調(diào)頻同步廣播網(wǎng)技術(shù)研究

畢淑紅

(河南省廣播電視發(fā)射臺,河南 鄭州 450016)

0 引言

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)優(yōu)勢明顯,能夠滿足城市大規(guī)模運用、車載用戶增多、偏遠地區(qū)信號全方位覆蓋等需求,能解決因地形復(fù)雜信號發(fā)射塔位置不好和高度有限導(dǎo)致的長期信號覆蓋不佳的問題。本文結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展形勢,將調(diào)頻同步廣播網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)同步方法進行對比,對調(diào)頻同步廣播網(wǎng)進行技術(shù)分析,以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)發(fā)展分析。

1 調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的優(yōu)越性

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下,現(xiàn)今的調(diào)頻同步廣播網(wǎng)技術(shù)水平要遠遠高于以往的技術(shù)水平,所覆蓋的范圍也更加廣泛。如果調(diào)頻同步廣播網(wǎng)和全網(wǎng)使用同一頻率,當(dāng)新增站點時,并不會占用新的頻率資源,與傳統(tǒng)的調(diào)頻廣播網(wǎng)相比,調(diào)頻同步廣播網(wǎng)具有更強的覆蓋效果。傳統(tǒng)的調(diào)頻廣播網(wǎng)在發(fā)生故障時并不能在同一頻率下相互支援,而調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的發(fā)展可以改善這一缺點,實現(xiàn)同一頻率下同步收聽覆蓋,也可以在發(fā)生故障時進行支援。調(diào)頻同步廣播網(wǎng)系統(tǒng)還可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)控,對調(diào)頻發(fā)射機的管理更加自動化、智能化,且可靠性更高。

2 調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的工作原理

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),實現(xiàn)區(qū)域性大范圍覆蓋,是我國在現(xiàn)今執(zhí)行的廣播行業(yè)技術(shù)標準,使整個調(diào)頻同步廣播網(wǎng)達到同步的要求,即同頻、同時、同相。與此同時,調(diào)頻同步廣播網(wǎng)技術(shù)還在播放信號的同時解決了在廣播發(fā)射區(qū)域內(nèi)的干擾問題,也實現(xiàn)了在場強低的情況下可以發(fā)射信號的功能,實現(xiàn)了真正同步、無縫同步覆蓋區(qū)域的目的。調(diào)頻同步廣播網(wǎng)運用單頻同步技術(shù)解決了一定的現(xiàn)實同步問題,同步廣播信號發(fā)生裝置通過使用GPS單項發(fā)射技術(shù),把一定頻率的時鐘和標頻信號當(dāng)作同步編碼器的基礎(chǔ)標準信號使用,解決了之前不同設(shè)備的延時問題,使傳輸更加同步,且相位同步的時間差要小于1μs,達到了調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的同步傳輸要求。在解決了傳輸問題的同時,調(diào)頻同步廣播網(wǎng)運用數(shù)字變頻技術(shù)使各個發(fā)射臺發(fā)出的信號不僅在頻率上達到一致,其他數(shù)據(jù)也要有相應(yīng)的標準要求,使其達到同相的要求,即傳輸?shù)臅r延差在10 μs。調(diào)制度的偏差控制在5%之內(nèi)且要保證所發(fā)出信號的場強足夠。各信號發(fā)射站臺和信號接收站臺基準頻率的穩(wěn)定度要小于每24小時5×10-9Hz;各個站臺之間的載波、導(dǎo)頻間的相對頻率差要小于每24小時1×10-9Hz。已經(jīng)調(diào)制好的信號的穩(wěn)定性也要達到一定的要求,最大頻偏要小于75 MHz,調(diào)制度的穩(wěn)定性要小于等于2.5%。在相干區(qū)之內(nèi)也要保證鄰臺站信號載波的場強要小于6 dB,各個站臺之間的調(diào)制度的相對差值要小于3%,準確地實現(xiàn)了大區(qū)域內(nèi)的調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的物理信號同步[1]。

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的高端技術(shù)核心是自動化數(shù)字信息技術(shù),進行信號傳輸?shù)脑O(shè)備是同步信號編碼裝置、對信號的解碼裝置和信號同步激勵裝置。同步信號編碼器被安裝在信號發(fā)生裝置的前期數(shù)字信號處理中,音頻信號會以數(shù)字信號的形式被傳遞到碼流編輯器,碼流設(shè)備在之后的信號處理中再對信號進行進一步加工,最后以另外一種方式對音頻信號進行傳輸。復(fù)用碼流要對信號進行同步時間標識,以解決編碼器中的時間間隔問題,實現(xiàn)同步編碼器的兩個不同信號輸出口的數(shù)字信號傳輸,最后再被分發(fā)到各個塔臺再次形成復(fù)合信號,隨后配合同步解碼器進行使用。同步解碼器主要的功能是對網(wǎng)絡(luò)上傳輸發(fā)射的信號進行解碼復(fù)用,最后形成數(shù)字信號被傳遞到同步編碼器,在解碼復(fù)用的同時還要記錄在信號中,確保時間標識和時間間隔一致,以保證各個發(fā)射臺信號的實時同步要求。而數(shù)字化同步激勵器是信號的調(diào)制度和穩(wěn)定度的關(guān)鍵,也是信號高質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)鍵,數(shù)字同步激勵器要做到實現(xiàn)發(fā)射機發(fā)射信號同頻同相、同導(dǎo)頻、同調(diào)制度和同預(yù)加重。

3 調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的設(shè)計

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)運作系統(tǒng)運用的是信息同步原理并且進行一定量的標準化設(shè)計,在此基礎(chǔ)上全面按照《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)標準進行設(shè)計。經(jīng)過設(shè)計的系統(tǒng)更加實用、更加通用,也具有更高的拓展性,使用壽命也得到了延長。整個調(diào)頻同步廣播網(wǎng)信息傳輸系統(tǒng)由4部分構(gòu)成:(1)同步網(wǎng)的前端。其主要功能是對信號編碼和解碼,也要對信號實施分配傳輸和實時監(jiān)控,當(dāng)對信號進行分配和發(fā)射時也要進行定性追蹤,主要包括圍繞GPS設(shè)備所進行的信號發(fā)射、信號傳輸、信號分配以及對信號復(fù)用器的使用。(2)解碼裝置和調(diào)頻同步發(fā)射設(shè)備。其主要用于實現(xiàn)廣播音頻節(jié)目信號的同步解碼和調(diào)頻信號的無線發(fā)射。其主要設(shè)備是由GPS的信號檢測裝置、數(shù)字信號的調(diào)配、復(fù)用和反饋系統(tǒng)組成。(3)遠程同步信號監(jiān)管中心。其主要用于站點信號的發(fā)射和信號發(fā)射系統(tǒng)的監(jiān)控和管理,可實現(xiàn)遠程信號的雙向傳輸,當(dāng)利用節(jié)目網(wǎng)絡(luò)進行信號傳輸時,就可以根據(jù)4G和5G網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)監(jiān)控的雙向傳輸。(4)節(jié)目傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)將廣播節(jié)目同步信號傳輸分發(fā)到同頻網(wǎng)的發(fā)射站點,同時完成信號監(jiān)控的雙向通信傳輸。傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓展結(jié)構(gòu)也可以采用鏈路的對點,也可以將現(xiàn)有的數(shù)字有線電視網(wǎng)絡(luò)運用到廣播信號中。

4 調(diào)頻同步廣播網(wǎng)的構(gòu)成

4.1 前端信號傳輸

前端同步信號編碼器運用的是熱備份結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)自動和手動相互切換功能。輸入信號運用數(shù)字音頻接口,多臺信號編碼設(shè)備可以實現(xiàn)多套音頻節(jié)目的同步編碼,節(jié)目信號來自音頻處理器會通過AES碼在碼流的同時進行分流,將信號傳輸?shù)酵骄幋a設(shè)備。同步編碼器運用ASI作為輸出形式可以將現(xiàn)有信號傳輸?shù)桨l(fā)射系統(tǒng)前端,同時還要對有線電視的傳輸塔臺和數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)資源進行充分利用,將廣播的音頻節(jié)目發(fā)射到臺站。

4.2 節(jié)目信號傳輸

編碼器在進行信號傳輸時采用ASI形式進行傳輸,通過編碼復(fù)用的形式利用當(dāng)前的SDH信號傳輸體制進行傳輸。ASI信號碼流可以實現(xiàn)同步音頻碼流接入當(dāng)?shù)貜V播電視信號骨干環(huán)網(wǎng),通過解碼器等設(shè)備在相應(yīng)的廣播電視發(fā)射臺站進行信號利用。

4.3 后端信號處理

當(dāng)前端做好了信號的同步處理,又實現(xiàn)了信號的發(fā)射和傳輸,唯一沒有解決的就是信號的接收和信號翻譯。在后端技術(shù)人員運用數(shù)字同步解碼器進行信號的翻譯,但同樣也不可缺少前端中所運用的同步勵磁器、GPS頻率發(fā)生器、GPS天線等設(shè)備。數(shù)字音頻信號通過有線電視網(wǎng)絡(luò)以QAM載波的形式被前端發(fā)射,被后端進行接收并由同步解碼器進行翻譯。同步解碼器從QAM載波中提取調(diào)試出可以進行復(fù)用的相對應(yīng)的碼流,而后還原出音頻的AES節(jié)目碼流,還原后的音頻AES節(jié)目碼流被輸送到同步勵磁器并且以前端同步信號編碼器所發(fā)射的時鐘信號為參考,進行信號的整合統(tǒng)一,最后得到播放的音頻信號[3]。

4.4 廣播網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)

調(diào)頻同步廣播網(wǎng)在信號的傳輸過程中要對其進行整體的整合和控制,這就要求相關(guān)單位做好對遠程監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè),除了對發(fā)射機進行遠程控監(jiān)測以外,還要對系統(tǒng)進行同步狀態(tài)的檢查,檢查相關(guān)的地區(qū)是否會發(fā)生同頻信號的干擾,如果不發(fā)生干擾,需要檢查時延是否達到了同步要求,從而建設(shè)出一個可以進行良好控制的遠程監(jiān)控系統(tǒng)[4]。

5 結(jié)語

隨著城市建設(shè)的不斷擴大,要加大設(shè)備的投入,更要跟緊有線數(shù)字電視建設(shè)的腳步,在其設(shè)備的基礎(chǔ)上建設(shè)好調(diào)頻同步廣播網(wǎng),最后達到全方位覆蓋和全方位信號同步的要求。