淺談?wù){(diào)頻多工廣播

李泉風(fēng)

摘 要：文章闡述了調(diào)頻多工廣播的基本原理以及調(diào)頻多工廣播的接收，重點闡述了高速數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的基本原理和特點。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻；多工；廣播；接收；數(shù)據(jù)

1 調(diào)頻多工廣播的基本概念和原理

調(diào)頻多工廣播是指在一個調(diào)頻的頻道內(nèi)，除播送現(xiàn)有的立體聲（或單聲道）節(jié)目外，利用頻道內(nèi)頻譜的較高部分，還同時播送一個或數(shù)個內(nèi)容不同的節(jié)目或信息。調(diào)頻多工廣播由于其系統(tǒng)本身非常簡單易行，從而推進了各國各種不同系統(tǒng)的開發(fā)。早期的調(diào)頻多工廣播信號為模擬信號形式，近年來國際上高速數(shù)據(jù)形式的調(diào)頻多工廣播發(fā)展很快，主要有歐洲、美國和日本三種技術(shù)方式，其中西歐有較統(tǒng)一的格式，使用也較為普及，我國的調(diào)頻多工廣播目前有立體聲附加信道與雙節(jié)目廣播，目前調(diào)頻多工高速數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)（FMHDS）亦已進入開發(fā)和應(yīng)用階段。

2 立體聲附加信道調(diào)頻廣播的接收

⑴立體聲附加信道廣播是指在一個調(diào)頻頻道內(nèi)，除廣播立體聲調(diào)頻節(jié)目外，利用附加信道同時播送另一套節(jié)目。我國立體聲附加信道廣播采用FM-FM制，附加信道的副載波頻率為67KHz.調(diào)制在附加信道的音頻信號帶寬為80-6000Hz，它的電聲指標(biāo)相當(dāng)于通常的中波廣播節(jié)目。附加信道的音頻信號對附加信道附副載波（67KHz）的調(diào)制采取調(diào)頻（FM）方式，最大頻偏為±4KHz，預(yù)加重時間常數(shù)為50us。

對主載波進行調(diào)頻的調(diào)制信號是由立體聲復(fù)合信號和附加信道信號所組成。調(diào)制信號的頻率配置如圖所示。在這一制式中，附加信道的音頻信號先后進行了二次調(diào)頻，因而稱為（FM-FM）制。

立體聲調(diào)制信號只向左信道（右信道）輸入端輸入額定音頻信號時，由主信道信號所產(chǎn)生的主載波頻偏和副信道信號所產(chǎn)生的主載波頻偏數(shù)值相同，其最大幅值為最大頻偏（75kHz）的40%，導(dǎo)頻信號對主載波的頻偏為最大頻偏的10%，附加信道對主載波的頻偏為最大頻偏的10%。在立體聲附加信道廣播中，為減少立體聲節(jié)目與附加信道音頻節(jié)目信號之間的相互串音，對附加信號的音頻信號采用壓擴技術(shù)。在發(fā)射端壓縮比為2：1，即音頻信號在對附加信道副載波頻率調(diào)制之前，先把音頻信號的動態(tài)范圍經(jīng)2：1壓縮處理，如把音頻節(jié)目動態(tài)范圍由0- -60dB，壓縮為0--30dB。

⑵雙節(jié)目調(diào)頻廣播的接收。雙節(jié)目調(diào)頻廣播是指在一個調(diào)頻頻道內(nèi)，除播送單聲調(diào)頻節(jié)目外，再播送另一套節(jié)目，前者稱為主節(jié)目，后者稱為副節(jié)目。

我國雙節(jié)目廣播采用FM-FM制。副載波頻率為67KHz，副節(jié)目信號音頻帶寬為50-10000Hz，主要用作為中波發(fā)射臺、有線廣播站的節(jié)目源或用作少數(shù)民族語言廣播。副節(jié)目信號對副載波的調(diào)制采取調(diào)頻方式，最大頻偏為±8kHz，預(yù)加重時間常數(shù)為75us.副節(jié)目信號在進入副載波調(diào)制器之前2：1的壓縮處理。

對主載波進行調(diào)頻的調(diào)制信號是由傳送主節(jié)目的主信道與已調(diào)副載波信號組成。主載波最大調(diào)制頻偏量為±75kHz，其中主信道信號調(diào)制主載波的最大頻偏量占70%（±52.5kHz），副載波調(diào)制主載波的頻偏占（±22.5kHz）。副節(jié)目信號在調(diào)制副載波前，經(jīng)壓縮比為2：1的壓縮。

3 調(diào)頻多工高速數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)

FMHDS（FM multiplex High speed Data System）系統(tǒng)采用DQPSK調(diào)制方式，具有17.5kbps/28kbps兩種傳輸速率，副載波頻率為70kHz。整套系統(tǒng)硬軟件的開發(fā)及接口協(xié)議均為國內(nèi)自主完成，可以兼容現(xiàn)行的歐洲廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)（RDS，Radio Data System）。RDS的主要功能是自動調(diào)諧、臺名顯示，道路交通信息、廣播尋呼與自動接收等。現(xiàn)有的調(diào)頻廣播基帶頻譜除了可容納一套立體聲或單聲道主節(jié)目廣播信號外，上有一部分可利用的頻譜空間，可在傳送主節(jié)目的同時傳送其他的附加信息，如獲的廣泛應(yīng)用的EBU RDS系統(tǒng)，占用57±2.4KHz的頻譜。為了兼容RDS系統(tǒng)，F(xiàn)MHDS采用的副載波為70KHz，帶寬為±9KHz。為了實現(xiàn)足夠大的接收范圍，且盡量小的對主信號的影響FMHDS副載波頻偏應(yīng)在±4-±7.5KHz。

由于FMHDS具有較高的傳輸速率，因此具有以下特點：

⑴無需敷設(shè)有線入戶網(wǎng)絡(luò)，無線數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)利用現(xiàn)有的廣播和電視發(fā)射臺，通過無線電波將信息直接送到接受點，無需敷設(shè)線路。因此僅需在發(fā)射臺增加一部編碼器，在收方加一個接收機即可，投資少，見效快，是其他信息網(wǎng)絡(luò)無法競爭的。

⑵運行費用與用戶數(shù)無關(guān)，數(shù)據(jù)廣播的運行費用是恒定的，與用戶數(shù)無關(guān)，這一點同典型的計算機撥號入網(wǎng)方式相比就非常優(yōu)越，其他網(wǎng)絡(luò)傳輸方式中，當(dāng)用戶數(shù)增加時，需要增加和增強網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，否則就會降低網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，甚至無法正常運行，若用戶數(shù)很大，這部分費用就會變得相當(dāng)可觀。

⑶快速的點對面?zhèn)鬏敺绞剑瑪?shù)據(jù)廣播是一種點對面的傳輸方式，在發(fā)送時，所有的接收點可以同時收到，不必逐點傳送，所以具有很高的傳輸效率。

⑷無需占用額外的頻譜資源：目前發(fā)展的廣播多工系統(tǒng)都是發(fā)掘和用了現(xiàn)有頻帶中的空白頻譜資源，不會造成頻譜擁擠和互相影響的問題，考慮到頻譜也是一種寶貴的資源，應(yīng)該充分地、合理地加以利用，這一點在國外已經(jīng)引起高度重視，不合理的占用頻譜就是對資源的浪費。

⑸適合移動接收：數(shù)據(jù)廣播是一種無線傳輸方式，因此不依賴于線路端口，這對自然災(zāi)害、通信線路故障或未通線路的情況是具有特別意義的。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)多工廣播的特點，目前FMHDS的應(yīng)用層開發(fā)已經(jīng)在電子報紙、股票等方面完成了一些工作，特別是在股票信息的傳輸中，數(shù)據(jù)經(jīng)無損壓縮后配合常用股票分析軟件，股票數(shù)據(jù)軟件的刷新率可達3次/分，達到了國內(nèi)現(xiàn)行圖文電視股票信息系統(tǒng)的傳輸水平，下一步將在文件壓縮、Internet/www文件包傳送，瀏覽器用戶界面、遠程教學(xué)等方面開展工作。