黃大池

（作者單位：四川省廣播電視科研所）

調(diào)頻廣播作為村村響廣播主要傳輸技術(shù)手段已有二十幾年的歷史，同時也經(jīng)歷了不同的技術(shù)發(fā)展階段，且每個階段各具特色。

第一代，模擬載波開機。

這一階段調(diào)頻廣播村村響的建設(shè)是隨著當時的有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而逐步建立起來的，有線電視網(wǎng)絡(luò)初期建設(shè)大多以縣級為播控平臺，縣以下都是通過同軸電纜或光纖網(wǎng)絡(luò)將電視信號傳輸?shù)礁鬣l(xiāng)鎮(zhèn)后再傳送到各村社。而第一代調(diào)頻廣播村村響的建設(shè)就是利用當時已建的有線電視網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻廣播信號插入到有線電視網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸，當時稱之為調(diào)頻廣播和有線電視共纜傳輸。

第一代調(diào)頻廣播采用的是模擬載波開機的方法，縣級前端平臺的廣播信號從發(fā)端傳送到接收端，自動開啟收端的功放，實現(xiàn)縣、鄉(xiāng)、村三級聯(lián)控的廣播功能，通常有兩種方法：第一種就是在鄉(xiāng)級和村級加同頻插入器實現(xiàn)縣、鄉(xiāng)、村同頻轉(zhuǎn)發(fā)廣播；第二種是縣、鄉(xiāng)、村三級使用不同的頻點進行異頻轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)縣、鄉(xiāng)、村聯(lián)播。

在這一階段接收終端多采用CXA1019 M/S系列作為接收模塊，該模塊內(nèi)原用于靜噪的控制電壓，被用于開關(guān)接收終端的功放電源，從而實現(xiàn)調(diào)頻載波開關(guān)功放的功能。

但當時，一些調(diào)頻無線發(fā)射臺為提高覆蓋范圍，在夜晚有意提高無線發(fā)射功率，所發(fā)射的頻點與有線電視網(wǎng)絡(luò)中的頻點形成同頻干擾或非線性干擾，經(jīng)常造成接收終端設(shè)備半夜誤開機，這種誤開機現(xiàn)象稱“半夜雞叫”。所以，第一代調(diào)頻廣播傳輸技術(shù)的優(yōu)點是傳輸控制方式簡單，缺點是在系統(tǒng)聯(lián)播中只能下級優(yōu)先，容易受到雜波干擾導(dǎo)致誤開機，不具有其他控制功能。目前，這種系統(tǒng)設(shè)備隨著廣播技術(shù)的發(fā)展已漸漸退去。

第二代，SCA副載波傳輸控制指令。

第二階段的調(diào)頻廣播技術(shù)是在第一代調(diào)頻廣播應(yīng)用基礎(chǔ)上專門增加了多種控制指令（尋址開機、選呼、全呼、遠程頻率修改、聲音大小調(diào)節(jié)等廣播功能）傳輸，多種控制傳輸采用我國調(diào)頻廣播輔助通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)廣播SCA技術(shù)來進行傳輸?shù)模ㄎ覈ǔ２捎?7 kHz作為副載波信號，調(diào)制方式有ASK和FSK兩種，目前國內(nèi)多采用FSK來傳輸）。在調(diào)頻廣播的音頻基帶中，在單聲道時副載波所占的頻帶在53～100 kHz，在立體聲時副載波所占的頻帶在53～100 kHz（SCA通常不支持立體聲使用）。

第二代調(diào)頻廣播技術(shù)是隨著當時的集成電路成熟、存儲控制芯片的引進與應(yīng)用而發(fā)展起來的，其系統(tǒng)設(shè)備均實現(xiàn)了嵌入式單片機及相應(yīng)軟件的應(yīng)用，其應(yīng)用電路也采用了模塊化設(shè)計。由于當時的接收芯片不具備數(shù)據(jù)處理功能，只能通過接收芯片解調(diào)后經(jīng)過電路第二次處理還原出數(shù)據(jù)控制指令，根據(jù)控制命令執(zhí)行相應(yīng)的操作，實現(xiàn)接收設(shè)備開關(guān)機及其他功能。

雖然調(diào)頻廣播SCA在傳輸技術(shù)應(yīng)用上得到了根本性發(fā)展，解決了第一代調(diào)頻廣播載波誤開機“半夜雞叫”現(xiàn)象，由于當時的調(diào)頻廣播系統(tǒng)建設(shè)都是以縣局為主，加上SCA傳輸控制協(xié)議沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼的格式，以及各地廣電局所使用的SCA廣播設(shè)備功能也各不相同，一旦有新的廠家進入，各廠家因各自的利益不會為其提供技術(shù)支持，所以造成以縣為單位的技術(shù)規(guī)范，這樣也會給新進入的設(shè)備廠家更多經(jīng)濟訴求，不便于全省技術(shù)規(guī)范統(tǒng)一的發(fā)展，但客觀上該技術(shù)在四川省以縣為單位已投入了大量資金進行實際使用。所以，為統(tǒng)一全省廣播村村響技術(shù)規(guī)范發(fā)展，制定統(tǒng)一的規(guī)范是必然趨勢。

第三代，RDS廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

RDS廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)，最早1984年歐洲廣播聯(lián)盟提出了技術(shù)標準EBU3244，主要應(yīng)用于歐洲國家城市交通廣播。我國于1995年制定了國家標準GB/T15770-1995《廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（期間該應(yīng)用需要收取專利使用費）。2001年11月10日，我國加入了WTO后，該標準就被廢止，在專利收費到期后，直接啟用了歐洲相關(guān)標準。為規(guī)范全省廣播村村響的技術(shù)規(guī)范，達到各廠家設(shè)備可互換使用，四川省廣電局率先將該RDS標準及規(guī)范應(yīng)用到應(yīng)急廣播村村響系統(tǒng)建設(shè)中，并以川廣發(fā)﹝2014﹞（49）號文，制定了《四川省廣播村村響工程建設(shè)規(guī)范》（修訂版）在全省推廣應(yīng)用。

第三代RDS調(diào)頻廣播技術(shù)是SCA傳輸系統(tǒng)中的一種特殊形式，都是采用調(diào)頻多工技術(shù)，充分利用了現(xiàn)有調(diào)頻廣播帶寬，在53～100 kHz或15～100 kHz的音頻基帶空閑資源中插入副載波控制信號（RDS采用57 kHz作為副載波信號，控制指令對副載波采用抑制載波雙邊帶調(diào)幅的調(diào)制方式，又叫BPSK）。

RDS的特點是：（1）傳輸速率為1187.5 bit/s；占用帶寬為57±2.4 kHz（中心頻率57 kHz）；（2）有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼格式；（3）收發(fā)的器件已模塊化標準化，生產(chǎn)廠家眾多，成本低廉；（4）接收靈敏度高，有利于無線接收使用；（5）能有效支持立體聲廣播。目前，該項技術(shù)在四川省廣電局規(guī)范的指導(dǎo)和推動下，正在全省廣泛應(yīng)用。

鑒于第二代SCA調(diào)頻廣播已大量使用，立即廢止將造成巨大的經(jīng)濟損失，第三代RDS發(fā)展規(guī)范要求勢在必行，如何完成第二代向第三代的平滑過渡，是一個很嚴峻的問題，為此提出來RDS和SCA同頻同播的技術(shù)方案，簡介如下。

首先，按照國標GB/T4311-2000 m波調(diào)頻廣播技術(shù)規(guī)范，我國調(diào)頻廣播的頻率范圍為87～108 MHz，為防止調(diào)頻臺間的相互干擾，規(guī)定各電臺之間的頻道間隔為200 kHz，在進行調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播時要注意以下方面。

對于單聲道廣播，相對于±75 kHz的頻偏，所有副載波的調(diào)制度總和不得超過30%；對于±75kHz以上的頻偏，不得超過20%。

對于立體聲廣播，相對于±75 kHz的頻偏，所有副載波的調(diào)制度總和不得超過10%；對于±75kHz以上的頻偏，不得超過20%。

其次，采用單聲道、立體聲道調(diào)頻廣播頻譜分布。

圖1（a） 單聲道調(diào)頻廣播頻譜分布

圖1（b） 立體聲道調(diào)頻廣播頻譜分布

如圖1（a）（b）所示（單聲道、立體聲道調(diào)頻廣播頻譜分布圖）：根據(jù)單一調(diào)頻廣播帶寬頻譜分析，在0～100 kHz頻帶中，調(diào)頻單聲道廣播的音頻基帶信號頻寬為15 kHz，調(diào)頻立體聲廣播的音頻基帶信號帶寬為53 kHz?？梢猿浞掷谜{(diào)頻廣播中15～100 kHz或53～100 kHz的頻帶空閑資源，用兩個附加信道（RDS副載波廣播基帶信號為57 kHz、SCA副載波廣播基帶信號為67 kHz）來傳送數(shù)據(jù)控制信息，這種技術(shù)應(yīng)用稱之為調(diào)頻多工技術(shù)。

3 調(diào)頻廣播RDS與SCA在應(yīng)用上的異同

相同點都是充分利用調(diào)頻廣播中15～100 kHz或53～100 kHz的頻帶空閑資源來傳輸各自的基帶數(shù)據(jù)控制信息，實現(xiàn)終端設(shè)備多種控制功能。

不同點，RDS與SCA所占用的附加信道信號頻率帶寬、數(shù)據(jù)信息調(diào)制方式、傳輸基帶頻率、數(shù)據(jù)信息通信速率及數(shù)據(jù)信息編碼格式都不一樣。

RDS，采用移相鍵控，也稱相位調(diào)制，數(shù)據(jù)信息采用副載波雙邊帶調(diào)幅后再對主載波直接調(diào)頻，RDS附加信道信號占用頻率帶寬57±2.4 kHz（中心頻率57 kHz），數(shù)據(jù)信息通信速率為1187.5 bit/s，所傳輸?shù)幕鶐?shù)據(jù)信號有固定的編碼格式。

SCA，采用頻移鍵控，也稱移頻調(diào)制，載波頻率隨數(shù)字信號而變化的一種調(diào)制方式。SCA附加信道信號占用頻率帶寬67±4 kHz（中心頻率67 kHz），數(shù)據(jù)信息通信速率為2400 bit/s，所傳輸?shù)幕鶐?shù)據(jù)信息沒有固定的編碼格式。

綜上分析，在同一系統(tǒng)中用同一廣播頻率來傳輸RDS、SCA廣播信息，實現(xiàn)終端設(shè)備正常工作是完全可以的。那么，在實際應(yīng)用中用同一廣播頻率來傳輸RDS、SCA廣播信息也是否如此，就相關(guān)問題筆者做了以下實驗。

實驗驗證1：搭建一套基于用同一廣播頻率來傳輸RDS、SCA廣播信息的測試方法和驗證平臺，如圖2所示。

本文只闡述在單聲道情況下同頻播發(fā)RDS和SCA廣播信息。根據(jù)實際應(yīng)用情況：（1）縣以下鄉(xiāng)村級前端設(shè)備均采用單聲道發(fā)送方式；（2）目前應(yīng)急廣播村村響的專用終端設(shè)備都采用的是單聲道接收；（3）為提高終端設(shè)備的接收靈敏度；（4）FSK（67 kHz）不能很好地兼容立體聲廣播。

平臺搭建好后，將RDS和SCA數(shù)據(jù)基帶信號分別輸入到調(diào)頻調(diào)制器（發(fā)射機），與加入調(diào)頻調(diào)制器的音頻信號合路，將合路后的數(shù)據(jù)基帶信號+音頻信號對主載波直接調(diào)頻，驗證RDS和SCA數(shù)據(jù)控制信息同頻播發(fā)時，終端設(shè)備工作是否正常。

圖2 測試方法和驗證平臺

應(yīng)用測試環(huán)境，按照單聲道廣播，相對于±75 kHz的頻偏，所傳輸?shù)腞DS和SCA副載波的調(diào)制度總和不超過30%，對于±75 kHz以上的頻偏，不得超過20%的設(shè)計思路，并滿足廣播電影電視GY/T 106-1999有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，進行如圖1系統(tǒng)設(shè)備連接方式進行測試。驗證結(jié)果，調(diào)頻調(diào)制器同頻同播RDS和SCA數(shù)據(jù)控制信息時，RDS和SCA終端設(shè)備各自工作狀態(tài)一切正常，喇叭播出聲音清晰悅耳。

實驗驗證2：設(shè)一載波頻率（98 MHz），加1 kHz正弦波單音信號對主載波的頻偏為85 kHz，加RDS副載波信號對主載波的頻偏為7.5 kHz，SCA副載波信號對主載波的頻偏為7.5 kHz時，如圖3所示，分別檢測RDS和SCA接收終端設(shè)備的接收靈敏度及信噪比。

圖3 RDS和SCA接收終端設(shè)備的接收靈敏度及信噪比

實驗測試，送入RDS和SCA終端設(shè)備的入口電平應(yīng)達到系統(tǒng)設(shè)備接收穩(wěn)定性工作，即至少應(yīng)滿足廣播電影電視GY/T 106-1999 有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中調(diào)頻廣播輸入輸出接口電平的要求。

表1 RDS終端設(shè)備接收電平及信噪比

表2 SCA終端設(shè)備接收電平及信噪比

表1、表2測試所對應(yīng)的數(shù)據(jù)，驗證了RDS和SCA同頻同播滿足廣播電影電視GY/T 106-1999有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中調(diào)頻廣播輸入輸出接口電平為47-70 dBμV，載噪比≧41（單聲道）的應(yīng)用要求。

實驗驗證3：為更好地實現(xiàn)RDS和SCA同頻同播接收設(shè)備的接收靈敏度在實際應(yīng)用系統(tǒng)中基本一致，實驗時將SCA副載波信號對主載波的頻偏調(diào)整為12.5 kHz，測試結(jié)果如表3、表4所示。

根據(jù)表3、表4測試結(jié)果，在所傳輸?shù)腞DS和SCA副載波的調(diào)制度總和不超過30%，在不影響其他指標的情況下，適當調(diào)整副載波對主載波的頻偏來提高終端接收設(shè)備的接收靈敏度是可行的。

實驗驗證4：將系統(tǒng)設(shè)備接入有線電視網(wǎng)絡(luò)中進行驗證測試，在CATV有線電視網(wǎng)絡(luò)中設(shè)設(shè)置一空閑載波頻率（104.3 MHz），通過分配器合路，調(diào)整調(diào)頻調(diào)制器輸出的射頻信號比CATV信號電平底10 dB，加 1kHz正弦波單音信號對主載波的頻偏為80 kHz，加RDS副載波信號對主載波的頻偏為7.5kHz，SCA副載波信號對主載波的頻偏為12.5 kHz時。如圖4所示，分別檢測RDS和SCA接收終端設(shè)備的接收靈敏度及信噪比。

表5、6測試結(jié)果顯示，其RDS和SCA終端設(shè)備各自的信噪比均沒有發(fā)生變化，達到系統(tǒng)傳輸應(yīng)用，滿足廣播電影電視GY/T 106-1999有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范要求。

通過多次實驗驗證，RDS和SCA同頻同播技術(shù)應(yīng)用于HFC網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該沒有什么問題，目前，該項技術(shù)已在遂寧市船山區(qū)、羅江縣廣電局進行了實際驗證測試，受到用戶的好評。后續(xù)，會將RDS和SCA同頻同播技術(shù)應(yīng)用于多個縣鄉(xiāng)村三級聯(lián)播控制系統(tǒng)中，進一步研究和測試。對于RDS和SCA同頻同播實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，本文不做詳細描述，在實際工程應(yīng)用中需要不斷總結(jié)和完善，掌握更多的數(shù)據(jù)后在與大家一起共同探討。

綜上所述，本文簡單介紹一下，RDS和SCA同頻同播技術(shù)在系統(tǒng)中的大致實現(xiàn)方式，其實現(xiàn)方式如下。

圖4 RDS和SCA接收終端設(shè)備的接收靈敏度及信噪比

表3 RDS終端設(shè)備接收電平及信噪比

表4 SCA終端設(shè)備接收電平及信噪比

表5 RDS終端設(shè)備接收電平及信噪比

表6 SCA終端設(shè)備接收電平及信噪比

新插入的RDS廣播設(shè)備應(yīng)具備同時或單一解調(diào)RDS和SCA射頻信號的功能，并具有副載波接入口（53～100 kHz副載波輸入接口）為佳。

方法1：在縣級廣播室搭建一套完整的RDS和SCA調(diào)頻同播傳輸平臺，即縣級RDS同播設(shè)備解調(diào)出SCA設(shè)備的基帶控制信號調(diào)制在同一載波頻率上，完成縣到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村RDS和SCA控制指令的傳輸功能。

若鄉(xiāng)村級不執(zhí)行本地廣播，各級只需插入RDS同播設(shè)備替代原有設(shè)備逐級轉(zhuǎn)發(fā)即可。

那么鄉(xiāng)村級要執(zhí)行本地廣播，怎么實現(xiàn)RDS和SCA同頻同播轉(zhuǎn)發(fā)呢？可以將縣級下發(fā)的射頻信號通過二分配器送到鄉(xiāng)村級RDS同播設(shè)備和SCA設(shè)備來實現(xiàn)縣級廣播信號的轉(zhuǎn)發(fā)功能。但鄉(xiāng)村級SCA設(shè)備的射頻信號輸出也要送入RDS同播設(shè)備的SCA射頻輸入口，并將SCA設(shè)備的外控220 V電源與RDS同播設(shè)備相連，當上級廣播信號來時自動開啟鄉(xiāng)村級SCA設(shè)備和RDS同播設(shè)備完成自上而下的廣播信號傳輸；當鄉(xiāng)村級要獨立廣播時，人工打開鄉(xiāng)村級SCA設(shè)備后會自動開啟RDS同播設(shè)備完成本地同頻同播的廣播功能。

鄉(xiāng)村級若要電話廣播，末端RDS和SCA設(shè)備都存在的情況下，只能將電話卡裝入SCA適配器來實現(xiàn)。

方法2：如果原系統(tǒng)SCA廣播設(shè)備的傳輸控制指令能被解析或得到原廠家的技術(shù)支持，那么就可以將所傳輸?shù)目刂茀f(xié)議集成在RDS、SCA同播設(shè)備上，在同播設(shè)備上做簡單的軟件升級即可完成設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)或本級播放能力。

目前，四川省廣播電視科研所研發(fā)生產(chǎn)的RDS、SCA同播廣播設(shè)備均帶有53—100 kHz副載波輸入接口，并具有RDS、SCA雙調(diào)諧器射頻解調(diào)功能。該技術(shù)已在遂寧市船山區(qū)和羅江縣廣電局得到了應(yīng)用。他們非常支持這項技術(shù)的推廣與發(fā)展，既不增加和改變頻率資源，也不淘汰現(xiàn)有的終端設(shè)備，只是按照《四川廣播村村響建設(shè)規(guī)范》要求采購新設(shè)備，逐步替換原有設(shè)備在鄉(xiāng)村級插入RDS、SCA同播設(shè)備即可。

（）（）

今后一段時間，應(yīng)按照國家應(yīng)急廣播規(guī)劃發(fā)展和四川廣播村村響建設(shè)規(guī)范要求，逐步實現(xiàn)SCA應(yīng)用技術(shù)向RDS技術(shù)的轉(zhuǎn)變，利用RDS、SCA同頻同播廣播傳輸技術(shù)，因地制宜，逐步淘汰舊設(shè)備，完善新老系統(tǒng)兼容問題。早日實現(xiàn)中央、省、市、縣四級信息共享、分級負責、反應(yīng)快捷、安全可靠的全國應(yīng)急廣播體系。

近年來，四川省廣電局應(yīng)急廣播中心正在制定全省統(tǒng)一的應(yīng)急廣播村村響傳輸方案和應(yīng)急廣播信息發(fā)布機制，正在構(gòu)建全生命周期應(yīng)急廣播信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有的傳輸資源和新的傳輸模式，解決當前系統(tǒng)升級和新老設(shè)備升級換代的問題。相信用同一廣播頻率傳輸RDS、SCA廣播信號，其技術(shù)思路和解決方法均具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。其應(yīng)用技術(shù)和適配設(shè)備，將會為四川廣播村村響全面建設(shè)、協(xié)調(diào)發(fā)展作出一定的貢獻，也為各地廣電局怎么接入四川省應(yīng)急廣播系統(tǒng)提供了新的技術(shù)思路和實現(xiàn)方法。