中波应急广播接入体系研究
provisional
【摘 要】目前国家正在大力推进应急广播体系建设。本文通过从嵌入式数字中波应急广播接收适配器研制、中波发射机数字化改造、自动播出控制、中波数字信道应急广播应用信道规划及应急广播信令的制定等几个方面详细介绍了中波应急广播接入体系，为中波应急广播发展和建设起到一定的指导作用。
【关键词】中波应急广播，接收适配器，数字化改造，自动播出控制，信道规划，广播信令
【中图分类号】 TN934 【文献标识码】 A 【DOI 编码】
10.be.20190001002【本文献信息】马玉忠.中波应急广播接入体系研究[J].广播与电视技术，2019,Vol.46(1).
Rearch on Medium Wave Emergency Broadcasting Accessing System
Ma Yuzhong
(Qinghai Administration Center of Medium Wave Station ，Qinghai 810001，China)
Abstract At prent, the construction of emergency broadcasting system is being vigorously promoted. This paper introduces the medium wave
emergency broadcasting access system detailly, including the development of embedded digital medium wave emergency broadcasting receiving adapter, the digital transformation of medium wave transmitter, the automatic broadcasting control, the channel planning of medium wave digital channel emergency broadcasting and the establishment of emergency broadcast signaling. It will play a guiding role in the development and construction of the medium wave emergency broadcasting.
Keywords Medium wave emergency broadcasting ，Receiving adapter ，Digital transformation ，Automatic broadcasting control ，Channel planning ，Broadcast signaling
马玉忠
（青海省中波台管理中心，青海 810001）
0 引言
应急广播系统是各级政府在应对各类自然灾害、维稳等突发性事件中利用广播电视系统快速传播应急信息的综合性系统，它的核心是以最短的时间、最大的范围达到警示、告知、宣传的目的，起到灾前预警、灾后协助、通报灾情、政策疏导、防微杜渐、维护社会稳定的作用。它是国家战略资源重要的组成部分，也是公共服务体系中主要的成员。中短波广播因传输距离远，广播接收终端设备简单，具有不可替代的应急优势。
1 中短波应急广播接入体系的建立
1.1 接入体系概述
应急广播系统汇聚了各级政府各个部门应急信息，通过中波数字信道实现应急信息传播覆盖。因此需要一台专业设
备来完成应急广播管理平台与发射台播出系统的对接，应急
广播信息多信道接收，优先级遴选，应急广播信令解析，信令安全认证，节目转码，远程控制指令生成，节目自动切换，播出自动控制，播出状态监测（信令监测、内容监测），模拟演练等工作。
应急广播消息接收验证适配器采用模块化结构，每个信道板独立接收不同平台应急广播信令及节目，独立完成应急广播信令的解析，分析，应急广播身份认证，应急广播音频的解码等工作，信道形式包括IP 信道以及卫星信道两种类型。主控板接收到各个信道板的应急广播信令后，根据预设的应
急广播优先级遴选方案，对不同信道的应急广播节目进行选择，将优先级高的应急广播节目输送给数字中波复用器，同时向复用器下发远程控制指令。
应急广播消息接收验证适配器在接收到应急广播开启指令后还负责与发射机自动化监控系统进行指令交互，以确保
应急广播节目及时播出，如图1所示。
1.2 嵌入式数字中波应急广播接收适配器研制
当今中波数字化领域的接收机主要用于音频广播的接收以及有限文本信息的接收，没有实现控制功能的解析工作，应急广播应用主要的特点是可管可控，因此我们在设计研制接收适配器伊始，充分考虑了语音业务与信令数据并行接收处理的工作方式，并对
数据的传输，外设的控制，安全认证，信息回传等功能进行了针对性的设计，采用软件无线电技术，以DSP +FPGA 结构为核心构建接收终端的硬件体系，实现射频信号的数字处理工作，应急广播信令的接收解析，应急广播音频信号的解码输出，外围第三方设备的控制等核心功能，同时运用中波数据传输的独特功能，将数据“推送”业务纳入到接收终端的使用功能中，具备数据存储、输出、信息gprs 上溯回传、数字音频解码、离线节目自动播出，文本语音转换等功能。接收机原理如图2。
2 中波发射机数字化改造及自动播出控制
好久不见英文2.1 中波发射系统数字化改造
现有的中波发射体系是模拟发射系统，要使它完成数字信号的发射任务需对模拟制式播出的中短波发射机进行激励系统，天调系统等方面的改造和调试[1]，如图3所示。一对一外教
主要研究内容是在传统双边带调幅广播（简称模拟广播）基础上，开展兼容性数字中波广播（简称数字广播）的可行性，并测试在相邻频道同时工作是的相互影响关系，展现从传统模拟广播向数字广播过渡的广播覆盖模式，为应急广播应用提供相关支撑数据。具体目标为建立多模式（模拟、数字）切换的中波广播发射系统、测量各种工作模式下发射机的功率、效率等性能指标、测试相邻频道同播时模拟与数字之间的相互影响、路测数字广播接收情况等。2.1.1 复用器
复用器符合DRM （ETSI ES 201 980）标准规范要求，提供高品质的声音组合，具备丰富的数据业务接口，可传输用户数据信息，支持文本、图片、网页等多种格式的文件。具备包括音频编码、业务初中英语自我介绍
复用等基本功能，音频编码为AAC +SBR 编码，在有限的带宽内能使音频效果达到准CD 的音质。复用器提供的指令数据接口是基于以太网的网络数据接口，用于接收应急广播使用的各种指令和数据。鉴于应急广播的特点，接口协议采用UDP 协议，以达到快速响应的目的。复用器在
收到指令和数据后，会不断重复发送，以保证接收机能够正确完整的收到指令和数据。2.1.2 编码调制器
编码调制器符合DRM （ETSI ES 201 980）标准规范要求，具备包括信道编码、
OFDM （正交频分复用）调制等基本功能。支持DRM 标准涉及的所有鲁棒模式、系统带宽、QAM 调制方式、交织深度及差错保护等级。接收符合DRM MDI （ETSI TS 102 820）规范及DRM DCP （ETSI TS 102 821）规范的输入复用码流。
DRM 复用器和编码调制器之间通过以太网进行数据传
图2 接收机原理框图
输，采用TCP /IP 可靠链路，符合DRM （ETSI TS 102 358）规范的链路要求。2.1.3 中波数字适配器
中波数字适配器是发射机数字化改造的关键，是基带信号向射频调制的关键环节，同时中波数字适配器不仅要将现有PDM 发射机升级为具备数字发射能力的数字发射机，同时为了符合应急广播的工作特点兼容原有AM 广播发射功能。
中波数字适配器提供发射机所需的脉宽调制信号和调相载波，并可接收发射机的功率控制信号。为了调试方便预留工程测试接口，用于技术人员现场测试和补偿发射机的包络-相位信号延时差，以补偿发射机在处理载波信号和包络信号支路上的路径延时差，降低调制误差率，提高发射信号质量。
中波数字适配器的功能模块框图如图4所示。
中波数字适配器完成数字基带信号接收、数字滤波和快速处理、包络与相位分离、直接数字频率合成、输出相位调制、输出功率控制、工作模式选择、包络与相位之间延时补偿、幅度—脉冲宽度调制等功能和相应的控制处理，如图5所示。
由于中波数字适配器采用FPGA 器件实现复杂、高速的数字信号处理，从而有效确保发射机改造后的性能指标以及一致性、稳定性，显著降低现场安装调试的难度和时间开销，简化日常运行维护的工作。适配器还可通过预留的通讯接口，实时输出当前的工作模式、信号状态等信息，也可接收远程控制指令，动态改变发射机的工作模式和参数等，为将来实现广播设备的自动化、智能化、网络化奠定了良好的技术基础。
2.2 应急广播自动播出控制
graphic中波数字信道广播的工作流程包括节目信令的数据复用、信道编码、射频适配、功率推送、天馈线发射等几个环节，大多数的发射台已经实现了节目发射播出全流程的自动化控制。中波数字信道应急广播播出体系采用模拟制式与数字制式轮播的技术形式，在平时状态下采用模拟制式进行播出，在应急广播启动时采用数字制式进行播出。
本次中波数字信道应急广播实验项目主要是针对发射机备机进行改造。如图6所示，工作模式采用应急广播消息接收适配器直接控制发射机备机采集器的形式进行，当消息接收适配器接到应急广播指挥调度平台的指令后通过自动化系统原有的ARM 管理器向发射机采集器发出应急广播指令，发射机采集器即处于应急广播状态，不再接受自动化系统的任何指令，同时判断发射机的工作状态，如果处于主机播出状态，则关主机，倒换天线状态，备机采集器将备机工作模式置为数字播出模式，开启备机。如果处于备机播出状态，则通过备机采集器将备机置为数字播出模式。如果主备机处于停播状态，则通过备机采集器将备机置为数字播出模式，开启备机。在应急广播命令解除之前，发射机处于不关机状态，直到接到应急广播解除命令为止，恢复正常播出状态，同时将备机的工作模式恢复为模拟播出制式。
为了平时测试方便，系统设计了发射机备机的工作制式（数字/模拟）的灵活切换模式，通过播出制式
切换器来实现，播出制式切换器提供了手动和自动两种工作模式，当处于手动工作模式时，通过设备的按钮来切换发射机的工作制式，
当处于自动工作状态时，通过备机采集器输出的I/O 信号输入给播出制式切换器进行控制。播出制式切换器的I/O 输出直接
输送给发射机的数字适配器，最终实现发射机播出制式的切换。
3 中波数字信道应急广播应用信道规划
及应急广播信令的制定
中波广播应用于应急广播系统无论是模拟制式还是数字
制式都存在工作带宽较窄的弊端，如何在有限的带宽中即保
证数字语音业务的音质同时又能满足应
急广播信令实时传输、快速准确接收的
要求，是我们研究的主要问题，由于无论在国内外中波数字广播的应用领域尚没有应急广播模式的应
用范例，也无类似的经验借鉴，因此在本项目中我们进
行了大量的实验工作，对业务信道带宽
图4 中波数字适配器功能模块框图
图6 自动播出控制示意图
以及信令信道带宽的占空比进行反复的实验和测试，通过对不同带宽情况下接收到的数字音频可听度的主观测评，同时对信令传输的接收误码率进行测试，得到了23K ：2K 的最佳带宽分配方案。
同样目前国内上没有适合于数字中波体系的应急广播信令定义，我们规划了中波数字信道的应急广播远程控制指令体系[2]，该指令体系的制定既要满足应急广播快速、准确接收的需要，又要考虑中波广播工作带宽有限的客观条件。我们制定的指令包括：远程唤醒指令、区域控制指令、身份认证指令、音量调整指令、接收频率转移指令、优先级判断指令、文本传输指令、业务信道模式切换指令、包装第三方设备控制指令等。
4 经济及社会效益
1. 在突发状态下，具有维护国家政权稳定和抗灾减灾的重大意义
应急广播在突发状态和抗灾减灾中有着不可替代的作用。在突发性群体事件或公共安全事件发生时，充分地发挥好应急广播系统的作用，对迅速平息事态、保护好人民群众的生命财产安全、维护社会稳定有着重要的意义。在突发性灾难事件处理中起到“灾前预警”、“灾中疏导”、“灾后稳定”的特殊作用，在自然灾害频发时期，应急广播对减少灾难损失，合理调配赈灾物资，维护灾区社会稳定具有重要的
意义。应急广播可以帮助政府较早介入对事态的控制，舆论宣传越及时对事态控制的越好，突发事件平息的越早，对减少国民经济的损失越有利。
中波数字信道应急广播系统具有远距离异地覆盖的特点，在本地广播设施遭到破坏无法行使广播覆盖任务的情况下，通过利用邻近地区中波应急广播频率来实现本地覆盖。通过数据推送的形式将救灾、减灾等的语音、图片或文字信息推送到接收终端，实现本地宣传。
你一直在我心里英文假负载
备机数字适配器
备机采集器
播出制式控制器
主机采集器
主机
performance a
RS232
RS232
RS422
天线转换开关
2. 在日常状态下，促进精神文明和经济建设
在日常情况下，可做为党和政府宣传的舆论阵地，满足
当地人民群众的政治、经济、文化、娱乐的需要，做到平战结合，
促进当地经济发展。
中波数字信道应急广播是解决广播“最后一公里”问题
的最好方式，它可寻址的特点可以满足广播的差异化宣传；中波数字应急广播的点到面的广播通讯方式，较之移动通讯“点对点”通讯方式成本要低，可寻址的技术特点可以对不
同公共场合和不同社区的电子显示屏宣传内容差异化的推送，实现公共场合和诚城社区宣传作用；通过中波应急广播数字信道结合农村“村村响”大喇叭广播的形式，解决农村广播节目收听问题；利用中
大学英语课堂游戏波应急广播覆盖面广和“点到面”特殊覆盖模式，可以向营运领域方面应用方向尝试。
5 结束语
中波应急广播具有覆盖面广，点对面传输，经济便捷、稳定、可靠等特点，是点对点通信制式无法替代的、也是其他媒体无法替代的一种重要传媒载体。因此中波应急广播覆盖几乎无死角、信号强的优势在农牧地区、地广人稀的地区比其他广播显得尤为明显。而本文中所述的中波应急广播体系为中波应急广播发展带来更多的技术支持，具有一定的实际使用价值。
参考文献：
［1］ 陈春然.关于DAM 中波发射机调制系统数字化的改造分析[J ]. 通讯世界, 2015(9).
［2］ 周德斌，许帮保，郭沛宁，李晓鸣，张乃光，刘春江，沈阳.中波应急广播远程唤醒系统的技术实现[J ].广播与电视技术,2018(3),26-30.
作者简介：outofrange
马玉忠，男，2010年7月毕业于西安电子科技大学通信工程专业，工学学士学位，高级信息系统项目管理师，通信工程师，青海省中波台管理中心技术科科长。主要从事无线电发射、技术项目规划、频
2011年江苏高考英语试卷
率规划等工作。曾参与过西新工程第四期、第五期建设等重大广播电视建设项目。2016年获全国广播电视技术能手竞赛三等奖和“全国广播电视技术能手”称号。
