馬鞍山市調(diào)頻無線覆蓋技術(shù)方案探討

徐邦隆

馬鞍山廣播電視臺 安徽 馬鞍山 243000

1 馬鞍山調(diào)頻廣播覆蓋現(xiàn)狀

有道路的地方就有車，有車就會有收聽群體，就會存在商機(jī)和覆蓋需求，交通的發(fā)展加上行政區(qū)域的劃分，客觀上造成我市的有車族增多，廣播收聽愛好者也隨之增多，收聽需求必然急劇增加，另我市所處地理環(huán)境東西都有山脈，加上含山縣、和縣并入我市，且新成立博望區(qū)，原覆蓋半徑已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，迫切需要應(yīng)用新技術(shù)對現(xiàn)有調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行升級改造即調(diào)頻同步廣播技術(shù)，以進(jìn)一步擴(kuò)大三套廣播在這兩縣一區(qū)的廣播覆蓋范圍，達(dá)到馬鞍山全域調(diào)頻廣播有效覆蓋的需求。

2 調(diào)頻同步廣播技術(shù)的實(shí)質(zhì)

調(diào)頻同步廣播的技術(shù)優(yōu)勢在于可以有效地節(jié)約廣播頻率資源、大幅度降低信號交疊區(qū)的干擾、提高廣播的收聽質(zhì)量、加快廣播專業(yè)化發(fā)展。其核心技術(shù)之一是完成前端同步激勵和音頻信號的同步傳輸[1]。

要做到調(diào)頻廣播同節(jié)目、同頻次、無空隙地同步覆蓋，整個同步系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)還必須滿足4個條件：同頻：相鄰發(fā)射機(jī)之間的頻次差足夠小；同相：相鄰發(fā)射機(jī)之間的已調(diào)波在相關(guān)的相位差足夠小；同調(diào)制度：相鄰發(fā)射機(jī)之間的調(diào)制度差足夠小；場強(qiáng)：在要求覆蓋的區(qū)域內(nèi)信號場強(qiáng)足夠強(qiáng)，即“三同一保”。

按照國家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)《調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，為徹底解決廣播發(fā)射交疊區(qū)內(nèi)的干擾問題，做到高效覆蓋，保證調(diào)頻同步廣播發(fā)射正常運(yùn)行，系統(tǒng)的具體技術(shù)要求必須滿足：

“同頻”即在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中各臺、站的基準(zhǔn)頻率源的穩(wěn)定度：≤1×10-9/24小時，各臺、站的載波、導(dǎo)頻相對頻率差：≤1×10-9。

“同相”即在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中，在相干區(qū)內(nèi)同一參考點(diǎn)，各相鄰臺、站發(fā)射機(jī)發(fā)射的已調(diào)制波信號之間的相對時間差：單聲道廣播：≤10μs，立體聲廣播≤5μs，各發(fā)射機(jī)已調(diào)制信號相位時延穩(wěn)定性：優(yōu)于±1μs（1KHz，最大頻偏：±75KHz，24h）。

“同調(diào)制度”即在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中，各相鄰臺、站的調(diào)制度設(shè)置誤差：≤3%，各發(fā)射機(jī)的調(diào)制度穩(wěn)定性≤2.5%（1KHz，最大頻偏：±75KHz，24小時）。

“一保”即在調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)射服務(wù)區(qū)內(nèi)有足夠覆蓋場強(qiáng)。即需要在前期規(guī)劃建設(shè)時，結(jié)合現(xiàn)場場強(qiáng)儀實(shí)測數(shù)據(jù)，確定各個調(diào)頻發(fā)射機(jī)的功率、天線的高度和方向以保證在發(fā)射服務(wù)區(qū)內(nèi)有足夠的覆蓋場強(qiáng)[2]。

女子望著他，努力抬高手臂，嘴巴微微開闔，似乎是想要說些什么。他急忙俯下身子，將耳朵貼到了女子的唇邊，女子卻只嘔出了一口血，然后便一動也不動了。

音頻信號的同步傳輸方式主要有衛(wèi)星、微波、光纖3種，其中以光纖傳輸效果最佳、干擾最低。結(jié)合數(shù)字音頻編碼和傳輸同步技術(shù)、光纖波分復(fù)用技術(shù)，利用自建或者租用兩條不同路由的光纖線路，傳輸至各個同步發(fā)射點(diǎn)。

3 馬鞍山調(diào)頻同步廣播解決方案

綜合我市特殊情況，為了徹底解決我市調(diào)頻廣播覆蓋問題，遵循調(diào)頻同步廣播技術(shù)的發(fā)展，我臺擬在含山縣和博望區(qū)各增設(shè)一個調(diào)頻同步廣播發(fā)射點(diǎn)，兩地信號源均從廣電臺廣播播出中心，經(jīng)數(shù)字化同步調(diào)制后，運(yùn)用波分復(fù)用技術(shù)經(jīng)光纖鏈路分別傳輸至含山、博望發(fā)射機(jī)房。在含山、博望發(fā)射點(diǎn)經(jīng)同步解調(diào)后進(jìn)入調(diào)頻發(fā)射機(jī)。在廣電臺主發(fā)射點(diǎn)和含山、博望分發(fā)射點(diǎn)均配備播出檢測控制終端，均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢測、遠(yuǎn)程控制和無人值守的目的。為了保證含山、博望發(fā)射機(jī)房供電，均配備穩(wěn)壓配電裝置。

整個同步系統(tǒng)分為信號傳輸系統(tǒng)、同步發(fā)射系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和UPS供電系統(tǒng)4個子系統(tǒng)。

3.1 信號傳輸系統(tǒng)

主要解決節(jié)目源信號的分配和傳輸，是將我臺綜合廣播播出信號源經(jīng)數(shù)字化同步編碼后，再由光纖送至發(fā)射機(jī)同步終端，主要設(shè)備包括GPS接收天線、GPS標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器（輸出10M、1PPS）、音頻同步編碼器、E1數(shù)字音頻分配器、E1光端機(jī)（發(fā)）、波分復(fù)用器，見圖1。

圖1 同步傳輸圖

圖1中的E1音頻同步編碼器，通過外接GPS同步信號源的1pps秒沖信號作為同步控制信號，將符合MPEG-1 Layer2標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字音頻信號生產(chǎn)MPEG ES流信號進(jìn)行輸出，以實(shí)現(xiàn)音頻信號的同步輸出，其中編碼單元支持自動模數(shù)切換，操作簡單，使用方便，同時通過RS-232接口支持遠(yuǎn)程控制。

圖1中的E1復(fù)用器適用于傳輸業(yè)務(wù)量較小的、空間上分離的不同節(jié)點(diǎn)間業(yè)務(wù)在同一個E1上的復(fù)用傳輸（如多節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控信息），有效提高E1資源的利用率，減少設(shè)備的數(shù)量和簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。還可以將下行E1線路連接公用的E1網(wǎng)絡(luò)，也可將下行E1可以通過用戶自定義的時隙抽取和插入來連接PABX或者其他的E1的設(shè)備到E1的公用網(wǎng)絡(luò)。下行的E1和ETH之間完全物理隔離。

最后通過E1分配器，將E1信號經(jīng)光纖鏈路（租用運(yùn)營商）送至含山和博望兩個調(diào)頻發(fā)射站點(diǎn)。

3.2 同步發(fā)射系統(tǒng)

對于立體聲廣播，為了讓普通接收機(jī)都能收到導(dǎo)頻信號，從而實(shí)現(xiàn)“立體聲”收聽，滿足同步廣播的接收要求，接收地場強(qiáng)應(yīng)該盡量大于40dBμV，只有這樣，才能使調(diào)頻立體聲調(diào)頻同步廣播有個較好的效果。為保證同步覆蓋質(zhì)量，各同步發(fā)射點(diǎn)的天線的極化方式最好采用一致。因此我臺全部采用安裝方便的垂直極化天線。

3.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

為了保證含山、博望兩地發(fā)射系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，對所在機(jī)房的環(huán)境提出了更高地要求同時也要考慮無人值守，因此必須建立一套針對設(shè)備和環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)及時了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障安全播出。

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將遠(yuǎn)程同步發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編碼，通過不同的路由傳輸至監(jiān)控平臺，由遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、報(bào)警、存儲一體化管理。系統(tǒng)主要目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)同步發(fā)射機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)房環(huán)境（溫濕度、煙霧、空調(diào)）的進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和報(bào)警；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對發(fā)射機(jī)的調(diào)制度、頻率、輸出功率的控制；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)異常狀態(tài)時能及時通過聲光、短信等方式報(bào)警；實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計(jì)和查詢[3]。

各發(fā)射臺設(shè)備的數(shù)據(jù)采樣是通過遠(yuǎn)程監(jiān)控適配器實(shí)時采樣，經(jīng)光纖波分復(fù)用將數(shù)據(jù)回傳到監(jiān)測平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)某個站點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常即時發(fā)出報(bào)警信號，在監(jiān)測平臺的值班人員也可以遠(yuǎn)程遙控出現(xiàn)異常的臺站。該系統(tǒng)由二部分組成：同步發(fā)射機(jī)監(jiān)控單元、系統(tǒng)監(jiān)控管理單元。

同步發(fā)射機(jī)監(jiān)控單元：同步發(fā)射機(jī)通過一臺遙控遙測適配器來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程控制；適配器從發(fā)射機(jī)采集的各種數(shù)據(jù)通過RS232/RS485總線轉(zhuǎn)換成TCP/IP信號，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到同步廣播系統(tǒng)監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控。

系統(tǒng)監(jiān)控管理單元：包括遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器、短信控制器等設(shè)備。服務(wù)器與發(fā)射機(jī)房的監(jiān)控單元通過數(shù)據(jù)專線創(chuàng)建數(shù)據(jù)加密通道。監(jiān)控服務(wù)器將監(jiān)控單元采集到的各地同步發(fā)射機(jī)的各種數(shù)據(jù)信息，加以分析并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按照預(yù)設(shè)的方案，由短信控制器發(fā)出控制或報(bào)警指令，并將實(shí)時數(shù)據(jù)及時存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。同時監(jiān)控管理平臺也能夠通過瀏覽Web頁面和發(fā)送短信的方式，即時地查詢各個同步發(fā)射機(jī)實(shí)際工作的參數(shù)，并控制發(fā)射機(jī)的關(guān)機(jī)、重啟等動作。

3.4 UPS供電系統(tǒng)

UPS供電系統(tǒng)是全系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。尤其是遠(yuǎn)離廣電臺中心的2個發(fā)射點(diǎn)，長年處于無人值守狀態(tài)，供電保障尤為突出。根據(jù)必備設(shè)備的用電功率，分別建立一套UPS電源，做好接地，通過UPS電源將有效濾除外部的電壓波動，同時也可以防范雷電侵害，在外部供電突然中斷，也可保障整個系統(tǒng)繼續(xù)工作3小時，同時發(fā)出報(bào)警信息，從而有效地的保障發(fā)射點(diǎn)工作。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，調(diào)頻廣播技術(shù)在我國之所以發(fā)展迅速，是因?yàn)槠渥陨碛兄己玫囊糍|(zhì)和較強(qiáng)的抗干擾性，在我國大多數(shù)城市，都采用這種方式來進(jìn)行廣播無線覆蓋，但隨著城市區(qū)域調(diào)整和城市發(fā)展，尤其是涉及城市中有山區(qū)、丘陵地帶，以及城市地下隧道和地下停車場，常規(guī)的調(diào)頻廣播覆蓋就發(fā)揮不了優(yōu)勢，必須借助于調(diào)頻同步廣播技術(shù)。馬鞍山調(diào)頻同步廣播正是在此種情況下，為了更好地服務(wù)全市群眾，發(fā)揮黨媒宣傳作用而新建的。