射頻已調(diào)波傳輸網(wǎng)的組建與應(yīng)用

趙久晶

赤峰廣電發(fā)射臺經(jīng)棚臺 內(nèi)蒙古 赤峰市 025350

1 概 述

RFST廣播電視集成同步覆蓋技術(shù)，是原國家新聞出版廣電總局立項《同步廣播單頻網(wǎng)覆蓋組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及工程實施技術(shù)研究》項目的組成部分，是射頻已調(diào)波單頻同步技術(shù)構(gòu)建的集FM調(diào)頻同步廣播、CDR數(shù)字音頻廣播（模數(shù)同播）、DTMB地面數(shù)字電視、NGB-W（新一代廣播電視無線網(wǎng)）廣播式互聯(lián)網(wǎng)于一體的單頻組網(wǎng)覆蓋技術(shù)，是近年來廣播電視無線覆蓋的重要技術(shù)手段。RFST廣播電視無線覆蓋技術(shù)的實現(xiàn)，形成了包括建設(shè)智慧農(nóng)村、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)公開的網(wǎng)絡(luò)格局，是便捷、節(jié)約、環(huán)保的一項惠民工程。

2 RFST技術(shù)在內(nèi)蒙古地區(qū)的實現(xiàn)

2.1 技術(shù)背景

呼和浩特市總面積為1.72萬平方千米，北依大青山、東南靠蠻漢山，西部南部為平原，大青山海拔高度為2280m，是一個集高山、丘陵、平原于一體的綜合性地形分布地區(qū)，由于地理位置的差異，北部高山、丘陵地區(qū)無線電覆蓋率低于南部平原地區(qū)，為此，對單頻覆蓋網(wǎng)的技術(shù)要求也有所差異。

單頻網(wǎng)覆蓋技術(shù)是以呼和浩特市為先導(dǎo)，此試驗網(wǎng)由內(nèi)蒙古廣播電視傳輸發(fā)射中心706臺和841臺組成，如圖1所示。射頻已調(diào)波同步前端設(shè)在中國廣電內(nèi)蒙古網(wǎng)絡(luò)有限公司中心機(jī)房，通過光纜傳輸將廣播電視節(jié)目射頻已調(diào)波信號分發(fā)到706發(fā)射臺和841發(fā)射臺，分別對來自光纜的寬帶射頻已調(diào)波信號進(jìn)行傳輸時延差的時統(tǒng)同步均衡處理，然后由VHF和UHF功放分別對FM+CDR和DTMB信號進(jìn)行功率放大，再分別通過“交叉斜極化正交場覆蓋”單頻網(wǎng)專用天線進(jìn)行發(fā)射，以實現(xiàn)單頻網(wǎng)等場強(qiáng)交疊覆蓋區(qū)的駐波零點消除目的，如圖2所示。

圖1 先導(dǎo)試驗網(wǎng)組成方框圖

圖2 射頻已調(diào)波同步廣播電視集成同步覆蓋發(fā)射系統(tǒng)（706發(fā)射臺/841發(fā)射臺）

2.2 前期工作基礎(chǔ)

2.2.1 FM調(diào)頻同步廣播

基于射頻已調(diào)波同步技術(shù)的調(diào)頻同步廣播單頻組網(wǎng)技術(shù)，是VHF頻段的RFST時統(tǒng)同步均衡處理器建立的FM平臺，進(jìn)行了傳統(tǒng)的分散調(diào)制單頻網(wǎng)與新型射頻已調(diào)波共源調(diào)制單頻網(wǎng)的性能對比實驗。研究成果表明，基于射頻已調(diào)波同步技術(shù)的調(diào)頻同步廣播單頻組網(wǎng)技術(shù)，已將調(diào)頻同步廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的6dB相干區(qū)縮減趨近于0dB，如圖3、圖4所示。

圖3 單頻網(wǎng)性能對比實驗圖

圖4 單頻網(wǎng)性能對比評價記錄

SFN單頻網(wǎng)性能對比實驗-傳統(tǒng)基帶同步（分散調(diào)制）方式與射頻已調(diào)波（RFST）技術(shù)性能對比實驗室評估結(jié)論：

1.傳統(tǒng)分散調(diào)制（基帶同步）調(diào)頻廣播系統(tǒng)的射頻保護(hù)率為6dB（相干區(qū)內(nèi)調(diào)制時延應(yīng)小于5uS立體聲/10uS單聲道）。

2.三臺共同覆蓋，相干區(qū)收聽質(zhì)量則嚴(yán)重劣化，無法收聽。

3.基于RFST射頻已調(diào)波的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的射頻保護(hù)率為0dB。

4.三臺共同覆蓋，能夠提供良好的收聽質(zhì)量，無明顯劣化。

2.2.2 DTMB地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)

對于射頻已調(diào)波同步技術(shù)的高質(zhì)量地面數(shù)字電視單頻組網(wǎng)技術(shù)的研究結(jié)論，UHF時統(tǒng)同步均衡處理器實際效果組網(wǎng)性能優(yōu)良，實現(xiàn)了六頻道寬帶集成的多層單頻組網(wǎng)，如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 射頻已調(diào)波時統(tǒng)同步機(jī)基礎(chǔ)框架

圖6 射頻已調(diào)波時統(tǒng)同步機(jī)構(gòu)架演進(jìn)圖

圖7 直接射頻性能指標(biāo)圖

2.2.3 CDR數(shù)字音頻廣播單頻網(wǎng)（數(shù)模同播）

基于射頻已調(diào)波同步技術(shù)的CDR單頻組網(wǎng)技術(shù)的研究成果，確保了VHF頻段200kHz/400kHz信道帶寬的6信道時統(tǒng)同步均衡處理器性能指標(biāo)的可靠性，進(jìn)行了CDR單頻組網(wǎng)的實驗室驗證，成功地實現(xiàn)了三臺站的CDR模數(shù)同播單頻組網(wǎng)。射頻已調(diào)波同步技術(shù)的CDR單頻組網(wǎng)解決了HD-Radio模數(shù)同播、CDR的大城市和超大城市覆蓋，高速公路的CDR覆蓋的難題。

2.2.4 交叉斜極化正交場覆蓋單頻網(wǎng)專用天線

廣播電視單頻網(wǎng)（VHF/UHF）多極化覆蓋技術(shù)，運(yùn)用極化互補(bǔ)的原理，解決了單頻網(wǎng)駐波谷點信號劣化的技術(shù)難題，充分利用VHF調(diào)頻廣播和UHF電視廣播的交叉斜極化發(fā)射天線，提高信號的播出質(zhì)量，如圖8所示。

圖8 覆蓋場強(qiáng)交疊區(qū)最佳效果圖

結(jié) 語

利用RFST廣播電視集成同步覆蓋技術(shù)，能夠大大的提高廣播電視覆蓋網(wǎng)的節(jié)目播出質(zhì)量和覆蓋能力，運(yùn)用射頻共源調(diào)制和時統(tǒng)同步均衡，徹底消除同步交疊覆蓋區(qū)的同步干擾失真，在所覆蓋區(qū)，不僅能夠提供數(shù)字調(diào)頻同步廣播，還能提供地面數(shù)字電視（DTMB）等節(jié)目，完成廣播電視基本公共服務(wù)的任務(wù)和均等化目標(biāo)，造福于覆蓋區(qū)內(nèi)的廣大受眾。