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1、浅析调频同步广播的解决方案和技术难点一.同频广播提出和技术标准 早在2000年12月，生效实施了调频同步广播系统技术规范GY/T154-2000，它由广电总局科技司提出，广电总局广播电视计量中心，联合杭州众力传播公司、青岛广电所、浙江人民广播电台等单位共同起草，1999年6月开始经多次讨论、实验、修改、征求专家意见、专家审定、报批等程序，共同完成的。标准的核心是规定了实现“三同”a.同频：相对频差1109；b.同相：传输时延差10s（单声），5s（立体声）；c.同调制度：调制度偏差限制在约5%以内。这是保证单频网正常运行的必要条件。在实际调整中还要有“一保”，即保证可用场强。可以通过采用全数字
2、化的立体声编码调制器，精确地实现上述要求，解决模拟FM调制无法解决的相邻发射机调制度精密相等问题。 二.调频同步广播的实现方案 同频广播的核心技术之一是完成前端同步激励及音频信号的传输，必需采用第二方传输链路来实现，目前的主要方式有卫星、微波、光纤三种，具体根据台站条件和实现目标选择，我台同频广播使用的是微波传输方式，三者之间的优缺点如下表1： 除了传输之外的另一个主要技术是调频同步的实现方法，目前有两种，一是每个发射点使用单独的激励器，通过GPS卫星定位，实现时间上高精度统一，通过调制到播出信号内容中，这种方案以杭州众传为代表，其数字FM同步广播发射机采用调频数字激励器，直接将卫星接收机送来
3、的数字信号进行滤波、预加重、延时、导频产生、立体声编码等全数字处理，再由直接数字合成技术将MPX信号调制输出，GPS数字标准频率发生器同步整个系统，经由功率放大器、调频天线在交叠区域实现高质量、无干扰接收和无缝覆盖。第二种是南京同频公司的解决方法，利用一台激励器，通过微波宽带调制，延时等处理后，把调制后的FM信号分别送到发射点，解调后作为外激励推动末级放大，实现多点发射和覆盖。优点是投资相对较少，由于是一台激励器送出的调制信号，三同可以严格保证，重点放在保证可以用场强上，缺点是系统中一旦激励器出现故障，影响范围大。我台所采用的是第二种方法。 三.调频同步广播的优缺点 同频广播可以解决大面积情况
4、的小功率覆盖问题，广播频率专业化情况下分区覆盖、如交通频率应用于道路沿线的交通信息；地形、地理等原因造成的覆盖率低，改善人口密集区域情况下的收听，一般使用小功率同步布点。另一个优点是建网容易、建网费用低、投资回收快、听众无需更换接收机，同时一些发射点、天馈系统、传输链路等设施设备，将来数字化广播实现时可以继续使用，不会重复投资造成浪费；再次是易于规划，提高频谱利用率，消除阴影区，在改善场强不均匀度方面，使用低高度垂直极化天线，极大地减小对空辐射和根部近场辐射，节约能源，满足电磁环境卫生标准，避免对航空频段造成干扰。缺点也是显而易见的，一方面是本身的技术缺陷，相干区的技术处理难度大，并且这种情况
5、不可避免，另外在管理和维护方面不集中，造成设备安全运行保障性不够强。 四.调频同步广播的发展现状 鉴于调频同步广播的诸多优点，欧美一些国家（如法国、意大利、美国等），早在80年代晚期就开始了FM同步广播技术的研究，已建成若干实用的几百到两千公里的单频网（覆盖高速公路和补点）。广电总局科技司分别布署了杭甬高速公路，北京市城区两个调频同步广播的试点，分别由浙江台、北京台跟众力传播公司、青岛广电所合作实施，并且已于2000年通过验收。在此基础上，进一步扩大覆盖的试验，深圳电台自1998年起也进行了调频同步广播试验，2005年已建成5个发射点的同步广播系统，基本实现了同步广播设定的任务目标，由众力公司
6、设计实施，河南电台3个点系统试验播出，截止到2008年初，我国在建和已经实现的调频同步广播台站有20多家。同频激励和系统方案的主要厂家，国外的有意大利泰可诺公司DEX30数字调频激励器，已有10多年的产品经验；国内的有杭州众传公司、北京吉兆电子有限公司，以及南京同频公司等多家，河南省已有省经济台、信息台、许昌台等多家省市级电台涉足同频广播。 五.濮阳人民广播电台同频广播覆盖系统简介 阳人民广播电台新闻综合频率调频100.1FM同频广播项目自2008年8月立项，2008年11月底开工，2009年3月底和4月初分别进行了阶段性测试，目前整个系统已经完成调试，正在运行中。 1.调频同步广播系统组成：
7、 系统结合濮阳人民广播电台提供的基础数据，利用现有已建的广播发射基站站址，在范县和台前两地增加转播基站，南京同频传输公司具体采用广播信号同频谱传输技术，以濮阳市发射中心为频谱信号源，通过微波频谱合成发射系统，将频谱信号传输到范县和台前两地，微波频谱发射系统采用超线性大功率发射技术，对广播信号进行无失真频谱搬移，实现三地同频同步播出，有效地提高信号覆盖范围。同频谱传输技术，可使各个发射基站发射出来的信号频谱完全一致，从而实现同步广播的目标。 图1 每个基站包括调频发射机，微波调制和传输系统，射频调制系统，天馈系统。 基站系统方框图如下图3、图4： 图3图4范县发射台框图（台前无射频延时器，其他同
8、范县发射台）: 2.系统特点：一是采用单一激励器，通过微波同频谱传输技术，其他两发射点相当于同一末级功放的不同模块，因为单一的信号源和复合调制信号，不存在频率、相位和调制度的差异，这样可以严格保证同频、同相、同调制度；二是把濮阳和范县两发射点进行延时处理，根据电波传输速度300m/us计算，濮阳距离台前地理位置相距80Km，濮阳距范县40Km，分别对两地延时150us，80us。（计算出的延时距离分别为45Km，24Km），用于调整发射点间的时间差，在相交区域内使发射电波尽量减少时间差；三是根据地形条件和天线挂高，有选择性的把濮阳发射点定位为全向天线，覆盖濮阳市区及相邻县域，范县发射点为东偏北
9、和正南双面定向天线，台前为东单面定向天线，发射功率分别采用了3Kw、1Kw、1Kw；四是根据实际测试覆盖情况，适当调整各点发射功率，把相干区控制到人口相对稀少的区域内，保证沿濮台公路（大概处于三发射点连线中轴内）收听效果良好，图4为同频覆盖范围示意图。 图4系统安装调试完成后，我台组织技术人员分别对覆盖内区域进行了实地收听和测试，结果如下：以濮阳为中心，向南、西、北三个方向，接收信号为濮阳3千瓦机器发射，所测区域内收听效果良好；濮阳、范县两发射台同频相干区域位于范县西8-11公里处，南北宽3公里左右，带状，有同频干扰噪音，沿濮台公路实测，沿途收听，可正常收听，相交区域不定时有声噪音；范县毛楼旅
10、游区、辛庄一带，沿线使用车载收音机移动接收，有明显的声干扰，固定接收信号方向性强，同时开濮阳和范县点和单开对比发现，场强基本相当，转动天线，分别接收到两点发射信号。根据测试结果判断，该地处于濮阳和范县两发射点共同覆盖区域；范县和台前由于分别采取了定向天线，且范县、台前一带行政区域呈带状，两发射点相干区在台前西7-10公里左右，沿濮台公路收听，未见明显噪声干扰，向北覆盖测试至阳谷县西湖及县城南，收听效果良好，最东测试点至台前吴坝乡银河渡口，信号良好。3.存在问题和调整解决：根据测试结果判断，范县南毛楼、辛庄一带处于同频干扰区域内，由于该区域为人口密集区，影响群众收听。为改善该区覆盖情况，与天线厂
11、家反复研究，把范县发射台1千瓦定向天线变更为东北和正南两个主指向区域，（图4中红色椭圆覆盖为调整后的示意图）分别由两层双偶极板天线组成，即要满足西、北、南三方的主要覆盖区域（濮阳市辖区内），又减少与范县发射点之间的相互干扰。采取以上措施后，于2009年4月3日，再次对原路线进行了移动接收，收听效果明显改变，毛楼相干区域移除，随后又沿大堤向东行至高码头和台前清河交界处，可以清晰接收台前发射点信号。 4.濮阳台同频广播实例技术难点分析：一是本方案中，三点相距均匀，所要求覆盖区域特殊（东西狭长带状），特别是濮阳发射点，既要照顾全方向的主要覆盖，又尽量避免对东面范县发射点的同频干扰，发射功率要求较大，
12、可以认为，台前和濮阳两地为主要发射台，范县做为补点存在，这样呈哑铃型发射覆盖，两头功率大，中间补点，覆盖效果得到改善；二是通过实践发现，在延时开通和关闭的状态下，对相干区的接收影响不明显，主要取决于该地覆盖场强大小，因为对每个接收点来说，两个发射源到达的时间差均不相同，延时量不能以点盖面；三是对相干区的定向接收问题，没能够通过改变发射天线的极化方式来进行对比（没垂直极化天线可用），如果能在不同的发射站点分别采用垂直和水平相交的极化方式，相交区域的同频干扰应有所改善；四是大功率覆盖对同频广播的效果影响较大，功率越高，固定地理位置见的相干区范围越广，场强越强，越难处理，本案例中适当降低范县发射点功
13、率，减少和移动了相干区，但除非是各点覆盖区域边缘相交，否则相干区会不可避免的存在。 六.系统运行中的其他必要条件分析 同步播出网络建成后，技术层面的安全播出和内容方面的安全保障，是系统运行的必要条件，技术实现作为形式，是为广播的具体内容服务的，在传输和多点发射这种情况下，除了要给信号的安全优质传输留出设计余量，还要从管理上保证内容的安全性。比如说，发射站点的选址，天馈线的架设安装，用电方面的安全，微波传输受不受恶意攻击等等，如果是无人值守，就要采取遥测和遥控的手段，及时了解到现场设备的运行情况，一旦有异常，能够自动采取降功率，自动保护，定时恢复等具体功能。因此说，调频同步广播是个大的系统工程，
14、不是一劳永逸、一次投入、终身受益的，这些特点也为同步广播的普及性造成了阻力，广播电视行业向来是重投资、高标准、严要求，是把安全问题放在首位的行业，如果不能保证这些，有时候覆盖甚至还不如不覆盖，没有调频，还有中波来弥补。相信随着技术的进步，网络化和集团化的广播覆盖会越来越好。B&P 参考文献： 1.钱岳林“调频同步广播技术”世界广播电视2000年5月 2.余胜洁“关于调频同步广播发射系统的建设”世界广播电视2005年 3.李为丰“调频同步广播是解决覆盖问题的好办法”广播电视网络技术2001年 4.王亚峰“调频广播覆盖及单频网络组建的设想”广播动态2008年 5.濮阳市力天世纪公司濮阳人民广播电台调频同步广播验收报告
