譚棟明

（重慶廣播電視技術(shù)中心，重慶 400065）

1 調(diào)頻同步廣播概述

調(diào)頻同步廣播是在特定的覆蓋區(qū)域內(nèi)采用多部發(fā)射機(jī)、使用相同的載波頻率、在有效解決覆蓋交疊區(qū)同頻干擾的基礎(chǔ)上，完成對(duì)同一廣播節(jié)目覆蓋的技術(shù)手段[1]。調(diào)頻同步廣播與傳統(tǒng)調(diào)頻廣播一樣都采用模擬立體聲格式，只是對(duì)不同發(fā)射臺(tái)站的廣播節(jié)目信源進(jìn)行一定的技術(shù)處理，加入了同步信息等數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的適配器等設(shè)備。調(diào)頻同步廣播發(fā)射系統(tǒng)，可以組建調(diào)頻單頻網(wǎng)，擴(kuò)大覆蓋區(qū)域及加強(qiáng)弱覆蓋區(qū)域、消除陰影區(qū)、減少信號(hào)覆蓋交疊區(qū)同頻干擾，有效解決廣播節(jié)目移動(dòng)收聽、節(jié)約頻率資源。特別是給城市移動(dòng)人群收聽廣播節(jié)目帶來了便利，實(shí)現(xiàn)公路、鐵路等特殊收聽場(chǎng)景的無縫覆蓋，保證用戶在不切換頻率的前提下連續(xù)不間斷地收聽廣播節(jié)目[2]。

2 系統(tǒng)背景

重慶交通廣播頻率FM95.5 MHz是重慶本地最受聽眾歡迎的廣播電臺(tái)節(jié)目，其收聽以車載用戶移動(dòng)接收為主。建設(shè)重慶交通頻率同步廣播，能更高地提高用戶收聽質(zhì)量，提升頻率品牌價(jià)值。結(jié)合收聽群體重點(diǎn)區(qū)域等因素，重慶交通廣播頻率FM95.5 MHz需要在電視發(fā)射臺(tái)、625臺(tái)、巴岳山轉(zhuǎn)播臺(tái)、永川轉(zhuǎn)播臺(tái)、長(zhǎng)壽西山發(fā)射臺(tái)建立同步發(fā)射系統(tǒng)，在5個(gè)發(fā)射臺(tái)的調(diào)頻覆蓋區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步廣播，實(shí)現(xiàn)主城及渝西片區(qū)的聽眾不需要切換接收頻率即可收聽交通廣播，且基本不會(huì)在相干區(qū)出現(xiàn)干擾。

調(diào)頻同步廣播發(fā)射系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生器、同步衛(wèi)星接收機(jī)、同步激勵(lì)器、調(diào)頻功放等設(shè)備，分布在5個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)房。由于監(jiān)測(cè)中心機(jī)房和發(fā)射臺(tái)站機(jī)房距離遠(yuǎn)，發(fā)射站點(diǎn)較為分散，給系統(tǒng)組網(wǎng)調(diào)試、日常維護(hù)管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控等工作帶來了極大的不便。因此，建立一套高效、可靠的發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)很有必要。發(fā)射機(jī)房與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸通道考慮使用基于4G/5G的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）網(wǎng)絡(luò)通道。

3 設(shè)計(jì)原理

3.1 調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)

調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)工程完成后本系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)測(cè)試以《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GY/T154—2000）為準(zhǔn)，整個(gè)調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)達(dá)到“三同”（即同頻、同相、同調(diào)制度）、“一?！保幢ＷC覆蓋范圍內(nèi)的最低場(chǎng)強(qiáng)），徹底解決調(diào)頻廣播覆蓋范圍內(nèi)發(fā)射相干區(qū)的同頻干擾問題，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，完全同步覆蓋，解決用戶同步收聽[3]。

系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)收測(cè)指標(biāo)滿足或優(yōu)于《調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GY/T 196—2003）的相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求。

兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)形成的干擾區(qū)距離不大于3 dB等場(chǎng)強(qiáng)區(qū)，即3 dB干擾區(qū)內(nèi)收聽效果不低于4分。同步效果長(zhǎng)期穩(wěn)定，即在外界電磁環(huán)境和本身發(fā)射參數(shù)（發(fā)射功率、天線參數(shù)）未發(fā)生變化的情況下，收聽效果不能發(fā)生較明顯的劣化。5個(gè)同步發(fā)射站點(diǎn)概況如表1所示。

表1 5個(gè)同步發(fā)射站點(diǎn)概況

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，將新增設(shè)備及監(jiān)測(cè)信號(hào)等整合到臺(tái)站現(xiàn)有自臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)有自臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，建立播出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過服務(wù)器能在發(fā)射臺(tái)及中心監(jiān)控機(jī)房實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過大數(shù)據(jù)挖掘?qū)υO(shè)備性能趨勢(shì)進(jìn)行分析評(píng)估。

系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心機(jī)房和各發(fā)射臺(tái)站機(jī)房?jī)刹糠纸M成，如圖1所示。

圖1 FM95.5 MHz同步調(diào)頻廣播系統(tǒng)

3.2.1 監(jiān)測(cè)中心

由監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器和位于同一機(jī)房的各監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)組成。服務(wù)器通過基于4G/5G的VPN網(wǎng)絡(luò)通道對(duì)發(fā)射機(jī)房的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集；各臺(tái)站采集各種數(shù)據(jù)信息通過VPN網(wǎng)絡(luò)傳回中心機(jī)房服務(wù)器，由服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后，通過自臺(tái)監(jiān)控軟件平臺(tái)進(jìn)行可視化顯示，并實(shí)時(shí)將異態(tài)故障及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送到監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，同時(shí)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫完成對(duì)設(shè)備參數(shù)、碼流視頻錄像等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。經(jīng)授權(quán)的局域網(wǎng)內(nèi)PC終端可以通過WEB瀏覽的方式實(shí)時(shí)地看到監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器的頁面信息，即可以看到各臺(tái)發(fā)射機(jī)運(yùn)行的主要參數(shù)。

3.2.2 發(fā)射機(jī)房

發(fā)射機(jī)房包括GPS標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器、同步衛(wèi)星接收機(jī)、同步激勵(lì)器、調(diào)頻功放等設(shè)備，通過1臺(tái)發(fā)射機(jī)采控器采集運(yùn)行參數(shù)，臺(tái)站設(shè)置1臺(tái)PC監(jiān)控終端，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本臺(tái)站系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)通過4G/5G的VPN網(wǎng)絡(luò)通道將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回到監(jiān)測(cè)中心機(jī)房服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)測(cè)。

4 具體方案

4.1 信源傳輸方式

同步廣播信號(hào)源的傳輸主要基于4種方式，即衛(wèi)星信號(hào)傳輸、有線光纖光纜傳輸、無線微波鏈路傳輸、有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸[4]。

（1）衛(wèi)星傳輸。交通廣播音頻信號(hào)已通過地球站上星，衛(wèi)星信號(hào)中已包含時(shí)標(biāo)信號(hào)，所以前端不需要音頻信號(hào)源的同步編碼設(shè)備。即通過對(duì)節(jié)目傳輸部、衛(wèi)星地球站編碼器的節(jié)目PCR參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在各發(fā)射臺(tái)增加同步GPS授時(shí)器、同步衛(wèi)星接收機(jī)實(shí)現(xiàn)信源傳輸。

（2）微波傳輸。在節(jié)目傳輸部增加同步GPS標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器和同步編碼器，在各發(fā)射臺(tái)增加同步GPS標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器、同步解碼器，通過微波網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信源傳輸。

（3）光纖傳輸、混合光纖同軸電纜（Hybrid Fiber Coax，HFC）網(wǎng)絡(luò)傳輸。根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況未建有完整的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

4.2 成本控制

考慮整體系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先要保證系統(tǒng)質(zhì)量，確保系統(tǒng)性能滿足覆蓋要求。其次要考慮系統(tǒng)整體優(yōu)化合理，統(tǒng)籌各發(fā)射臺(tái)站資源，減少投資成本，兼顧系統(tǒng)性價(jià)比。充分利用5個(gè)機(jī)房的原有可用設(shè)備，降低項(xiàng)目成本。參考目前比較成熟的技術(shù)方案，充分考慮“無人值守”臺(tái)站的設(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面需采取最先進(jìn)的解決方案、軟件設(shè)計(jì)方面需結(jié)合人工智能以及大數(shù)據(jù)分析等最新技術(shù)、設(shè)備選型需選擇技術(shù)指標(biāo)較優(yōu)和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的行業(yè)主流產(chǎn)品，系統(tǒng)在滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范的同時(shí)，能適應(yīng)未來至少5年的技術(shù)發(fā)展。同時(shí)具有一定的前瞻性和擴(kuò)展性，便于今后調(diào)整覆蓋區(qū)域等升級(jí)改造時(shí)靈活增加站點(diǎn)或設(shè)備，擴(kuò)展監(jiān)控監(jiān)測(cè)等功能。

4.3 臺(tái)站設(shè)備需求

4.3.1 電視發(fā)射臺(tái)

信源及切換系統(tǒng)保留，激勵(lì)器為兩路數(shù)字信號(hào)輸入，分別接入同步衛(wèi)星信號(hào)、切換器輸出信號(hào)。增加同步衛(wèi)星接收機(jī)2臺(tái)，100 W同步激勵(lì)器2臺(tái)。增加GPS天線、GPS授時(shí)器。

4.3.2 625臺(tái)

信源及切換系統(tǒng)保留，激勵(lì)器為一路數(shù)字、一路模擬輸入，分別接入同步衛(wèi)星信號(hào)、切換器輸出信號(hào)。增加同步衛(wèi)星接收機(jī)2臺(tái)，300 W同步發(fā)射機(jī)2臺(tái)及自動(dòng)切換一體機(jī)1臺(tái)，實(shí)現(xiàn)播出鏈路全自動(dòng)控制。原500 W發(fā)射機(jī)調(diào)用更換其他頻率的老舊發(fā)射機(jī)。調(diào)整多工器，交通頻率由107.9 MHz改為95.5 MHz播出。增加GPS天線、GPS授時(shí)器。

4.3.3 巴岳山轉(zhuǎn)播臺(tái)

信源及切換系統(tǒng)保留，激勵(lì)器為一路數(shù)字、一路模擬輸入，分別接入同步衛(wèi)星信號(hào)、切換器輸出信號(hào)。增加同步衛(wèi)星接收機(jī)1臺(tái)，1 kW同步發(fā)射機(jī)1臺(tái)。增加GPS天線、GPS授時(shí)器。

4.3.4 永川轉(zhuǎn)播臺(tái)

信源及切換系統(tǒng)保留，激勵(lì)器為一路數(shù)字、一路模擬輸入，分別接入同步衛(wèi)星信號(hào)、切換器輸出信號(hào)增加同步衛(wèi)星接收機(jī)1臺(tái)，1 kW同步發(fā)射機(jī)1臺(tái)。增加GPS天線、GPS授時(shí)器。

4.3.5 長(zhǎng)壽西山發(fā)射臺(tái)

增加同步衛(wèi)星接收機(jī)1臺(tái)，3 kW同步發(fā)射機(jī)1臺(tái)。增加GPS天線、GPS授時(shí)器[5]。

5 結(jié) 論

調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)通過單頻網(wǎng)組網(wǎng)、小功率同步發(fā)射補(bǔ)點(diǎn)等技術(shù)手段解決了同頻覆蓋問題。但究其根本，仍然無法徹底消除相干區(qū)，只能縮小相干區(qū)或通過延時(shí)調(diào)節(jié)將相干調(diào)整到非重要覆蓋區(qū)域。同時(shí)，調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，只有在組網(wǎng)調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)工作中，不斷提高技術(shù)人員專業(yè)能力，才能更好地發(fā)揮同頻廣播的優(yōu)點(diǎn)，保證廣播信號(hào)安全優(yōu)質(zhì)播出，提高用戶滿意度。