劉全寧

（作者單位：廣西廣播電視技術(shù)中心南寧分中心）

調(diào)頻廣播經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。目前，其主要在城市和沿高速公路布點(diǎn)，主要的聽(tīng)眾是車載用戶。隨著私家車的迅猛發(fā)展，車載用戶的需求也在不斷增加。調(diào)頻同步廣播技術(shù)的應(yīng)用解決了等場(chǎng)強(qiáng)區(qū)的同頻干擾問(wèn)題，使得移動(dòng)收聽(tīng)者在幾十甚至上百千米的范圍內(nèi)，不用更換頻率，可以連續(xù)收聽(tīng)同一頻率所播出節(jié)目，并且音質(zhì)良好，無(wú)同頻干擾。這一技術(shù)的應(yīng)用為車載用戶提供了更加穩(wěn)定、清晰的廣播服務(wù)，滿足了他們?cè)谛熊囘^(guò)程中收聽(tīng)廣播的需求。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化，調(diào)頻廣播將會(huì)繼續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。例如，隨著5G等新技術(shù)的普及和應(yīng)用，調(diào)頻廣播的傳輸效率得到進(jìn)一步提升。同時(shí)，隨著車載用戶數(shù)量的不斷增加，對(duì)調(diào)頻廣播的需求也將不斷增長(zhǎng)。因此，調(diào)頻廣播需要不斷創(chuàng)新和完善，以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

1 調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)概述

調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)是一種用于廣播電臺(tái)的傳輸覆蓋系統(tǒng)，它主要通過(guò)調(diào)頻方式將音頻信號(hào)傳輸?shù)礁采w區(qū)域。該系統(tǒng)由多個(gè)部分組成，包括前端系統(tǒng)、傳輸鏈路和覆蓋網(wǎng)絡(luò)。其中，前端系統(tǒng)負(fù)責(zé)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)男盘?hào)格式，并進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)處理[1]。傳輸鏈路用于傳輸流的發(fā)送，確保傳輸流能夠順利抵達(dá)覆蓋區(qū)域，是傳輸碼的信號(hào)傳輸通道和主要傳輸媒介。

2 調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 信號(hào)傳輸前端

信號(hào)傳輸前端是調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)中的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)將音頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和放大，通過(guò)天線向空中發(fā)射。在信號(hào)傳輸前端，音頻信號(hào)被調(diào)制為調(diào)頻信號(hào)，通過(guò)放大器進(jìn)行放大，以便達(dá)到足夠的發(fā)射功率。在調(diào)制過(guò)程中，音頻信號(hào)會(huì)被加到一個(gè)載波上，使得載波的頻率隨音頻信號(hào)的變化而變化[2]。此外，信號(hào)傳輸前端還可能包括一些輔助設(shè)備，如濾波器、均衡器等，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和優(yōu)化，以確保信號(hào)的傳輸質(zhì)量和接收效果。由此可以看出，信號(hào)傳輸前端負(fù)責(zé)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)恼{(diào)頻信號(hào)，并通過(guò)放大和調(diào)制處理，確保信號(hào)能夠以高質(zhì)量的方式傳輸給覆蓋區(qū)域內(nèi)的聽(tīng)眾。

2.2 數(shù)字調(diào)頻同步發(fā)射系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)頻同步發(fā)射系統(tǒng)是一種將音頻信號(hào)通過(guò)調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行數(shù)字處理和調(diào)制，然后通過(guò)天線或線路將調(diào)頻信號(hào)發(fā)射出去的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是具有數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以有效地消除干擾，提高音頻信號(hào)的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性[3]。數(shù)字調(diào)頻同步發(fā)射系統(tǒng)的原理框架如圖1所示。

數(shù)字調(diào)頻同步發(fā)射系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）E1信號(hào)解碼與音頻信號(hào)源。從同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy, SDH）通道傳輸?shù)酵桨l(fā)射臺(tái)的E1信號(hào)首先經(jīng)過(guò)E1解碼器解碼，解碼后的音頻信號(hào)被用作同步激勵(lì)器的音頻信號(hào)源，這意味著解碼后的音頻信號(hào)被用作同步發(fā)射的音頻內(nèi)容。

（2）標(biāo)頻發(fā)生器與同步解碼基準(zhǔn)信號(hào)。標(biāo)頻發(fā)生器產(chǎn)生的1 pps和10 MHz標(biāo)頻信號(hào)同時(shí)供給E1同步解碼器，作為其同步解碼的基準(zhǔn)信號(hào)源。這確保了同步解碼器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的音頻發(fā)射提供了準(zhǔn)確的時(shí)序和頻率基準(zhǔn)。

（3）同步編碼與解碼確保相位同步精度，與發(fā)射臺(tái)配套運(yùn)行的信號(hào)前端的E1同步編碼器與發(fā)射臺(tái)的E1同步解碼器確保了兩個(gè)頻率的相位同步精度優(yōu)于1 μs。這意味著從編碼到解碼，整個(gè)傳輸過(guò)程中的相位保持高度一致，確保了音頻信號(hào)的準(zhǔn)確性和完整性。

（4）不同路徑之間的傳輸時(shí)延自動(dòng)調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)不同路徑之間的傳輸時(shí)延自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)須人為干預(yù)。這確保了即使在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，音頻信號(hào)也能保持穩(wěn)定的傳輸時(shí)延，滿足同步廣播的要求。

3 廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 數(shù)字調(diào)制技術(shù)

數(shù)字調(diào)制技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)恼{(diào)制信號(hào)。正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）是一種常用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有較高的抗干擾能力和頻譜利用率。OFDM的基本原理是將高速數(shù)據(jù)流分割為多個(gè)低速子數(shù)據(jù)流，然后在多個(gè)正交子載波上并行傳輸。每個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)符號(hào)可以采用不同的調(diào)制方式，如正交幅度調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）、相移鍵控（Shase-shiftkeying,PSK）等。由于子載波之間的正交性，OFDM信號(hào)具有良好的抗干擾性能。OFDM的抗干擾能力主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，由于子載波之間存在正交性，OFDM信號(hào)可以在一定程度上克服頻率選擇性衰落的影響[4]。其次，抵抗多徑干擾。在無(wú)線通信中，多徑效應(yīng)是常見(jiàn)的干擾之一。OFDM信號(hào)具有較長(zhǎng)的碼元周期，可以有效地抵抗多徑干擾。最后，抵抗符號(hào)間干擾。在高速數(shù)據(jù)傳輸中，符號(hào)間干擾是一個(gè)重要的問(wèn)題。OFDM信號(hào)采用循環(huán)前綴等措施，可以有效地消除符號(hào)間干擾。此外，OFDM還具有較高的頻譜利用率。由于子載波之間的正交性，OFDM信號(hào)可以在多個(gè)子載波上并行傳輸，從而提高了頻譜利用率。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)、高效傳輸，可以利用高速光纖、微波或衛(wèi)星等傳輸技術(shù)。本文結(jié)合廣播電視臺(tái)的實(shí)際情況選用了衛(wèi)星傳輸技術(shù)。衛(wèi)星傳輸技術(shù)的覆蓋范圍非常廣。這對(duì)于需要覆蓋廣大地理區(qū)域的廣播電視臺(tái)來(lái)說(shuō)，是一種非常有效的傳輸方式。其還具有傳輸容量大、傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，可以支持多路音頻信號(hào)同時(shí)傳輸，滿足廣播電視臺(tái)多頻道、多節(jié)目的需求。在廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)中，衛(wèi)星傳輸技術(shù)可以與其他傳輸方式配合使用，如光纖、微波等。這樣可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多元化、多路徑傳輸，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。需要注意的是，雖然衛(wèi)星傳輸技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但它也有一些局限性，如信號(hào)衰減、多徑干擾等問(wèn)題。因此，在選擇衛(wèi)星傳輸技術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行全面的評(píng)估和測(cè)試，確保其滿足廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的使用需求。

3.1.3 信號(hào)處理技術(shù)

數(shù)字信號(hào)處理（Digital Signal Processor, DSP）技術(shù)在廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)于提高信號(hào)質(zhì)量和安全性具有至關(guān)重要的作用。信號(hào)處理技術(shù)的流程如下：

首先，壓縮處理。在音頻信號(hào)傳輸過(guò)程中，數(shù)據(jù)量較大是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，DSP技術(shù)采用音頻壓縮算法，將音頻數(shù)據(jù)的大小減小，以便更高效地傳輸和存儲(chǔ)。這些壓縮算法能夠去除音頻信號(hào)中的冗余信息，并利用先進(jìn)的編碼技術(shù)，以更低的比特率傳輸高質(zhì)量的音頻[5]。通過(guò)壓縮處理，不僅可以節(jié)省帶寬資源，還能提高傳輸效率，使得廣播電臺(tái)能夠更經(jīng)濟(jì)高效地提供廣播服務(wù)。

其次，編碼處理。在音頻信號(hào)傳輸之前，DSP技術(shù)還進(jìn)行編碼處理，將原始音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合傳輸或存儲(chǔ)的格式。編碼技術(shù)能夠確保音頻信號(hào)的穩(wěn)定性和質(zhì)量，在傳輸過(guò)程中減少信號(hào)的失真和干擾。先進(jìn)的編碼算法能夠提供更高的音質(zhì)和更低的比特率，使得音頻信號(hào)在傳輸過(guò)程中保持清晰度和逼真度。編碼處理還可以根據(jù)不同的傳輸媒介和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，以適應(yīng)各種傳輸條件，確保廣播信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。

最后，加密處理。為了保護(hù)廣播內(nèi)容的安全性和防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)，DSP技術(shù)采用加密技術(shù)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行加密處理。加密技術(shù)可以將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不可讀的代碼，只有擁有相應(yīng)密鑰的接收設(shè)備才能解密并播放音頻內(nèi)容。這種加密處理可以確保廣播信號(hào)在傳輸過(guò)程中的安全性，防止信號(hào)被竊取或篡改。同時(shí)，加密技術(shù)還可以提供對(duì)廣播內(nèi)容的訪問(wèn)控制，確保只有授權(quán)的用戶能夠接收和播放廣播信號(hào)，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和用戶隱私。

3.1.4 發(fā)射臺(tái)站布局規(guī)劃

發(fā)射臺(tái)站布局規(guī)劃是廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。為了確保廣播信號(hào)的全覆蓋，需要綜合考慮地形、地貌和建筑物分布等因素，進(jìn)行合理的布局規(guī)劃。首先，應(yīng)對(duì)覆蓋區(qū)域的地形、地貌進(jìn)行詳細(xì)的分析。了解地形地貌走勢(shì)，對(duì)存在的建筑物、山脈等進(jìn)行標(biāo)注，搜集整理能夠?qū)V播信號(hào)的覆蓋范圍產(chǎn)生影響的因素。其次，結(jié)合地形地貌以及建筑物分布特征，確定發(fā)射臺(tái)站的位置和數(shù)量。在確定發(fā)射臺(tái)站的位置時(shí)，需要重點(diǎn)考慮信號(hào)傳播的路徑和覆蓋范圍，以便確保信號(hào)能夠有效地覆蓋目標(biāo)區(qū)域。在此過(guò)程中還應(yīng)考慮臺(tái)站之間的距離，避免出現(xiàn)信號(hào)干擾和重疊的現(xiàn)象。此外，還需要考慮發(fā)射臺(tái)站的供電、傳輸網(wǎng)絡(luò)等配套設(shè)施的建設(shè)，確保發(fā)射臺(tái)站能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，并滿足音頻信號(hào)的傳輸要求[6]。例如，在對(duì)發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，可以采用模擬仿真軟件對(duì)信號(hào)覆蓋進(jìn)行模擬。通過(guò)模擬不同地形、地貌和建筑物分布下的信號(hào)覆蓋情況，來(lái)優(yōu)化發(fā)射臺(tái)站的布局，提高信號(hào)覆蓋的效率和均勻性。

3.2 廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)流程

3.2.1 方案整體設(shè)計(jì)

具備一個(gè)科學(xué)的方案是建設(shè)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的前提和基礎(chǔ)，為此就需要結(jié)合廣播電視臺(tái)的整體需求來(lái)對(duì)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)方案進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。具體來(lái)講，首先要確定發(fā)射臺(tái)選址，即根據(jù)覆蓋區(qū)域和地形地貌的特點(diǎn)，選擇合適的發(fā)射臺(tái)位置。一般來(lái)講，發(fā)射臺(tái)應(yīng)設(shè)置在制高點(diǎn)或視野開(kāi)闊的地方，以便信號(hào)能夠更好地覆蓋目標(biāo)區(qū)域。在此過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮電磁環(huán)境、地理環(huán)境等因素的影響，以便確保發(fā)射臺(tái)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。其次，傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。傳輸網(wǎng)絡(luò)是廣播覆蓋系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將音頻信號(hào)從發(fā)射臺(tái)傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備。在設(shè)計(jì)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要綜合考慮信號(hào)的傳輸距離、傳輸帶寬、傳輸質(zhì)量等因素。例如，可以選擇光纖、微波等傳輸方式來(lái)確保信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。再次，選擇接收設(shè)備。接收設(shè)備是廣播覆蓋系統(tǒng)的終端設(shè)備，其主要負(fù)責(zé)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。在選擇接收設(shè)備時(shí)，要綜合考慮設(shè)備的性能、價(jià)格、適用范圍等因素。通常情況下應(yīng)選擇具有高靈敏度、低噪音、寬頻帶等特點(diǎn)的接收設(shè)備，以確保信號(hào)的接收質(zhì)量和穩(wěn)定性。最后，還要考慮其他配套設(shè)施的建設(shè)。例如，建設(shè)電力設(shè)施、通信設(shè)施、消防設(shè)施等，以確保廣播覆蓋系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全。

3.2.2 設(shè)備采購(gòu)與安裝

在設(shè)備采購(gòu)方面，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案和需求，列出所需設(shè)備的清單，包括發(fā)射臺(tái)設(shè)備、傳輸設(shè)備、接收設(shè)備等。在采購(gòu)過(guò)程中，要明確設(shè)備的規(guī)格、性能、數(shù)量等要求，并選擇合適的供應(yīng)商，簽訂合同后，按照合同約定的時(shí)間和方式進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)[7]。在采購(gòu)過(guò)程中，要與供應(yīng)商保持密切聯(lián)系，及時(shí)了解設(shè)備的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量情況。在設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行開(kāi)箱檢查，確保設(shè)備完好無(wú)損。根據(jù)設(shè)計(jì)方案和安裝要求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行布局和線路連接，確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。要注意安全操作，避免因操作不當(dāng)造成設(shè)備損壞或人員傷亡。同時(shí)，要按照規(guī)范進(jìn)行安裝，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。

3.2.3 設(shè)備調(diào)試

在設(shè)備安裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，確保各個(gè)設(shè)備能夠正常運(yùn)行。對(duì)發(fā)射臺(tái)進(jìn)行信號(hào)測(cè)試，確保信號(hào)能夠穩(wěn)定發(fā)射，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。對(duì)接收設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，確保信號(hào)能夠清晰接收，滿足聽(tīng)眾的需求。在調(diào)試過(guò)程中，要對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，確保設(shè)備的最佳性能和穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了深入研究，給出了調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并對(duì)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)方案進(jìn)行了詳細(xì)分析。從整體上來(lái)看，廣播電視臺(tái)調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)綜合性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，需要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮和評(píng)估。對(duì)此，就需要在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)規(guī)劃、合理布局、精心施工，建設(shè)一個(gè)高性能、可靠、經(jīng)濟(jì)適用的調(diào)頻廣播覆蓋系統(tǒng)，從而滿足廣播事業(yè)的發(fā)展和人民群眾的收聽(tīng)需求。