中波同步廣播單頻覆蓋干擾分析與解決方案

在歐洲、美國等國家，中波廣播正逐步步入DRM時代，數(shù)字中波廣播具有節(jié)約發(fā)射功率（同等覆蓋范圍，DRM發(fā)射功率可低6dB）和節(jié)約頻譜的能力（更適宜同步網(wǎng)運行），同步廣播應(yīng)用需求明顯。在國內(nèi)，DRM還處于實驗階段，但近2年，正逐步開展中波廣播作為應(yīng)急廣播系統(tǒng)的應(yīng)用，單頻同步廣播網(wǎng)更有利于中波廣播在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中發(fā)揮作用和效益。本文在總結(jié)工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對中波同步廣播的單頻覆蓋進行干擾分析并提出合理方案，提高收聽質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】中波 同步 覆蓋 干擾分析 解決方案

中波同步廣播技術(shù)是中波廣播進行多區(qū)域、大面積覆蓋的有效手段，單頻覆蓋技術(shù)就是將傳統(tǒng)的二個或二個以上頻率變成一個頻率的單頻覆蓋網(wǎng)，單頻同步網(wǎng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)頻率資源的大幅度節(jié)約，也可提升廣播信號的質(zhì)量，減少能源的過度使用，減少因大功率發(fā)射造成的電磁干擾，讓整個中波廣播的電磁環(huán)境得到了有效改善。

1 目前進行中波同步廣播單頻覆蓋過程中出現(xiàn)的干擾問題

中波同步廣播單頻網(wǎng)是共用一套節(jié)目源，將音頻傳輸?shù)讲煌攸c的發(fā)射臺，各臺所發(fā)射的頻率一致，并且節(jié)目也均在同一時間播出，在預(yù)定區(qū)域內(nèi)覆蓋。中波同步廣播要求各個發(fā)射臺載波頻率差控制在0.015赫茲之內(nèi)，526.5～1606.5千赫茲范圍內(nèi)的精度控制在1～3×10-8赫茲。同時，要求同相和同調(diào)制度，不同發(fā)射臺已調(diào)波信號到交叉覆蓋區(qū)延時在66.7μs內(nèi)，調(diào)制度偏差低于15%。下面就中波同步廣播單頻覆蓋過程中出現(xiàn)的干擾問題進行分析。

1.1 發(fā)射中易出現(xiàn)差拍現(xiàn)象

差拍現(xiàn)象，即截頻衰落，造成差拍現(xiàn)象的原因主要是各發(fā)射臺的儀器參數(shù)即使是相同的，但發(fā)出來的信號卻永遠做不到完全相同，在載頻信號的發(fā)射過程中，如果信號產(chǎn)生較小的差△f時，聽眾作為接收信號的主體會從聽覺上感受到；當這個差值大于20赫茲時，聽到的節(jié)目發(fā)出的連續(xù)差頻叫聲即為差拍現(xiàn)象；當這個差值小于20赫茲時，信號頻率會超出人們的聽覺下限，聽眾耳中感覺的聲音變得顫抖、斷續(xù)、衰落。差拍現(xiàn)象導(dǎo)致聲音的質(zhì)量變差。衡量差拍現(xiàn)象是否在控制范圍之內(nèi)采用T=1/△f來表示，聽眾可接受的緩慢差拍需T≤66.7s（△f≤0.015Hz），如表1所示。

1.2 傳輸過程中出現(xiàn)駐波

在發(fā)射信號載頻完全相同的情況下，處于靜止的聽眾收聽效果較佳，完全沒有時域上的差拍以及衰落的現(xiàn)象。但是因為電波既橫向傳輸，也縱向傳輸，在交疊區(qū)會存在駐波的現(xiàn)象，此現(xiàn)象一旦發(fā)生，該區(qū)域內(nèi)，靜止的聽眾雖然無法明顯感受到信號的強度變化，但移動過程中的聽眾會很清楚的感受到信號強度的強烈變化，出現(xiàn)顫抖、起伏、衰落和差拍現(xiàn)象，音質(zhì)變差。

1.3 傳輸鏈路產(chǎn)生延時干擾

信號源是通過不同的路徑傳輸?shù)讲煌陌l(fā)射臺上，由于距離不同，延時量就有對應(yīng)的差距，這種延時現(xiàn)象被稱為鏈路延時。傳輸路徑的不同導(dǎo)致鏈路延時具有很強的時變性，不同位置的發(fā)射臺、不同高度的天線，也會造成鏈路延時現(xiàn)象。相位差和載波周期之間的關(guān)系直接影響廣播的音效質(zhì)量，當前者大于后者時，接收信號在聽眾的耳朵里會表現(xiàn)為音質(zhì)不好，音效模糊，也即為失真。鏈路延時產(chǎn)生的干擾是必須要注意的問題，也是提高廣播質(zhì)量必須要解決的問題。

2 中波同步廣播單頻覆蓋針對干擾問題的解決對策

2.1 對單頻覆蓋實現(xiàn)同頻

中波同步廣播防止單頻覆蓋干擾產(chǎn)生的首要方法就是實現(xiàn)調(diào)幅波的同頻，目前中波同步廣播采用的基準頻率源多來自GPS系統(tǒng)（精度量級達到10-13），根據(jù)GPS對恒溫的晶振進行調(diào)節(jié)，保證輸出信號的精度。即便在GPS出現(xiàn)故障時，也可用單片機算法實現(xiàn)信號的長期穩(wěn)定，中波同步廣播無論是節(jié)目的播出單位還是信號的發(fā)射單位都是要用GPS給系統(tǒng)提供頻標，將信號頻率穩(wěn)定性大大提升（量級達到10-11），實現(xiàn)信號同頻。

2.2 對單頻覆蓋實現(xiàn)同相

調(diào)幅波的同相是除同頻外，最重要的要求，可以在很大程度上保證信號的傳輸準確性，因為廣播中傳輸?shù)亩际且纛l的信號，并且經(jīng)常會在傳輸過程中出現(xiàn)鏈路延時的現(xiàn)象，會直接造成包絡(luò)衰落的故障，在橫縱波交叉的區(qū)域上發(fā)生相位差。保證信號的調(diào)幅波是同相的可以在很大程度上避免廣播單頻覆蓋的干擾產(chǎn)生，同步廣播單頻網(wǎng)也應(yīng)采用延時自動進行同步的技術(shù)，同步技術(shù)中包括同步的音頻編碼器以及同步的音頻解碼器，這是整個同步廣播單頻網(wǎng)中最為核心的設(shè)備，也是保證同相的基礎(chǔ)。

2.3 實現(xiàn)同調(diào)制度

想解決中波同步廣播單頻網(wǎng)的干擾問題，實現(xiàn)同頻同相還遠遠不夠，還要做到同調(diào)制度，也就是保證各發(fā)射臺已調(diào)波的調(diào)制度一致。中波同步對于調(diào)制度的要求不高，不同調(diào)制度的兩個已調(diào)波進行疊加，整個波形沒有失真。在橫、縱波交叉區(qū)域內(nèi)，移動過程中的信號接收者，只要保證調(diào)制度偏差在15%的范圍內(nèi)，是不會影響收聽效果的。

2.4 同步功能的音頻編碼器與解碼器

系統(tǒng)同步音頻編碼器根據(jù)廣播音頻的傳輸特點與需求進行設(shè)計，同步編碼器處于節(jié)目中心模塊的音頻傳輸鏈路之前，作用在于對播出節(jié)目進行壓縮和編碼，生成節(jié)目信息表與TS碼流，根據(jù)GPS時間信息插入時間戳與下行控制參數(shù)。各發(fā)射臺在接收到碼流信號后，由同步音頻解碼器復(fù)用TS碼流并完成音頻的壓縮解碼等工作，根據(jù)本地時間戳信息、GPS時間信息測量傳輸延時，自動完成延時補償和輸出。通過同步解碼器可克服音頻鏈路的延時與射頻載波的延時。

通過上述，經(jīng)過對中波同步廣播單頻網(wǎng)的干擾分析發(fā)現(xiàn)，干擾有差拍現(xiàn)象、駐波現(xiàn)象以及延時等現(xiàn)象。同步單頻網(wǎng)中，多使用GPS時鐘源作為各發(fā)射臺與節(jié)目中心的頻率基準，保證載波信號的高質(zhì)量和穩(wěn)定性，有效將解決干擾問題，實現(xiàn)調(diào)幅波的同頻、同相以及同調(diào)制度，實現(xiàn)頻率資源的合理化使用。

3 結(jié)束語

通過本文的分析、研究，結(jié)合工作實際，總結(jié)了中波同步廣播單頻網(wǎng)組網(wǎng)建設(shè)中出現(xiàn)的常見問題，并給予應(yīng)對措施，供同行也技術(shù)人員參考。

參考文獻

[1]應(yīng)毓海.中波同步廣播單頻覆蓋網(wǎng)的干擾場分析[J].合肥學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（01）：59-62.

作者簡介

劉向陽（1972-），男，河南省滑縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為河南省新聞出版廣電局104臺高級工程師。研究方向為廣播電視無線覆蓋。

李廣強（1983-），男，河南省濮陽市人。研究生。現(xiàn)為河南省新聞出版廣電局104臺助理工程師。研究方向為廣播電視無線覆蓋。

作者單位

河南省新聞出版廣電局104臺 河南省鄭州市 450000