調(diào)頻同步廣播技術(shù)的實踐探索

楊 鵬

（作者單位：溫州廣播電視傳媒集團）

調(diào)頻同步廣播技術(shù)屬于單頻廣播覆蓋技術(shù)中的一種，該技術(shù)的覆蓋范圍大，同時能夠保證節(jié)目源與頻率的一致性，同步處理多個站臺發(fā)射設(shè)備。現(xiàn)階段，該技術(shù)能夠有效解決廣播移動收聽問題，使廣播收聽質(zhì)量得到進一步提升，為此，對調(diào)頻同步廣播技術(shù)進行深入分析，具備較強的現(xiàn)實意義。

1 調(diào)頻同步廣播的相關(guān)理論

調(diào)頻同步廣播能使多臺發(fā)射機具備相同的頻率，保證節(jié)目順利播出，在交疊覆蓋方式的應(yīng)用下，確保廣播信號可以覆蓋城市的所有區(qū)域。調(diào)頻同步廣播發(fā)射機制作環(huán)節(jié)相對較為簡單，同時發(fā)射機占地面積較小，不同發(fā)射機在相同頻率下，信號交疊區(qū)域也不會存在信號干擾問題，可以有效擴大覆蓋面積，不過實際播出環(huán)節(jié)還會因為以下情況的存在，對信號產(chǎn)生相應(yīng)干擾。第一，載頻頻差干擾。頻率相同發(fā)射機實際使用環(huán)節(jié)會存在不同的載頻速率，這種差異的存在，使得信號接收環(huán)節(jié)對廣播播出產(chǎn)生相應(yīng)的影響。第二，已調(diào)波相位差干擾。通常情況下，兩個發(fā)射機信號中會存在不同的相位，因此接收機接收到信號的時間也會存在差異，接收機中不同相位會疊加，造成播出內(nèi)容存在失真或延遲等不良情況。第三，已調(diào)波頻偏差干擾。對于不同的發(fā)射機，其發(fā)射的信號會有一定的偏差，同時，接收機中不同的信號會存在疊加情況，從而影響到實際的播出效果，導(dǎo)致失真情況的出現(xiàn)。

2 調(diào)頻同步廣播技術(shù)的優(yōu)勢

與以往的廣播技術(shù)相比，調(diào)頻同步廣播技術(shù)存在較大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 信息傳輸距離遠

對于調(diào)頻同步廣播技術(shù)而言，此項技術(shù)的一個重點就是實現(xiàn)同步，在不同的位置上，放置相應(yīng)的發(fā)射站點，并安裝發(fā)射機，獲得多臺發(fā)射機同步的效果[1]?；谙嗤l率下傳輸相應(yīng)信息，可以在不同地區(qū)發(fā)射機聯(lián)合參與下，實現(xiàn)信息的良好傳輸。同步傳輸?shù)倪^程中，能夠避免損失大量的信息。更為關(guān)鍵的是，在實際傳輸過程中，多個站點發(fā)射機中頻率相同的信息可以實現(xiàn)信號疊加，會使信號強度進一步增強，擴大信息傳輸距離。

2.2 信息傳播范圍廣

對于以往的廣播技術(shù)而言，其由于自身存在信號單一的現(xiàn)象，在信息實際傳輸環(huán)節(jié)，會導(dǎo)致較多信息損失，使得信息傳輸具備較強的局限性。不過，調(diào)頻同步廣播技術(shù)能夠打破這一局限性，其有多個發(fā)射站進行信息的接收，能夠有效減少信息傳輸中的損失。同時，多個站點信息同步傳輸，可以擴大信息的覆蓋范圍，從而獲得較好的收聽效果。

2.3 信息傳輸不受地形影響

以往的廣播技術(shù)，具體是以直線型的信號波傳輸單一的信號源，在這種傳輸方式下，會有效避免信息的大量損失。但是由于信號源的單一性特點，信息傳輸環(huán)節(jié)中，地形會對其產(chǎn)生較大影響，會在一定程度上干擾到信號波。簡單而言，就是信號塔或者高山等會阻擋到信號波，所以，在應(yīng)用此項技術(shù)前，對于位置偏遠地區(qū)，信號傳輸尤為困難，聽眾在收聽廣播信息上存在一定的困難，甚至無法獲得清晰的廣播信息。應(yīng)用此項技術(shù)后，能夠有效提升信號強度，從而更好地解決這一問題[1]。對于存在高山的區(qū)域，只需要將發(fā)射站點設(shè)置其中，就能避免障礙物影響到信號波，保證信息傳輸速度，降低信息傳輸損失。因此，調(diào)頻同步廣播技術(shù)能夠不受地形影響，進行信息傳輸，這一優(yōu)勢促進其在廣播領(lǐng)域得到了良好發(fā)展。

3 調(diào)頻同步廣播技術(shù)的實踐概述

3.1 技術(shù)支持

某電臺進行了調(diào)頻同步廣播覆蓋，在此技術(shù)下，基于同一頻率可以實現(xiàn)節(jié)目的統(tǒng)一調(diào)頻、同步廣播，且該電臺根據(jù)實際頻率與站點，精心組織項目。同時，在工程驗收、頻率測算及技術(shù)指導(dǎo)等方面，上級給予了大力支持，促進覆蓋項目得以良好開展。

3.2 具體實施方案

第一，系統(tǒng)設(shè)計。在具體的方案實施中，廣播電臺嚴格依據(jù)《米波調(diào)頻廣播發(fā)射機技術(shù)要求以及測量方法》，同時依據(jù)相應(yīng)技術(shù)規(guī)范等開展此項工作。規(guī)劃單頻網(wǎng)時，應(yīng)考慮接收質(zhì)量與最低場強，接收頻率場強與接收點頻譜密度會直接影響到實際的接收質(zhì)量。

第二，系統(tǒng)組成。在系統(tǒng)組成方面，主要包括兩個部分，其中一部分為音頻信號傳輸系統(tǒng)，另一部分為子站發(fā)射系統(tǒng)[2]。音頻信號傳輸主要的流程為：音頻信號自電臺播控中心發(fā)出后，會進入中間信號分配過程中，進行數(shù)字音頻壓縮編碼，隨后通過同步廣播專用的數(shù)字音頻接收機（DVB），將專業(yè)數(shù)字音頻接口標準（AES）信號輸出，最終接觸模擬的音頻信號，所有子站發(fā)射系統(tǒng)均會用到全球定位系統(tǒng)（GPS）標準頻率發(fā)射器及數(shù)字調(diào)頻同步廣播激勵器，能夠更好地進行調(diào)頻發(fā)射機的同步改造。

第三，站點選擇。對于調(diào)頻發(fā)射臺而言，其自身具備較為優(yōu)質(zhì)的資源，因此發(fā)射點放置在高速沿線與市區(qū)所在地，可以為播出安全性及設(shè)備維護提供更好的技術(shù)保障；在縣城以及山區(qū)覆蓋時，會將鎮(zhèn)級與高山站調(diào)頻發(fā)射臺作為補充，進行小功率補點。

第四，設(shè)備選型。在設(shè)備選型上，電臺選擇的是ELENOS-ETG發(fā)射機，產(chǎn)自意大利。該設(shè)備是具有同步激勵系統(tǒng)的同步發(fā)射機，并且還帶有寬帶垂直極化天線。相干區(qū)域內(nèi)，調(diào)頻（Frequency Modulation，F(xiàn)M）接收器接收到的發(fā)射機發(fā)出的調(diào)頻相對時間差指標，屬于現(xiàn)階段調(diào)頻同步廣播實現(xiàn)過程中應(yīng)重點關(guān)注的一個問題。本設(shè)計方案中應(yīng)用到了電信標準（E1）光纖傳輸信號，實際傳輸環(huán)節(jié)，編碼器兩端存在GPS時標信號，同步音頻解碼器所輸出的同步音頻信號，消除了路徑時延差。傳輸環(huán)節(jié)，各個子站共同分享網(wǎng)絡(luò)前端的路徑與傳輸設(shè)備，即便各子站有相應(yīng)的相位差，也不會存在太大的影響。不過由于主站同子站存在不同的傳輸距離，因此，需要精準地測量出音頻及子臺傳輸通道的相位差。施工過程中，應(yīng)通過音頻相位測試儀器實現(xiàn)精準測量，隨后在可調(diào)延時功能的作用下，設(shè)定出個發(fā)射機的調(diào)波時延量，保證相干區(qū)域間存在的時延差在規(guī)定范圍內(nèi)。

第五，覆蓋設(shè)計。進行相干區(qū)處理時，主要方法為：在統(tǒng)籌考慮地形條件以及站點選擇后，盡可能將相干區(qū)減小或者避免，隨后對相關(guān)區(qū)域進行天線場型控制，最終將相干區(qū)利用同步調(diào)整的方式進行消除或縮小。覆蓋環(huán)節(jié)主要的順序為：對于人口密集的區(qū)域，應(yīng)確保實際的人口覆蓋率，同時還應(yīng)保證最終的信號質(zhì)量；實現(xiàn)高速公路的無縫覆蓋，遵循以線帶面原則，保證公路沿線的有效覆蓋；隨后實現(xiàn)邊遠地區(qū)的覆蓋。方案制定過程中，需要對社會效益和經(jīng)濟效益進行統(tǒng)籌考慮，盡可能保證相干區(qū)不在人口密集地區(qū)，因此應(yīng)用單發(fā)射臺站，進行城市覆蓋[3]。由于小功率分布點這種方式不具備較高的系統(tǒng)性價比，并且無線覆蓋效率較低，因此，應(yīng)重點實現(xiàn)中、大功率覆蓋。調(diào)頻同步網(wǎng)站點規(guī)劃環(huán)節(jié)，應(yīng)對技術(shù)缺陷加以避免。實際而言，相干區(qū)就是干擾區(qū)，實現(xiàn)同步的主要目的就是減小干擾區(qū)，如果處于相干區(qū)內(nèi)，就會對實際收聽效果產(chǎn)生影響，所以設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)防止出現(xiàn)重復(fù)覆蓋問題；對于超過3個同時相干的區(qū)域進行調(diào)整，會存在較大的調(diào)整難度，而且在經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)整后，也不能完全達到理想的收聽效果，因此應(yīng)避免這種情況的 出現(xiàn)。

第六，站點設(shè)計。為保證良好的傳輸效果，應(yīng)選擇通用設(shè)計的方式，如選擇標準的傳輸網(wǎng)絡(luò)進行節(jié)目傳輸?shù)萚4]。同時應(yīng)選擇標準化設(shè)計的方式設(shè)計站點，如發(fā)射機“N+1”備份及天饋共用等，在站點的通用設(shè)計下，維護更為方便。除此之外，應(yīng)選擇寬帶天線作為實際天線，并且可以調(diào)節(jié)下傾角。為使系統(tǒng)具備較好的拓展性，可以增加頻道，進行站點擴充等，同步網(wǎng)中存在的所有站臺，可能存在多個頻道，在遠程監(jiān)控上，也應(yīng)很好地滿足系統(tǒng)拓展性要求，在遠程監(jiān)控通用設(shè)計下，系統(tǒng)會具備較好的可維護性和可靠性。

4 調(diào)頻同步廣播未來發(fā)展應(yīng)用的關(guān)注重點

通常情況下，調(diào)頻發(fā)射機至少要有兩臺，才能應(yīng)用調(diào)頻同步廣播技術(shù)，使分布在不同區(qū)域的不同發(fā)射機保持同一頻率。在該技術(shù)實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，應(yīng)不斷進行發(fā)展與突破，促進廣播技術(shù)向更好的方向發(fā)展，在未來發(fā)展中，此項技術(shù)還應(yīng)重點關(guān)注以下問題。

4.1 理論技術(shù)

對于調(diào)頻同步廣播技術(shù)而言，在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，相關(guān)人員需要對相應(yīng)理論技術(shù)進行掌握。行業(yè)中對調(diào)頻同步廣播技術(shù)有相應(yīng)規(guī)范。第一，廣播同步時實現(xiàn)同頻率。信息傳輸環(huán)節(jié)，需要有穩(wěn)定的頻率源，還應(yīng)具備相對頻差。根據(jù)相關(guān)要求[5]，通常情況下，當兩個相干波存超過10 s的差拍時，可以保證信息源的穩(wěn)定性。第二，調(diào)頻同步廣播技術(shù)實際應(yīng)用中，存在干擾的區(qū)域內(nèi)，信息源節(jié)目應(yīng)保持同相。若沒有達到這一要求，會損失相應(yīng)信息，出現(xiàn)失真情況。例如，如果是單聲道廣播，信號低于3 kHz，此時兩個相干擾的信息波的時差不會超過10 μs，這種情況下，能夠保證不會存在嚴重的信號失真情況。若為5 kHz的信號，信號失真不會超過5%。對于場強而言，交疊覆蓋區(qū)域內(nèi)，需要有最低可用場強。避免多種不良因素影響信號強度，應(yīng)將最低場強進行提升，使其超過接收門限；同時可以應(yīng)用垂直極化天線，盡可能地將發(fā)射臺距離縮短。

4.2 信息網(wǎng)絡(luò)維護

在未來調(diào)頻同步廣播技術(shù)發(fā)展環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)該對多方面內(nèi)容進行考慮與探索。信息化時代出現(xiàn)了較多的新型技術(shù)，要促進調(diào)頻同步廣播技術(shù)的發(fā)展，需要積極應(yīng)用信息化技術(shù)。在廣播信息實際傳輸環(huán)節(jié)，應(yīng)用調(diào)頻同步廣播技術(shù)，能夠確保不同位置均有發(fā)射站點與發(fā)射機的存在，在這些發(fā)射機與發(fā)射站點的協(xié)同配合下，構(gòu)建成了完整的廣播信息網(wǎng)絡(luò)，這時需要對所有網(wǎng)絡(luò)站點進行維護，利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實現(xiàn)智能化管理。例如，維護新型發(fā)射設(shè)備時，可以查看并管理相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，遠程遙控的同時，還能進行功率設(shè)置等操作。在實際維護環(huán)節(jié)，要確保調(diào)頻同步廣播技術(shù)的良好應(yīng)用，更加穩(wěn)定、安全地進行信息 傳輸。

4.3 提高節(jié)目質(zhì)量

調(diào)頻同步廣播除了將重點放在技術(shù)創(chuàng)新上，還應(yīng)關(guān)注在節(jié)目中的突破與發(fā)展，只有這樣才能更好地滿足時代發(fā)展要求，廣播工作人員也應(yīng)不斷提升自己節(jié)目制作的專業(yè)水平。接收廣播信號時，經(jīng)常會出現(xiàn)信號干擾的情況[6]，若想進一步提升節(jié)目質(zhì)量，要從科學(xué)、合理的廣播技術(shù)入手，通過應(yīng)用先進的技術(shù)，防止不良情況的出現(xiàn)。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)不斷加強學(xué)習，更好地應(yīng)用多樣化的廣播技術(shù)，提升技術(shù)應(yīng)用水平。此外，為獲得更高的節(jié)目質(zhì)量，還應(yīng)科學(xué)應(yīng)用調(diào)頻同步廣播技術(shù)，保證其具備較好的暫態(tài)響應(yīng)，并結(jié)合實際情況，設(shè)置站臺站點。針對于相干區(qū)移動，需要做好檢驗工作，保證相干區(qū)位置符合設(shè)計要求。若存在不符合情況，應(yīng)對ERP進行調(diào)節(jié)，保證相干區(qū)位置處于最佳區(qū)域，提升節(jié)目質(zhì)量效果。

5 調(diào)頻同步廣播技術(shù)發(fā)展方向

5.1 數(shù)字化方向發(fā)展

現(xiàn)階段，“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下數(shù)字化技術(shù)不僅得以廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度也逐漸加快，特別是數(shù)字信號處理器，逐漸向高性能、高質(zhì)量的方向邁進，已經(jīng)獲得了較大應(yīng)用成就。這種情況下，出現(xiàn)了超高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及直接數(shù)字頻率合成器等，兩者的廣泛應(yīng)用使得我國無線通信行業(yè)得到不斷創(chuàng)新，從整體上提升了廣播技術(shù)發(fā)展水平?；诋斍鞍l(fā)展情況，數(shù)字化調(diào)頻同步廣播發(fā)射機也逐漸朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，應(yīng)用日益廣泛，進一步提高了調(diào)頻同步廣播音質(zhì)。并且，在直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Synthesis，DDS）和數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing，DSP）技術(shù)的良好應(yīng)用下，相關(guān)人員通過應(yīng)用相關(guān)軟件，使音頻信號實現(xiàn)了立體聲。此外，可以通過相關(guān)軟件實現(xiàn)FM調(diào)制，使發(fā)射機更為可靠、穩(wěn)定。從中可以看出，調(diào)頻同步廣播具備良好的數(shù)字化發(fā)展前景。

5.2 網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

當前，發(fā)射機數(shù)量逐漸增多，分布也日漸廣泛，這種情況下，會進一步強化音質(zhì)以及抗干擾能力。不過廣播電臺在發(fā)射機管理與具體維護上仍存在一定的不足，會直接影響到信號發(fā)射效果，因此，需要重點對發(fā)射機管理進行研究，探究有效的維護手段?，F(xiàn)階段，新型調(diào)頻同步廣播發(fā)射機順勢而生，并具備較多的優(yōu)勢，具有遙控遙測軟硬件接口，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，促進調(diào)頻同步廣播技術(shù)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

6 結(jié)語

調(diào)頻同步廣播技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，包括信息傳輸距離遠、信息傳播范圍廣以及信息傳輸不容易受影響，進一步提升了無線廣播網(wǎng)的性能，使其覆蓋面上得以進一步擴大。在該技術(shù)實踐環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)做好各環(huán)節(jié)設(shè)計工作，以保證此項技術(shù)作用得以充分發(fā)揮。在未來發(fā)展中，還應(yīng)該重點關(guān)注理論技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)維護以及節(jié)目質(zhì)量提高等方面的內(nèi)容，更好地促進調(diào)頻同步廣播發(fā)展。