饒 堅,曾 瑋

(四川大學(xué) 外語語言訓(xùn)練中心,成都 610065)

外語廣播電臺抗干擾多基站轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

饒 堅,曾 瑋

(四川大學(xué) 外語語言訓(xùn)練中心,成都 610065)

四川大學(xué)外語廣播電臺作為本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗平臺，由來自全校各學(xué)院選拔出來的學(xué)生擔(dān)任采、編、播等工作，電臺節(jié)目多語種播出。但一段時間以來，電臺節(jié)目播出信號受到嚴(yán)重的干擾。通過分析找到了干擾原因，并利用網(wǎng)絡(luò)實時傳送廣播信號在不同區(qū)域進(jìn)行同步發(fā)射電臺信號的解決方案。通過多基站電臺信號接收和轉(zhuǎn)發(fā)播出，來增強(qiáng)廣播信號和實現(xiàn)多校區(qū)信號的覆蓋。該方案的創(chuàng)新點(diǎn)在于，充分利用了現(xiàn)有新媒體相關(guān)方案和網(wǎng)絡(luò)資源，解決了傳統(tǒng)發(fā)射基站同頻干擾的問題，實現(xiàn)了廣播信號的優(yōu)化和擴(kuò)展。

抗干擾; 多基站轉(zhuǎn)發(fā); 外語廣播電臺

0 引 言

我校外語廣播電臺，隸屬于外語語言訓(xùn)練中心和外語學(xué)院管理，調(diào)頻FM 100.8MHz，具有信息產(chǎn)業(yè)部和無線電管理委員會批復(fù)的執(zhí)照。電臺發(fā)射信號覆蓋整個江安校區(qū)及周邊地區(qū)，是同學(xué)們新的學(xué)習(xí)交流平臺。電臺成員由來自不同學(xué)院、具有創(chuàng)新意識和發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀學(xué)生組成多語種、多欄目，集采、編、播為一體的廣播團(tuán)隊，在老師培訓(xùn)、指導(dǎo)下制作播出以中英文為主、涵蓋日、俄、法、韓、德等語種的各類節(jié)目，創(chuàng)辦如新聞播報、外語習(xí)得、師生訪談、英文廣播劇、 BBC 雙語教學(xué)等欄目，提供學(xué)生學(xué)以致用、施展才華的實踐場所，同時還為教學(xué)相長、師生互動、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、跨學(xué)科的視野和團(tuán)隊合作的精神提供廣闊的平臺。

電臺目前采用調(diào)頻廣播方式。即通過相關(guān)的調(diào)頻硬件和軟件設(shè)備，以FM 100.8 MHz頻率發(fā)送廣播。調(diào)頻廣播具有音質(zhì)優(yōu)異、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前，已經(jīng)成為城市廣播覆蓋的主要手段[1]。隨著無線電調(diào)頻廣播電臺的不斷增加，無線電頻譜已被全部占滿。各種倍頻、差頻信號和工業(yè)干擾充斥空中[2-3]。由于調(diào)頻廣播是一種以無線發(fā)射的方式來傳輸廣播節(jié)目的設(shè)備，因此，調(diào)頻廣播在終端設(shè)備的接收過程中比較容易受到各種各樣的干擾。此外，調(diào)頻廣播還會對航空航天系統(tǒng)、無線移動通信系統(tǒng)等互調(diào)產(chǎn)生相互干擾[4-5]。由于干擾的存在，很多電臺的發(fā)射功率也跟著成數(shù)量級的增大。發(fā)射天線的高度不斷增加，目前，已經(jīng)逐步形成高塔、大功率覆蓋的格局[6-7]。

近年來，四川省雙流縣廣播電臺FM 100.9 MHz開始投入使用。該廣播電臺功率較大，使得我校外語電臺的信號被嚴(yán)重干擾。因此，如何避開雙流電臺等其他大功率電臺對我校廣播電臺的影響，是目前亟待解決的問題。

為了解決該問題，學(xué)校嘗試與成都市無線委員會及雙流縣廣播電臺進(jìn)行協(xié)商，但協(xié)商無果。因此，外語語言訓(xùn)練中心采取了兩種方法來嘗試解決該問題：

(1) 通過互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)主臺的廣播信號。互聯(lián)網(wǎng)廣播和傳統(tǒng)的廣播方式相比，具有靈活多變，不需要辦理繁雜的廣播手續(xù)等優(yōu)點(diǎn)[8]。特別是新興的移動互聯(lián)網(wǎng)廣播技術(shù)，使得用戶可以像收聽傳統(tǒng)廣播一樣較為便捷地收聽廣播節(jié)目。此外，互聯(lián)網(wǎng)廣播不受地域限制，是未來廣播發(fā)展的方向[9-10]。

(2) 在學(xué)生較為集中的受干擾地區(qū)建立小型自動轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。通過以上兩種途徑，① 可以擴(kuò)大受眾范圍，方便我校師生的收聽。② 通過小型自動轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，我臺的信號得到加強(qiáng)，從而可以較好地解決我臺信號被干擾的問題。

2 外語廣播電臺抗干擾多基站轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)的基本組成包括：電臺直播間信號→網(wǎng)絡(luò)直播服務(wù)器→網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)解調(diào)→轉(zhuǎn)播調(diào)頻功放→發(fā)射天線(見圖1)。

圖1 外語廣播電臺抗干擾多基站轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

2.2系統(tǒng)構(gòu)建方法

外語廣播電臺抗干擾多基站轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)建。

(1) 將電臺播出信號上傳到直播服務(wù)器，建立必要的軟硬件環(huán)境，以方便遠(yuǎn)程通過網(wǎng)絡(luò)接收同步播出信號。通過這種方式，改善了需要在多個校區(qū)重復(fù)建立單獨(dú)的廣播系統(tǒng)的問題。

(2) 網(wǎng)絡(luò)直播服務(wù)器系統(tǒng)由Windows 2003 Server服務(wù)器和Windows Media編碼軟件構(gòu)成。Windows Media Server是微軟公司的一款媒體播放器，使用較為方便，配置比較簡單。通常，Windows Media Server作為Windows Server的內(nèi)置組件，只需簡單配置即可使用。配置好Windows Media Server后，通過使用Windows編碼器，對音頻信號進(jìn)行編碼。編碼器的基本情況如圖2所示。

圖2 編碼器工作狀態(tài)和配置情況

完成服務(wù)器的基本配置后，即可將流媒體信號上傳到互聯(lián)網(wǎng)。這樣，無論在任何地方，只要有網(wǎng)絡(luò)就可收聽到電臺外語廣播。這就初步完成了在學(xué)校任何一個校區(qū)，只要通過配置的流媒體服務(wù)器地址(公網(wǎng)：mms://220.167.36.34:5556/wygb;四川大學(xué)校園網(wǎng)：mms://121.48.228.3:5556/wygb)，即可實現(xiàn)穩(wěn)定收聽。

(3) 解決差轉(zhuǎn)的信號源通過網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)的接收方式。以前的常規(guī)方式是采用調(diào)頻異頻接收。但是，這種方法要額外占用無線電頻率，易受干擾，音質(zhì)得不到保證，還受到區(qū)域限制。此外，還可以采用專線連接的方法，但這種方法費(fèi)用高施工困難，信號衰減大。

為了解決差轉(zhuǎn)信號的接收問題，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)、調(diào)頻發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線和定時器等組成的信號接收系統(tǒng)。差轉(zhuǎn)臺機(jī)房實驗、測試設(shè)備見圖3。

圖3 機(jī)房實驗測試設(shè)備及發(fā)射天線

差轉(zhuǎn)的信號源通過網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)接收需要解決的另外一個問題是，如何選擇網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)。通常，網(wǎng)絡(luò)收音分軟件型和硬件型。前者以計算機(jī)軟件的形式安裝在計算機(jī)上，但是，由于軟件的功能有限，服務(wù)不夠穩(wěn)定。而硬件型收音機(jī)則通過硬件方式解決網(wǎng)絡(luò)收音問題，相比軟件收音，服務(wù)更加穩(wěn)定可靠。因此，選擇硬件式(嵌入固化軟件)網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)。

目前，硬件收音機(jī)的市場產(chǎn)品門類多，但用途、功能、使用環(huán)境、穩(wěn)定性等差異很大[11-12]。通過對多款同類產(chǎn)品的比對實驗，選擇了一款為國外廠家OEM的MUVID 615數(shù)字網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)。該設(shè)備配置WiFi、網(wǎng)線接口、USB接口和光纖接口，功能強(qiáng)大，可播放網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或USB設(shè)備中的MP3、 WMA、 AAC等格式的音頻文件。該設(shè)備頻率響應(yīng)好，接近CD的音質(zhì)。通過不同編輯配置，以有線或無線的方式隨時收聽來自世界120多個國家的幾千個網(wǎng)絡(luò)廣播電臺，可克服傳統(tǒng)廣播電臺的區(qū)域性限制，是一臺顛覆收聽習(xí)慣的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)，較好地滿足學(xué)生實際需要。此外，該設(shè)備可以手動添加在線廣播的地址，能夠播放局域網(wǎng)內(nèi)電腦里面的MP3、 WMA、 AAC等格式的音頻文件。通過設(shè)置共享文件夾，它能夠播放同一網(wǎng)內(nèi)其他電腦上的MP3、 WMA、 AAC等格式的音頻文件(見圖4)。

(4) 轉(zhuǎn)播調(diào)頻功放則選用數(shù)字調(diào)頻發(fā)射機(jī)HLLYTX-30。其采用優(yōu)秀的調(diào)頻發(fā)射專用集成電路和先進(jìn)的微型單片計算機(jī)以及鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)制作而成，具有頻率穩(wěn)定度高、音質(zhì)好、控制方便、頻率可調(diào)范圍寬等的優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于小區(qū)廣播、校園廣播、無線音響工程等領(lǐng)域。我們選用的發(fā)射機(jī)的基本參數(shù)指標(biāo)見表1。

圖4 網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)配置

表1 數(shù)字調(diào)頻發(fā)射機(jī)基本參數(shù)指標(biāo)

(5) 在搭建好該系統(tǒng)的基本軟硬件環(huán)境后，對該系統(tǒng)進(jìn)行了實際測試。包括頻率測試、抗干擾測試等。圖5為實際測試情況。通過實際測試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)較好地解決了之前同頻干擾問題，在師生較為集中的區(qū)域，收音效果良好。此外，同時，進(jìn)行了多地區(qū)不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)收音測試。實踐表明，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)播音效果良好，音質(zhì)清晰，系統(tǒng)穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期目的。目前，該系統(tǒng)已完成在江安、望江和華西校區(qū)的測試，運(yùn)行良

好，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，為下一步正式推廣奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié) 語

外語廣播電臺抗干擾多基站轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng),是在我校外語電臺現(xiàn)有頻率和設(shè)備的基礎(chǔ)上，以不改變節(jié)目呼號的前提下提出并實現(xiàn)處理同頻干擾問題的解決方案。該方案具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。目前，系統(tǒng)采用通用接口輸入輸出，結(jié)構(gòu)上兼容主流播出設(shè)備，操作方式靈活、簡便，該系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)傳送與無人值守的自動轉(zhuǎn)發(fā)射結(jié)合起來，采取無人值守的自動接收、轉(zhuǎn)發(fā)。此外，該系統(tǒng)還可以在節(jié)目播出開始和結(jié)束時實現(xiàn)智能開關(guān)系統(tǒng)設(shè)備。

根據(jù)實測效果，該系統(tǒng)可實現(xiàn)多點(diǎn)復(fù)建低成本基站。通過技術(shù)手段改進(jìn)發(fā)射基站布局，達(dá)到抗干擾目的，加強(qiáng)了外語廣播電臺的覆蓋效果，滿足了同學(xué)們的收聽及外語學(xué)習(xí)需求,改善了廣播電臺的播出質(zhì)量，同時兼顧無線調(diào)頻接收和網(wǎng)絡(luò)直播多種方式。該方案在現(xiàn)有新媒體相關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)之上，較好地解決了傳統(tǒng)發(fā)射基站同頻干擾的問題，為我臺廣播信號的延展提供了幫助。

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Design and Realization of Foreign Languages Radio Station’s Anti-interference and Multiple Base-stations Transmission System

RAOJian,ZENGWei

(Training Center of Foreign Language,Sichuan University,Chengdu 610065,China)

As an experiment platform of university’s bachelor innovation training,the radio station of Sichuan University gathered a large amount of students which were chosen from colleges to do culling,editing and broadcasting.For a period of time,the radio station was interfered seriously.Then,we have analyzed the problem of channel interference.To solving this problem,we found a way which could transmit synchronously in different areas by using Internet-based broadcast system.This system strengthened the broadcast signal and achieved signal covering in different campuses.The innovative design of the system was to take full advantage of the existing network and new media resources to solve the issues of same frequency interference of traditional transmit station and to realize signal’s optimization and expansion of the radio station.This design optimized and expanded our radio signal.

anti-interference; multi-station forwards; foreign language radio stations

2016-10-15

四川大學(xué)實驗技術(shù)立項(2011-16)

饒 堅(1962-)，男，四川成都人，高級工程師，外語語言訓(xùn)練中心主任，長期從事中心的運(yùn)行管理和實驗教學(xué)工作。

E-mail：studio675@sina.com

TN 934

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1006-7167(2017)07-0132-03