調頻同步廣播技術的實踐探索

楊 鵬

（作者單位：溫州廣播電視傳媒集團）

調頻同步廣播技術屬于單頻廣播覆蓋技術中的一種，該技術的覆蓋范圍大，同時能夠保證節目源與頻率的一致性，同步處理多個站臺發射設備。現階段，該技術能夠有效解決廣播移動收聽問題，使廣播收聽質量得到進一步提升，為此，對調頻同步廣播技術進行深入分析，具備較強的現實意義。

1 調頻同步廣播的相關理論

調頻同步廣播能使多臺發射機具備相同的頻率，保證節目順利播出，在交疊覆蓋方式的應用下，確保廣播信號可以覆蓋城市的所有區域。調頻同步廣播發射機制作環節相對較為簡單，同時發射機占地面積較小，不同發射機在相同頻率下，信號交疊區域也不會存在信號干擾問題，可以有效擴大覆蓋面積，不過實際播出環節還會因為以下情況的存在，對信號產生相應干擾。第一，載頻頻差干擾。頻率相同發射機實際使用環節會存在不同的載頻速率，這種差異的存在，使得信號接收環節對廣播播出產生相應的影響。第二，已調波相位差干擾。通常情況下，兩個發射機信號中會存在不同的相位，因此接收機接收到信號的時間也會存在差異，接收機中不同相位會疊加，造成播出內容存在失真或延遲等不良情況。第三，已調波頻偏差干擾。對于不同的發射機，其發射的信號會有一定的偏差，同時，接收機中不同的信號會存在疊加情況，從而影響到實際的播出效果，導致失真情況的出現。

2 調頻同步廣播技術的優勢

與以往的廣播技術相比，調頻同步廣播技術存在較大的優勢，主要表現在以下幾方面。

2.1 信息傳輸距離遠

對于調頻同步廣播技術而言，此項技術的一個重點就是實現同步，在不同的位置上，放置相應的發射站點，并安裝發射機，獲得多臺發射機同步的效果[1]。基于相同頻率下傳輸相應信息，可以在不同地區發射機聯合參與下，實現信息的良好傳輸。同步傳輸的過程中，能夠避免損失大量的信息。更為關鍵的是，在實際傳輸過程中，多個站點發射機中頻率相同的信息可以實現信號疊加，會使信號強度進一步增強，擴大信息傳輸距離。

2.2 信息傳播范圍廣

對于以往的廣播技術而言，其由于自身存在信號單一的現象，在信息實際傳輸環節，會導致較多信息損失，使得信息傳輸具備較強的局限性。不過，調頻同步廣播技術能夠打破這一局限性，其有多個發射站進行信息的接收，能夠有效減少信息傳輸中的損失。同時，多個站點信息同步傳輸，可以擴大信息的覆蓋范圍，從而獲得較好的收聽效果。

2.3 信息傳輸不受地形影響

以往的廣播技術，具體是以直線型的信號波傳輸單一的信號源，在這種傳輸方式下，會有效避免信息的大量損失。但是由于信號源的單一性特點，信息傳輸環節中，地形會對其產生較大影響，會在一定程度上干擾到信號波。簡單而言，就是信號塔或者高山等會阻擋到信號波，所以，在應用此項技術前，對于位置偏遠地區，信號傳輸尤為困難，聽眾在收聽廣播信息上存在一定的困難，甚至無法獲得清晰的廣播信息。應用此項技術后，能夠有效提升信號強度，從而更好地解決這一問題[1]。對于存在高山的區域，只需要將發射站點設置其中，就能避免障礙物影響到信號波，保證信息傳輸速度，降低信息傳輸損失。因此，調頻同步廣播技術能夠不受地形影響，進行信息傳輸，這一優勢促進其在廣播領域得到了良好發展。

3 調頻同步廣播技術的實踐概述

3.1 技術支持

某電臺進行了調頻同步廣播覆蓋，在此技術下，基于同一頻率可以實現節目的統一調頻、同步廣播，且該電臺根據實際頻率與站點，精心組織項目。同時，在工程驗收、頻率測算及技術指導等方面，上級給予了大力支持，促進覆蓋項目得以良好開展。

3.2 具體實施方案

第一，系統設計。在具體的方案實施中，廣播電臺嚴格依據《米波調頻廣播發射機技術要求以及測量方法》，同時依據相應技術規范等開展此項工作。規劃單頻網時，應考慮接收質量與最低場強，接收頻率場強與接收點頻譜密度會直接影響到實際的接收質量。

第二，系統組成。在系統組成方面，主要包括兩個部分，其中一部分為音頻信號傳輸系統，另一部分為子站發射系統[2]。音頻信號傳輸主要的流程為：音頻信號自電臺播控中心發出后，會進入中間信號分配過程中，進行數字音頻壓縮編碼，隨后通過同步廣播專用的數字音頻接收機（DVB），將專業數字音頻接口標準（AES）信號輸出，最終接觸模擬的音頻信號，所有子站發射系統均會用到全球定位系統（GPS）標準頻率發射器及數字調頻同步廣播激勵器，能夠更好地進行調頻發射機的同步改造。

第三，站點選擇。對于調頻發射臺而言，其自身具備較為優質的資源，因此發射點放置在高速沿線與市區所在地，可以為播出安全性及設備維護提供更好的技術保障；在縣城以及山區覆蓋時，會將鎮級與高山站調頻發射臺作為補充，進行小功率補點。

第四，設備選型。在設備選型上，電臺選擇的是ELENOS-ETG發射機，產自意大利。該設備是具有同步激勵系統的同步發射機，并且還帶有寬帶垂直極化天線。相干區域內，調頻（Frequency Modulation，FM）接收器接收到的發射機發出的調頻相對時間差指標，屬于現階段調頻同步廣播實現過程中應重點關注的一個問題。本設計方案中應用到了電信標準（E1）光纖傳輸信號，實際傳輸環節，編碼器兩端存在GPS時標信號，同步音頻解碼器所輸出的同步音頻信號，消除了路徑時延差。傳輸環節，各個子站共同分享網絡前端的路徑與傳輸設備，即便各子站有相應的相位差，也不會存在太大的影響。不過由于主站同子站存在不同的傳輸距離，因此，需要精準地測量出音頻及子臺傳輸通道的相位差。施工過程中，應通過音頻相位測試儀器實現精準測量，隨后在可調延時功能的作用下，設定出個發射機的調波時延量，保證相干區域間存在的時延差在規定范圍內。

第五，覆蓋設計。進行相干區處理時，主要方法為：在統籌考慮地形條件以及站點選擇后，盡可能將相干區減小或者避免，隨后對相關區域進行天線場型控制，最終將相干區利用同步調整的方式進行消除或縮小。覆蓋環節主要的順序為：對于人口密集的區域，應確保實際的人口覆蓋率，同時還應保證最終的信號質量；實現高速公路的無縫覆蓋，遵循以線帶面原則，保證公路沿線的有效覆蓋；隨后實現邊遠地區的覆蓋。方案制定過程中，需要對社會效益和經濟效益進行統籌考慮，盡可能保證相干區不在人口密集地區，因此應用單發射臺站，進行城市覆蓋[3]。由于小功率分布點這種方式不具備較高的系統性價比，并且無線覆蓋效率較低，因此，應重點實現中、大功率覆蓋。調頻同步網站點規劃環節，應對技術缺陷加以避免。實際而言，相干區就是干擾區，實現同步的主要目的就是減小干擾區，如果處于相干區內，就會對實際收聽效果產生影響，所以設計環節應防止出現重復覆蓋問題；對于超過3個同時相干的區域進行調整，會存在較大的調整難度，而且在經過系統調整后，也不能完全達到理想的收聽效果，因此應避免這種情況的 出現。

第六，站點設計。為保證良好的傳輸效果，應選擇通用設計的方式，如選擇標準的傳輸網絡進行節目傳輸等[4]。同時應選擇標準化設計的方式設計站點，如發射機“N+1”備份及天饋共用等，在站點的通用設計下，維護更為方便。除此之外，應選擇寬帶天線作為實際天線，并且可以調節下傾角。為使系統具備較好的拓展性，可以增加頻道，進行站點擴充等，同步網中存在的所有站臺，可能存在多個頻道，在遠程監控上，也應很好地滿足系統拓展性要求，在遠程監控通用設計下，系統會具備較好的可維護性和可靠性。

4 調頻同步廣播未來發展應用的關注重點

通常情況下，調頻發射機至少要有兩臺，才能應用調頻同步廣播技術，使分布在不同區域的不同發射機保持同一頻率。在該技術實際應用環節，應不斷進行發展與突破，促進廣播技術向更好的方向發展，在未來發展中，此項技術還應重點關注以下問題。

4.1 理論技術

對于調頻同步廣播技術而言，在實際應用環節，相關人員需要對相應理論技術進行掌握。行業中對調頻同步廣播技術有相應規范。第一，廣播同步時實現同頻率。信息傳輸環節，需要有穩定的頻率源，還應具備相對頻差。根據相關要求[5]，通常情況下，當兩個相干波存超過10 s的差拍時，可以保證信息源的穩定性。第二，調頻同步廣播技術實際應用中，存在干擾的區域內，信息源節目應保持同相。若沒有達到這一要求，會損失相應信息，出現失真情況。例如，如果是單聲道廣播，信號低于3 kHz，此時兩個相干擾的信息波的時差不會超過10 μs，這種情況下，能夠保證不會存在嚴重的信號失真情況。若為5 kHz的信號，信號失真不會超過5%。對于場強而言，交疊覆蓋區域內，需要有最低可用場強。避免多種不良因素影響信號強度，應將最低場強進行提升，使其超過接收門限；同時可以應用垂直極化天線，盡可能地將發射臺距離縮短。

4.2 信息網絡維護

在未來調頻同步廣播技術發展環節，相關人員應該對多方面內容進行考慮與探索。信息化時代出現了較多的新型技術，要促進調頻同步廣播技術的發展，需要積極應用信息化技術。在廣播信息實際傳輸環節，應用調頻同步廣播技術，能夠確保不同位置均有發射站點與發射機的存在，在這些發射機與發射站點的協同配合下，構建成了完整的廣播信息網絡，這時需要對所有網絡站點進行維護，利用網絡化技術實現智能化管理。例如，維護新型發射設備時，可以查看并管理相應的技術參數，遠程遙控的同時，還能進行功率設置等操作。在實際維護環節，要確保調頻同步廣播技術的良好應用，更加穩定、安全地進行信息 傳輸。

4.3 提高節目質量

調頻同步廣播除了將重點放在技術創新上，還應關注在節目中的突破與發展，只有這樣才能更好地滿足時代發展要求，廣播工作人員也應不斷提升自己節目制作的專業水平。接收廣播信號時，經常會出現信號干擾的情況[6]，若想進一步提升節目質量，要從科學、合理的廣播技術入手，通過應用先進的技術，防止不良情況的出現。所以，相關工作人員應不斷加強學習，更好地應用多樣化的廣播技術，提升技術應用水平。此外，為獲得更高的節目質量，還應科學應用調頻同步廣播技術，保證其具備較好的暫態響應，并結合實際情況，設置站臺站點。針對于相干區移動，需要做好檢驗工作，保證相干區位置符合設計要求。若存在不符合情況，應對ERP進行調節，保證相干區位置處于最佳區域，提升節目質量效果。

5 調頻同步廣播技術發展方向

5.1 數字化方向發展

現階段，“互聯網+”環境下數字化技術不僅得以廣泛應用，發展速度也逐漸加快，特別是數字信號處理器，逐漸向高性能、高質量的方向邁進，已經獲得了較大應用成就。這種情況下，出現了超高速數模轉換器以及直接數字頻率合成器等，兩者的廣泛應用使得我國無線通信行業得到不斷創新，從整體上提升了廣播技術發展水平。基于當前發展情況，數字化調頻同步廣播發射機也逐漸朝著數字化的方向發展，應用日益廣泛，進一步提高了調頻同步廣播音質。并且，在直接數字頻率合成（Direct Digital Synthesis，DDS）和數字信號處理（Digital Signal Processing，DSP）技術的良好應用下，相關人員通過應用相關軟件，使音頻信號實現了立體聲。此外，可以通過相關軟件實現FM調制，使發射機更為可靠、穩定。從中可以看出，調頻同步廣播具備良好的數字化發展前景。

5.2 網絡化方向發展

當前，發射機數量逐漸增多，分布也日漸廣泛，這種情況下，會進一步強化音質以及抗干擾能力。不過廣播電臺在發射機管理與具體維護上仍存在一定的不足，會直接影響到信號發射效果，因此，需要重點對發射機管理進行研究，探究有效的維護手段。現階段，新型調頻同步廣播發射機順勢而生，并具備較多的優勢，具有遙控遙測軟硬件接口，能夠實現遠程監控，促進調頻同步廣播技術逐漸向網絡化方向發展。

6 結語

調頻同步廣播技術具有較大的優勢，包括信息傳輸距離遠、信息傳播范圍廣以及信息傳輸不容易受影響，進一步提升了無線廣播網的性能，使其覆蓋面上得以進一步擴大。在該技術實踐環節，工作人員應做好各環節設計工作，以保證此項技術作用得以充分發揮。在未來發展中，還應該重點關注理論技術、信息網絡維護以及節目質量提高等方面的內容，更好地促進調頻同步廣播發展。