基合北斗增強(qiáng)系統(tǒng)技術(shù)在廣播上應(yīng)用

楊明臣

我國的無線廣播數(shù)字化幾乎已涵蓋了所有領(lǐng)域，曾經(jīng)AM調(diào)幅廣播和FM調(diào)頻廣播等音頻廣播在我國一段時期內(nèi)風(fēng)靡流行，但隨著音頻廣播頻段的數(shù)字化發(fā)展滯后，除了駕車或戶外網(wǎng)絡(luò)信號不方便時才會想起聽音頻廣播。面對網(wǎng)絡(luò)等新媒體的崛起，廣播新聞變得受眾面變窄，影響力弱化，收聽率下降。廣播與報紙、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體相比，媒介形式陳舊，傳播手段單一，本身已處于劣勢。再加上廣播線性傳播的特點(diǎn)，使聽眾難以自由選擇節(jié)目；廣播聲音稍縱即逝，不易保留；廣播受技術(shù)因素制約，導(dǎo)致收聽清晰度較低，難與其他媒體，甚至難與MP3、MP4等現(xiàn)代音響器材抗衡；廣播只聞其聲，不見其形，難以構(gòu)成視覺沖擊力；廣播沒有文字，同音字詞難以辨別，收聽時容易混淆音義，甚至產(chǎn)生歧義。在新媒體畫面、聲音、文字三種手段同時俱備，各種手段可以交互印證、交互忖托、交互輝映的比忖之下，廣播原來的優(yōu)勢被大幅度削弱，原來的影響力被多方面取代。廣播新聞也從原來擁有最廣泛受眾的優(yōu)勢地位，跌落到現(xiàn)在只擁有部分聽眾，只占據(jù)某幾個時段的相對弱勢地位。

我國調(diào)頻廣播技術(shù)發(fā)展，廣播頻率為87.5-108MHz，可以在300KHz頻寬內(nèi)不停播原有模擬調(diào)頻廣播的同時，在同一頻道里播出數(shù)字廣播信號。該技術(shù)系統(tǒng)性能超越了國際上其他的主流數(shù)字音頻廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基于TDO-IBOC核心技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字廣播系統(tǒng)稱為CDRadio。限定在300KHz頻帶范圍內(nèi)（帶寬）和原有模擬FM信號頻譜重疊共存，這一技術(shù)類似于自然界的共生現(xiàn)象。以共生調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播傳輸技術(shù)（即CDRadio）為研發(fā)方向。主要項目CDRadio技術(shù)，是目前全球唯一能夠在廣播信號FM的頻譜內(nèi)，進(jìn)行數(shù)模同播的技術(shù)。融合了北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和共生調(diào)頻數(shù)據(jù)廣播技術(shù)，誕生了基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（即Kinhood System）。主要原因是它能夠與現(xiàn)有模擬FM廣播“帶內(nèi)同頻”播出，實現(xiàn)了數(shù)模同播，使調(diào)頻廣播從模擬到數(shù)字平滑過渡，以實現(xiàn)調(diào)頻波段的數(shù)字化應(yīng)用。

鶴崗調(diào)頻廣播現(xiàn)有三套，其中有生活文藝廣播；交通廣播；綜合廣播臺，利用現(xiàn)有的調(diào)頻廣播技術(shù)通過創(chuàng)新的CDRadio技術(shù)與北斗導(dǎo)航定位及新媒體的結(jié)合，幫助廣播業(yè)創(chuàng)新服務(wù)、創(chuàng)新節(jié)目、創(chuàng)新商業(yè)模式，使廣播電視臺逆流而上、煥發(fā)新的生機(jī)。

本系統(tǒng)的核心技術(shù)CDRadio或許能夠使廣播電臺打破行業(yè)的壁壘，成為業(yè)內(nèi)創(chuàng)新和跨領(lǐng)域應(yīng)用的模范。目前通過創(chuàng)新的CDRadio技術(shù)與北斗導(dǎo)航定位及新媒體的結(jié)合，幫助廣播業(yè)創(chuàng)新服務(wù)、創(chuàng)新節(jié)目、創(chuàng)新商業(yè)模式，使廣播電視臺逆流而上、煥發(fā)新的生機(jī)。CDRadio搭載后產(chǎn)生的頻率資源，廣播電臺完全能夠加以利用。這會為廣電帶來廣闊的業(yè)務(wù)拓展和升級空間，可用于數(shù)模同傳、內(nèi)容運(yùn)營和廣告收入。在廣電不增加任何成本、不占用任何頻道資源、也不干擾現(xiàn)有FM調(diào)頻信號的前提下，能有效利用現(xiàn)有資源進(jìn)行模式創(chuàng)新，開辟全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

一.CDRadio搭載在調(diào)頻廣播數(shù)模同播的技術(shù)

1.調(diào)頻技術(shù)參數(shù)

北京吉兆GME1F33B型FM3kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)主要由激勵器、RF功率放大系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)和電源部分組成。發(fā)射機(jī)具有性能穩(wěn)定可靠、MOSFET全固態(tài)技術(shù)和模塊化設(shè)計理念，對功率放大器、激勵器、電源都有并聯(lián)冗余設(shè)計，具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)、完善保障設(shè)備安全運(yùn)行。

輸出功率 3KW

RF輸出阻抗 50歐

頻率穩(wěn)定性 +-1ppm（-10～50°）

音頻輸入接口 XLR，平衡或不平衡

音頻輸入阻抗 600歐（平衡）

頻率響應(yīng) ±0.5dB（30Hz～15KHz）

FM信噪比 ？70 dB

左右聲道分離度 ？40 dB，100%調(diào)制（30Hz～15KHz）

左右通道電平差 ≤ 0.4dB

設(shè)備運(yùn)行接口能滿足CDRadio技術(shù)指標(biāo)要求.

2.CDRadio技術(shù)支撐

目前國內(nèi)調(diào)頻廣播實際占用頻寬為300KHz，即數(shù)模同播技術(shù)需要在300KHz頻寬內(nèi)實現(xiàn)。一種新的模數(shù)時域混迭帶內(nèi)同頻（Time Domain Overlapping—In Band On Channel，TDO-IBOC）廣播技術(shù)，可以在300KHz頻寬內(nèi)不停播原有模擬調(diào)頻廣播的同時，在同一頻道里播出數(shù)字廣播信號。該技術(shù)系統(tǒng)性能超越了國際上其他的主流數(shù)字音頻廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基于TDO-IBOC核心技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字廣播系統(tǒng)稱為CDRadio。CDRadio在調(diào)頻廣播使用，帶內(nèi)同頻，我國調(diào)頻電臺廣播頻率為87.5-108MHz，限定在300KHz頻帶范圍內(nèi)（帶寬）和原有模擬FM信號頻譜重疊共存，這一技術(shù)類似于自然界的共生現(xiàn)象。

北斗基準(zhǔn)站接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的信號，獲得高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)，輸送到基合導(dǎo)航系統(tǒng)；帶有CDRadio基帶芯片的接收設(shè)備解調(diào)出數(shù)字廣播，與此同時交通路況、圖文廣告等其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也輸入到CDRadio激勵器。通過一個合路器將FM激勵器與CDRadio激勵器的信號合成到一起，輸送到發(fā)射機(jī)功放輸入端，發(fā)射機(jī)把承載數(shù)字（數(shù)據(jù)）和模擬調(diào)頻廣播兩種內(nèi)容的混合信號通過天線發(fā)射到空中，數(shù)字信號與模擬信號的功率比為1：100左右，兩者覆蓋半徑相同。各種基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收設(shè)備同時解調(diào)出數(shù)字廣播和模擬廣播信號，根據(jù)自己的需求篩選出所需要的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)北斗衛(wèi)星高精度定位、授時、智能交通導(dǎo)航、精準(zhǔn)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航、形變監(jiān)測、災(zāi)難預(yù)警、交通路況報道等功能。發(fā)射端在時域上將OFDM符號完整重復(fù)一遍（即100%循環(huán)前綴），然后和FM調(diào)頻信號直接進(jìn)行疊加混合發(fā)送。

在接收端，我們的自主專利技術(shù)可以對混合信號進(jìn)行有效分離，還原出FM和OFDM信號，在接收端基合接收芯片或基合接收模組接收該混和模擬信號后解調(diào)出數(shù)字信號。獲得基準(zhǔn)站的差分?jǐn)?shù)據(jù)。將其輸出給高精度模組。從而在各類終端上實現(xiàn)高精度導(dǎo)航，定位或授時。

3.CDradio廣播技術(shù)的性能優(yōu)勢

FM頻段信號具備覆蓋范圍廣，穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)。具備超強(qiáng)的抗多徑性能；充沛的|s|free區(qū)間既可顯著仰制高斯噪聲；短OFDM Symbol。設(shè)計實現(xiàn)了更快信道跟蹤。滿足高移動性能要求。獨(dú)立的同步頭設(shè)計。使窄帶信號有優(yōu)秀同步性能。更強(qiáng)的接收靈敏度可達(dá)到負(fù)-127dbm。

（1）優(yōu)化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用支持CDRadio

CDRadio廣播技術(shù)特別針對現(xiàn)代數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)計。不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用可以獨(dú)立配置其物理層傳輸參數(shù)，并且實現(xiàn)了透明傳輸通道。可以傳輸任何格式的數(shù)據(jù)內(nèi)容。最多支持8路獨(dú)立數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)透傳通道，可分別用于衛(wèi)星導(dǎo)航差分?jǐn)?shù)據(jù)廣播，實時路況，災(zāi)害預(yù)警等各種數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)按時間片分配進(jìn)行發(fā)送，有效改善接收終端功耗的表現(xiàn)。

（2）應(yīng)用于北斗地基增強(qiáng)的基合系統(tǒng)BDS_CDRadio

CDRadio廣播技術(shù)播發(fā)，播發(fā)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航地基增強(qiáng)信號。可以提供成本低廉，覆蓋廣闊，功率強(qiáng)大的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，大大提升北斗導(dǎo)航定位精度和用戶體驗，從而獲得一種新技術(shù)“雜交”優(yōu)勢，是廣播技術(shù)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新。我們命名為這種基于數(shù)字調(diào)頻廣播技術(shù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航基地增強(qiáng)系統(tǒng)為“基合導(dǎo)航系統(tǒng)”BDS_CDRadio。該系統(tǒng)在286KHz頻寬內(nèi)，與現(xiàn)有的同頻模擬FM調(diào)頻信號同時播出，基本模式可提供24kb/s凈數(shù)據(jù)率，數(shù)據(jù)回傳通道利用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)NB-IoT等回傳終端位置信息

（3）DBS-CDRadio廣播技術(shù)特點(diǎn)

無需新的頻譜資源，廉價而易行。利用現(xiàn)成的調(diào)頻廣播基礎(chǔ)設(shè)施，以低廉的成本改造北斗差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)的超級電臺。差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)，延時可穩(wěn)定性地控制在合理范圍內(nèi)。所以傳輸?shù)牟罘謹(jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量非常好，遠(yuǎn)距離定位精度也有保障。CDRadio廣播技術(shù)差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)；速度變化對于定位精度影響不大，因此支持高動態(tài)實時定位（時速200公里之內(nèi)），適合智能交通需求；沒有用戶并發(fā)的約束，沒有路由的延遲。在發(fā)射臺覆蓋范圍之內(nèi)的用戶數(shù)量無限制，并且無流量費(fèi)用；補(bǔ)齊物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)不能精確定位的短板。與廣覆蓋。多用戶的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)完美的配對。

二.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在調(diào)頻頻段數(shù)據(jù)廣播與應(yīng)用

1.基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)播發(fā)通道，可以讓廣播不再只是聲音，可以是文字、視頻等，擁有更多更加豐富的信息播發(fā)和接收方式，幫助廣播業(yè)創(chuàng)新服務(wù)、創(chuàng)新節(jié)目、創(chuàng)新商業(yè)模式，使廣播電視臺逆流而上、煥發(fā)新的生機(jī)。

2.精準(zhǔn)授時；基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可給城市綜合管理方面提供精準(zhǔn)授時服務(wù)，特別是室內(nèi)精準(zhǔn)授時，城市時間實現(xiàn)精準(zhǔn)同步。同時基合導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)授時服務(wù)也可共享給市內(nèi)大眾和企業(yè)。

3.基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)播發(fā)通道，在公眾場合替代廣告商傳統(tǒng)的人力、固網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無限量設(shè)備同一時間的更換廣告信息，提供有償服務(wù)，節(jié)省成本，降低費(fèi)用，或自建廣告機(jī)覆蓋提供多媒體廣告服務(wù)，提升廣告價值獲得廣告收入。同時可以實時接收城市綜合信息，以及災(zāi)害發(fā)生信息及預(yù)防信息預(yù)警通報等信息。

4.公共信息服務(wù)；隨著移動互聯(lián)成為我們生活中不可或缺的一部分，高精度定位導(dǎo)航服務(wù)的重要性逐漸突顯出來。向大眾提供具有高精度北斗導(dǎo)航定位服務(wù)，能使終端用戶可以方便地獲知自己目前所處的位置，并用終端查詢附近各種場所的信息。大眾可以免費(fèi)獲取精確米級定位信息，無論是出行還是工作都會因為授時位置而變得方便起來，室外高精度導(dǎo)航定位

5.精準(zhǔn)定位及高精度導(dǎo)航定位；通過基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)授時，使用普通手機(jī)即可達(dá)到大空間室內(nèi)定位亞米級精度，城市內(nèi)商場、地下停車場、會展、工廠園區(qū)等地可實現(xiàn)精準(zhǔn)室內(nèi)位置導(dǎo)航與廣告、服務(wù)信息推送。位置數(shù)據(jù)與商業(yè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，可形成精準(zhǔn)化營銷數(shù)據(jù)；與工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)合，可形成精細(xì)化城市綜合管理數(shù)據(jù)。同時對于室內(nèi)有特殊需求的重要人員或機(jī)密場所，可實時記錄其人員位置信息變化軌跡。

三.基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)綜合性發(fā)展

利用基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的廣域性和高穿透性，可以達(dá)到室外泛在亞米級/厘米級精密定位（有效覆蓋半徑20～50公里），同時基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有建設(shè)成本低、傳輸可靠性強(qiáng)、時延小、覆蓋廣泛等特點(diǎn)，使用CDRadio數(shù)據(jù)通信不會產(chǎn)生流量費(fèi)用，無用戶容量限制，運(yùn)營管理成本低廉，支持共享連接使用，可廣泛應(yīng)用在智慧城市建設(shè)、智能交通、自動停車、高精度測繪、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、航空航天、變形監(jiān)測等室外高精度導(dǎo)航定位方面。

在形變監(jiān)測領(lǐng)域，基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用在地質(zhì)滑坡、沉降監(jiān)測、邊坡穩(wěn)定監(jiān)測、橋梁撓度監(jiān)測、樓宇健康監(jiān)測、水利水電大壩變形監(jiān)測、電網(wǎng)鐵塔健康監(jiān)測、礦山綜合監(jiān)測，地震災(zāi)害等，可有效預(yù)防災(zāi)害事件發(fā)生，保障重要設(shè)施和人民生命財產(chǎn)安全。

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的基本組成之一，是實現(xiàn)土壤及作物監(jiān)測、農(nóng)機(jī)定位與 自動作業(yè)的基礎(chǔ)。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，對衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度的要求不斷提高 ，基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可以實現(xiàn)分米級至厘米級的定位精度，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用提供了基本保障，可滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用對高精度定位低成本化等需求，具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢和巨大的潛力，是未來我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的核心組成，可應(yīng)用于自動導(dǎo)航田間作業(yè)機(jī)械，實現(xiàn)變量施肥、灌溉、噴藥等作業(yè)。

在測量測繪領(lǐng)域，基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)利用廣播模式傳輸差分?jǐn)?shù)據(jù)，改變了市場上設(shè)備依賴網(wǎng)絡(luò)通信的局面，突破了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺傳輸距離限制的瓶頸。因其傳輸成本廉價、可靠、延時短，具有亞米/厘米級高精度定位優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于高精度測繪行業(yè)。

在智能交通方面，基合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)旦有覆蓋范圍廣、高速移動接收穩(wěn)定、系統(tǒng)延時短、北斗導(dǎo)航定位精度達(dá)亞米級/厘米級、數(shù)模信號互不干擾、接收機(jī)靈敏度高等優(yōu)勢。交通產(chǎn)業(yè)的企業(yè)合作，可借助基合導(dǎo)航系統(tǒng)的亞米/厘米級高精度導(dǎo)航定位優(yōu)勢，實現(xiàn)智慧交通。基于精準(zhǔn)位置服務(wù)的路網(wǎng)、車路協(xié)同，可構(gòu)建安全、節(jié)能、高效、便捷的交通服務(wù)新生活，成為智慧交通產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新示范。基合導(dǎo)航系統(tǒng)可為無人駕駛車輛、智能巴士、私家車、新能源汽車提供高精度導(dǎo)航定位服務(wù)，同時還能接收實時交通路況、天氣預(yù)報、圖文廣告等信息。

開辟FM新應(yīng)用，實現(xiàn)跨領(lǐng)域的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

CDRadio技術(shù)可為廣播電臺開辟了一條創(chuàng)新的道路：讓廣播系統(tǒng)具備了北斗高精度位置信息的播發(fā)功能。跨界創(chuàng)新，延伸至北斗高精度定位數(shù)據(jù)和相關(guān)位置信息的播發(fā)業(yè)務(wù)，廣電將成為助力國家推動北斗產(chǎn)業(yè)化和民用化的戰(zhàn)略中的一大功臣。國家在“十三五”規(guī)劃指出：到2020年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模和國際化水平大幅提升，服務(wù)于各企業(yè)和人民以及海上絲綢之路相關(guān)國家指日可待。B&P