中波應急廣播系統設計與實施中的關鍵問題及對策

摘要：應急廣播是一項與社會治安密切相關的大規模廣播項目，近年來在我國日益引起重視，同時，對其的優化也成為當務之急。中波廣播是一種適應實際需求的新方法，具有顯著的技術優點。要提高突發事件的預警能力，必須對中波廣播進行深度研究。

關鍵詞：應急廣播；中波；系統設計

一、引言

在戰爭與自然災害發生時，應急廣播系統發揮著至關重要的宣傳告知功能。應急廣播系統的穩定性不僅關系國家的公共安全和防災減災工作的順利開展，更關系到社會的安定和人民的財產安全。中波電臺是黨和國家聲音的代言人，在民眾影響力、傳播距離和覆蓋面上都具有戰時應急的優越性。中波廣播能夠利用中波電臺的優勢資源，在突發公共事件中發揮政策疏導、預警、安撫民眾、指揮救援等功能。

二、中波應急廣播系統總體架構

（一）設計原則

1.統一聯動

根據應急廣播的信息要求，中波應急廣播系統必須具備統一的界面，能與上級部門進行對接，并在臺站終端保留與中心平臺相連的界面，依照實際所需，可以向直接接收指令層面擴展。

2.平戰結合

中波網絡管理系統已在全國各地相繼建立，利用它對各個臺站的發射機進行監測與維護。當突發事件發生時，應急廣播將啟動中波突發事件處理流程，此時，網絡管理系統與突發事件處理系統協同工作，實現對發送端的實時控制[2]。

3.安全可靠

對應急信息的接入、傳輸和播送環節的設計應具有高可靠性和高安全性等特點，中波應急廣播大多需要對其命令的安全性進行驗證，以確保信息命令的可靠傳輸。另外，還應對播放的聲音進行采集和測試，以保證聲音內容的一致性。

4.可管可控

按照平臺的需求，在劃定的范圍內進行中波應急廣播系統的指揮和調度，并向特定的地區發送緊急廣播信息，可以對該地區的突發事件進行單體或組合播出，具有良好的控制效果。

（二）中波應急廣播系統的業務分析

1.中波應急發布資源的運行和維護管理

中波應急發布資源包括從中波管理中心到各個臺站的發送和播出系統，以及通信鏈路等，需要對通信網絡、發射機系統和節點系統的工作狀況和故障警報進行實時監控，以確保在突發事件發生時可以實現對指令和信息的高效發布[3]。

2.突發事件的中波緊急情況

中波緊急廣播系統，能夠按照國家應急電臺的命令，準確地激活中波發射器。利用多臺發射器，將緊急廣播的聲音信號發送到臺站，通過電臺對其播出效果進行檢查和驗證。

3.應急演練管理

中波總部負責制訂應急預案和執行策略，并不定期開展應急廣播演習，檢查和評價應急廣播系統和臺站技術體系的合理性，從而不斷完善系統發布流程，提高應急處置能力。

（三）中波應急廣播系統架構

1.中波調幅應急廣播系統

圖1顯示了常規中波臺站的總體結構。其中，臺站應配備一條或兩條備用線路，有能力的則應配備多條備用線路。多個信源經聲頻轉換，選擇一路進入中波 AM發射機，經調制后發送出去。在對已有的中波傳輸裝置進行應急處理，以及應急廣播管理軟件和中波應急接收器的基礎上，還需要在原有應急程序來源基礎上再加一級應急節目來源，繼而能接受上級應急節目，圖2為該體系總體結構。

這種緊急控制信號處理設備，用以接收由上級應急廣播平臺發布的應急廣播節目和緊急廣播指令。在確定之后，切換并控制廣播系統，完成格式轉換，信號轉換，遠程喚醒指令的插入[4]。該系統的功能是，對上層的控制命令進行語法分析和格式變換，并在無高級命令的情況下產生下級命令。在不干擾正常接收器聽音的情況下，插入遙控喚醒命令，實現對中波應急接收器的遙控喚醒。

2.中波應急控制信號處理設備

中波調幅電臺因其調制特性，使得應急情況下的消息很難傳遞。針對當前應急情況下的需求，提出了一種基于DTMF的突發事件處理方法。DTMF是將兩個單獨的聲音合成后的數字信號表示出來的一種編碼方法，DTMF的特點是易于實施，具有較好的抗噪和抗劣化能力。該裝置實現了DTMF插入、DTMF編碼、音頻轉換、信號合成等多種功能，聲音轉換模塊功能則主要在于當地應急呼叫、上級應急呼叫以及轉換本地節目來源等[5]。DTMF編碼部分完成了對管制數據流的DTMF壓縮。DTMF嵌入部分是在單片機的控制下，對中波應急接收器進行遠距離喚醒。中波應急情況下的信號處理裝置結構如圖3所示。

三、中波應急廣播系統設計和實施的關鍵問題

（一）MSK信號難以喚醒終端設備

通常情況下，節傳鏈路應在“校驗適應碼調制開關”上進行設置，并把它放在“聲頻處理器”前面。但在施工完成之后發現，利用適配器輸出的 MSK信號來喚醒或休眠遠程控制終端，會受到“聲音處理器”的調節（特別是國外的 Oben、BW等），從而影響了系統性能，使解調終端無法準確地辨識系統。為了克服以上問題，在“聲頻處理裝置”上設置了“校驗適應碼調制開關”，在“聲頻處理裝置”上進行了配置，如“應急廣播裝置改造后的拓撲示意圖”[6]。對節傳鏈路進行了拓撲變換后，解調終端可以對MSK信號進行正確辨識，但仍存在一個嚴峻的問題：由于突發事件的播出機構或者生產環境不同，導致突發事件發生時無法及時準確地判斷突發事件發生的原因，且由于突發事件的聲強差異較大，特別是當大量聲音信號發送到發送器后，可能引起過流保護，使發送器功耗下降或保護關閉。

（二）應急廣播停播問題

在中波應急廣播工程建設試驗過程中，曾發生過無線電分平臺已經下達停止信號，而轉接頭仍處于發送應急信號狀態的情況，導致無法繼續播放正常的節目。該情況主要是由于適配器未正確地執行停播命令，而這種錯誤的出現并無規律性，很難找出程式的失敗點，從而為安全播放帶來了風險。通過多次試驗發現，在應急電臺試驗中，為了節省試驗時間，往往采取人工下達終止命令的方法。這種情況主要發生在開始指令發出之后，在很短的時間內又發出了停止指令，并且隨著時間的推移，錯誤發生的可能性會越來越高；這是調試程序、定位故障點的重要環節[7]。

應急廣播一般包含開機命令、應急廣播節目和停止命令等結構。停止指令在開始指令發出后出現頻繁錯誤，這表示在某些情況下，適配器未收到或未處理停止指令。順著這條線回顧一遍直播流程，可以找到一個合理的漏洞。因為開始與停止的操作包含兩種不同的邏輯，在發出開始指令時，如果發送站的發射器恰好在停止期間，則必須等到發射器打開并且其輸出功率達到閾值才能實施開始指令[8]。該過程需要30秒鐘的時間，這時，如果再發出一個停止廣播指令就會過期，出現一個邏輯誤差，使檢驗適配的代碼調試開關仍然將輸出的程序信號維持在應急狀態，從而導致錯播。

四、中波應急廣播系統設計和實施對策

（一）雙音雙頻技術

雙音多頻技術是一種通過電話傳送對應被呼號碼的通信方式，最早是在電話通信中使用，可以高效地使用FSK。雙音多頻傳輸思想是，通過對不同頻振源的數字化控制實現信息傳輸。構建突發事件信息處理過程中，首先要解決的問題如下：

1.報文的接收校驗適配器

就本裝置而言，當它的IP通道面板在中波應急廣播時，可以通過確認進行程序譯碼。控制面板可以對PCM語音代碼進行模擬－數字變換，并通過以太網接口高效地傳送對應的開關指令。然后通過預先設定的延遲，將開始指令傳遞給中波應急信號調制器，從而實現對聲音信號的高效率傳輸。

2.編碼調制器

中波應急電臺的編碼調節器，其主要功能是高效地產生并發出一條蘇醒命令，通過對聲音信號進行高效的變換，從而達到將遠程接收裝置叫醒的目標。.

3.聲音的智能化開關

這臺裝置的首要任務是在普通節目和應急廣播節目之間迅速轉換，通過接收確認適配器發出的對應命令，高效地向主/備用發射機傳送這兩個信號；在收到開機命令后，可以將普通的聲音迅速轉換成對應的應急廣播聲音頻道。

（二）數字水印技術

數字水印技術是通過數字信號處理方法，將一組記號隱藏起來，并使用特殊的探測器進行信息的提取。同時，中波應急情況下，也是基于數字水印的應急情況下，對用戶進行遠距離喚醒和分區播放的控制問題。在此基礎上，通過高效完成數字信號的嵌入，可以在廣播體制下進行數位信號的傳送。另外，通過正確使用這種方法，也可以實現對整個終端的有效控制。實施原則如下：

首先，聲音掩蔽作用。它是一種在對應的更強烈的信號掩蓋下，使被掩蔽的人很難聽見的聲音。通過對“屏蔽”的仿真，可以得到最小的“屏蔽閾值”，當其達到最小閾值時，就可以達到無失真的目標。其次，基于人耳的聽力模式，提出了一種擴大光譜的方法。將無線網絡中采用的擴頻思路應用于數字水印技術，可以實現窄帶數據在一個比較寬的頻段內進行，從而促進了數字水印與偽隨機代碼的對應操作。而且還能與原有聲音重疊。最后，結合人耳的心理－聽覺模型，對數字水印進行了嵌入。考慮耳朵對語音的靈敏度不同，如果在全頻域內完成了高效的數值運算，則此時添加數字水印并不會對人耳的聽力產生任何影響。將此原理與人耳的聽覺特性相融合，能夠建立人耳對某一聲音特性的掩蓋曲線。而數字水印則是利用發射機，將隱藏在對應的控制命令中的信息高效地發送出來。在正常的廣播信號接收過程中，可以對有水印的信息進行檢測，從而實現信號分區，該方法的優點是可以保證同時發生應急廣播程序和控制信息。

（三）中波數字廣播技術

中波數字播出是目前較為成熟的一項數字化處理方法。利用中波數字 AM技術，可以進行緊急情況下的廣播，其主要優點有：第一，它具備建立中波數字通道的單頻段通信系統的技術依據，能夠節約頻譜資源。第二，它可以實現各種媒介形態的傳播，包括突發事件的傳播。第三，通過采用數碼壓縮的方法，可以使中頻電臺的接收品質發生本質的變化，保證了在不同的空間范圍內，接收結果的一致性。第四，該方法具有傳輸能量大、覆蓋范圍廣等優點，可以實現遠程的緊急通信需求。第五，采用合適的通道規劃方法，可以實現信號和服務的同時傳送，提高用戶的反應速度；與此同時，還能夠改善信號的接收精度。中波數字電視的構成包括：數字中間波多路復用器、數字信號調制器、數字轉接器、緊急信息接收和校驗適配器，這樣就可以實現對監測系統的自動控制和信息交換。

五、結束語

綜上所述，中波廣播是一種適應實際需求的新方法，具有顯著的技術優點。因此，要提高突發事件的預警能力，就需要對中波廣播進行深度研究，將中波廣播技術運用到突發事件中，并考慮突發事件的地域特點。為了保證中波傳輸的安全性，應持續完善系統的技術和設計。

作者單位：戚敏 山東省廣播電視傳輸保障中心

參考文獻

[1]張龍慧.基于DTMF技術的中波應急廣播系統設計[J].科學技術創新，2017（27）：31-32.

[2]郭光智，李革.中波廣播在應急廣播系統中的應用[J].電聲技術，2022，46（11）：56-58.

[3]王曉梅.中波發射臺在應急廣播系統中的探索[J].西部廣播電視，2023，44（9）：220-222，237.

[4]舒國祥.應急廣播系統中中波廣播技術的價值及實現路徑[J].西部廣播電視，2017（21）：238-239.

[5]馬云武.基于應急廣播系統中中波廣播技術的價值及實現路徑探究[J].中國新通信，2019，21（8）：118.

[6]郭曉明.中波應急廣播遠程喚醒系統的技術實現[J].百科論壇電子雜志，2019（14）：769-770.

[7]李志文.中波廣播在應急廣播系統中的應用[J].衛星電視與寬帶多媒體，2023（17）：52-54.

[8]原瑾.試析中波廣播技術在應急廣播系統中的重要性及其技術實現[J].通訊世界，2023，30（4）：136-138.