善。此外，在同一調(diào)頻廣播網(wǎng)中，要保證高效穩(wěn)定地運行多臺發(fā)射機，而且還要保障一定的精準性和有效性的頻率，這就需要通過數(shù)字化技術(shù)的引進進行相應的數(shù)字化改造。

4.2 信息網(wǎng)絡對管理調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的作用

近幾年來，網(wǎng)絡信息技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，已經(jīng)應用到了各個領(lǐng)域，由于需要調(diào)控與處理多臺發(fā)射機在調(diào)頻同步廣播網(wǎng)中的頻率，那么就需要一定的設備和系來對這些發(fā)射機進行相應的管理和監(jiān)控，這就需要在各調(diào)頻同步發(fā)射機之間進行計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的連接，調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的正常運行將來離不開信息網(wǎng)絡對其的管理，這也是一種發(fā)展趨勢。這樣不僅僅可以提高系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性，又可以實時對各個發(fā)射機工作狀態(tài)進行有效的觀察、管理和控制。

結(jié)語

總之，廣電系統(tǒng)的各項技術(shù)經(jīng)過多年的技術(shù)革新和不斷地摸索發(fā)展，今后調(diào)頻廣播的同步必將是百姓生活中不可或缺的一部分，同時該技術(shù)也將不斷更新完善，未來技術(shù)的升級空間十分巨大，成熟型和實用型的完善結(jié)合必將是調(diào)頻廣播同步的現(xiàn)代化技術(shù)，調(diào)頻同步廣播將會面向更多的收聽群體，為越來越多的收聽群體提供更加優(yōu)良的收聽效果和收聽質(zhì)量。