内蒙古广播与电视技术２０１０年第２７卷第１期１２～ｌ６ 小调频覆盖是解决 偏僻农牧区听广播难的好办法 内蒙古广播电影电视局村村通办公室 【编者按】广播具有覆盖面广、收听方便、信息便捷等特点，我区近年来采取大功率覆盖、小功率补点方 式实施自治区广播无线覆盖工程，取得了显著成效。这种方式可以在灾难及突发事件中具有独特优势，发挥 了“公共应急广播”职能，可以在农村牧区为群众增长科学知识、丰富业余文化生活，提高政治素质、文化 素质，促进民族团结、边疆稳定和繁荣发展做出最便捷的服务。（赵春涛） 在党和的关心支持下，通过各级广电部门近 两个边境、牧业旗县进行试点，采用大功率覆盖、小 二十年来不懈地努力工作，特别是“村村通”工程和 无线覆盖工程的实施和建设，使“老少边穷”地区人 民群众收看电视、收听广播难的问题得到了很大的 改善，近两年广播电视直播卫星事业的建设和应用， 从根本上解决了“老少边穷”地区电视、广播信号的 功率多点补充覆盖模式，完成六个旗县乡镇（苏木） 和行政村（嘎查）的蒙、汉语调频广播的覆盖。 为传输蒙古语调频广播，锡林郭勒盟苏尼特左旗 作为自治区广播电视节目无线覆盖试点旗县之一，在 苏尼特左旗、达来和巴彦淖尔苏木新增了２部１ ｋＷ、 １部３ ｋＷ大功率调频发射机，在大功率没有覆盖到 的地区新增了１ ０个５ ｗ小功率调频广播发射机，每 台小功率调频广播发射机覆盖半径在５～１ ０ ｋｍ。 覆盖问题，老百姓收看电视节目变得简单方便。 但是电视节目的收看无论多么普及方便也取代不 了“广播”的作用，首先运用直播卫星收看电视节目 需要相应的必要条件，卫星接收设备、电视接收机， 以及相对稳定的动力电源。调频广播以其移动接收， 接收终端价格低廉，收听信号清晰等优势，奠定了其 不可取代的位置，老百姓可在田间地头、走街串巷之 间收听广播，了解时事，特别是在突发事件发生之 时，电力中断，建筑损毁，电视信号接收完全不具备 条件，这时候，调频广播的优势就显得尤为突出。从 ２００８年之初波及南方数省的冰冻之灾，到５．１２汶川 通过这种小点多布覆盖方式的试点，具有以下优 点：一是容易安装调试，故障率低；外表设计美观， 体积小，重量轻，适合放在牧民家中；发射机具有自 动开机功能，交直流两用，并有自动卫星校时系统， 提供了自动开、关机的精度，真正实现了无人值守； 在大功率不能覆盖的腹地或偏僻乡镇建设，具有无 可比拟的优势，不需筹建播出机房、交流电、值班员、 管理人员、交通运输等因素，只需定期更换蓄电池， 定期派技术人员对设备巡视保养，就能保证发射机 的正常运行。 大地震，都是采用通过广播方式指导赈灾，传播信息。 这种应对突发事件的模式已被各级运用和采纳， 为社会的稳定、赈灾效率的提高起到了重要的作用。 ． ２方案的优势 从历次广播电视村村通工程的产品结构和实施过 １建设案例 ２００８年自治区广播电视节目无线覆盖工程，我区 在呼伦贝尔市的四个边境、牧业旗县和锡林郭勒的 一程来看，调频广播多是采用以村为单位的小功率覆 盖方式，有单通道或多通道等模式，在一定时期内小 １２— 第１期 小调频覆盖是解决偏僻农牧区听广播难的好办法 从结构上和功能上大大地提高了调频节目广播的 效率。 （４）防插播措施。广电系统有其独特的政治使 功率发射机的覆盖模式，为解决“老少边穷”地区人 民群众收看电视、收听广播难的问题起到了很好的 效果，但这种模式也存在着诸多问题，主要表现在日 常维护困难（如电费，故障维护等），造成设备无法 长期正常的使用。几年之后村村通发射设备基本处 于瘫痪状态。 命，“防插播”是各级广电单位常抓不懈的任务。特 别是对“村村通广播”这样的发射设备管理，更加的 疏松，因此防插播就显得更加重要。多通道调频发射 前端采用几种技术手段，本着即使不播也不错播的 原则，确保播出信号的安全性。 通过深入总结以往村村通发射设备在工作和管理 方面的成功经验与失败教训，提出了一个针对“老少 边穷”地区调频广播覆盖的新型方案。它的优势体现 在以下几个方面： （５）智能化监控。多通道调频广播发射前端采用 智能化监控系统，可以实现对各个功能模块进行实 时监测，同时可根据预设的开关机时间定时开关机， 对检测到的故障情况，通过移动通讯系统发出报警 信息。 （６）网络管理体系。以往“村村通”小功率发射 （１）绿色能源。用电问题是一直困扰着村村通广 播电视发射设备应用的现实问题，在有些地区老百 姓的衣食住行都是问题，如何再负担得起发射设备 的电费？本方案利用风光互补（太阳能和风能）的模 式作为调频发射机的动力电源，彻底解决了日常电 费的问题，同时在无供电地区也可保证调频广播发 设备都是“各自为战”，由于人力资源短缺、地域偏 远等原因，造成了监管的空白。为了改变这种现状， 可以采用成熟的无线移动通讯技术，构建监控网络， 射。由于发射设备脱离了当地不稳定的电网，从另一 方面也降低了设备的故障发生率。 （２）模块化结构。发射系统采用模块化设计，通 过不同的功能模块构建发射前端，可以根据现场的 以旗县为单位对所辖各村的调频发射集中监控，设 备统一管理。 具体情况和资金情况，通过功能模块的增减，达到改 变发射通道数量，完善管理功能的目的。这种分布式 ３多通道调频广播发射前端系统 ３．１总体构想 的系统结构，对于降低系统风险，方便系统维护，起 到了很大的作用。 多通道调频广播发射前端的设计立足于服务农村 牧区，因此充分考虑了我国边远地区农村牧区调频 （３）多通道发射技术。多通道调频广播发射前端 采用多频率的发射技术，采用的信源接收、调 制、功放、功率合成的模式。 发射工作环境的特点，日常维护人员的基本素质，以 及供电等问题。设计思想上采用分布式的设计理念， 风力发 图１多通道调频广播发射系统框图 一１３— 内蒙古广播与电视技术 按照整个发射工作流程尽量将不同的环节模块化设 第２７卷 块主要分为电源控制模块、卫星接收模块、激励调制 计，各个发射通道化设计，使整个系统能够更加 切合“分布式结构”的系统优势。 模块、功放模块、功率合成模块、监控模块、以及远 程通讯模块。由于多通道调频广播发射前端最多支 持４个通道的发射，因此卫星接收模块、激励调制模 采用一体化设计，将整机的供电、节目信号的接 收、射频调制、功率的放大、通道的合成、天馈系统 块、功放模块在一个系统中每种模块最多可以有四个。 等环节设计在一个机箱内。如图２所示。 图２多通道调频广播发射前端实物示意图 ３．２独特的供电模式 征充分了解边远地区的供电状况、电网质量以及 运维电费等问题，在设计发射前端的供电方式时采 用双路供电模式，即市电电源以及自主发电电源，平 时主要是以自主发电供电为主，为了减少因为供电 故障造成停播的事故，采用市电电源作为辅助电源。 自主发电电源采用风能、光能。由于设备在实际 工作中所处的地理位置差异很大，特别是考虑到高 纬度地区冬天日照时间短的特点，为了使发射设备 能够拥有相对充足恒定的电能，我们采用风光互补 的发电模式，即利用风能和太阳能同时发电，这样即 使在夜晚无光照的条件下，也能为发射设备提供供 电保障。此外单纯的太阳能发电和风能发电都存在 着同样的问题，即发电量与用电载荷不平均的问题， 长此以往会对蓄电池的寿命造成很大的影响，风光 互补的发电模式大大地缓解了发电量随客观环境变 化大的缺点，从而也延长了发电系统的工作寿命。 由于自主发电系统的造价与发电量有直接的关 系，因此减低设备的载荷就显得十分重要，多通道调 频广播发射前端在整体设计上充分考虑了节能这一 重要的环节，第一实现智能化自动开关机，避免了停 播时段的能源浪费，第二系统摒弃了逆变过程，采用 直流单一电源为卫星接收机、调频发射机供电，避免 了逆变过程中的能源消耗。 ３．３模块化结构总线式布局 多通道调频广播发射前端采用模块化设计、积木 式结构，可以根据实际的需求组合拼装发射系统，模 －１４一 为了安全播出和系统更换维护的方便，多通道调 频广播发射前端采取总线的方式将模块间联系起来， 总线接口采用定制的非标插件，有效地防止了人为 破坏，总线定义包括信源信号、数字串口信号、射频 信号以及直流电源等，每个模块通过总线融入到系 统之中。 ３．４先进的调制技术以及功率合成技术 多通道调频广播发射前端采用发射通道处理 技术、调制、功率放大，信号经功率合成器 处理后经一副天线发射出去。 可同时完成４个频率的发射任务，具有了体积 小、传送节目多的特点。 每个调制器采用数字频率合成锁相调制，通过改 变分频开关，可以得到２５６个频率点，频率覆盖８７～ １０８ ＭＨｚ，步进频率ｌ００ ｋＨｚ。调制器采用大规模集 成电路，ＳＭＤ贴片工艺，可靠性高，抗干扰性强。压 控振荡器（ＶＣＯ）采用高频晶体管，频带宽、失真小、 噪声低，大大提高了频率的稳定性。 调制原理： 锁相调制采用目前先进的数字锁相调频方案，组 成如图３所示。 图３调制原理框图 频率调制直接在载波上进行，输出信号不用倍 频、混频，杜绝了互调干扰环节，调制器通过改变分 频比，使输出频率在８７～１０８ ＭＨＺ范围内变化，变 化步长为１００ ｋＨｚ。 多通道调频广播发射前端是一部多通道调频广播 发射设备，最多可同时发射４个频率的节目，为了节 省空间，节省设备，采用公用一副天线的发射方式， 因此功率合成器的优劣直接影响着发射效果。 功率合成器原理： 功率合成主要采用多工器技术。多工器是将两部 或以上射频信号送入一副天线发射出去，同时使各 第１期 小调频覆盖是解决偏僻农牧区听广播难的好办法 路信号相互隔离的网络。利用多工器可将多副天馈 线系统用一副天线来代替，大大节约了资源，节省了 资金，同时由于多工器本身的滤波隔离作用，大大减 小了以往运用多副天线发射在近场区信号串扰的问题。 双工器工作原理： 负载 —一带通滤波器 一 Ｆ１—— ＋ 上 图４双工器原理框图 射频信号１（即Ｆ１）通过３ ｄＢ电桥１（Ｄ１）的１ 端口输入，在３和４端口形成半功率输出，其中３和 １端口相位同相，４端口相位比ｌ端口滞后９０。。两 路信号通过带通滤波器到达３ｄＢ电桥２（Ｄ２）的７和 ８端口。其中Ｄ２的６和８端口的相位相同，７端口经 过９０。延时后到达Ｄ２的６端口。对于Ｆｌ来说，在Ｄ２ 的６口正好同相合成。而在Ｄ ２的５端口，Ｆ１在此相 位相差１８０。，刚好抵消， 因此Ｆｌ在Ｄ２的５端口没 有功率输出。 射频信号２（Ｆ２）通过Ｄ２的５端口输入，在３和 ４端口输出一半功率的Ｄ２信号，在带通滤波器输入口 变成全反射，由于相位关系在Ｄ２的６端口形成同相 位功率合成，因此在Ｄ２的６端口有Ｆ１＋Ｆ２的输出。 ３．５安全化的设计理念 “安全播出”是广电部门最重要的工作任务，防 插播工作又是“安全播出”工作中的重点，多通道调 频广播发射前端主要工作在边远地区的农村中，不 具备专职人员职守监管的条件，社会环境较为复杂， 原有的村村通小功率发射设备技术环节相对简单， 一旦敌对势力将信源置换，进行非法广播，将会造成 重大的政治事故。多通道调频广播发射前端针对这 种情况，采取了针对性的设计，从三个方面杜绝了非 法插播情况的发生。 （１）专用的卫星接收模块。卫星接收参数固化在 存储芯片中，设备中不提供任何参数修改方式，也就 是说该卫星接收模块除了接收指定的节目，无法接 收其他的节目。 （２）特定的信源接口形式。多通道调频广播发射 前端采用非标定制的总线接口，总线中包括信源信 号、串行数字信号、射频信号以及直流电源信号，其 它的卫星接收机等信源设备是无法接入系统的。 （３）数字识别模式。控保系统与每个卫星接收模 块通过串行接口连接，卫星接收模块只有通过数字 接口向控保系统发送身份信息数据，得到控保系统 确认后，音频信号方可按入到激励器模块中。 ３．６“傻瓜”型的操控设计 由于多通道调频广播发射前端是为广大农村牧 区群众服务的，因此设备操控的复杂与简单直接影 响着发射设备的工作效率。 首先系统采用模块化设计，系统支持热插拔功 能，使日常的备件更换简单易行。通过拨动时间码可 以非常容易地设置节目播出时间，每个卫星接收模 块上均具备节目选择拨码开关，用户可以通过拨码 开关设置不同的预制节目，无须对卫星接收机进行 参数设计。 ４网络化管理 “村村通”小功率覆盖技术的运用已有近２０年的 发展历史，从以往的经验和教训来看管理工作是否 到位直接影响着设备的工作效率以及“村村通”事业 的发展。早期的村村通覆盖工程由于维护人员有限， 技术力量薄弱，集中化管理的技术手段欠缺，维护区 域范围大，路途遥远等原因不能保证故障设备恢复 时间，诸如此类的问题最终造成了专用设备运行管 理与维护处于失控的局面，广播电视村村通事业受 到了损失。为了改变这种状况，新型的广播覆盖设备 提供远程网络监控功能，监控中心可以以盟市／旗县 为单位，管理所辖区域内的多通道调频广播发射前 端，同时还可以向上级管理机构实时传送监控信息。 远程网络监控系统是一个交叉、综合学科的具体 应用，它结合了计算机应用技术、网络通讯技术、软 件数据库技术、现代控制技术、管理学等多种学科的 精华，构建成了一个发射台高效的管理体系。通过信 息的采集、信息的传递、信息的储存、信息的加工、 信息的维护等相互交叉，同时又相互的各项工 作，达到管理模式的程序化、标准化和统一化，最终 大大提高发射台的工作成效。 远程网络监控系统涉及到了发射台内所有工作内 容，它是以现代化的网络作为通讯基础，以高效的数 据库作为信息的存储、管理平台，以不同功能的专业 管理软件为工具，以达到整个发射台资源共享、规范 化管理、统一化管理、故障全自动处理以及远程监控 等目的。从管理手段上涵盖了报表形式、多级报警的 形式、故障应急处理形式、历史信息浏览形式、多功 一１５－ 内蒙古广播与电视技术 能的统计形式、实时数据的浏览形式等多种方式。 第２７卷 道调频广播发射前端按实际工作地点标注在地图之 上，通过每套设备的实时运行状态灯，管 理人员可以一目了然地监控所有的设备。 管理人员可以深入监测到每一个设 备，对每一个发射前端各个功能模块主要 参数进行实时监测。 网络化监控系统的主要功能： （１）监测各个地点的多通道调频广播 发射前端的实时工作状态； （２）实时获取各个发射前端的故障信 发射前端发射前端 发射前端发射前端 发射前端发射前端 发射ｆ狮端 发射前端 息； （３）各类参数的查询检索； 图５远程网络监控系统框图 （４）各类数据的计算统计，统计报表的自动生 成； 整个系统采用树型拓扑结构，这样的系统结构非 常适合干垂直管理模式，同时突出了“区域性管理” 的特点，自治区监控中心是整个树型结构的根节点， （５）统一规划前端设备的自动开关机时间，远程 更改发射前端的开关机时间表； 它的位置处于全系统的最上端，处于鸟瞰全局的位 置，盟市／旗县监控中心在结构中处于支节点的位 （６）远程遥控开、关机； （７）多通道调频广播发射前端统一校时功能； （８）远程调整发射信源； 置，它起着承上启下的作用，对上接受自治区监控中 心的领导，对下面向全所辖各个设备的管理工作。 自治区监控中心主要任务是面向所有发射设备的 全面监控、统筹管理，达到对每一个发射设备的运行 参数随时掌控。负责发射台相关业务人员的指导管 理、日常运营指挥调度、数据报表统计、故障处理的 监督管理、报警信息的分级分类处理等工作。 盟市／旗县分监控中心主要负责所辖区域内多 （９）远程更改调频广播的发射频率。 通道调频广播发射前端的Ｅｔ常管理与维护，实时监 控各个发射机的运营情况，包括发射设备、信源设 备、电力设备、环境参数等。一旦发现异常在第一时 间奔赴现场应急抢修。 电子地图监控界面，可以形象具体地将每套多通 图７远程监控平台实时数据监控示意图 ５结束语 多通道调频广播发射前端是一种新型的广播发射 设备，它多通道的设计理念，防插播的安全举措，绿 色的节能供电，方便的运维模式，以及智能化的自控 系统必将成为新时期解决“边老山穷”地区调频广播 覆盖问题的重要手段。 图６远程监控平台眺看示意图 一编辑校对：李海菊 １６－
