孫偉

（國(guó)家新聞出版廣電總局七二四臺(tái)，陜西寶雞722400）

精密調(diào)頻同步廣播原理概述

孫偉

（國(guó)家新聞出版廣電總局七二四臺(tái)，陜西寶雞722400）

分析了調(diào)頻同步廣播存在的技術(shù)問(wèn)題，并提出技術(shù)解決方案。

同頻；同相；同調(diào)制度；數(shù)字立體聲調(diào)頻調(diào)制器；GPS基準(zhǔn)源；同步激勵(lì)器

引言

調(diào)頻廣播，由于其電聲指標(biāo)優(yōu)越，頻帶較寬，便于傳輸高保真立體聲信息，因此，80年代以來(lái)調(diào)頻立體聲廣播得到了迅速發(fā)展。

隨著聽(tīng)眾審美情趣的提高，對(duì)調(diào)頻廣播節(jié)目的需求也隨之增大。一方面，廣播界采用不斷增加節(jié)目套數(shù)的方法來(lái)滿足聽(tīng)眾的需求，但隨之而來(lái)的問(wèn)題是頻率資源日趨緊張。如何充分利用頻率資源，促使業(yè)內(nèi)人士不得不進(jìn)行認(rèn)真考慮。另一方面，交通的日益發(fā)達(dá)，尤其是高速公路和高等級(jí)公路的快速發(fā)展，使人們對(duì)在移動(dòng)中接收交通信息及其他廣播節(jié)目有了更高的需求。

同步廣播技術(shù)可以大幅度提高頻率資源的利用率，按我國(guó)的頻率規(guī)劃，每個(gè)省每套節(jié)目分配三個(gè)頻率計(jì)算，可以節(jié)約頻率資源1/2以上，并在使用頻率上有效對(duì)抗干擾。同時(shí)，同步廣播在降低發(fā)射設(shè)備訂購(gòu)和調(diào)配成本、減少頻率協(xié)調(diào)周期和費(fèi)用、建立廣播節(jié)目統(tǒng)一的頻道形象等方面都起到明顯的作用。

1　存在技術(shù)問(wèn)題

所謂調(diào)頻同步廣播技術(shù)，就是具有重疊服務(wù)區(qū)，使用同一載頻、同時(shí)同相位同一節(jié)目廣播的調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)［1］。與中波同步廣播不同，兩個(gè)調(diào)頻信號(hào)的疊加要比兩個(gè)調(diào)幅信號(hào)疊加復(fù)雜得多，不僅合成信號(hào)的振幅發(fā)生變化，更重要的是合成信號(hào)的瞬時(shí)頻率也發(fā)生變化。因此，調(diào)頻同步廣播技術(shù)要比調(diào)幅同步廣播技術(shù)更嚴(yán)苛，調(diào)頻同步廣播技術(shù)可以歸納為“三同”，即同頻、同相、同調(diào)制度。

1）同頻：要求發(fā)射機(jī)載頻一致，相鄰發(fā)射機(jī)之間的頻率差足夠小，如載頻有偏差，會(huì)產(chǎn)生差拍干擾；2）同相：要求兩個(gè)已調(diào)信號(hào)到達(dá)接收機(jī)應(yīng)相同，相鄰發(fā)射機(jī)發(fā)出的已調(diào)波在相干區(qū)的相位差足夠小，若有時(shí)延差，經(jīng)過(guò)在接收機(jī)的疊加，解調(diào)后會(huì)產(chǎn)生失真、混響和互調(diào)衍生物。這種失真程度與時(shí)延差和調(diào)制頻率有關(guān)。時(shí)延相同產(chǎn)生失真最小；3）同調(diào)制度：相鄰發(fā)射機(jī)的調(diào)制度差足夠小，即保持兩臺(tái)的頻偏一致。若不一致，疊加信號(hào)在接收機(jī)解調(diào)后也會(huì)產(chǎn)生附加失真和衍生成分。這種失真與調(diào)制度偏差和調(diào)制度頻率有關(guān)。當(dāng)調(diào)制度相同時(shí)這種附加失真最小。

2　技術(shù)解決方案

用共源調(diào)制法解決調(diào)頻同步廣播中的“三同”問(wèn)題。

共源法調(diào)頻同步廣播技術(shù)，利用微波鏈路實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻同步廣播節(jié)目信號(hào)的已調(diào)信號(hào)傳輸，保證了各同步電臺(tái)之間的瞬時(shí)頻偏一致（頻偏只決定首站調(diào)制度，其他各站通過(guò)微波差轉(zhuǎn)，相位、頻偏不變），采用自主開(kāi)發(fā)的GPS頻率基準(zhǔn)源技術(shù)，使各同步電臺(tái)之間載波精密鎖定，解決了在信號(hào)傳輸過(guò)程中的信號(hào)進(jìn)延、頻偏不一致和信號(hào)幅度比不能控制的難題，實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻精密同步廣播?，F(xiàn)場(chǎng)收聽(tīng)，固定和移動(dòng)接收，質(zhì)量良好，主管評(píng)價(jià)優(yōu)于4分；在等場(chǎng)強(qiáng)區(qū)接收，略有干擾，主觀評(píng)價(jià)優(yōu)于3分，同頻保護(hù)率趨于0 dB（行業(yè)規(guī)范要求：6 dB），保證了調(diào)頻單頻網(wǎng)的無(wú)縫覆蓋，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的“調(diào)頻同步廣播”。

3　調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)組網(wǎng)解決方案

3.1系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

調(diào)頻同步廣播的關(guān)鍵在于“三同”，這也是本系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。

1）各發(fā)射臺(tái)輸出載頻嚴(yán)格鎖定專(zhuān)用GPS模塊輸出的高精度10 MHz頻標(biāo)，確保“同頻”。

相對(duì)頻差F＜10-11Hz，F(xiàn)→0Hz。

2）采用自主研制的數(shù)字激勵(lì)器替代傳統(tǒng)的模擬激勵(lì)器，并具有隨路音頻信令的數(shù)字化音頻傳輸鏈路，確?！巴{(diào)制度”。

絕對(duì)調(diào)制度偏差＜3 Hz。

相對(duì)調(diào)制度偏差Δ M→0Hz（由于數(shù)字激勵(lì)器工作的一致性）。

3）音頻延時(shí)數(shù)字調(diào)整

相對(duì)音頻時(shí)延偏差T→1μ s。

調(diào)整范圍0～300 ms（考慮到衛(wèi)星瞬間的時(shí)延240 ms）。

3.2系統(tǒng)特點(diǎn)

1）組網(wǎng)所用激勵(lì)器位數(shù)字激勵(lì)器，其實(shí)現(xiàn)采用了DSP+DDS技術(shù)；音頻一延時(shí)、音頻編碼、射頻調(diào)制均為數(shù)字實(shí)現(xiàn)。2）隨路音頻信令將同步時(shí)標(biāo)符合在音頻流中與GPS提供的IPPS時(shí)標(biāo)校準(zhǔn)，確保各發(fā)射站點(diǎn)之間的音頻相對(duì)時(shí)延固定。3）隨路音頻信令可檢測(cè)、補(bǔ)償，數(shù)據(jù)鏈路由于路由變化、同步滑動(dòng)、數(shù)據(jù)復(fù)用等造成的延時(shí)變化。在電信、衛(wèi)星、光纖網(wǎng)絡(luò)中傳輸均能保證時(shí)延的一致性。4）系統(tǒng)鎖定于高精度的GPS頻標(biāo)。5）關(guān)鍵設(shè)備采用大規(guī)模集成電路，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、數(shù)字化程度高；另一方面他們自帶故障檢測(cè)、告警和修復(fù)功能，確保系統(tǒng)運(yùn)行高度穩(wěn)定。

3.3系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)采用的是一對(duì)多點(diǎn)的覆蓋方式。廣播電臺(tái)的音頻工作站送出音頻流，系統(tǒng)前端負(fù)責(zé)分法音頻流到同步覆蓋網(wǎng)中各發(fā)射機(jī)。根據(jù)實(shí)際情況的不同，音頻傳輸可以通過(guò)多種方式：衛(wèi)星、電信、光纖和微波中繼等網(wǎng)絡(luò)均可。按照中繼方式的不同系統(tǒng)相應(yīng)分成四種傳輸子系統(tǒng)：FMGX—S（衛(wèi)星中繼）、SDH網(wǎng)絡(luò)（AESE1）、FMGX—F（光纖中繼）和FMGX—M（微波中繼）。

［1］方德奎.廣播發(fā)射實(shí)用技術(shù)［M］.北京：中國(guó)廣播電視出版社，2005: 129-131.

（編輯：王璐）

Principle of Precision FM Synchronous Broadcasting

Sun Wei
（State Press and Publication Administration of radio，Baoji Shaanxi 722400）

This paper analyzes problems exiting in frequency simultaneously broadcast，and raises countermeasures.

same frequency；phase；coherent system；sigital stereo FM modulator；GPS reference source；synchronous exciter

TN934

A

2095-0748（2016）10-0078-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.10.32

2016-04-16

孫偉（1984—），男，陜西寶雞人，畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，助理工程師，現(xiàn)工作于國(guó)家新聞出版廣電總局七二四臺(tái)。