详解调频同步广播技术
【摘要】:本文比较详细的分析了调频同步广播原理，调频同步广播就是要求多个台采用同一个频率、同一时间发送同一套节目，对地区实现单频率广播覆盖技术，同时也对对调频同步广播系统设计组成及关键技术进行了研究。 【键词】:调频广播同节目 同频 同相 无缝隙同步覆盖 数字激励器 适配器
0 引言
在信息爆炸的今天，随着城市建设的发展，人们对移动接收的需求不断增长以及调频接收的低成本，广播由于具有接收设备小，投资少，见效快，灵活性强这些电视设备不可取代的优点，因此越来越受到重视，而在这其中调频广播因其优秀的音质和抗干扰性能而成为城市广播覆盖的主要手段，所谓调频同步广播，是指在覆盖区彼此衔接的发射台采用单一频率及相同的节目进行调频广播，用以扩大单一频率的覆盖范围。
调频同步广播是在不改变现有调频立体声广播格式的基础上,对不同地点发射的调频同步广播信号在技术条件上作了一些具体要求,采用调频同步广播发射系统, 可以有效地解决广播移动收听、减少信号交迭区干扰、提高广播收听质量、节约频率资源和加快广播专业化发展, 特别给公路、铁路交通干线移动人群收听带来便利，同时还可以减少电磁污染，保证广播网络的安全性。
1. 调频同步广播的主要原理
1(1 概念
调频同步广播就是要求多个台采用同一个频率、同一时间发送同一套节目，对地区实现单频率广播覆盖技术，能够不管是在乡间，城市，山区，隧道，高速公路还是列车都能不间断的收听节目，由于不是所有的节目都是采用的同一传输链路，即使全部采用相同的传输链路也会存在延时抖动，很难保证稳定的传输延时，所以保持时间同步也是一个技术难点。
1.2 技术标准
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。 1.3 原理
同步调频广播要求多个台站采用同一个频率、同一时间发送同一套节目。由于每个台站传输链路不同，若全部采用同一种链路也存在时延抖动、传输路由参数变化等问题，也很难保证恒定传输时延，所以时间同步是一个技术难点。如果
适配器解决自动延时调整在音频传输链路上插入1PPS 时间基准，可以通过SFN
问题，使系统实现自动时间同步。再在前端“SFN 服务器”中插入识别码，到激励器中解出，又可以剔除中间环节插入的非法信号。
书 数字音频SFN适FM发射机数AES输入
配器 字激励器
数字音频 GPS参考源 数字音频SFN 传输网 服务器
数字音频SFN适FM发射机数
配器 字激励器
GPS参考源
GPS参考源
图1 调频同步广播系统原理框图
2 调频同步广播系统设计组成及相关技术
2.1 调频同步广播系统设计组成
调频同步广播系统可以看成是一个网络 , 所以要首先从网络化宏观考虑, 具体内容包括:
(1) 在网络规划中, 注意“ 三网” 配套, 远程监控管理网与无线覆盖网同步进行, 充分考虑节目分配网的作用, 使系统成为一个有机的整体。 (2) 在覆盖设计中, 首先从系统考虑, 解决相干的问题。
(3) 强调系统的标准化设计可扩展性等, 通过系统化设计, 充分发挥系统的
性能。
调频同步广播系统采用E1链路传输，发射机配置数字调频激励器。同步激励器除了有音频输入口和射频输出口外，还有带有锁定显示的同步信号输入口。为了调整音频信号的时延，内部还增加了带有显示的数字延时器，延时精度为1s，最大延时量为10ms。发射系统可以由N套同步调频激励器和发射机组成，由于N路音频信号传输的路径和距离不同，固有的时延不同，距离越远，时延越长。在两个距离较近的同步激励器加了时延，使调制波时延一致。系统在覆盖区只是可以实现近似的无干扰广播。
2.2 调频同步广播相关技术要点
2(2.1 数字调频激励器
它采用先进的DDS 技术实 同步广播激励器是调频同步广播系统的核心设备,
现高稳定度的射频输出, 实现载波同步。数字调频激励器主要由音频处理模块、调频调制器、激励器功放、监控模块、电源模块等部分组成。数字调频激励器是调频发射机系统的核心，它对输入音频及附加信道信号进行处理并合成基带信号，再将基带信号调制到VHF波段的载波上，并经激励器功放放大输出。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87,108MHz 调频信号的全数字过程。采用数字激励器后，不但解决了立体声同步广播的技术问题，还大大提高了立体声广播的性能。
2.2.2 音频SFN服务器/ 适配器
音频SFN(Single Frequency Network ，单频网络) 服务器/ 适配器是一种基于数字音频传输的时延同步设备，主要功能是解决数字音频信号(AES/EBU) 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“绝对时间”同步。通过音频SFN 服务器/ 适配器设备，将GPS 中的“秒脉冲”时间基准插入到传输流中, 实现延时“动态自动调整”，从而改善系统时间同步性能和系统调试、维护工作量。
音频SFN 服务器/ 适配器采用数字SOPC技术，通过GPS 时标、频标发生器实现音频实时同步，确保同步精度，并且具有可靠的工作稳定性。
2.2.3 保证发射机有相同的调制度
如果两部发射机的调制度不同，会产生一个动态的于扰。因此必须保证不同发射机的音频信号的调制度相同，防止因调制度不同而造成的附加失真和衍生成分。在立体声播出的情况下，为保证在相干区内立体声信号的可靠解码，还应使导频信号同频并尽可能锁相。
2.2.4 保证交叠区最低可用场强
实际上，保证最低可用场强是为了在相干区里，相干驻波谷点的场强，通常要比单发射机工作时要低，这是不可避免的物理现象，要想感觉不出峰谷现象，必须把谷点场强提高到接收门限以上。提高谷点场强的办法是采用垂直极化天线，并适当缩短设台的距离。
2.2.5 覆盖相关设计
(1)覆盖的顺序:首先是人口密集地区，保证人口覆盖率，而且要保题，证信号质量、其次是高速公路无缝覆盖，“以线带面”带动公路沿线，最后是边远地区。
(2)小功率多布点方式无线覆盖效率低，系统性价比低，必须尽可能考虑中、大功率覆盖。在规划调频同步网站点时，也需要避免一些该技术的不足之处。
(3)相干区处理办法:首先是通过站点选择、地形条件等避免或减小相干区，其次是通过天线场型控制相干区，最后通过同步调整缩小或消除相干区。
(4)所谓的相干区实际上就是干扰区，同步的目的是为了减少干扰区，在相干区内收听效果只会变差不会变好，所以在设计中要尽量避免重复覆盖。
额外要充分的利用有利地形来选择合适的地点建站，选用定向性强的定向天线，只有把方方面面做到了，调频同步广播系统的性能才可以得到良好的改善。
3 结束语
随着全国城市化进程的推进，同步广播将同时面临机遇和挑战。城市在不断地扩大，调频同步广播系统采用多点小功率同步发射解决覆盖问题;同时，因为同步广播毕竟还是存在相干区，只是说相干区缩小了，音质比原来听的清楚多了，但噪声一直都会存在，所以说调频同步网是一个较复杂的系统工程, 技术难度相对较大, 系统的可靠性、可维护性、可扩展性是系统成功的关键，本文比较详细的分析了调频同步广播原理，同时也对对调频同步广播系统应用及关键技术进行
了研究。
作者:龚禹生 张磊
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