中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造與性能提升措施

【摘要】隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)廣播行業(yè)正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。本文分析了中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造的必要性，探討了數(shù)字化改造的關(guān)鍵技術(shù)、具體方案和實(shí)施步驟。通過更換音頻處理與射頻激勵(lì)設(shè)備、優(yōu)化軟件算法、加強(qiáng)系統(tǒng)測試與調(diào)試等一系列關(guān)鍵措施，可以實(shí)現(xiàn)中波廣播發(fā)射機(jī)的全面數(shù)字化升級，進(jìn)而推動(dòng)廣播行業(yè)向更高效、更穩(wěn)定、更優(yōu)質(zhì)的廣播服務(wù)方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】中波廣播發(fā)射機(jī)；數(shù)字化改造；性能提升

中圖分類號：TN92" " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.23.004

中波廣播發(fā)射機(jī)自誕生以來，經(jīng)歷了漫長而豐富的技術(shù)演變歷程，從最初的簡單設(shè)備發(fā)展到如今的高效、穩(wěn)定的信息傳播工具。在現(xiàn)代社會(huì)，中波廣播依然在信息傳播領(lǐng)域占據(jù)著不可替代的地位。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及行業(yè)競爭的日益激烈，中波廣播發(fā)射機(jī)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與轉(zhuǎn)型機(jī)遇。一方面，聽眾對廣播節(jié)目的質(zhì)量、內(nèi)容多樣性和互動(dòng)性提出了更高要求，傳統(tǒng)的模擬廣播技術(shù)已難以滿足這些需求；另一方面，數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展為廣播行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇。因此，本文研究和探討了中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造與性能提升的重要意義。

1. 中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造的必要性

1.1 傳統(tǒng)中波發(fā)射機(jī)的局限性

傳統(tǒng)中波發(fā)射機(jī)在信號處理上主要依賴于模擬技術(shù)，這導(dǎo)致了其信號傳輸效率低、易受干擾的局限性。模擬技術(shù)在處理信號時(shí)，往往無法像數(shù)字技術(shù)那樣精確和穩(wěn)定，信號在傳輸過程中容易受到各種外界因素的干擾，如電磁干擾等，這會(huì)導(dǎo)致信號質(zhì)量下降，影響聽眾的收聽體驗(yàn)。此外，模擬技術(shù)還限制了中波發(fā)射機(jī)在頻率調(diào)整、功率控制等方面的靈活性，使得其難以適應(yīng)復(fù)雜多變的傳輸環(huán)境。

隨著科技的進(jìn)步和聽眾對廣播節(jié)目質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)中波發(fā)射機(jī)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前用戶對高質(zhì)量、高穩(wěn)定性信號傳輸?shù)男枨?。聽眾期望能夠接收到清晰、穩(wěn)定的廣播信號，而傳統(tǒng)中波發(fā)射機(jī)在信號傳輸上的不足，使得其難以滿足這一需求。

1.2 數(shù)字化改造的優(yōu)勢

首先，數(shù)字化改造能顯著提高中波廣播發(fā)射機(jī)信號傳輸?shù)墓ぷ餍逝c安全性。相較于傳統(tǒng)的模擬信號，數(shù)字信號具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更高的傳輸效率。數(shù)字化改造后的中波廣播發(fā)射機(jī)，能夠更穩(wěn)定、更快速地傳輸信號，減少信號損失和干擾，從而提高廣播節(jié)目的覆蓋范圍和收聽質(zhì)量。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)還便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，確保廣播發(fā)射機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

其次，數(shù)字化改造能夠提升短波數(shù)字廣播（Digital Radio Mondiale，DRM）信號效果，進(jìn)而提升用戶體驗(yàn)。DRM作為一種先進(jìn)的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、靈活、可擴(kuò)展等特點(diǎn)，能夠支持多種音頻格式和數(shù)據(jù)傳輸。通過數(shù)字化改造，中波廣播發(fā)射機(jī)能夠全面兼容DRM標(biāo)準(zhǔn)，提供更加豐富、多樣的廣播內(nèi)容，滿足聽眾對高質(zhì)量音頻和增值服務(wù)的需求[1]。

最后，數(shù)字化改造是應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)和電視媒介等新興技術(shù)競爭壓力的必然選擇。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、電視等媒介在信息傳播領(lǐng)域占據(jù)越來越重要的地位。這些新興技術(shù)以其便捷性、豐富性和互動(dòng)性等優(yōu)勢，吸引了大量年輕用戶。

2. 數(shù)字化改造的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信號處理

在中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造中，信號處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。首要的技術(shù)變革是從模擬技術(shù)向數(shù)字化技術(shù)的轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變不僅代表了技術(shù)上的飛躍，更意味著信號處理的準(zhǔn)確性和效率得到了顯著提升。模擬信號在處理過程中易受噪聲、失真等干擾，導(dǎo)致信號質(zhì)量下降。而數(shù)字化技術(shù)通過采樣、量化、編碼等步驟，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而有效減少了信號傳輸過程中的干擾和損失。數(shù)字信號具有更強(qiáng)的抗干擾能力，能夠保持信號的原始質(zhì)量，確保廣播節(jié)目的清晰度和穩(wěn)定性。這一轉(zhuǎn)變是中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造的基礎(chǔ)，為后續(xù)的信號處理提供了更加可靠和高效的平臺。

在數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行音頻支路的處理，是實(shí)現(xiàn)DRM信號傳輸要求的另一關(guān)鍵技術(shù)。DRM對音頻信號的質(zhì)量和處理能力提出了更高要求，數(shù)字信號處理技術(shù)通過濾波、壓縮、編碼等算法，對音頻信號進(jìn)行精細(xì)處理，以滿足DRM標(biāo)準(zhǔn)對音頻質(zhì)量和傳輸效率的要求。例如，通過音頻壓縮技術(shù)，可以在保證音質(zhì)的前提下降低碼率，提高頻譜利用率；通過自適應(yīng)濾波技術(shù)，可以抑制背景噪聲，增強(qiáng)語音清晰度[2]。

2.2 信號調(diào)制

在中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造過程中，信號調(diào)制技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。為確保中波DRM信號發(fā)射的安全與穩(wěn)定，信號調(diào)制技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字化升級。

數(shù)字化調(diào)制技術(shù)通過利用數(shù)字信號處理技術(shù)，對射頻激勵(lì)信號進(jìn)行精確調(diào)制。相較于傳統(tǒng)的模擬調(diào)制方式，數(shù)字化調(diào)制技術(shù)具有更高的調(diào)制精度和穩(wěn)定性。在數(shù)字化調(diào)制過程中，射頻激勵(lì)信號的幅度、相位和頻率等參數(shù)可以根據(jù)DRM標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行精確控制，從而確保發(fā)射信號的準(zhǔn)確性和一致性。這種高精度的數(shù)字化調(diào)制技術(shù)，不僅能夠有效提升信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，還能在復(fù)雜多變的傳輸環(huán)境中保持信號的穩(wěn)定性和可靠性[3]。

此外，數(shù)字化調(diào)制技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)信號的動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析發(fā)射信號的參數(shù)和性能，數(shù)字化調(diào)制系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際情況對調(diào)制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)不同傳輸環(huán)境和接收條件的變化。這種動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化的能力，使得中波廣播發(fā)射機(jī)能夠更好地適應(yīng)未來廣播行業(yè)的發(fā)展需求，提供更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的廣播服務(wù)。

2.3 DRM系統(tǒng)應(yīng)用

在探討中波發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造的關(guān)鍵技術(shù)時(shí)，DRM系統(tǒng)的應(yīng)用占據(jù)了核心地位。首先，需深入了解DRM系統(tǒng)的核心模塊，它們共同構(gòu)成了這一先進(jìn)數(shù)字廣播系統(tǒng)的基石。源編碼模塊負(fù)責(zé)將音頻信號和其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適合數(shù)字傳輸?shù)母袷剑ㄟ^高效的壓縮算法，在保證音質(zhì)的同時(shí)減少了數(shù)據(jù)傳輸量。復(fù)用器模塊則承擔(dān)著將多個(gè)數(shù)據(jù)流整合為單一數(shù)據(jù)流的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了音頻、數(shù)據(jù)以及控制信息的有效組合。信道編碼模塊通過添加冗余信息來增強(qiáng)信號的抗干擾能力，確保在復(fù)雜傳輸環(huán)境中信號的穩(wěn)定性和可靠性。而正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）模塊，則利用多載波技術(shù)將信號分散在多個(gè)子載波上傳輸，進(jìn)一步提高了頻譜利用效率和信號傳輸?shù)聂敯粜訹4]。

DRM系統(tǒng)在中波發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造中的應(yīng)用，不僅提升了廣播節(jié)目的傳輸質(zhì)量和效率，更賦予了廣播行業(yè)前所未有的優(yōu)勢。一方面，DRM系統(tǒng)的高效源編碼和信道編碼技術(shù)，使得中波發(fā)射機(jī)能夠以更低的能耗實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的穩(wěn)定傳輸，顯著提高了廣播覆蓋范圍。另一方面，COFDM技術(shù)的應(yīng)用，使得中波廣播能夠更好地應(yīng)對多徑傳播和信號衰落等挑戰(zhàn)，即使在復(fù)雜地形或移動(dòng)接收條件下，也能保持信號的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3. 數(shù)字化改造的具體方案與實(shí)施步驟

3.1 硬件改造

在中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造進(jìn)程中，硬件升級是不可或缺的一環(huán)。首要步驟聚焦于音頻處理與射頻激勵(lì)設(shè)備的更新?lián)Q代。這一變革旨在將傳統(tǒng)設(shè)備升級為支持DRM標(biāo)準(zhǔn)的音頻處理設(shè)備與射頻激勵(lì)設(shè)備。通過安裝高性能的數(shù)字音頻處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的精準(zhǔn)編碼與高效壓縮，進(jìn)而提升音頻質(zhì)量并減少數(shù)據(jù)傳輸所需的帶寬。同時(shí)，采用先進(jìn)的射頻激勵(lì)設(shè)備，可以確保數(shù)字信號在發(fā)射過程中保持高度的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，滿足DRM射頻發(fā)射機(jī)的嚴(yán)格要求。

為了進(jìn)一步優(yōu)化頻譜運(yùn)行性能，改造方案中還包括去除原有的65 kHz三角波振蕩器。這一舉措的出發(fā)點(diǎn)在于，傳統(tǒng)的65 kHz三角波振蕩器在頻譜利用上存在一定的局限性，其產(chǎn)生的信號可能會(huì)引入不必要的干擾，影響廣播節(jié)目的清晰度和穩(wěn)定性。通過去除該振蕩器，并采用更為先進(jìn)的頻譜管理技術(shù)，如數(shù)字濾波和動(dòng)態(tài)頻譜分配，可以顯著提升頻譜的利用效率，減少信號間的相互干擾。這一改造不僅有助于提升廣播信號的質(zhì)量，還能為廣播運(yùn)營商提供更多可用的頻譜資源，從而支持更多頻道和更高質(zhì)量的廣播服務(wù)[5]。

3.2 軟件優(yōu)化

在中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造中，軟件優(yōu)化同樣扮演著至關(guān)重要的角色。首先，針對發(fā)射機(jī)的各個(gè)單元組件進(jìn)行軟件升級是改造的關(guān)鍵一步。這包括但不限于對編碼器的調(diào)節(jié)與控制。通過升級軟件，可以實(shí)現(xiàn)編碼器的智能化管理，使其能夠根據(jù)輸入的音頻信號特性自動(dòng)調(diào)整編碼參數(shù)，以達(dá)到最佳的音頻質(zhì)量和傳輸效率。此外，軟件升級還使得發(fā)射機(jī)的其他組件，如音頻處理器、射頻激勵(lì)器等，能夠更加協(xié)同地工作，形成一個(gè)高效、穩(wěn)定的數(shù)字廣播系統(tǒng)。

在軟件升級的基礎(chǔ)上，對中波發(fā)射機(jī)進(jìn)行實(shí)際的監(jiān)控與調(diào)試是確保數(shù)字化改造成功的必要環(huán)節(jié)。通過安裝先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)捕捉發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)輸出量和發(fā)射過程中的損耗情況。這些數(shù)據(jù)為技術(shù)人員提供了寶貴的參考信息，使他們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員會(huì)反復(fù)調(diào)試發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，包括功率、頻率、調(diào)制方式等，以確保系統(tǒng)滿足DRM標(biāo)準(zhǔn)的要求，并在實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到最佳的傳輸效果。

3.3 系統(tǒng)測試與調(diào)試

在中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造過程中，系統(tǒng)測試與調(diào)試是確保改造效果、驗(yàn)證性能提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，在數(shù)字化改造實(shí)施前后，對原有中波發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面記錄與備份至關(guān)重要。這一步驟不僅有助于建立改造前的基準(zhǔn)線，還為后續(xù)的對照分析提供了翔實(shí)的數(shù)據(jù)支持。通過對比改造前后的數(shù)據(jù)，可以直觀地反映出數(shù)字化改造在提升信號質(zhì)量、增強(qiáng)傳輸效率、優(yōu)化頻譜利用等方面的實(shí)際效果，從而為改造效果的評估提供科學(xué)依據(jù)。

其次，對數(shù)字化改造后的中波發(fā)射機(jī)進(jìn)行全面的功能分析與性能測試是確保改造成功的必要步驟。這一過程中，技術(shù)人員會(huì)利用專業(yè)的測試設(shè)備和方法，對中波發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)功能進(jìn)行逐一驗(yàn)證，包括但不限于音頻處理、射頻發(fā)射、信號調(diào)制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，還會(huì)對發(fā)射機(jī)的整體性能進(jìn)行綜合評估，包括信號覆蓋范圍、抗干擾能力、穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)，以確保其性能提升達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

4. 數(shù)字化改造后的性能提升

4.1 信號傳輸效率與質(zhì)量

在中波廣播發(fā)射機(jī)完成數(shù)字化改造后，信號傳輸效率與質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了顯著提升。首先，在數(shù)字傳輸率方面，得益于先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)和高效的編碼算法，改造后的中波發(fā)射機(jī)能夠支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。這一提升直接反映在發(fā)射機(jī)的輸出功率上，最高傳輸率可達(dá)到6.8 kW，相較于改造前有了質(zhì)的飛躍。更高的傳輸率意味著在同樣的時(shí)間內(nèi)可以傳輸更多的數(shù)據(jù)，這不僅提升了廣播節(jié)目的播出效率，還為未來增加更多元化的廣播內(nèi)容和服務(wù)提供了可能。

除了傳輸效率的提升，數(shù)字化改造還顯著增強(qiáng)了DRM信號的質(zhì)量。通過采用先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)和優(yōu)化的頻譜管理策略，改造后的中波發(fā)射機(jī)在發(fā)射功率和信號帶寬方面實(shí)現(xiàn)了顯著優(yōu)化。具體而言，發(fā)射機(jī)功率與信號帶寬基本達(dá)到了4.6 kW及12 kHz的標(biāo)準(zhǔn)，這一提升直接體現(xiàn)在廣播信號的覆蓋范圍和接收效果上。更強(qiáng)的信號功率意味著廣播信號能夠穿透更遠(yuǎn)的距離，覆蓋更廣泛的聽眾群體；而更寬的信號帶寬則為傳輸更高質(zhì)量的音頻信號提供了可能，使得廣播節(jié)目在音質(zhì)上有了顯著提升。

4.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性

在中波廣播發(fā)射機(jī)完成數(shù)字化改造后，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性得到了顯著提升。這主要體現(xiàn)在廣播停播率和故障率的大幅下降上。數(shù)字化改造通過引入先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)、高效的編碼算法以及智能化的監(jiān)控管理系統(tǒng)，有效提升了發(fā)射機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)，數(shù)字化系統(tǒng)能夠更好地抵御外界干擾和信號衰減，確保廣播信號連續(xù)、穩(wěn)定地傳輸。

同時(shí)，數(shù)字化改造還使得發(fā)射機(jī)的故障率大幅降低。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警潛在故障，為技術(shù)人員的維護(hù)和檢修提供了有力支持。此外，數(shù)字化系統(tǒng)還支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，使得技術(shù)人員能夠在第一時(shí)間響應(yīng)并處理故障，最大限度地減少了廣播停播的時(shí)間和影響。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

在中波廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造后，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益尤為顯著。首先，從經(jīng)濟(jì)效益角度來看，數(shù)字化改造極大地降低了發(fā)射機(jī)的運(yùn)作負(fù)荷與維護(hù)成本。得益于高效的數(shù)字信號處理技術(shù)和智能化的管理系統(tǒng)，改造后的發(fā)射機(jī)能夠以更低的能耗實(shí)現(xiàn)更高效的信號傳輸，從而減輕了設(shè)備的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。同時(shí)，數(shù)字化系統(tǒng)還具備自我診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，使得技術(shù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，減少了因故障停機(jī)而產(chǎn)生的維修成本和運(yùn)營損失。

在社會(huì)效益方面，數(shù)字化改造則顯著提升了用戶對高質(zhì)量、高穩(wěn)定性信號傳輸?shù)男枨鬂M足度。改造后的中波廣播發(fā)射機(jī)能夠提供更清晰、更穩(wěn)定的廣播信號，無論是在城市還是偏遠(yuǎn)地區(qū)，聽眾都能享受到高品質(zhì)的廣播節(jié)目。這種提升不僅增強(qiáng)了廣播媒體的傳播力和影響力，還豐富了聽眾的文化娛樂生活，提升了公眾的信息獲取和娛樂體驗(yàn)。同時(shí)，數(shù)字化改造還為廣播行業(yè)帶來了更多的創(chuàng)新機(jī)會(huì)和發(fā)展空間，如支持多媒體廣播、互動(dòng)廣播等新型業(yè)務(wù)，為廣播行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。

5. 結(jié)束語

中波廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)字化改造是廣播技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，它不僅適應(yīng)了當(dāng)前廣播行業(yè)對高效能、高質(zhì)量傳輸?shù)男枨?，還為廣播事業(yè)的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過采用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，如數(shù)字信號處理、高效功率放大、智能監(jiān)控等，有效提升了發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性和傳輸效率。改造后的中波廣播發(fā)射機(jī)在信號質(zhì)量、覆蓋范圍、能耗效率以及維護(hù)管理等方面均實(shí)現(xiàn)了顯著提升，為廣播節(jié)目提供了更加清晰、穩(wěn)定的傳輸效果，同時(shí)降低了運(yùn)營成本，增強(qiáng)了廣播服務(wù)的競爭力和影響力。

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