副載波技術應急廣播系統(tǒng)的應用

方 冉

（作者單位：安徽省績溪縣廣播電視臺）

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副載波技術應急廣播系統(tǒng)的應用

方 冉

（作者單位：安徽省績溪縣廣播電視臺）

摘 要：副載波技術在應急廣播系統(tǒng)中的應用，較廣泛的是RDS和SCA技術，增加了應急廣播系統(tǒng)新功能，利用智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對廣播終端的控制，從而更加方便、快捷地傳送信息。為了使應急廣播系統(tǒng)能更好地發(fā)揮作用，本文從副載波技術的調(diào)頻調(diào)制原理入手，深入分析RDS技術和SCA技術在調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)中的應用條件和工作原理，分析聲音終端和圖文終端傳送信息的優(yōu)點和劣勢，結合我國的應急廣播系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，探討加快各地采用調(diào)頻負載波技術進行應急廣播消息播發(fā)的應用系統(tǒng)建設的必要性。分析各種技術的優(yōu)缺點和工作原理，希望對研究副載波技術與應急廣播系統(tǒng)人員有一定作用。

關鍵詞：副載波技術；應急廣播系統(tǒng)；應用

1 副載波技術以及RDS、SCA技術

1.1 副載波技術的原理

應急廣播從結構上來講，主要分為發(fā)布平臺、傳輸通道、預警接收終端三大部分，其傳輸通道決定了接收終端的工作模式是調(diào)頻廣播頻段。副載波技術調(diào)頻調(diào)制原理，是通過調(diào)制信號調(diào)制載波，形成已調(diào)波的調(diào)頻信號，多路復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)。在發(fā)送端，將要傳送的信號s（i=1,2,……n）調(diào)制成特定的副載波f`（i=1,.2），然后將各路副載波合起來對LD進行直接調(diào)制。在接收端，將光電檢測管的輸出信號變頻到較低的頻段上，然后用電學的方法解調(diào)接收到的各路信號。調(diào)頻波傳送信號可以選擇在57kHz，67kHz，92kHz 等頻率上傳送數(shù)據(jù)，常用于通信、調(diào)頻立體聲廣播和電視伴音傳送系統(tǒng)，可避免干擾而提高通信質(zhì)量。目前，遠程喚醒終端的傳輸通道手段，主要是窄帶調(diào)頻應急廣播終端，主用于森林防火、漁業(yè)或大型企業(yè)自建的傳輸系統(tǒng)等，接收機靈敏度高、傳輸距離遠、節(jié)省信道資源。應急廣播具有智能控制作用，當發(fā)生緊急情況時，能將文字、圖像、聲音等信息經(jīng)過應急廣播的終端設備發(fā)送出去，讓人們及時了解事情的原委，迅速做出應急措施，避免造成更大損失。

1.2 RDS技術

RDS數(shù)據(jù)廣播是一種點對點、點對面的數(shù)據(jù)廣播形式，發(fā)展較迅速，與電視廣播、聲音廣播相并列，通過在空閑的廣播頻譜增加新的數(shù)據(jù)信道，從而不會干擾立體聲，也不會影響立體聲廣播質(zhì)量。RDS數(shù)據(jù)是世界上采用調(diào)頻副載波的技術之一，中國在1995年引進RDS技術，在深入探索和研究下，實現(xiàn)RDS的硬件編解碼和編碼，極大降低了調(diào)頻副載波終端設備的生產(chǎn)制造成本，在基于調(diào)頻副載波各種系統(tǒng)中獲得最大應用。數(shù)據(jù)流的傳輸速率為1 187.5bit/s，其基準頻率為57kHz經(jīng)過48次分頻所得1 187.5Hz的時鐘頻率，傳送4塊共104bit需要時間約87.6m/s，即每秒可傳輸148byte，除去冗余載荷，有效載荷為92 byte/s。

1.3 SCA技術

SCA廣播則是調(diào)頻廣播和輔助通信業(yè)務的結合，一般采用調(diào)頻副載波的FSK數(shù)字調(diào)制技術，載波選擇的頻率為67kHz和92kHz，這種頻率都有一定的頻偏選擇，通常67 kHz的頻偏選擇為±2kHz，92kHz的頻偏選擇為±4kHz。這種技術的核心是音頻和指令共用一個頻率，為節(jié)約資源在音頻基礎上增加指令控制，主用音頻的音頻調(diào)制波段在87 MHz～108 MHz上，指令信息調(diào)制在帶寬為67kHz的副載波頻點上。我國各級廣播電視機的調(diào)頻廣播信號覆蓋范圍非常廣泛，但調(diào)頻廣播SCA副信道一直被閑置。例如，53～100Hz的空閑頻道可以建設新的信道，進行音頻、圖文信息和廣播的傳送。所以，開發(fā)出一套基于調(diào)頻廣播SCA副信道傳輸?shù)膽睆V播系統(tǒng)，是符合我國國情的必要措施，對各種突發(fā)事件的信息發(fā)布起到關鍵性作用，應引起各方重視。

1.4 副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)的特定參數(shù)

1.4.1 載噪比

載噪比（又稱CNR）主要無調(diào)制和滿負載的副載波輸入到傳輸系統(tǒng)中，并在所規(guī)定的帶寬內(nèi)對載波功率與噪聲功率的比值進行特定，同時單位設定為dB，其公式表達為：

式中,〈i2c〉為均方載波電流，〈i2n〉為均方噪聲電流。

每個信道的載噪比為：

由此可見，載噪比CNR隨著調(diào)制指數(shù)m和平均接收光功率P0的增加而增加，隨三項噪聲的增加而減小。

1.4.2 信號失真

視頻信號失真的原因通常是和頻（ωi+ωj）與差頻（ωi-ωj）信號新頻率落在其他載波的視頻頻帶內(nèi)。一般情況下，組合二階互調(diào)（CSO）失真和組合三階差拍（CTB）失真這兩個參數(shù)表示副載波復用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)的信號失真，兩個頻率的信號相互組合。

光發(fā)射機和光接收機這種RF電路會發(fā)生非線性效應，在給定頻道上，所有可能的雙頻組合總和稱為組合二階（CSO）互調(diào)失真，這個總和通常用與載波的比值表示，并以dB為單位，記為dBc。組合三階差拍（CTB）失真是三個頻率（ωi±ωj±ωk）的非線性組合，其定義和表示方法與CSO相似，單位相同。

2 副載波技術在應急廣播系統(tǒng)中的應用

2.1 應急廣播系統(tǒng)的概述

應急廣播也稱為調(diào)頻附加信道廣播，是一種迅速快捷的信息傳輸通道，尤其是當發(fā)生重大自然災害或突發(fā)事件時，不影響語音傳輸?shù)那疤嵯拢矛F(xiàn)有調(diào)頻發(fā)射機的SCA/RDS副信道傳輸控制信號，實現(xiàn)遠程喚醒應急廣播終端，爭取在第一時間把自然災害消息或突發(fā)的社

會危害及時傳遞給人們，以免危機到人民安全和公共秩序，最大限度保證人民生命財產(chǎn)安全，將損失降到最低。

應急廣播通過調(diào)頻廣播開展的一種輔助通信業(yè)務，在現(xiàn)有的調(diào)頻廣播中利用增加附加信道來傳送各種業(yè)務信息。多數(shù)采用雙重調(diào)頻（FM-FM）體制，副載頻為67kHz 或92kHz，信號根據(jù)優(yōu)先級的高低劃分為電話應急插播信號和自辦普通信號，這種信號通過副載波技術可以控制遠程終端，主要表現(xiàn)有開機啟動、遠程插播、定時廣播、音量調(diào)節(jié)等作用，在無人值班的情況下，能迅速將終端設備投入到工作狀態(tài)。

2.2 副載波技術在應急廣播系統(tǒng)對遠程終端的控制

副載波技術能智能控制廣播系統(tǒng)中的遠程終端，通過控制信息進行遠程插播、喚醒設備、定時插播等操作。應急信息通過交換機可以傳遞信息到播出站點，也可以傳送到互聯(lián)網(wǎng)其他渠道，到達播出站點的應急信息，根據(jù)級別被傳送到智能控制機，然后經(jīng)過副載波技術處理，通過SCA和RDS的已載波到達收音機等終端設備，可以進行音量調(diào)節(jié)、插播、單獨廣播、組播等。應急系統(tǒng)的功能有：首先對終端進行編碼，根據(jù)副載波指令控制終端設備的狀態(tài)。其次，對市、鎮(zhèn)、村進行三級聯(lián)播內(nèi)容，緊急情況下，可以借助無線調(diào)頻網(wǎng)插播內(nèi)容。最后，要利用副載波指令進行遠程控制，啟動、開機和調(diào)節(jié)音量等，以免應急狀態(tài)下，影響工作效率。

值得注意的是，設備主要包括指令控制設備、智能調(diào)制設備、電話接入設備等，公共廣播系統(tǒng)很多也采用調(diào)頻副載波技術，遠程開關控制和區(qū)域地址碼及其終端編號的選擇匹配，進行建設時要對基于副載波的通信協(xié)議和終端設備編號的統(tǒng)一定義和規(guī)范，以免各個設備廠商的各種相關設備互不兼容，從而導致在應用過程中運行維護困難重重，無法正常運行使用。

2.3 應急廣播系統(tǒng)中的圖片、文字傳輸

廣播系統(tǒng)終端有音頻終端和圖文顯示終端，由于聲音具有時限性，超過一定時間后，或現(xiàn)場環(huán)境嘈雜，很難完整傳達信息，長期開放也會影響到人們的正常生活。圖文終端可以長時間工作，較完整地傳輸信息，更加方便，能與聲音終端互為補充，即使不播放聲音，通過畫面人們也能了解到信息的全貌。其操作原理是，發(fā)布應急信息經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡到達收轉(zhuǎn)控制器等終端，通過播放器播放聲音的同時，利用副載波信道發(fā)布圖文信息。聲音不一定隨時同步播出，但畫面可以24小時顯示緊急事件的發(fā)展情況，讓受眾清楚事件的進展，及時采取應對措施。在日常生活中，一些緊急的政務公開信息、或綜合服務信息等，使用圖文信息發(fā)布，圖文終端能及時有效地發(fā)揮引導、宣傳和預警作用，發(fā)揮著不可替代的作用。

3 結語

副載波技術的優(yōu)勢，可以降低設備成本，對指導和促進各地應急廣播系統(tǒng)建設具有很大促進作用。副載波技術在應急廣播系統(tǒng)的廣泛應用，首先要規(guī)范和統(tǒng)一應急廣播系統(tǒng)的技術細節(jié)，對偏遠地區(qū)的日常節(jié)目和應急廣播播放具有積極意義。由于應急廣播系統(tǒng)是有利于全國范圍的項目，所以在建設前期一定要結合當?shù)氐膶嶋H情況、建設成本和安全問題等方面出發(fā)，分析和掌握應急廣播系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點，選擇適當?shù)募夹g手段，更好地應用于應急廣播系統(tǒng)建設中，及時采取應變措施，提高處理應急事件的能力，以減少應急事件造成的損失。

參考文獻：

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