方 冉

（作者單位：安徽省績(jī)溪縣廣播電視臺(tái)）

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副載波技術(shù)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的應(yīng)用

方 冉

（作者單位：安徽省績(jī)溪縣廣播電視臺(tái)）

摘 要：副載波技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用，較廣泛的是RDS和SCA技術(shù)，增加了應(yīng)急廣播系統(tǒng)新功能，利用智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播終端的控制，從而更加方便、快捷地傳送信息。為了使應(yīng)急廣播系統(tǒng)能更好地發(fā)揮作用，本文從副載波技術(shù)的調(diào)頻調(diào)制原理入手，深入分析RDS技術(shù)和SCA技術(shù)在調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用條件和工作原理，分析聲音終端和圖文終端傳送信息的優(yōu)點(diǎn)和劣勢(shì)，結(jié)合我國(guó)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，探討加快各地采用調(diào)頻負(fù)載波技術(shù)進(jìn)行應(yīng)急廣播消息播發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的必要性。分析各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和工作原理，希望對(duì)研究副載波技術(shù)與應(yīng)急廣播系統(tǒng)人員有一定作用。

關(guān)鍵詞：副載波技術(shù)；應(yīng)急廣播系統(tǒng)；應(yīng)用

1 副載波技術(shù)以及RDS、SCA技術(shù)

1.1 副載波技術(shù)的原理

應(yīng)急廣播從結(jié)構(gòu)上來講，主要分為發(fā)布平臺(tái)、傳輸通道、預(yù)警接收終端三大部分，其傳輸通道決定了接收終端的工作模式是調(diào)頻廣播頻段。副載波技術(shù)調(diào)頻調(diào)制原理，是通過調(diào)制信號(hào)調(diào)制載波，形成已調(diào)波的調(diào)頻信號(hào)，多路復(fù)用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)。在發(fā)送端，將要傳送的信號(hào)s（i=1,2,……n）調(diào)制成特定的副載波f`（i=1,.2），然后將各路副載波合起來對(duì)LD進(jìn)行直接調(diào)制。在接收端，將光電檢測(cè)管的輸出信號(hào)變頻到較低的頻段上，然后用電學(xué)的方法解調(diào)接收到的各路信號(hào)。調(diào)頻波傳送信號(hào)可以選擇在57kHz，67kHz，92kHz 等頻率上傳送數(shù)據(jù)，常用于通信、調(diào)頻立體聲廣播和電視伴音傳送系統(tǒng)，可避免干擾而提高通信質(zhì)量。目前，遠(yuǎn)程喚醒終端的傳輸通道手段，主要是窄帶調(diào)頻應(yīng)急廣播終端，主用于森林防火、漁業(yè)或大型企業(yè)自建的傳輸系統(tǒng)等，接收機(jī)靈敏度高、傳輸距離遠(yuǎn)、節(jié)省信道資源。應(yīng)急廣播具有智能控制作用，當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，能將文字、圖像、聲音等信息經(jīng)過應(yīng)急廣播的終端設(shè)備發(fā)送出去，讓人們及時(shí)了解事情的原委，迅速做出應(yīng)急措施，避免造成更大損失。

1.2 RDS技術(shù)

RDS數(shù)據(jù)廣播是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)面的數(shù)據(jù)廣播形式，發(fā)展較迅速，與電視廣播、聲音廣播相并列，通過在空閑的廣播頻譜增加新的數(shù)據(jù)信道，從而不會(huì)干擾立體聲，也不會(huì)影響立體聲廣播質(zhì)量。RDS數(shù)據(jù)是世界上采用調(diào)頻副載波的技術(shù)之一，中國(guó)在1995年引進(jìn)RDS技術(shù)，在深入探索和研究下，實(shí)現(xiàn)RDS的硬件編解碼和編碼，極大降低了調(diào)頻副載波終端設(shè)備的生產(chǎn)制造成本，在基于調(diào)頻副載波各種系統(tǒng)中獲得最大應(yīng)用。數(shù)據(jù)流的傳輸速率為1 187.5bit/s，其基準(zhǔn)頻率為57kHz經(jīng)過48次分頻所得1 187.5Hz的時(shí)鐘頻率，傳送4塊共104bit需要時(shí)間約87.6m/s，即每秒可傳輸148byte，除去冗余載荷，有效載荷為92 byte/s。

1.3 SCA技術(shù)

SCA廣播則是調(diào)頻廣播和輔助通信業(yè)務(wù)的結(jié)合，一般采用調(diào)頻副載波的FSK數(shù)字調(diào)制技術(shù)，載波選擇的頻率為67kHz和92kHz，這種頻率都有一定的頻偏選擇，通常67 kHz的頻偏選擇為±2kHz，92kHz的頻偏選擇為±4kHz。這種技術(shù)的核心是音頻和指令共用一個(gè)頻率，為節(jié)約資源在音頻基礎(chǔ)上增加指令控制，主用音頻的音頻調(diào)制波段在87 MHz～108 MHz上，指令信息調(diào)制在帶寬為67kHz的副載波頻點(diǎn)上。我國(guó)各級(jí)廣播電視機(jī)的調(diào)頻廣播信號(hào)覆蓋范圍非常廣泛，但調(diào)頻廣播SCA副信道一直被閑置。例如，53～100Hz的空閑頻道可以建設(shè)新的信道，進(jìn)行音頻、圖文信息和廣播的傳送。所以，開發(fā)出一套基于調(diào)頻廣播SCA副信道傳輸?shù)膽?yīng)急廣播系統(tǒng)，是符合我國(guó)國(guó)情的必要措施，對(duì)各種突發(fā)事件的信息發(fā)布起到關(guān)鍵性作用，應(yīng)引起各方重視。

1.4 副載波復(fù)用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)的特定參數(shù)

1.4.1 載噪比

載噪比（又稱CNR）主要無調(diào)制和滿負(fù)載的副載波輸入到傳輸系統(tǒng)中，并在所規(guī)定的帶寬內(nèi)對(duì)載波功率與噪聲功率的比值進(jìn)行特定，同時(shí)單位設(shè)定為dB，其公式表達(dá)為：

式中,〈i2c〉為均方載波電流，〈i2n〉為均方噪聲電流。

每個(gè)信道的載噪比為：

由此可見，載噪比CNR隨著調(diào)制指數(shù)m和平均接收光功率P0的增加而增加，隨三項(xiàng)噪聲的增加而減小。

1.4.2 信號(hào)失真

視頻信號(hào)失真的原因通常是和頻（ωi+ωj）與差頻（ωi-ωj）信號(hào)新頻率落在其他載波的視頻頻帶內(nèi)。一般情況下，組合二階互調(diào)（CSO）失真和組合三階差拍（CTB）失真這兩個(gè)參數(shù)表示副載波復(fù)用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)的信號(hào)失真，兩個(gè)頻率的信號(hào)相互組合。

光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)這種RF電路會(huì)發(fā)生非線性效應(yīng)，在給定頻道上，所有可能的雙頻組合總和稱為組合二階（CSO）互調(diào)失真，這個(gè)總和通常用與載波的比值表示，并以dB為單位，記為dBc。組合三階差拍（CTB）失真是三個(gè)頻率（ωi±ωj±ωk）的非線性組合，其定義和表示方法與CSO相似，單位相同。

2 副載波技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)急廣播系統(tǒng)的概述

應(yīng)急廣播也稱為調(diào)頻附加信道廣播，是一種迅速快捷的信息傳輸通道，尤其是當(dāng)發(fā)生重大自然災(zāi)害或突發(fā)事件時(shí)，不影響語音傳輸?shù)那疤嵯?，利用現(xiàn)有調(diào)頻發(fā)射機(jī)的SCA/RDS副信道傳輸控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程喚醒應(yīng)急廣播終端，爭(zhēng)取在第一時(shí)間把自然災(zāi)害消息或突發(fā)的社

會(huì)危害及時(shí)傳遞給人們，以免危機(jī)到人民安全和公共秩序，最大限度保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，將損失降到最低。

應(yīng)急廣播通過調(diào)頻廣播開展的一種輔助通信業(yè)務(wù)，在現(xiàn)有的調(diào)頻廣播中利用增加附加信道來傳送各種業(yè)務(wù)信息。多數(shù)采用雙重調(diào)頻（FM-FM）體制，副載頻為67kHz 或92kHz，信號(hào)根據(jù)優(yōu)先級(jí)的高低劃分為電話應(yīng)急插播信號(hào)和自辦普通信號(hào)，這種信號(hào)通過副載波技術(shù)可以控制遠(yuǎn)程終端，主要表現(xiàn)有開機(jī)啟動(dòng)、遠(yuǎn)程插播、定時(shí)廣播、音量調(diào)節(jié)等作用，在無人值班的情況下，能迅速將終端設(shè)備投入到工作狀態(tài)。

2.2 副載波技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程終端的控制

副載波技術(shù)能智能控制廣播系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程終端，通過控制信息進(jìn)行遠(yuǎn)程插播、喚醒設(shè)備、定時(shí)插播等操作。應(yīng)急信息通過交換機(jī)可以傳遞信息到播出站點(diǎn)，也可以傳送到互聯(lián)網(wǎng)其他渠道，到達(dá)播出站點(diǎn)的應(yīng)急信息，根據(jù)級(jí)別被傳送到智能控制機(jī)，然后經(jīng)過副載波技術(shù)處理，通過SCA和RDS的已載波到達(dá)收音機(jī)等終端設(shè)備，可以進(jìn)行音量調(diào)節(jié)、插播、單獨(dú)廣播、組播等。應(yīng)急系統(tǒng)的功能有：首先對(duì)終端進(jìn)行編碼，根據(jù)副載波指令控制終端設(shè)備的狀態(tài)。其次，對(duì)市、鎮(zhèn)、村進(jìn)行三級(jí)聯(lián)播內(nèi)容，緊急情況下，可以借助無線調(diào)頻網(wǎng)插播內(nèi)容。最后，要利用副載波指令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，啟動(dòng)、開機(jī)和調(diào)節(jié)音量等，以免應(yīng)急狀態(tài)下，影響工作效率。

值得注意的是，設(shè)備主要包括指令控制設(shè)備、智能調(diào)制設(shè)備、電話接入設(shè)備等，公共廣播系統(tǒng)很多也采用調(diào)頻副載波技術(shù)，遠(yuǎn)程開關(guān)控制和區(qū)域地址碼及其終端編號(hào)的選擇匹配，進(jìn)行建設(shè)時(shí)要對(duì)基于副載波的通信協(xié)議和終端設(shè)備編號(hào)的統(tǒng)一定義和規(guī)范，以免各個(gè)設(shè)備廠商的各種相關(guān)設(shè)備互不兼容，從而導(dǎo)致在應(yīng)用過程中運(yùn)行維護(hù)困難重重，無法正常運(yùn)行使用。

2.3 應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的圖片、文字傳輸

廣播系統(tǒng)終端有音頻終端和圖文顯示終端，由于聲音具有時(shí)限性，超過一定時(shí)間后，或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境嘈雜，很難完整傳達(dá)信息，長(zhǎng)期開放也會(huì)影響到人們的正常生活。圖文終端可以長(zhǎng)時(shí)間工作，較完整地傳輸信息，更加方便，能與聲音終端互為補(bǔ)充，即使不播放聲音，通過畫面人們也能了解到信息的全貌。其操作原理是，發(fā)布應(yīng)急信息經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)到達(dá)收轉(zhuǎn)控制器等終端，通過播放器播放聲音的同時(shí)，利用副載波信道發(fā)布圖文信息。聲音不一定隨時(shí)同步播出，但畫面可以24小時(shí)顯示緊急事件的發(fā)展情況，讓受眾清楚事件的進(jìn)展，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。在日常生活中，一些緊急的政務(wù)公開信息、或綜合服務(wù)信息等，使用圖文信息發(fā)布，圖文終端能及時(shí)有效地發(fā)揮引導(dǎo)、宣傳和預(yù)警作用，發(fā)揮著不可替代的作用。

3 結(jié)語

副載波技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以降低設(shè)備成本，對(duì)指導(dǎo)和促進(jìn)各地應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)具有很大促進(jìn)作用。副載波技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，首先要規(guī)范和統(tǒng)一應(yīng)急廣播系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)，對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的日常節(jié)目和應(yīng)急廣播播放具有積極意義。由于應(yīng)急廣播系統(tǒng)是有利于全國(guó)范圍的項(xiàng)目，所以在建設(shè)前期一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況、建設(shè)成本和安全問題等方面出發(fā)，分析和掌握應(yīng)急廣播系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，更好地應(yīng)用于應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)中，及時(shí)采取應(yīng)變措施，提高處理應(yīng)急事件的能力，以減少應(yīng)急事件造成的損失。

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