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新形势下应急广播调频同步网设计与建设研究

作者:未知

  摘 要:调频同步技术能够有效避免区域内频率资源饱和而产生干扰的问题,通过全面整合将应急广播内容更快、更大范围的进行传播,文章针对应急广播调频同步网的设计和建设展开分析。
  关键词:应急广播;调频同步网;设计;建设
  当出现重大突发性事件时,应急广播系统能够将信息进行及时且大范围的传播,从而发挥疏散群众、安抚群众恐慌心理以及维护社会稳定的重要作用。在如今广电行业发展的新形势下,建设全域覆盖的应急广播系统已成为当前阶段的重要工作内容,尤其是在部分地形复杂、频率资源稀缺的地区,应急广播工程建设难度高、任务重。因此,可尝试利用调频同步技术,基于调频同步网去新建发射台或是对旧发射台展开改造,遵循调频同步技术规范去设计应急广播调频同步网的建设方案,确保在突发险情发生时能够利用统一频率去展开应急广播。
  1 应急广播系统平台的必备功能
  广播属于一种点对面的信息传播形式,具有调度灵活、接收方便、传播速度快等优点,所以可以更加及时地将应急信息在同一时间传播到各个终端。应急广播系统除了能够发出预警信息之外,还要在自然灾害、突发性事件发生时,能够起到动员指挥、协调抢险等作用[1]。因此,应急广播调频同步网的建设是目前国家应急体系完善中的重要任务。具体来讲,应急广播系统平台需要具备如下几点功能。
  1.1 应急广播播出功能
  当发生突发性事件(公共卫生和社会安全方面)或重大自然灾害时,发生可能带来重大人员伤亡、财产损失、环境破坏、危害社会公共秩序和安全时,应急广播系统要能够及时切断正常广播,同步播送应急广播信息。
  1.2 电话广播功能
  能够利用固话或移动电话向前端控制中心传送音频信号与文字信息,之后由前端控制中心按照设定的优先级别去逐个广播音频信息与文字信息。当电话广播时,系统必须要对来电是否合法进行验证,而验证方法需要结合实情去选择,目的在于避免非法电话进行广播。
  1.3 优先广播播出功能
  日常的广播模式会默认为上级部门广播优先,而应急广播则会结合实际需求去设计上下两类优先模式。结合优先原则设计,上级广播能够对下级广播随时切断而优先播送上级广播内容。當然,优先级别也可进行多级数设置。
  1.4 防插播功能
  基于对控制信号的加密,可寻址收扩机能够对输入信号是否合法展开自动化识别,一旦察觉有非法信号在展开同频干扰攻击,可寻址收扩机便会在极短时间内中止广播,直到干扰信号消除,可寻址收扩机便会恢复正常工作状态。
  1.5 定时自动广播功能
  正常状态下应急广播系统能够结合预设的时间段与内容去展开自动化广播,而且能够按照预设自动选择内容,做到无人化的值守。
  1.6 可寻址广播功能
  基于前端控制中心对可寻址接收终端进行点对点的远程控制,或是结合实情对可寻址收扩机的工作状态进行调整,主要进行开关控制、音量调节、频率调节等,从而满足因地制宜的广播要求以及不同广播管理人员的具体需求。
  2 应急广播调频同步网设计与建设
  2.1 调频同步网架构与实现
  应急广播调频同步网的架构主要由信号源和覆盖网组成:
  (1)信号源。一般配备两种模式,一种是广播中心在正常工作状态下,通过提供数字音频信号以DVB/MPEG-2编码进行压缩后在中星6B传输;另一种则是广播中心以及应急广播系统无法正常工作,要配备好应急移动广播车系统,利用车载Ku波段卫星系统向Ku数字卫星传输应急信号。当然,无论哪种信号源都需要在前端加水印,通过接收端的音频切换器对音频的合法性进行验证,并及时切换信号源,确保信号传输的安全性与稳定性,提高应急广播的应变能力。
  (2)覆盖网。不同调频同步发射点都要配备好C波段卫星、Ku波段卫星接收系统、数字卫星同步接收机、数字卫星接收机、数字音频切换器、数字同步激励器、调频发射系统。当信号源处在正常传输状态时,音频切换器默认对C波段卫星信号进行接收,其中数字卫星同步接收机要确保接收信号时延差不得超过2 μs,由GPS标频器设定时间基准,数字同步激励器做好时延校正工作,在对时延、调制度等参数不断动态调整下,确保满足调频同步网要求[2];而当信号源处在异常状态时,便要启动Ku数字卫星应急传输通道,发射点所配置好的普通数字卫星接收机和音频切换器开始工作,自动切换到Ku数字卫星应急信号,所有同步发射点,保证频率、调制度相同。
  2.2 调频广播同步技术
  由于未同步的所有相邻且频率相同的调频发射点在场强差值小于6 dB的覆盖区内会导致收听质量明显降低,这是由于存在频率、相位、调制度等方面的差异而出现相干区,在这一区域内甚至无法正常收听广播,所以要用到调频广播同步技术去改善相干区无法正常收听的问题。通过进行调频同步网的建设,能够提高相干区的收听效果,并且实现相干区范围缩小的目的。
  严格按照《调频同步广播系统技术规范》中提出的要求,确保覆盖网内部各个发射点的相对频差不得超过1×10-9,调制度偏差不得超过3%以及立体声时延差不得超过5 μs,确保相位、频率及调制度相同且相干区最低接收场强。其中频率和调制度相同并不困难,但是同相有一定难度,所以大部分地区会采取小功率布点的方式去开展调频同步网的建设。当然,在部分地形复杂且地域辽阔的地区,采取这种建设方式需要投入极大成本,所以在此类地区可尝试采取利用大功率发射台展开大范围覆盖,而在人口密集区域的空白点和高速公路的沿线盲区,辅以小功率发射台补充,再加上对覆盖场型、发射功率以及时延参数等进行调整,确保相干区能够转移到人口稀疏区,从而提高覆盖区的收听质量。
  2.3 时延参数设置
  为了保证同相,一定要对时延参数进行设置,该项工作属于应急广播调频同步网建设中的重难点,主要包含确定相干区、计算时延参数两个部分。   2.3.1 确定相干区
  主要利用ADTI的ICS TELCOM仿真工具,输入发射点的经纬度、天线参数、功率、海拔等参数,基于相邻发射台交叉覆盖区域场强差不超过6 dB的条件,推算出相干区范围,找到相干区中心区域,确定此处信号接收质量最差。
  2.3.2 计算时延参数
  确定了相干区范围之后,便要展开时延参数的计算工作,为了确保相干区范围内的任意一点能够正常地接收到其他区域发射出的信号,要做好时延参数的设置,主要要对下行信号传输时延与FM信号地表传输时延进行调整。
  2.4 调频同步网调试
  在对应急广播调频同步网的建设过程中,还需要做好调试工作,而该项工作具有明显的复杂性与系统性,存在一定难度。在调试的过程中,要综合考虑时间、地点、收测手段与标准等因素。
  电磁波在自由空间中会出现一定的衰落现象,而此处的衰落又可分成慢衰落与快衰落两种。其中,之所以出现慢衰落现象,原因在于传输媒介的结构有所变化,比如常见的大气折射、大气层结等大气方面的条件改变,而与频率并无太大关系,最为主要的原因在于气象环境、电路长度以及地形地貌等。快衰落原因多集中在多路径传输,如雷电天、雨雾天等,有着更强的频率及空间选择。在相同区域内的同一个地点所得到的收听效果并不是每一次都一样,所以在对应急广播调频同步网展开调试时,尽量要选择大气干净且空气悬浮颗粒少的雨后晴天开展。借助定点收测验证软件对相干区范围进行模拟仿真,判断范围确定的准确性,在相干区、高速公路沿段展开多轮路测,判断基于理论计算出的时延参数准确性,在调整时延参数的同时也要对发射点覆盖场型以及发射功率进行同步调整,确保将相干区转移到人口相对稀疏的区域,从而保证人口密集区的覆盖质量,在此基础上对相干区收听效果进行优化、完善[3]。
  应急广播调频同步网的调试还会在高速公路进行,此时需要重点关注多普勒效应,其可能会对调频同步网调试结果产生影响。大量数据表明,沿着高速公路进行相干区收测,会发现往返得到的收测效果存在差异,而且相干区范围也发生改变。所以,针对同一路段的收测需要经过多轮往返验证,结合实际情况去调整相邻发射点的同步参数,确保得到相干区内最完美的收测效果。实际上,在高速公路沿线对调频同步网进行收测效果验证,最便捷有效的方法就是按照CCIR-562建议去展开,分为5个级别的主观评价,通过多轮实地收测与调试,再对各个发射点的时延参数理论值展开微调,最终得到最好的收听效果,显著优化相干区内的收听质量,缩小了相干区范围。
  3 结语
  综上所述,面对突发的灾情险情,为了保护好人民群众的生命财产安全,一定要重视应急广播调频同步网的建设工作,确保在最短时间内疏散群众且进行抢险指挥。而具体的应急广播调频同步网建设需要立足当地实情展开,在应急调频广播建设被纳入“十三五”國家广电建设重点工程的新形势下,身为广电人更要重视这一系统工程的建设,致力于建成更多更高质量的应急广播无线覆盖网。
  作者简介:王得生(1977— ),男,河南淮滨人,工程师,学士;研究方向:广播电视无线发射。
  [参考文献]
  [1]包云鹏.调频广播发射系统在应急广播中的运用[J].西部广播电视,2019(17):223-224.
  [2]陈淋,李本林.同步调频应急广播系统的研究与探索[J].中国有线电视,2018(S1):366-369.
  [3]姚成松,虞怡东,杨立.基于调频单频网的无线应急广播发射系统[J].电声技术,2013(12):89-92,97.
  Research on the design and construction of emergency broadcasting frequency synchronization network under the new situation
  Wang Desheng
  (Xinyang City Huangchuan TV Relay Station, Xinyang 465141, China)
  Abstract:The frequency modulation synchronization technology can effectively avoid the problem of interference caused by saturation of frequency resources in the region. Through comprehensive integration, the emergency broadcast content will be spread faster and wider. The article analyzes the design and construction of emergency broadcast FM synchronization network.
  Key words:emergency broadcast; frequency modulation synchronization network; design; construction
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