多節(jié)目調(diào)頻同步廣播的應(yīng)用探析

1.引言

    調(diào)頻廣播是我國重要的傳媒手段之一，特別是隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人們在城市內(nèi)的日常出行或在城市間流動，調(diào)頻廣播成為人們?nèi)粘Ｉ畹幕疽亍鹘y(tǒng)的調(diào)頻廣播方式不能滿足人們對調(diào)頻廣播的需要，主要的問題是：一是傳統(tǒng)的調(diào)頻傳輸覆蓋方式通常是以高山、高塔為依托，以單點(diǎn)大功率發(fā)射為基礎(chǔ)實(shí)施的，在城市內(nèi)高樓林立使得調(diào)頻廣播信號不能很好覆蓋，造成一定范圍的盲區(qū)。需要采用調(diào)頻同步補(bǔ)點(diǎn)的方式。二是由于調(diào)頻廣播信號是直線傳播，限制了單點(diǎn)調(diào)頻傳輸?shù)木嚯x，一個較大區(qū)域的城市需要多個發(fā)射點(diǎn)采用不同頻率覆蓋（避免同頻干擾），才能完全覆蓋，這樣在城市內(nèi)較大范圍內(nèi)移動就需要調(diào)整不同頻率收聽同一節(jié)目?？傊壳暗恼{(diào)頻廣播必須采用同步的方式才能更好地建設(shè)好調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)服務(wù)于大眾 。目前由于省會城市都會有多套調(diào)頻廣播節(jié)目，要實(shí)現(xiàn)多套節(jié)目的調(diào)頻同步廣播，必須對調(diào)頻同步廣播的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化、合理的設(shè)計(jì)。

3.調(diào)頻同步廣播原理

    調(diào)頻同步廣播是在不同地點(diǎn)采用同一頻率、傳輸同一節(jié)目、覆蓋區(qū)相互搭界的調(diào)頻廣播方式。根據(jù)相關(guān)的頻率使用規(guī)則，同一個調(diào)頻頻率覆蓋服務(wù)區(qū)不能搭界使用。如果兩個調(diào)頻覆蓋服務(wù)區(qū)搭界就會產(chǎn)生同頻干擾，極大影響調(diào)頻同頻臺的服務(wù)效率。國家廣電總局為了規(guī)范我國調(diào)頻同步廣播，借鑒國外調(diào)頻同步廣播實(shí)踐，結(jié)合我國的實(shí)際在2000年制定了調(diào)頻同步廣播技術(shù)應(yīng)用的國家規(guī)范（GY/T154-2000），調(diào)頻同步廣播技術(shù)的規(guī)范要點(diǎn)是：除滿足GB/T4311-2000米波調(diào)頻廣播技術(shù)規(guī)范外，增加了調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)要滿足：① 調(diào)制度穩(wěn)定度：≤2.5%（1kHz，最大頻偏為：±75kHz，24小時），② 已調(diào)信號相位延時穩(wěn)定性：優(yōu)于±1μs（1kHz，最大頻偏為：±75kHz，24小時）。同時還增加了調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的基本技術(shù)要求：

① 各臺站基準(zhǔn)頻率源穩(wěn)定度：≤5×10-9/天；

② 各臺站載波、導(dǎo)頻相對頻差：≤1×10-9；

③ 相干區(qū)內(nèi)載波場強(qiáng)差：＜6dB；

④ 相干區(qū)內(nèi)已調(diào)信號的時間差：≤10μs（單聲道），≤5μs（立體聲）；

⑤ 相鄰臺站調(diào)制度誤差：≤3%；

⑥ 補(bǔ)點(diǎn)臺站ERP應(yīng)小于主發(fā)射機(jī)的20%。

    上述技術(shù)要素可以歸納為:單聲道調(diào)頻同步廣播是“三同一?！?；立體聲調(diào)頻同步廣播是“四同一?！?。實(shí)際中調(diào)頻同步廣播的技術(shù)要點(diǎn)、難點(diǎn)是“三同”，即同頻，同相，同調(diào)制。

3.多節(jié)目調(diào)頻同步廣播實(shí)現(xiàn)的途徑

    在有多套節(jié)目的廣播電臺，如果采用每一套調(diào)頻廣播節(jié)目都是獨(dú)立的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，表面上看較為必然，但在實(shí)際實(shí)踐中存在諸多不利因素，如不利于設(shè)備管理、設(shè)備重復(fù)配置、占用資源較多等，因此我臺在建設(shè)多節(jié)目調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)時進(jìn)行了系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

（1）同頻率的實(shí)現(xiàn)

    在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中，同頻率的實(shí)現(xiàn)是采用GPS基準(zhǔn)源。對于立體聲調(diào)頻廣播，同頻率條件有兩個要求，調(diào)頻載頻同步、導(dǎo)頻頻率同步。GPS基準(zhǔn)源提供各種頻率基準(zhǔn)，實(shí)際中有10MHz、655.36MHz、24.32MHz等，GPS基準(zhǔn)源的工作原理如圖1所示。

    GPS接收天線是接收來自GPS的時間信息，并送入GPS信號處理電路。GPS信號處理電路對接收到的微弱的信號進(jìn)行放大和噪聲抑制。中央處理單元對GPS信號進(jìn)行計(jì)算和處理輸出時間碼和頻率兩類信號。頻率處理單元在根據(jù)需要將基準(zhǔn)頻率信號變換為各類頻率基準(zhǔn)信號。通常根據(jù)調(diào)頻數(shù)字調(diào)制器和同步解碼器的需要設(shè)定。對于多節(jié)目的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，要優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理配置所需要的基準(zhǔn)源頻率信號和時間信號的具體技術(shù)要求。本調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中采用統(tǒng)一和簡化的頻率信號類型要求，使得基準(zhǔn)源數(shù)量大為減少，也同步減少了GPS接收天線和兩者的連接電纜數(shù)量。

（2）同時延的優(yōu)化設(shè)計(jì)

    同相的含義是音頻相位同步，要求在相干區(qū)得到的同步臺音頻信號時延“相同”。將廣播電視中心的音頻信號源傳送到各同步站點(diǎn)，因?yàn)閭鬏斖緩胶徒獯a條件的不同，使得各同步站點(diǎn)解碼所得的音頻信號也是難以延時相同。為了實(shí)現(xiàn)同步站點(diǎn)的音頻同相位，采用同步編解碼的方式，本系統(tǒng)的音頻傳輸優(yōu)化方案見圖2。

    由于我臺的中心信號傳輸機(jī)房和發(fā)射機(jī)房在一起，采取共用基準(zhǔn)源的方式實(shí)現(xiàn)音頻信號的同步編解碼，不是按照一臺同步設(shè)備使用一臺基準(zhǔn)源的技術(shù)方案，這樣極大減少了基準(zhǔn)源的數(shù)量，也簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，采用了基準(zhǔn)源備份方式。

（3）同調(diào)制的實(shí)現(xiàn)

    對于調(diào)頻同步廣播來說，同調(diào)制是調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，能否實(shí)現(xiàn)同調(diào)制必須具備兩個基本因素：數(shù)字音頻和DDS數(shù)字調(diào)制。調(diào)頻的原理是頻率的大小是由音頻信號的幅度來決定的，如果是模擬音頻信號，可以說任何一各音頻信號經(jīng)過分配處理后，都無法實(shí)現(xiàn)兩個音頻信號的幅度相同，經(jīng)過調(diào)頻以后必定會產(chǎn)生調(diào)制后的頻率不相同，從而產(chǎn)生同頻干擾，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻同步廣播，因此必須采用數(shù)字音頻傳輸。DDS數(shù)字調(diào)制是對輸入的數(shù)字音頻信號進(jìn)行數(shù)字調(diào)制（DDS調(diào)制），這種調(diào)制方式保證了數(shù)字音頻符號相同，所產(chǎn)生的模擬調(diào)頻頻率相同，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的同調(diào)制。

4.多節(jié)目調(diào)頻同步廣播技術(shù)方案

（1）項(xiàng)目情況

    銀川市廣播節(jié)目有三套，分別是100.6MHz交通音樂節(jié)目、95.0MHz都市經(jīng)濟(jì)節(jié)目、90.5MHz新聞綜合節(jié)目，采用調(diào)頻同步方式同步覆蓋銀川市區(qū)及所轄寧東地區(qū)。在西夏區(qū)的區(qū)黨校和寧東區(qū)的市郊2km處設(shè)置同步發(fā)射站點(diǎn)。為了便于管理系統(tǒng)同時配置調(diào)頻同步廣播的閉路監(jiān)測系統(tǒng)。中心臺三臺五千瓦發(fā)射機(jī)，實(shí)際發(fā)射功率約為3.5kW，塔高100米，天線是八層單偶極子垂直極化。西夏同步點(diǎn)：三臺1千瓦，12層樓頂、20米塔高，總高度80米，2層單偶極子垂直極化。寧東同步點(diǎn)：三套1千瓦，30米高度加25米塔總高度55米，2層單偶極子垂直極化。西夏點(diǎn)距離中心西邊20公里，是城市調(diào)頻同步補(bǔ)點(diǎn)性質(zhì)。寧東點(diǎn)距離中心臺東南方向45公里，是調(diào)頻同步覆蓋。同步站點(diǎn)示意圖如圖3所示。

    三套節(jié)目的發(fā)射機(jī)通過三工器經(jīng)饋線送至發(fā)射天線。

    通過SDH雙向網(wǎng)，采用E1格式傳輸音頻信號和遙控遙測數(shù)據(jù)。

（2） 多節(jié)目調(diào)頻同步廣播技術(shù)方案

    根據(jù)我臺的實(shí)際情況，通過以上的調(diào)頻同步廣播相同方案的優(yōu)化分析，三套節(jié)目（多節(jié)目）的同步站點(diǎn)的調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)方案如下圖4所示。從圖示中可以看出，每一個同步站點(diǎn)只需要一個基準(zhǔn)源，對于三套節(jié)目的同步系統(tǒng)來說，優(yōu)化設(shè)計(jì)前需要六臺基準(zhǔn)源，六套GPS接收天線，六根連接電纜。優(yōu)化了設(shè)備配置，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

5.結(jié)語

（1）我臺建設(shè)經(jīng)過優(yōu)化的多節(jié)目調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，經(jīng)過一年多的實(shí)際應(yīng)用，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，設(shè)備維護(hù)簡便，投資經(jīng)濟(jì)。

（2）結(jié)構(gòu)簡單。系統(tǒng)優(yōu)化后設(shè)備數(shù)量大大減少，所有設(shè)備都可以安裝在一個專用機(jī)柜中，不需要另外設(shè)置機(jī)柜，

（3）使用維護(hù)方便。設(shè)備集中安裝在機(jī)柜中，每臺設(shè)備的運(yùn)行狀況在設(shè)備的面板上都有直觀顯示，使得中心機(jī)房值班人員一目了然的觀察其他站點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況，保證值班人員能夠及時了解，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的問題保障廣播的安全播出。

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