調頻同步廣播技術在長江的應用與發展

王玉軍

摘 要：本文介紹了調頻同步廣播技術在長江水上交通安全廣播電臺的使用現狀，通過調頻同步廣播在長江電臺應用中的優缺點進行分析，并針對調頻同步廣播的改進建議進行探討。

關鍵詞： 調頻同步廣播；GPS；數字激勵器

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0018-02

隨著我國通訊廣播事業的發展，頻率資源緊缺、跨區域接收同一套節目困難等問題日趨嚴峻，為此，廣播界開始采用調頻同步廣播技術進行覆蓋；調頻同步廣播是一項能使多個發射臺站的發射機采用同一頻率、同一節目源“同步”工作，實現大范圍廣播覆蓋的技術。采用調頻同步廣播系統，可以有效地解決廣播移動收聽、減少信號交迭區干擾、提高廣播收聽質量、節約頻率資源和加快廣播專業化發展，特別是給公路干線、沿江沿海交通區域內的移動人群收聽帶來便利；同時，還可節約電臺投資、節約電臺運行成本、提高廣播網絡安全性、減少電磁污染等。

1 調頻同步廣播技術概述

廣電總局于2000年制定了相關標準GY/T 154—2000《調頻同步廣播系統技術規范》，標準的核心是規定了實現“三同”：（1）同頻：相對頻差≤1×10ˉ9；（2）同相：傳輸時延差≤10μs（單聲），5μs（立體聲）；（3）同調：調制度偏差限制在約5%以內。這是保證單頻網正常運行的必要條件。在實際調整中還要有“一保”，即保證可用場強。可以通過采用全數字化的立體聲編碼調制器，精確地實現上述要求，解決模擬FM調制無法解決的相鄰發射機調制度精密相等問題。

調頻同步廣播系統由信源接收部分、音頻延時部分、發射機部分和運程監控組成。從電臺發出的廣播音頻信號，采用音頻編碼器調制后通過傳輸線路送到各地的調頻廣播發射基站，各地發射基站通過GPS衛星定位，實現時間上的高精度統一，通過調制到播出信號內容中，數字FM同步廣播發射機采用調頻數字激勵器，直接將傳輸網絡送來的數字信號進行濾波、預加重、延時、導頻產生、立體聲編碼等全數字處理，再由直接數字合成技術將信號調制輸出，GPS數字標準頻率發生器同步整個系統，經由功率放大器、調頻天線在交疊區域實現高質量、無干擾接收和無縫覆蓋。

調頻同步廣播的核心技術之一是完成前端同步激勵及音頻信號的傳輸，必須采用第三方傳輸鏈路來實現，目前的主要方式有衛星、微波、光纖三種，具體根據臺站條件和實現目標選擇，長江水上交通安全廣播電臺調頻同步廣播使用的是光纖傳輸方式。除了傳輸之外的另一個主要技術是調頻同步的實現方法，即每個發射點通過GPS衛星定位，實現時間上高精度統一，通過調制到播出信號內容中。

2 調頻同步廣播在長江電臺的使用現狀

長江水上交通安全廣播電臺（簡稱長江電臺）成立于2004年5月1日，是交通運輸部指定的唯一為長江航行船舶播發各類航運安全信息的公益性廣播電臺。其主要職責是代表長江航運安全主管部門發布安全預警、水位、氣象、航道、水上水下施工作業等各類航行安全信息，宣傳航運交通政策法規，通報長江水上安全形勢，普及航運安全知識等。

長江原有甚高頻廣播通過設置在長江全線49座甚高頻無線基站，用8組不同的頻率播發安全信息聯播，由于該甚高頻廣播占用了多個水上通訊頻道，且船舶在收聽廣播時占用了甚高頻通訊設備，影響了安全通訊，存在安全隱患。而采用調頻同步廣播技術能夠充分利用現有頻率資源，使全長江使用同一頻率進行廣播，極大的釋放了頻率資源，因此，調頻同步廣播就這樣在長江電臺誕生了。

該同步廣播系統于2009年6月立項、2010年6月起進入試運行階段，使用頻率160.65MHZ、在CH1頻道每天播出14小時，播發范圍為宜賓到上海2800多公里的長江干線。

長江全線安裝了39座調頻同步廣播基站，均采用gps信號校時，達到全線廣播信號同步，即使在相鄰兩個基站的信號交叉覆蓋區域也不會出現聲音不同步現象。音頻信號的傳輸采用數字信號通過2M線路傳輸。數字調頻同步廣播音頻信號通過信息臺的同步音頻編碼器進行了同步和加密，在各基站接收端通過同步音頻解碼器進行解碼，輸出同步音頻信號，然后通過激勵器及天饋系統發送出去。在此傳輸過程中即使插入了非法信號，也因為沒有加密而無法被正常解碼，不能在同步音頻解碼器端輸出信號，所以不能發送出去，此方法能保證音頻廣播的安全。

3 調頻同步廣播的優缺點

調頻同步廣播第一個優點是解決了長江全線范圍內的功率覆蓋問題，使用小功率密集布點，廣播頻率分區覆蓋、使處在航行中的船舶能正常收聽。

另一個優點是建網容易、建網費用低、投資回收快、聽眾無需更換接收機，同時一些發射點、天饋系統、傳輸鏈路等設施設備，將來數字化廣播實現時可以繼續使用，不會重復投資造成浪費。

再次是易于規劃，提高頻譜利用率，消除陰影區，在改善場強不均勻度方面，使用低高度垂直極化天線，極大地減小對空輻射和根部近場輻射，節約能源，滿足電磁環境衛生標準，避免對航空頻段造成干擾。

缺點也是顯而易見的：（1）因調頻廣播處于VHF波段的中間（87MHZ-108MHZ），電波的傳播途徑是視距傳播，極易因高層建筑物反射而形成多徑干擾；（2）在重疊服務區信號失真；（3）覆蓋區域越大，實現調頻同步廣播的技術難度越大。（4）設備管理和維護也會導致問題，如果在大的區域發射臺站較多，設備管理、設備技術指標的維護則存在一定的難度。一方面是本身的技術缺陷，相干區的技術處理難度大，并且這種情況不可避免，另外在管理和維護方面不集中，造成設備安全運行保障性不夠強。

4 針對長江電臺調頻同步廣播的改進建議

作為調頻同步廣播的使用者，為了提高調頻同步廣播系統的性能，特提出以下改進建議：

一是現有基站還未能完全覆蓋長江全線，可以充分利用地形地貌，選擇合適的地點建站，做到無縫覆蓋。

二是部分基站發射功率與海事專用甚高頻頻道信號存在干擾，一方面受重疊相干區影響；另一方面是天線安裝方位和高度的原因，可以選用方向性強的定向天線解決。

三是對相干區的處理辦法：首先通過選擇有利的地形條件避免或減小相干區；其次是通過天線場型控制相干區；最后通過同步調整縮小或消除相干區。

四是加強對長江沿線無人值守發射臺站的監控，可以建立高效的數字調頻同步廣播遠程監控系統，該系統由監控中心服務器和發射機房數據采集控制設備兩部分組成。采用GPRS的APN網絡技術，通過局域網TCP/IP傳輸數據，能夠實現以下功能：發射機房的設備運行實時采集數據顯示和控制；分析控制、自動記錄保存和診斷報警；發射系統自動和手動開關機；發射機參數調整；發射系統自動報警；提供歷史數據、實時數據和報警數據查詢和打印報表；權限和安全管理；手機短信采集數據和開關機控制等。通過對發射臺站工作數據的實時采集、工作狀態的實時控制和故障報警的及時處理， 大大提高了同步覆蓋工作的效率和智能化管理水平。

5 結束語

調頻同步廣播系統在長江電臺試運行以來，取得了令人矚目的成效，極大的提高了節目的覆蓋人群和收聽效果，方便船員收聽安全信息節目。但是，要發揮調頻同步廣播的作用，還必須解決好自身建設的問題，一方面要培養適應通訊發展的人才隊伍；另一方面是保持暢通的光纖傳輸網絡和完善的廣播基礎設施，只有這樣才能實現調頻同步廣播信號的全線覆蓋，使之更好的服務于長江水運交通、服務于廣大船員朋友。

參考文獻：

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