多节目调频同步广播的应用探析

2016-04-11袁洪林

视听 2016年3期

□袁洪林

多节目调频同步广播的应用探析

□袁洪林

摘要：调频广播覆盖是城市广播覆盖的重要手段，为了改善和扩大城市调频广播的覆盖必须采用调频同步广播技术。本文根据调频同步广播的技术原理，阐述多套调频节目如何实现同步广播的途径，并结合本台的多节目调频同步广播实践，探讨实现多节目调频同步广播覆盖的具体方法。

关键词：多节目；调频；覆盖；同步广播

调频广播是我国重要的传播手段之一，特别是随着我国经济社会的快速发展，收听调频广播成为人们了解信息的重要方式。传统的调频广播方式不能满足人们对调频广播的需要，主要的问题是：一是传统的调频传输覆盖方式通常是以高山、高塔为依托，以单点大功率发射为基础实施，在城市内高楼林立使得调频广播信号不能很好覆盖，造成一定范围的盲区，需要采用调频同步补点的方式；二是由于调频广播信号是直线传播，限制了单点调频传输的距离，一个较大区域的城市需要多个发射点采用不同频率覆盖（避免同频干扰），才能完全覆盖，这样在城市较大范围内移动就需要调整不同频率收听同一节目。总之目前的调频广播必须采用同步的方式才能更好地建设好调频广播覆盖网服务于大众。目前由于省会城市都会有多套调频广播节目，要实现多套节目的调频同步广播，必须对调频同步广播的系统结构进行优化设计。

一、调频同步广播原理

调频同步广播是在不同地点采用同一频率、传输同一节目、覆盖区相互搭界的调频广播方式。根据相关的频率使用规则，同一个调频频率覆盖服务区不能搭界使用。如果两个调频覆盖服务区搭界就会产生同频干扰，极大影响调频同频台的服务效率。国家广电总局为了规范我国调频同步广播，借鉴国外调频同步广播实践，结合我国的实际在2000年制定了调频同步广播技术应用的国家规范（GY/T154-2000），调频同步广播技术的规范要点是：除满足GB/T4311-2000米波调频广播技术规范外，增加了调频同步广播系统的发射机要满足：①调制度稳定度：≤2.5%（1kHz，最大频偏为：±75kHz，24小时）；②已调信号相位延时稳定性：优于±1μs（1kHz，最大频偏为：±75kHz，24小时）。

同时还增加了调频同步广播系统的基本技术要求：①各台站基准频率源稳定度：≤5×10-9/天；②各台站载波、导频相对频差：≤1×10-9；③相干区内载波场强差：＜6dB；④相干区内已调信号的时间差：≤10μs（单声道），≤5μs（立体声）；⑤相邻台站调制度误差：≤3%；⑥补点台站ERP应小于主发射机的20%。

上述技术要素可以归纳为:单声道调频同步广播是“三同一保”；立体声调频同步广播是“四同一保”。实际中调频同步广播的技术要点、难点是“三同”，即同频、同相、同调制。

二、多节目调频同步广播实现的途径

在有多套节目的广播电台，如果采用每一套调频广播节目都是独立的调频同步广播系统，表面上看较为必然，但在实践中存在诸多不利因素，如不利于设备管理、设备重复配置、占用资源较多等，因此我台在建设多节目调频同步广播系统时进行了系统的优化设计，取得了较好的经济和社会效益。

（一）同频率的实现

在调频同步广播系统中，同频率的实现是采用GPS基准源。对于立体声调频广播，同频率条件有两个要求，即调频载频同步、导频频率同步。GPS基准源提供各种频率基准，实际中有10MHz、655.36MHz、24.32MHz等，GPS基准源的工作原理如图1所示。

图1　GPS基准源工作原理框图

GPS接收天线是接收来自GPS的时间信息，并送入GPS信号处理电路。GPS信号处理电路对接收到的微弱的信号进行放大和噪声抑制。中央处理单元对GPS信号进行计算和处理输出时间码和频率两类信号。频率处理单元再根据需要将基准频率信号变换为各类频率基准信号。通常根据调频数字调制器和同步解码器的需要设定。对于多节目的调频同步广播系统，要优化设计，合理配置所需要的基准源频率信号和时间信号的具体技术要求。本调频同步广播系统中采用统一和简化的频率信号类型要求，使得基准源数量大为减少，也同步减少了GPS接收天线和两者的连接电缆数量。

（二）同时延的优化设计

同相的含义是音频相位同步，要求在相干区得到的同步台音频信号时延“相同”。将广播电视中心的音频信号源传送到各同步站点，因为传输途径和解码条件的不同，使得各同步站点解码所得的音频信号也是难以延时相同。为了实现同步站点的音频同相位，采用同步编解码的方式。本系统的音频传输优化方案见图2。

图2　音频同步工作原理框图

由于我台的中心信号传输机房和发射机房在一起，采取共用基准源的方式实现音频信号的同步编解码，不是按照一台同步设备使用一台基准源的技术方案，这样极大减少了基准源的数量，也简化了系统结构。为了系统的安全稳定运行，采用了基准源备份方式。

（三）同调制的实现

对于调频同步广播来说，同调制是调频同步广播系统的关键技术，能否实现同调制必须具备两个基本因素：数字音频和DDS数字调制。调频的原理是频率的大小是由音频信号的幅度来决定的，如果是模拟音频信号，可以说任何一个音频信号经过分配处理后，都无法实现两个音频信号的幅度相同，经过调频以后必定会产生调制后的频率不相同，从而产生同频干扰，不能实现调频同步广播，因此必须采用数字音频传输。DDS数字调制是对输入的数字音频信号进行数字调制（DDS调制），这种调制方式保证了数字音频符号相同，所产生的模拟调频频率相同，实现调频的同调制。

三、多节目调频同步广播技术方案

（一）项目情况

银川市广播节目有三套，分别是100.6MHz交通音乐节目、95.0MHz都市经济节目、90.5MHz新闻综合节目，采用调频同步方式同步覆盖银川市区及所辖宁东地区。在西夏区的区党校和宁东区的市郊2km处设置同步发射站点。为了便于管理，同时配置调频同步广播的闭路监测系统。中心台三台5千瓦发射机，实际发射功率约为3.5千瓦，塔高100米，天线是8层单偶极子垂直极化。西夏同步点：三台1千瓦，12层楼顶、20米塔高，总高度80米，2层单偶极子垂直极化。宁东同步点：三套1千瓦，30米高度加25米塔总高度55米，2层单偶极子垂直极化。西夏点距离中心西边20公里，是城市调频同步补点性质。宁东点距离中心台东南方向45公里，是调频同步覆盖。同步站点示意图如图3所示。

三套节目的发射机通过三工器经馈线送至发射天线。

通过SDH双向网，采用E1格式传输音频信号和遥控遥测数据。

图3　调频同步广播同步站点示意图

（二）多节目调频同步广播技术方案

根据我台的实际情况，通过以上的调频同步广播相同方案的优化分析，三套节目（多节目）的同步站点的调频同步广播系统设计的技术方案如图4所示。从图示中可以看出，每一个同步站点只需要一个基准源，对于三套节目的同步系统来说，优化设计前需要6台基准源，6套GPS接收天线，6根连接电缆。优化了设备配置，简化了系统结构。