同步调频范文

同步调频范文（精选7篇）

同步调频 第1篇

调频广播, 由于其电声指标优越, 频带较宽, 便于传输高保真立体声信息, 因此, 80 年代以来调频立体声广播得到了迅速发展。

随着听众审美情趣的提高, 对调频广播节目的需求也随之增大。一方面, 广播界采用不断增加节目套数的方法来满足听众的需求, 但随之而来的问题是频率资源日趋紧张。如何充分利用频率资源, 促使业内人士不得不进行认真考虑。另一方面, 交通的日益发达, 尤其是高速公路和高等级公路的快速发展, 使人们对在移动中接收交通信息及其他广播节目有了更高的需求。

同步广播技术可以大幅度提高频率资源的利用率, 按我国的频率规划, 每个省每套节目分配三个频率计算, 可以节约频率资源1/2 以上, 并在使用频率上有效对抗干扰。同时, 同步广播在降低发射设备订购和调配成本、减少频率协调周期和费用、建立广播节目统一的频道形象等方面都起到明显的作用。

1 存在技术问题

所谓调频同步广播技术, 就是具有重叠服务区, 使用同一载频、同时同相位同一节目广播的调频发射系统[1]。与中波同步广播不同, 两个调频信号的叠加要比两个调幅信号叠加复杂得多, 不仅合成信号的振幅发生变化, 更重要的是合成信号的瞬时频率也发生变化。因此, 调频同步广播技术要比调幅同步广播技术更严苛, 调频同步广播技术可以归纳为“三同”, 即同频、同相、同调制度。

1) 同频:要求发射机载频一致, 相邻发射机之间的频率差足够小, 如载频有偏差, 会产生差拍干扰;2) 同相:要求两个已调信号到达接收机应相同, 相邻发射机发出的已调波在相干区的相位差足够小, 若有时延差, 经过在接收机的叠加, 解调后会产生失真、混响和互调衍生物。这种失真程度与时延差和调制频率有关。时延相同产生失真最小;3) 同调制度:相邻发射机的调制度差足够小, 即保持两台的频偏一致。若不一致, 叠加信号在接收机解调后也会产生附加失真和衍生成分。这种失真与调制度偏差和调制度频率有关。当调制度相同时这种附加失真最小。

2 技术解决方案

用共源调制法解决调频同步广播中的“三同”问题。

共源法调频同步广播技术, 利用微波链路实现了调频同步广播节目信号的已调信号传输, 保证了各同步电台之间的瞬时频偏一致 (频偏只决定首站调制度, 其他各站通过微波差转, 相位、频偏不变) , 采用自主开发的GPS频率基准源技术, 使各同步电台之间载波精密锁定, 解决了在信号传输过程中的信号进延、频偏不一致和信号幅度比不能控制的难题, 实现了调频精密同步广播。现场收听, 固定和移动接收, 质量良好, 主管评价优于4 分;在等场强区接收, 略有干扰, 主观评价优于3 分, 同频保护率趋于0 d B (行业规范要求:6 d B) , 保证了调频单频网的无缝覆盖, 可以实现真正意义上的“调频同步广播”。

3调频同步广播系统组网解决方案

3.1 系统技术要点

调频同步广播的关键在于“三同”, 这也是本系统的优势所在。

1) 各发射台输出载频严格锁定专用GPS模块输出的高精度10 MHz频标, 确保“同频”。

相对频差F <10- 11Hz, F → 0Hz。

2) 采用自主研制的数字激励器替代传统的模拟激励器, 并具有随路音频信令的数字化音频传输链路, 确保“同调制度”。

绝对调制度偏差<3 Hz。

相对调制度偏差 Δ M → 0Hz (由于数字激励器工作的一致性) 。

3) 音频延时数字调整

相对音频时延偏差T → 1μ s。

调整范围0~300 ms (考虑到卫星瞬间的时延240 ms) 。

3.2 系统特点

1) 组网所用激励器位数字激励器, 其实现采用了DSP+DDS技术;音频一延时、音频编码、射频调制均为数字实现。2) 随路音频信令将同步时标符合在音频流中与GPS提供的IPPS时标校准, 确保各发射站点之间的音频相对时延固定。3) 随路音频信令可检测、补偿, 数据链路由于路由变化、同步滑动、数据复用等造成的延时变化。在电信、卫星、光纤网络中传输均能保证时延的一致性。4) 系统锁定于高精度的GPS频标。5) 关键设备采用大规模集成电路, 实现简单、数字化程度高;另一方面他们自带故障检测、告警和修复功能, 确保系统运行高度稳定。

3.3 系统构成

系统采用的是一对多点的覆盖方式。广播电台的音频工作站送出音频流, 系统前端负责分法音频流到同步覆盖网中各发射机。根据实际情况的不同, 音频传输可以通过多种方式:卫星、电信、光纤和微波中继等网络均可。按照中继方式的不同系统相应分成四种传输子系统:FMGX—S (卫星中继) 、SDH网络 (AESE1) 、FMGX—F (光纤中继) 和FMGX—M (微波中继) 。

摘要：分析了调频同步广播存在的技术问题, 并提出技术解决方案。

关键词：同频,同相,同调制度,数字立体声调频调制器,GPS基准源,同步激励器

参考文献

调频同步网系统组网设计 第2篇

郴州人民广播电台调频广播节目主要通过五盖山发射台基站发射, 覆盖全市, 但由于东、西两个方向都有高山阻挡, 致使嘉禾、临武、桂东、汝城四个县的城区收听效果很差;同时随着交通的快速发展, 广播节目移动接收听众数量快速增长, 这就要求考虑到移动收听的方便;另外, 随着近年来调频广播的迅速发展, 频率资源紧缺问题日益突出。而采用调频同步网技术可以更有效地利用频谱资源, 全网使用同一频率;靠“组网”的概念 (不再单纯靠提高单站覆盖范围) 扩大服务区覆盖范围和改善用户接收效果;支持跨区连续移动收听节目。经过综合考虑, 我们以五盖山发射台基站为主站, 在上述四个县增加站点, 组建一个调频同步网, 不新增频点, 通过技术手段扩大覆盖面、提高覆盖质量, 优化四个县城区覆盖效果。

1 调频同步网概述

调频同步广播系统是指具有重叠服务区, 使用同一载频, 并使用同一节目源, 同时同相位广播的调频发射系统。调频同步网技术要点可归纳为“三同一保”, 即同频、同相、同调制度和保证最低接收场强, 对于立体声广播来说, 导频也要相同。

郴州人民广播电台调频同步网系统, 采用数字单频网适配技术、数字调制技术, 解决了传输时延的“绝对时间自动同步调整”和播出信号的“自动精确同步”问题, 使同步播出系统性能大大提高。系统的核心技术是单频网服务器、单频网适配器和数字同步激励器 (带导频同步) 。单频网适配技术解决了传输链路中“自动时延补偿”问题, 使音频信号在各个发端站保持对时间同步。同时数字同步激励器解决了立体声调制信号同步的问题 (导频同步) , 使同步性能大大提高, 真正实现了播出信号的精确同步。

2 系统构成设计

2.1 同步前端

主要包括单频网适配器和GPS。郴州人民广播电台调频同步网系统, 同步前端设计采用TS流同步编码器 (单频网适配器) , 对AES数字音频信号进行同步编码;GPS参考源向TS流同步编码器提供1PPS和10MHZ信号, 保证前端输出码流具有精确的码率和精准的时间同步标识;TS流同步编码器以GPS提供的时钟信号为参考, 向网络中各调频发射机提供时间基准, 确保网内所有调频发射机的“时间同步”。

2.2 节目分配传输网

节目分配及数据传输网络将同步前端处理后的音频信号以透明的方式分发传递到各个发射站, 同时完成监控信息的双向通信。

同步前端至市发射基站的节目传送采用点对点光缆传输。同步前端至四县的节目传送, 首先利用已建成的市到县广电干线网, 将同步数字音频信号传送至各县局 (台) 机房, 再通过光缆传送到发射台站。

2.3 发射基站同步设备配置

发射站的同步设备由同步解码器、GPS和数字激励器组成。数字激励器以GPS信号为参考, 保证各调频发射机的频率统一, 相位统一;同时数字激励器还保证各调频发射机的调制度一致。

2.4 发射基站子系统

由位于各发射基站的多部调频发射机和天馈系统组成。根据各发射站所在地理位置和覆盖范围要求, 合理选项调频发射机的功率和天线。天线类型以偶极子板为主, 便于在各方向进行独立调整, 合理控制场形。

3 覆盖设计

3.1 覆盖区域和站点布局如图1。

郴州市东西方向有高山, 南北为山谷, 107国道、G 4高速和京广铁路从此穿过。临武县和嘉禾县位于郴州市西部, 直线连线上有高山阻挡;汝城县和桂东县位于郴州市西部和西北部, 直线连线上有高山阻挡。

根据覆盖地区的地形地貌和当地人员流动规律, 覆盖的主要区域为:市县城区, 市县之间的主要连接公路。站点布局共设5个发射站点:郴州市五盖山基站 (已有) , 新增嘉禾县、临武县、汝城县和桂东县四县发射台基站。

3.2 单频网组建与覆盖效果预计

1) 郴州市五盖山基站目前覆盖效果, 西部可达桂阳县、北部可达永兴县、东部和东北部可达资兴市、安仁县, 南部可达宜章县, 所以单频网中将继续使用, 以达到同样的覆盖效果;

2) 从目前郴州和临武基站的覆盖现状判断, 郴州与临武可以沿324省道组成单频网;

3) 嘉禾与临武基站直线距离34km, 可以沿公路组成单频网;

4) 郴州与汝城基站组建单频网, 在郴州通往汝城的公路上要穿越约20公里的山区, 估计此段接收效果较差, 可能会出现时断时续的现象;

5) 桂东位于山区深部, 距汝城60多公里路 (106国道) , 路边高山海拔约1000m, 且两站位置也不够理想, 但为了共用频率, 建议在汝城与桂东县仍按单频网建站, 尽力使覆盖效果达到最佳。

3.3 调频同步网总体覆盖效果预计为:

郴州发射基站在郴州南北方向上覆盖可以达到宜章县和永兴县, 与嘉禾、临武和汝城县发射基站组成单频网, 主要覆盖所在市县城区107国道、G4高速以及324省道。

汝城县发射基站海拔较高, 可以沿106国道向桂东方向覆盖一定距离, 并尽力与桂东县发射站组成单频网。

4 系统不足及优化方案

郴州城区至临武中间路段收不到信号, 是由于道路的两面有高山遮挡信号过不来, 如果条件允许考虑在此处补点, 可以改善此路段的收听效果。

郴州城区至桂东东北方向山高、山多、人口密度稀少, 即使考虑补点效果也不会太明显, 可以适当考虑牺牲东北方向部分的覆盖面。

摘要：就调频同步网的概念、系统组成、技术要求做了简要的介绍。根据新时期广播电台覆盖的发展需求, 结合郴州人民广播电台调频广播节目现有的覆盖状况, 在深入分析郴州市区和周边县域地形地貌的基础上, 设计了一套调频同步广播系统组网方案。

关键词：调频,同步网,系统构成,覆盖

参考文献

[1]调频同步广播系统技术规范.国家广播电影电视总局, 2000.

[2]袁宁.单频网原理简介.北京同方吉兆科技有限公司培训教材, 2010:5-8.

调频同步广播系统集成建议 第3篇

节目扩大、节省频率资源、覆盖范围扩大、由于以上特点有效缓解了目前频率规划难的问题。

1) 覆盖范围扩大:多个站点网络覆盖, 将大大扩大覆盖范围, 包括公路沿线、乡村等, 社会效益明显。

2) 节省频率资源:多台站使用同一个频率, 有效缓解了目前频率规划难的问题。

3) 方便了车载用户:车辆在行使中不再需要更换频道即可收听同一套广播节目, 如交通广播等, 提高服务质量。

4) 节目“品牌”扩大:由于“同一频率、同一呼号”大范围覆盖, 所以品牌效应大幅提升, 可带动经济效益增长。

2 技术难点

调频广播发射信号为模拟信号, 如果两个站点简单采用同频播出必然带来大范围干扰, 且干扰范围远远大于一般预期, 即使频率完全同步, 保护率仍需要15d B (两个站点的场强差) , 对应的干扰范围占两站间距离的40%。

3 主要技术要求

1) 各台站基准频率源稳定度≤5*1E-9/24h (准确度1E-7即可) ;2) 载波相对频差≤1*1E-9;3) 相干区内载波场强差<6d B;4) 相干区内已调信号的时间差≤10μs (单声道) , ≤5μs (立体声) ;5) 相邻站调制度设置误差≤3%;6) 补点ERP应小于主发射机的20%;7) 相干区收听质量不低于3级。

从上述分析可看出, 调频同步技术难点主要有以下几个方面:

1) 同步越精确, 保护率越低, 对应的相邻台站距离越大。反之, 如果同步精度低, 则保护率要求高, 最大站距变小。如果按站距9公里建网, 则无法发挥广播台站覆盖效率高的优势, 系统建设成本高、信价比低。

2) 实际使用中受节目分发传输链路的限制, 多个站点不可能都为一种理想的传输通道, 所以时间 (传输延迟) 同步很难保证, 导致系统相干区收听质量下降。

3) 该标准对立体声导频同步、预加重同步等没有规定, 所以立体声同步效果较差。相对而言, 单声道的同步效果优于立体声的同步效果。

4 调频数字激励器及发射机

调频数字激励器是关键技术, 该数字激励器不但具要有数字激励器的全部功能, 而且还要有“同步信令”功能, 从而使系统可以实现同步自动调整。

立体声数字调频激励器的性能直接关系到载波和调制度的稳定度, 是实现高质量同步广播的关键。系统所设计的激励器功能上可以实现从音频输入 (AES/EBU) , 立体声编码、数据处理直至射频数字调制 (DDS方式) 输出87~108MFM信号的全数字过程。

此系统具有灵活性、兼容性和高性能指标。主要表现在以下几个方面:

1) 采用1000MHz D/A变换器, 可以直接实现74MHz~110MHz的射频输出。输出频率分辨能力可达到48位 (1u Hz) 。独立工作时频率稳定度<1×10-6 (内部温补晶振) , 同步工作时频率稳定度<1×10-11 (锁定GPS) ;

2) 从音频抽样到射频输出全程 (二进制) 数值运算都在16位精度、40位累加器尾数处理以上;

3) 具有数字音频信号 (AES/EBU) , 左、右声道模拟信号及RDS、SCA1, SCA2输入接口。可内建RDS/RBDS (数据由com 2接入) 及FMHDS17.5kbps/28kbps (数据由com2接入) ;

4) 输出延迟数字可调, 最大可达20m s, 步进1m s/10μs/100ns;频偏数字可调, 精确度可达0.01%。

5 技术突破

1) 通过采用数字化调频激励器, 大幅提升“频率和调制度”的同步精度。数字激励器一方面大大改进频率同步、调制度同步、导频同步等同步指标, 另一方面改进失真、信噪比、隔离度等关键技术指标, 使调频发射机的播出质量和同步性能大大提高。

2) 可实现“五同一保”, 使系统的同步性能大幅提高, 同步广播覆盖效果明显改善。

3) 功能集成, 综合监控集成了发射设备、环境设备、继电设备、安防设备于一身, 显示更直观, 监控更方便, 使用更简单。

4) 系统告警的及时性:系统任何监控节点出现问题将在1s中之内予以告警, 如已经设置了告警解决预案可自动切换到备用设备, 真正意义的接近0秒停播。

5) 备案管理, 主备信号、设备采用备案方式进行管理, 由专业的人员进行备案控制, 运维人员只能根据备案进行操作, 避免了非专业人士由于误操作导致的系统问题和播出问题。

6 系统方案特点

要完成本区域的广播覆盖功能。标准化基站设计对系统建设有重要意义。基站站按“无人值守”设计, 包括节目传输、覆盖场形、自动监控、发射设备的可靠性以及房供电要求、设备安装维护方便等。标准化基站包括卫星接收 (或其它传输设备) 、同步处理器、发射机、天馈、同步监控、电源等部分。天馈设备建议考虑未来扩展频点要求, 功率余量、带宽建议考虑多个频点, 天线优先考虑双偶极子天线。

发射机功率建议按1KW标准配置, 最低不超过500W, 充分利用调频广播覆效率高的优点以保证系统的整体覆盖效果。

7 防插播问题

调频同步广播网通常由单频网 (SFN) 适配器 (前端) 、数字音频传输链路、SFN适配器 (基站) 及调频数字发射机构成。在传输的数字音频信号中, 通过单频网 (SFN) 适配器可加入“随路信令”, 出现非法插播信号时, 发射机中的调频数字激励器收到的音频信号没有“随路信令”则自动关机。一旦调频数字激励器设置成防插播工作模式, 激励器其他音频输入, 如模拟口, SCA, MPX等皆处于封锁状态。进入和退出防插播工作模式均需要输入密码, 也可以设置为远程控制模式, 现场不能做任何操作。

8 结束语

调频同步广播的优缺点分析 第4篇

1 大功率调频非同步广播的缺点

调频广播有优秀的音质和抗干扰性能, 已成为城市广播覆盖的主要手段。随着城市规模的扩展, 调频发射台的功率也呈数量级增加, 由原来的l OOW、300W上升到lk W、3k W, 甚至l Ok W, 而发射天线的高度也由几十米上升到数百米, 已逐步形成高塔大功率覆盖的格局。高塔大功率覆盖模式的主要长处是:建设方便, 省事省力, 见效很快。但其固有缺点和带来的负面影响也不可忽视, 主要有以下几点。

1.1 易形成多径干扰

因调频广播工作于米波段, 极易因遇到高大建筑物和其他物体反射形成多径干扰。由于调频广播的电波传播特点, 即使是在大功率调频发射的服务区也易受到地理环境如城市高楼、高山的影响, 存在覆盖阴影区。

1.2 大区覆盖因频率不能复用造成规划困难

在进行调频广播规划时, 调频广播频道间隔为100k Hz, 调频广播的必要带宽为200k Hz, 同一发射台调频发射频率间隔不小于800k Hz, 使用多工器时一般来说最小频率间隔不应当小于1MHz, 加上频率之间的多种制约性, 每个发射台最多也只能播出十套左右高质量的调频节目, 这样城市调频频段的频率资源就无法满足广播的发展需要。

1.3 不能解决长距离交通线的连续覆盖问题

现代公共交通发展迅速, 城市市区交通网、城市之间及全国性的高速公路网已形成规模, 同一套节目在各个城市使用不同的频率播出, 需要驾乘人员预先了解各地的发射频率, 并在地域转换时及时调整收听频率, 这样一来, 由于很多听众并不了解各地的频率, 无疑会损失很多听众群, 也会使节目收听出现断续等现象。

1.4 浪费相关能源

覆盖区场强不均匀度可达60d B, 远远超出需要的无效辐射, 导致能源的巨大浪费;电场强度是随着与场源 (天线) 的距离的增大而衰减缓慢, 因此, 在离天线较近的地方, 场强分布很不均匀, 如果在这个范围内的低场强也可达到覆盖需要, 那么对该范围内的高场强而言就超出了覆盖所需, 从而造成能源浪费。

1.5 污染生活环境

大功率FM发射台在天线周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是一个事实;电磁辐射不仅危害民航等通讯业务, 也是人类健康的一大杀手。据调查电磁辐射不仅是心血管疾病、糖尿病、癌突变以及孕妇流产、不育、畸胎等病变的主要诱因, 还对人体生殖系统, 神经系统和免疫系统造成直接伤害;过量的电磁辐射还直接影响儿童组织发育、骨骼发育、视力减弱, 可能造成肝脏造血功能下降, 严重时可导致视网膜脱落等。

1.6 对航空无线电业务造成干扰

近年来, “民航干扰”问题愈发严重, 这也让不少广播电视部门吃尽苦头, 降功率、降调制度甚至停播同样导致广电部门损失惨重。究其原因, 无非是广电现在使用频率越来越高、功率越来越大, 频率的增加导致频率互调的可能性增大, 功率越来越大导致带外发射的功率等级相对提高, 加大了对民航部门高灵敏度接收系统的干扰。

2 调频同步广播的优点

同步广播是指在一个较大地域内利用位于不同地点的两部或更多发射机, 使用同一频率播出同样节目内容的广播形式。与传统调频广播相比, 调频同步广播具有以下优势。

减小多径干扰。由于功率小了, 大部分反射波场强度下降到不至于产生干涉水平, 并且由于布点多, 部分多径干扰区可能被互相掩盖;同步补点的办法可以消除因高山、高楼造成的阴影区。

小功率辐射因为覆盖范围小, 对邻近地区影响小, 因此, 易于规划, 且可提高频谱利用率。

可方便组成单频网, 满足交通线上的无缝覆盖, 确保驾乘人员能不间断接收。

节省能源, 减小污染。小功率调频同步广播场强不均匀度仅为30d B, 加上使用低高度垂直极化天线, 极大减小对空辐射和根部近场辐射, 既节约能源, 又满足电磁环境卫生标准。

减小对航空频段的干扰。全省或全国使用单频网, 使频道数量大幅减小, 互调的可能性减小;再加上发射功率减小, 致使带外杂散发射功率等级减小, 可有效降低甚至避免造成对航空频段的干扰。

3 调频同步广播的缺点

调频同步广播, 不仅功率小、多布点和无缝覆盖, 而且可节省频率资源, 在较长条形覆盖区, 如公路沿线移动接受不用调换频道。但同时, 它的缺点和现行系统的不足之处也比较明显, 主要有以下几方面。

3.1 不利于公共服务均等化

公共服务均等化是指政府要为社会公众提供基本的、在不同阶段具有不同标准的、最终大致均等的公共物品和公共服务。作为重要的社会事业, 广播节目从某种程度上说是一种公共产品。对调频同步广播来说, 在两个发射台的重叠服务区, 信号会出现失真、噪声等现象, 对干扰区的广播受众来说, 他们就不能很好地收听到该套广播节目, 这种现象明显不符合广播节目公共服务均等化的要求。

3.2 覆盖区域越大, 实现调频同步广播的技术难度大

同步发射点越多, 相干区的情况就越复杂, 对于三个及以上发射点共同形成的干扰区, 路径延时会很难控制, 很容易出现顾此失彼的情况。

3.3 同步系统对设备的稳定性要求高

众所周知, 设备的稳定性情况直接影响到同步系统的指标, 比如, 每次设备断电重启后都有可能带来诸如延时量等指标轻微变化, 而这些变化累积效应后会影响到同步广播系统的各项指标。

3.4 指标测试项目不全面

目前, 对调频同步广播相干区的指标测试还不够全面, 尤其是对收听效果的评价没有一个技术参考标准, 仅仅依靠电场强度指标是不准确的。目前, 普遍的做法是, 收测人员根据自己的主观判断和声音质量主观评价方法来打分, 但由于每个人的主观听感并不完全一致, 所以最终结果可能会差距很大, 对于没有去过现场的人更是不能想象结果到底会怎样。为此, 应再增加几项相干区的测试指标, 这些指标可以很好地描述相干区内的收听情况, 如参照发射机的信噪比指标, 我们也可以制定一个相干区的类似“信噪比”的指标和测试方法, 这样同步广播的效果就会变得更容易让人理解。

3.5 测试同步系统指标难度较大

由于同步系统指标要求高, 如基准频率源稳定度:≤5×10-9/24小时;已调制信号相对时间差 (立体声) : (立体声) ≤5 us, 能测试这些高指标的设备很少, 有些只能在实验室或设备生产厂家进行测试, 这对于系统维护和安全运行来说是不利的。

4 结语

社会发展需要有很多专业性服务, 以及社会新闻宣传, 如交通信息咨询、健康咨询、金融投资信息咨询等, 广播又是大众最便捷的信息接受媒体, 需要很多频率资源, 而一个国家的频率资源是有限的, 也是严格控制的, 调频同步广播既节约了频谱资源, 又实现了广播功能, 克服了高塔大功率调频非同步广播的很多缺点, 因此, 调频同步广播将成为未来广播的主要形式。

摘要：本文通过总结作者近些年在同步广播工作中的实践经验, 分析了高塔大功率调频非同步广播的缺点, 阐述了调频同步的优势, 同时提出现行调频同步广播的缺点。

关键词：调频,同步广播,覆盖

参考文献

[1]黄勇.未来十年广播技术的发展趋势[J].现代电子技术, 2004 (4) .

调频同步广播技术的应用及发展 第5篇

调频广播属于声音传播媒体,内容更新速度快、收听方便、用户体验好,受到了越来越多人的喜爱。调频波主要是通过直线的方式进行传播,单个调频发射台的覆盖半径(范围)很窄。鉴于此,调频同步广播技术得以发展,这项技术依靠在某一特定区域中安装多台调频发射机,利用相同的工作频率发送同一套音频节目,从而实现更大范围的覆盖[1]。

调频同步广播发射机和普通的调频发射机有明显的区别,不但要具备普通发射机的所有功能,还必须要符合下面几点要求:首先,在一个调频同步广播网中的各台同步发射机载频都应该同步于相同的基准源,从而确保各台同步发射机之间的频率相同;其次,网内各台发射机应该拥有对已调调频波相位进行调节的功能,且调节精度要高,进而确保不同两台同步发射机之间的已调波相位相同;最后,同一调频同步广播网中的发射机调制度应该精确标定且保证长期处于稳定状态,进而让各发射机调制度之间的偏差尽可能小。

2 调频同步广播的主要优点

第一,能够增加广播发射覆盖范围,因为利用了多台发射机进行交叠覆盖,能够按照服务区的实际情况来组建覆盖网络,从而让电波更加均衡有效的覆盖;第二,对目前的电磁环境不会产生较大影响,因为交叠均衡覆盖,网内各台发射机的辐射功率相对较小,不仅能够满足最低可用场强,确保用户收听质量,也不至于产生高场强对电磁环境产生干扰;第三,长距离覆盖让用户得到更好的收听体验,调频同步广播技术的应用能够覆盖更大的区域,让用户可以不间断收听而不需要频繁的更换频率;第四,建设和维护成本较低,工作效率较高,小型发射设备的成本仅是单台大功率发射机的很小一部分,且多台发射机同步发射也会降低故障对正常发射的影响。

3 调频同步广播技术应用

按照广电总局所制定的调频同步广播技术应用GY/T154-2000中的要求,调频同步广播技术的技术标准为“三同一保”(单声道调频同频广播)或者“四同一保”(立体声调频同步广播)。现阶段,国内应用的调频同步广播技术一般有四种类型:GPS锁定频率的实现、STL调频同步广播、射频分发技术的调频同步广播、DDS+自动延时调频同步广播[2]。

3.1 GPS频率锁定的实现方式

在这一同步广播技术中,GPS接受系统作为其核心,为调频同步广播系统提供基本准频率与音频传输时延信息。GPS接收机解调输出能够提供10MHz频率,应用于对发射机发射频率以及导频频率的锁定与校准,从而确保系统频率的一致。GPS同时输出时延信息,在电视广播的演播室端口,把时间信息和音频信号合成之后进行传送,之后在发射端再把接收的这些音频信号的时间信息和GPS实时时间作出对比,从而获得一个时延值,利用延时器来实现系统的时延校正,从而更有效的保证时延的一致性。各台调制度分别实施校准能够确保调制度的一致。从实际作业效果来说,这样的方式无法确保调制度的一致性,发射机调制度、音频信号大小与调制特性是密切相关的,这样的办法即便是对调制线性进行了校准,也无法确保各个音频信号的实际大小。由于进入发射机的音频信号无法保证,所以调制度的一致性也不能保证。

3.2 STL调频同步广播

把音频信号通过不同的延时器,传输到各个发射站点,确保相干区的延时相同,利用GPS信号来对频率进行校准,确保频率相同。调制度分别校准保证调制度相同。这样的同步办法和GPS实现方法有很大的相似性,依旧存在上述的一些问题,建设投资成本也比较大,但是能够确保时延一致。

3.3 射频分发技术的调频同步广播

射频分发技术首先把音频编码调制于相对较低的频率中,之后利用微波或者光缆来向各个站点传输,在发射站点通过GPS标间频率来进行射频变换,能够确保频率以及调制度相同。按照传输路径的差别,已调波信号存在不同射频延时,射频延时器会自动进行调整来确保相干区音频同相位。射频分发技术的优势在于调制度不存在误差,频率准确性能够得到较好的保障,仅需考虑调频同步广播相干区的射频同相。

3.4 DDS+自动延时的数字同步广播

随着数字技术的飞速发展,DDS技术已经开始应用在调频激励器中,从而在很大程度上提升了数字调频激励器的指标。DDS在调频同步广播中的实际应用,让其能够直接选择数字音频信号输入,确保数字调频激励器调制度的稳定性,能够帮助我们更轻松的建设大规模网络。从当前实际运行的各类型调频同步广播系统网络而言,最大的问题在于相干区射频时延稳定性较低,容易发生时延漂移[3]。

对于上述四种调频同步广播系统,前两种基本为淘汰的系统,一般不予采用,后两种为当前应用相对广泛的,对其的比较如表1所示。

4 调频同步广播技术的发展

4.1 数字化

随着数字电子技术的飞速发展,尤其是高性能数字信号处理器、直接数字频率合成器和超高速数模转换器的广泛应用,让无线通讯以及广播技术得到了极大的发展。近年来,很多国外的FM发射机厂家已经着手研发并生产“数字化调频同步广播发射机”。数字化调频同步广播发射机的技术指标和过去所应用的发射机有了很大程度的提升,其音质水平也有了质的飞跃。因为DSP以及DDS技术的应用让立体声编码能够通过软件完成,FM调制也可以通过软件和DDS共同实现,在很大程度上增强了发射机的稳定性与可靠性。数字化时代的来临让调频同步广播的技术指标有了明显提升,也让调频同步广播系统的建设调试难度极大的降低。

4.2 网络化

因为调频同步广播发射机数量一般都比较多,同时分布在相当大范围的区域内,所以对发射机的维护管理工作就变得更加重要。新型调频同步广播发射机应该普遍配置遥控遥测软硬件接口,从而有助于利用通讯网络通道直接连接设置在监控中心的计算机。可以通过监控中心的计算机系统直接查看网络中发射机的正反向功率、工作电压、工作温度以及音频延时等参数,还能够远程遥控设置发射机的功率和音频延时量;同时,远程操作发射机的工作开关。这样网络化的管理模式在很大程度便于对发射机进行调试及维护,让调频同步广播系统更加安全稳定的运行。

5 结语

调频广播具有更加优良的音质以及抗干扰性而逐渐成为了我国城市广播覆盖的最佳方式,一直以来调频广播的覆盖主要为高塔(高点)覆盖,而随着城市化进程的推进,发射台功率也逐渐增大。总之要认识到,调频同步广播技术已经逐渐成为一项实用、成熟的技术,同时它也在不断的发展优化,只要正确合理的应用这项技术,必然会推进我国电视广播事业的长远发展。

参考文献

[1]焦新文.调频同步广播的同步方式[J].西部广播电视,2013,(4):48.

[2]顾宇平.调频同步广播系统集成建议[J].科技风,2013,(12):32.

同步调频 第6篇

福建省调频同步广播系统采用微波传输方式, 有11个调频同步广播发射点, 沿海一带沿高速公路分布7个站点, 闽西北有4个站点。福建人民广播电台交通广播FM100.7MHz沿厦门-福州-宁德沈海高速公路调频同步覆盖是福建省广播影视集团的重点项目。由于当时资金和技术原因, 只使用19KHz导频同步信号, 在传输发射过程中起同频作用。对“同相”这一技术难题没有得到解决。所以调频广播在传播过程中信号存在“盲区”和“相干区”, 影响了驶乘人员收听调频广播节目。站点布局如下图1 所示, 其中福州104台发射功率等级为5KW, 其余均为3KW。调频同步广播项目实施分阶段进行, 8个绿色站为第一阶段实施的调频同步站点, 3个黄色 (建阳、三明、福鼎) 站点为第二阶段施的同步站点。

2、微波传输实现音频信号同相的相关技术

2.1 调频同步系统的技术规范

<1>同频:载波同频≤1*10-9 (目前可以做到1*10-12) 。

<2>同相:音频传输时延差相同, 19KHz导频同相。

单声道:≤10us (目前可实现≤1us) ;立体声:≤5us (目前可实现≤1us) 。

<3>同调制度:包括预加重曲线一致≤3% (目前调制度一致性优于0.01%) 。

<4>保证最小可用场强满足IUT的规定。

2.2 时延预设 (时延分析)

本系统FM同步广播网 (SFN) 是以微波传输的方式由多个位于不同地点, 处于同步状态的发射机组成的FM覆盖网络, 以相同频率, 在相同时刻发射相同节目, 以实现对特定服务区的可靠覆盖。如下图2所示:101台为同步广播节目传输中心, 我们选定福州104台作为主台 (基准台) , 设定时延为1600us。

<1>从图中可知, Sa1和Sa2分别代表由101台到达发射点A (104台) 和发射点B (莆田壶公山台) 的距离。O点为A和B两发射点发射信号产生的相干区中心点。已知:电磁波的传输速度为C=0.3KM/us, 由于使用同一型号的微波收发信机, 其时延相同运算时相互底消。计算微波传输调频同步广播由101台到达发射点A和到达发射点B的时间差:△T1=Ta1-Ta2= (Sa1-Sa2) /C, 信号从发射点A传波到接收点O和信号从发射点B传波到接收点O的时间差:△T2=Tb1-Tb2= (Sb1-Sb2) /C, A点发射机与B点发射机的时延差为△T3。那么A点为主发射台, 预置时延为TA, B点的时延应设置为TB=TA+△T1+△T2+△T3 (△T1和△T2正号为加, 负号为减) 。

<2>实际估算举例:A发射点位福州104台为主发射台, 发射功率为5KW, 使用美国哈里斯DX-5发射机 (E=119°23′40″, N=26°05′36″) , B发射点在莆田市壶公山台, 发射机功率为3KW, 使用美国哈里斯DX-3发射机 (E=119°0′30″, N=25°21′45″) 。A发射点和B发射点直线距离为91KM。

△T1=Ta1-Ta2= (Sa1-Sa2) /C= (13-93) /0.3=-266.67us, △T2=Tb1-Tb2= (Sb1-Sb2) /C=12/0.3=40us, △T3=372-360=12us (A点发射机时延为372us, B点发射机时延为360us) 。因此发射点B时延应设置为TB=TA+△T1+△T2+△T3=1385us, 发射点延时的设定是主台相邻的发射台依据主台的时延进行计算。相邻的发射台时延设置好后, 再依据此时延设置其它相邻发射点的时延。

2.3 相干区的产生

调频广播信号到达相干区产生干扰的条件: (1) EAO=EBO, EAO为A发射机在相干区中点的广播信号场强;EBO为B发射机在相干区中点的广播信号场强。 (2) (Ta1+Tb1) - (Ta2+Tb2) ≥30us;其中Ta1、Ta2为节目传送至发射站点A和B的时间 (音频信号传输延时) , 音频信号传输延时具有“时变特性”。Tb1、Tb2为发射点A和发射点B发出的射频信号到达相干区接收点O延时 (射频信号传播延时) , 此延时具有“时不变特性”, 即Tb1、Tb2不会随时间变化。当调频同步广播单频网 (SFW) 相干区同步满足如下条件:Ta1+Tb1=Ta2+Tb2或 (Ta1+Tb1) - (Ta2+Tb2) ≤30us时相干区的干扰就会消除。

3、使用单频网服务器同步TS编解码设备在微波传输数字音频系统中能实现自动同相

FM同步广播必须实现“三同一保”即载波同频、同相、同调制度, 一保为保证最小可用场强。其中关键同时是技术难点是同相。同相就是两个调频波信号在相干区的某一点位置相位相同。调频广播信号到达相干区的总时延包括三部分: (1) 音频信号在微波传输信道中的时延Ta1、Ta2, (2) 发射设备时延, (3) 传播时延Tb1、Tb2。单频网服务器同步TS编解码设备能对传输信道时延Ta1、Ta2自动补偿。福建省人民广播电台采用微波通道把音频信号传输到个发射站点, 节目码流传输符合DVB规范。在现有系统的基础上需要增加同步TS编解码设备就能实现“同相”要求。

3.1 微波传输FM同步广播系统结构

传输系统结构如图3所示:传输系统以GPS秒脉冲为基准, 在传输节目码流中加入1PPS时间戳, 同频网中各台站根据1PPS及传输码流可自动测出音频传输时延差, 并自动补偿, 实现所有台站发射信号的“时延自动同步”。即系统各台站在传输路径发生变化的情况下仍可随时保持自动适应同步, 最大限度地消除或缩小相干区, 从而实现无线广播单网覆盖。

同步广播节目中心 (101台编码机房) , 一是来自电台未经压缩的AES信号, 二是本地DTX8300对来自东南网络的压缩信号进行解码输出AES信号。此两路AES主备信号送入自动/手动切换分配器进行切换和分配, 切换器可实现AES信号检测及自动切换。输出AES信号送入“主备”单频网服务器进行同步TS编码, 根据GPS的1PPS信号对AES信号加入时间截并编码为符合MPES-II规范的压缩TS码流, 送入ASI切换分配器。ASI切换分配器具有码流识别和自动切换功能, 将选取主或备信号送入码流复用器, 与原有传输的电视和广播节目ASI码流复用后经QPSK调制送入微波收发信机进行传输。

发射站点系统 (104台) 调制同步广播使用哈里斯公司的FM发射机, 发射机包含Harris数字激励器-DIGITCDigitalFMExcite r。由于激励器可以通过外部时钟参考源接口锁定在GPS时钟参考源上, 同时AES音频接口是一种数字格式接口, 具有良好的一致性, 能实现“三同一保”中的同频和同调制度。由于Harris数字激励器无延时调整功能, 通过设置同步解码器 (卫星) 附延时来补偿FM射频信号到等场强区的传播延时, 无需额外延时调整设备。携带有调频同步广播的微波信号经过变频后, 将频率为70MHz的信号输入同步TS解码器 (卫星) 解码, 经QPSK解调, MPEGII解码出AES信号。同步解码器根据时间戳及GPS频标时标发生器的1PPS信号计算传输延时, 并自动补偿链路传输时延。可以实现各站点的音频时延差小于1 us。为了保证系统的安全播出, 利用各站点原有非同步卫星接收机作为备份音源与同步解码器 (卫星) 互为备份, 增加AES切换器, 将“主备”的AES音频信号送入AES切换分配器, 自动检测和切换AES音频信号输入哈里斯FM广播发射机。

3.2 同步TS编解码器工作原理

单频网服务器是同步广播的数字音频编码器, 同步TS编解码器是调频同步广播传输系统的重要设备。同步TS编码器将左右声道音频输入信号按AES/EBU标准进行数字编码。并将GPS产生的同步时标1PPS信号计算处理后插入AES/EBU数字系统的U信道中。将时标1PPS指向数字编码的频信号对应的抽样值上, 作为全网同步的时间基准。与同步TS编码器相连的单频网服务器, 根据FM同步网中各FM发射机的分布计算出满足同步广播条件时各发射机相对基准时基的延时信息插入AES/EBU的U信道。

AES数字音频信号经微波信道传送到调频同步网中所有同步TS解码器。同时在同步TS解码器上加同步时标1PPS信号 (GPS产生) 。解码器从AES的U信号中解得同步时标1PPS对应的音频信号抽样值标记, 与同步时标1PPS比较并根据延时信息将AES数字音频相应延时, 同时对解码器立体声导频校准。解码器根据方程Tout=Tin+Tdelay来决定送出音频信号的起始时间Tout。这样解码器的开启时间与送出音频信号的时间将没有任何相关性。其中:Tin为解码器收到第一个完整数据中所携带的时标1PPS;Tdelay为微波传输延迟和设定的设备处理延迟的总和, 它是一个常数。

4、调频同步广播系统调试

福州104台为主发射台与莆田壶公山发射台的直线距离为90公里, 根据场强测试结果以及收测情况表明, 在沈海高速大往服务区至石牌山明洞区域为相干区, 约10公里。相干区内场强在25至35db之间, 平均场强在30db左右, 相干区中点至104台和莆田壶公山的距离分别为51公里和40公里, 延时值差约35 us。莆田壶公山发射信号的时延超前, 调试其同步TS解码器中延时设置模块的延时时间, 递增调整30 us。经过反复微量调试多次, 实测结果表明收听效果较以前大有改善, 相干区内效果接近最佳, 但有轻微底噪, 主要原因是由于相干区内场强稍低。出现这种情况的原因在于两发射点距离较长, 且地形复杂。因此提高该段场强覆盖是主要手段。

5、技术特点

由于采用了单音频网服务器TS同步编解码设备在微波传输中运用, 很好地解决了调频同步系统实现在相干区信号“同相”的技术难题。使多站点调频同步系统的调试变得非常简单。很容易就可以建成符合《调频同步广播系统技术规范》要求的调频同步广播网。

摘要：本文叙述了调频同步广播在微波传输中的同频、同相技术改造过程, 分析了相干区的产生和时延的计算。运用了先进的单频网服务器同步TS编解码设备, 解决了调频广播在微波传输中同相的技术难题。使得多站点调频同步广播系统的调试变得非常简单, 因而很容易实现大范围多站点的调频广播系统同步。

关键词：微波传输,单频网服务器,时延,相干区

参考文献

[1]、房少军:《数字微波通信》, 北京:电子工业出版社, 2008.1

同步调频 第7篇

当今社会科技日益发展进步,信息传递的方式也在不断地向多元化方向发展。无线传输技术的兴起在当时引起难以想象的轰动,到现在无线传输技术仍在使用中并不断发展着,信息的无线传输特有的性质也决定着它的广泛使用,尤其是在面对灾难等突发的特殊情况时更能体现出无线传输技术的重要性。

在众多的无线传输技术中值得一提的是调频同步广播技术,它是一种面对大面积区域,在多个基站发射机共同工作,从而覆盖大片范围实现信息的远距离大范围传输的技术。

2 调频同步广播技术的优势

2.1 传输距离远。

频道同步广播技术是利用多台发射站点的发射机同步进行的,同一频率下的信息的传输,众多的发射机同时工作不仅能够使信息在传输过程中收到的损失减少从而提升信息传递的距离,而且,同一频率下的相同信息的传输能够使信号叠加,进一步提升信号传输的距离。

2.2 覆盖范围广。

调频同步传播技术打破了原来无线传输的信息输出源单一的局限,采用多地多个发射站同时发射信息的方法,增加了信号输出源的数量,极大地提高了信息传输的覆盖范围。

2.3 地形影响小。

传统的调频广播通常在传输信息时使用的是直线型的调频波进行传输,这种传输方式虽然具有信息损失较少的优势,但是在单一信号输出源的限制下很容易使信号在传输过程中受到地形如山川等高大物体的阻挡使信号在传输过程中发生反射而受到损失,从而造成了局限性。但调频同步广播技术能够很容易的克服这些问题,只需要在遇到这类地形的时候设计好发射站点的位置,就能从根本上杜绝信息传输过程中因阻碍而受到的损失。

2.4 成本费用低。

传统调频广播一般使用单台大功率设备作为信息输出源,所需费用极高,但是频道同步广播所有发射点的发射装置只需要很小功率的设备即可实现,在成本上极大地减少。但是由于发射点数量众多,分布范围较为分散,在后期设备维护以及故障维修等方面可能会存在一些问题。

3 调频同步广播技术的技术类型

鉴于传统的调频广播存在种种问题不能够满足日益发展的生产生活要求,利用新的技术搭建的调频同步广播技术能够很好解决这种问题,在技术上调频同步广播技术的技术要领可以概括为“一保持,三同步”。

3.1 GPS技术

在调频同步广播技术中“一保持”是非常重要的环节,即在信息传递过程中保持信息所在频率相同,这一难题一直是调频广播技术中较难攻克的。一般的技术手段很难制定统一的调制规则,这就使信号在传输过程中大小等都不能够保持一致,就使调频同步广播难以进行。然而使用GPS的接收系统能够在很大程度上缓解这一技术难点带来的麻烦,信号在经过GPS接收系统时能够锁定导播频率和发射频率,使信号能够在一个相同的频段规则下进行传递,基本上能够实现传输过程中频率相同。

3.2 STL技术

调频同步广播技术在传输的关键是同步,STL技术即信号延时器,是当信号传输到这一基准发射站时,使信号经过确定的延时装置,经延时装置进一步保证信号在传输上频率和同步性相同后在向相关地区发射站点发送,并且再次经过同步延时,进一步提升信号传输时的频率相同和信号同步性,从而极大程度上保证了信号传输的同步性。

3.3 射频分发技术

在信息传输过程中进行使信息通过延时装置进行延时同步之前要经过一个介质转化的系统,由无线传输到光缆等有线设备上进行转换的过程,在这一过程中首先要将无线接收到的信号在一个频率很低的频道上进行处理、加工、转化调制,这一过程可以进一步保证信号在传输时的同步性要求,通过有线设备进行传输后的信号到达各个信号转换发射站点时还有利用GPS等技术对信号进行进一步的调频,经调频后的信号基本上可以满足频率一致,信号在传输过程中的同步性。

4 结语

随着现代社会的发展,种类繁多的无线传输技术的兴起,现代社会对于无线传输的要求不断增加,数字化技术以其传输信号强、传输速度快、信号稳定性强等优势不断被越来越多的无线传输技术使用,调频同步广播技术的发展也要经历数字化的这一过程,现代众多的发射机厂家也越来越注重数字化设备的革新,不断生产出众多的数字化设备,不仅使发射机在使用过程中稳定性越来越好,更在极大程度上提升了信号经过无线传输后,信息损失降低,信号保真程度高的优点。由众多软件和硬件共同构筑的数字化的无线信号传输网络给大众在无线信号接收体验上带来了极大的提升。

摘要：面对科技不断发展,不断进步的今天,在无线传输方面再使用传统的调频同步广播技术很难满足现代社会对于无线传输的更进一步的要求,因此,必须出现一种新型的调频同步广播技术来打破原来的局限性,研究发现,当提高广播传输的频率精度并利用高速数字处理器对广播传输带信息进行精密处理后能够明显提升调频同步广播的精度和广度,从而达到大众对广播的要求。

关键词：调频同步,GPS技术,广播技术

参考文献

[1]胡伯乐.隧道调频广播信号同步覆盖方案设计与实践[J].广播与电视技术,2014,(7).