淺談調頻多工廣播

李泉風

摘 要：文章闡述了調頻多工廣播的基本原理以及調頻多工廣播的接收，重點闡述了高速數據廣播系統的基本原理和特點。

關鍵詞：調頻；多工；廣播；接收；數據

1 調頻多工廣播的基本概念和原理

調頻多工廣播是指在一個調頻的頻道內，除播送現有的立體聲（或單聲道）節目外，利用頻道內頻譜的較高部分，還同時播送一個或數個內容不同的節目或信息。調頻多工廣播由于其系統本身非常簡單易行，從而推進了各國各種不同系統的開發。早期的調頻多工廣播信號為模擬信號形式，近年來國際上高速數據形式的調頻多工廣播發展很快，主要有歐洲、美國和日本三種技術方式，其中西歐有較統一的格式，使用也較為普及，我國的調頻多工廣播目前有立體聲附加信道與雙節目廣播，目前調頻多工高速數據廣播系統（FMHDS）亦已進入開發和應用階段。

2 立體聲附加信道調頻廣播的接收

⑴立體聲附加信道廣播是指在一個調頻頻道內，除廣播立體聲調頻節目外，利用附加信道同時播送另一套節目。我國立體聲附加信道廣播采用FM-FM制，附加信道的副載波頻率為67KHz.調制在附加信道的音頻信號帶寬為80-6000Hz，它的電聲指標相當于通常的中波廣播節目。附加信道的音頻信號對附加信道附副載波（67KHz）的調制采取調頻（FM）方式，最大頻偏為±4KHz，預加重時間常數為50us。

對主載波進行調頻的調制信號是由立體聲復合信號和附加信道信號所組成。調制信號的頻率配置如圖所示。在這一制式中，附加信道的音頻信號先后進行了二次調頻，因而稱為（FM-FM）制。

立體聲調制信號只向左信道（右信道）輸入端輸入額定音頻信號時，由主信道信號所產生的主載波頻偏和副信道信號所產生的主載波頻偏數值相同，其最大幅值為最大頻偏（75kHz）的40%，導頻信號對主載波的頻偏為最大頻偏的10%，附加信道對主載波的頻偏為最大頻偏的10%。在立體聲附加信道廣播中，為減少立體聲節目與附加信道音頻節目信號之間的相互串音，對附加信號的音頻信號采用壓擴技術。在發射端壓縮比為2：1，即音頻信號在對附加信道副載波頻率調制之前，先把音頻信號的動態范圍經2：1壓縮處理，如把音頻節目動態范圍由0- -60dB，壓縮為0--30dB。

⑵雙節目調頻廣播的接收。雙節目調頻廣播是指在一個調頻頻道內，除播送單聲調頻節目外，再播送另一套節目，前者稱為主節目，后者稱為副節目。

我國雙節目廣播采用FM-FM制。副載波頻率為67KHz，副節目信號音頻帶寬為50-10000Hz，主要用作為中波發射臺、有線廣播站的節目源或用作少數民族語言廣播。副節目信號對副載波的調制采取調頻方式，最大頻偏為±8kHz，預加重時間常數為75us.副節目信號在進入副載波調制器之前2：1的壓縮處理。

對主載波進行調頻的調制信號是由傳送主節目的主信道與已調副載波信號組成。主載波最大調制頻偏量為±75kHz，其中主信道信號調制主載波的最大頻偏量占70%（±52.5kHz），副載波調制主載波的頻偏占（±22.5kHz）。副節目信號在調制副載波前，經壓縮比為2：1的壓縮。

3 調頻多工高速數據廣播系統

FMHDS（FM multiplex High speed Data System）系統采用DQPSK調制方式，具有17.5kbps/28kbps兩種傳輸速率，副載波頻率為70kHz。整套系統硬軟件的開發及接口協議均為國內自主完成，可以兼容現行的歐洲廣播數據系統（RDS，Radio Data System）。RDS的主要功能是自動調諧、臺名顯示，道路交通信息、廣播尋呼與自動接收等。現有的調頻廣播基帶頻譜除了可容納一套立體聲或單聲道主節目廣播信號外，上有一部分可利用的頻譜空間，可在傳送主節目的同時傳送其他的附加信息，如獲的廣泛應用的EBU RDS系統，占用57±2.4KHz的頻譜。為了兼容RDS系統，FMHDS采用的副載波為70KHz，帶寬為±9KHz。為了實現足夠大的接收范圍，且盡量小的對主信號的影響FMHDS副載波頻偏應在±4-±7.5KHz。

由于FMHDS具有較高的傳輸速率，因此具有以下特點：

⑴無需敷設有線入戶網絡，無線數據廣播網利用現有的廣播和電視發射臺，通過無線電波將信息直接送到接受點，無需敷設線路。因此僅需在發射臺增加一部編碼器，在收方加一個接收機即可，投資少，見效快，是其他信息網絡無法競爭的。

⑵運行費用與用戶數無關，數據廣播的運行費用是恒定的，與用戶數無關，這一點同典型的計算機撥號入網方式相比就非常優越，其他網絡傳輸方式中，當用戶數增加時，需要增加和增強網絡通信設備，否則就會降低網絡響應速度，甚至無法正常運行，若用戶數很大，這部分費用就會變得相當可觀。

⑶快速的點對面傳輸方式，數據廣播是一種點對面的傳輸方式，在發送時，所有的接收點可以同時收到，不必逐點傳送，所以具有很高的傳輸效率。

⑷無需占用額外的頻譜資源：目前發展的廣播多工系統都是發掘和用了現有頻帶中的空白頻譜資源，不會造成頻譜擁擠和互相影響的問題，考慮到頻譜也是一種寶貴的資源，應該充分地、合理地加以利用，這一點在國外已經引起高度重視，不合理的占用頻譜就是對資源的浪費。

⑸適合移動接收：數據廣播是一種無線傳輸方式，因此不依賴于線路端口，這對自然災害、通信線路故障或未通線路的情況是具有特別意義的。

根據以上數據多工廣播的特點，目前FMHDS的應用層開發已經在電子報紙、股票等方面完成了一些工作，特別是在股票信息的傳輸中，數據經無損壓縮后配合常用股票分析軟件，股票數據軟件的刷新率可達3次/分，達到了國內現行圖文電視股票信息系統的傳輸水平，下一步將在文件壓縮、Internet/www文件包傳送，瀏覽器用戶界面、遠程教學等方面開展工作。