兰州调频同步网参考设计方案Word格式文档下载.docx
《兰州调频同步网参考设计方案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《兰州调频同步网参考设计方案Word格式文档下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本系统台站多为“无人值守”站点，维护困难，远程监控管理系统可大大降低维护成本，提高系统的可用度。
2系统方案
调频同步网的设计主要涉及同步网络设计、发射台站设计、监控系统设计等4个主要方面，下面将分别描述。
2.1同步技术
同步技术的原理框图如下：
图1.同步网原理图
同步系统关键技术包括两大部分：
●数字音频传输部分，解决音频信号的“自动时间同步”问题。
关键设备为“音频SFN服务器/适配器”，通过音频链路两端的SFN服务器/适配器和GPS参考源，实现音频传输时延的自动同步（相位同步），标准设备支持卫星传输、光缆传输、数字微波传输等。
●数字调制部分，解决射频信号的频率同步、调制度同步、立体声导频同步及射频空间传输时延微调问题。
解决关键设备为“数字调频激励器”，通过GPS外接参考源实现发射频率和调制度、导频等的精确同步及时延微调。
同时采用数字激励器后发射机输出信号质量大大提高，可达到CD级音质。
根据兰州人民广播电台现有的网络条件，音频节目源传输采用E1、有线等多种方式传送。
2.1.1音频传输时延自动同步
同步广播要求多个台站采用同一个频率、同一时间播出同一套节目。
由于各个台站传输链路存在时延抖动、传输路由参数变化等问题，很难保证恒定的传输时延，所以时间同步是一个技术难点。
本系统采用了目前国际上通用的一种单频网适配技术，在音频传输链路上插入1PPS时间基准，通过SFN适配器解决自动延时调整问题，使系统实现自动时间同步。
SFN服务器/适配器原理如下：
在播控中心使用SFN服务器（TSEncoder）把AES节目源进行压缩编码成TS流格式，经过复用和调制后送上卫星。
FM单频网TSEncoder是实现音频传输的关键设备，其主要功能是完成立体声数字音频信号的输入、MPEG-ILayerII压缩、并对音频及随路控制信息进行复用，根据时标频标发生器提供的1PPS插入时间标签，生成公共MPEG-II传输流（TS），进行ASI接口匹配，最后送卫星广播。
在各个发射站点，SFN适配器（TSDecoder）是具有同步音频解码功能的标准设备，最终输出AES音频信号及随路控制信号。
主要功能是进行TS流解复用，分离出音频流、随路控制数据，获取时间戳信息，然后对音频进行自动延时补偿，使所有发射台发出的音频节目达到“绝对时间同步”。
该方案优点：
1.此TS传输系统对网络传输中的设备差异、路由变化及其他因素产生的延时抖动进行实时补偿，解决了音频通过复用器和传输网络后的抖动问题，使各发射站点站点送入数字激励器的音频样值“自动精确同步”；
2.单频网音频TS同步传输系统采用数字SOPC技术，具有可靠的工作稳定性。
2.1.2射频同步
调频数字激励器是该工程的关键技术，激励器完成频率同步、调制度同步、导频同步、延时微调（射频空间传输补偿）等功能。
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。
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87~108MFM信号的全数字过程。
此系统具有灵活性、兼容性和高性能指标。
主要表现在以下几个方面：
Ø
采用1000MHzD/A变换器，可以直接实现74MHz~110MHz的射频输出。
输出频率分辨能力可达到48位（1uHz）。
独立工作时频率稳定度<
1×
10-6（内部温补晶振），同步工作时频率稳定度<
1×
10-11（锁定GPS）；
从音频抽样到射频输出全程（二进制）数值运算都在16位精度、40位累加器尾数处理以上；
具有数字音频信号（AES/EBU），左、右声道模拟信号及RDS、SCA1，SCA2输入接口。
可内建RDS/RBDS（数据由com2接入）及FMHDS17.5kbps/28kbps（数据由com2接入）；
输出延迟数字可调,最大可达20ms，步进1ms/10μs/100ns；
频偏数字可调，精确度可达0.01%。
此外，数字激励器在调频技术指标上还具有优良的性能，如：
信噪比:
>
80dB
音频失真:
<
0.02%,30~15000Hz
立体声隔离度：
>
60dB,30~15000Hz
采用该数字激励器后，网络同步指标可以实现“五同”，即：
同频：
载波同频，锁定GPS频标，相对频差ΔF—>
0Hz<
10-11；
同相：
音频传输时延差相同，相对音频时延偏差ΔT—>
1uS；
同导频：
19KHz导频严格同频、同相；
同调制度：
绝对调制度偏差<
3Hz，相对调制度偏差ΔM—>
0Hz<
0.01%；
同预加重：
予加重曲线严格一致；
数字激励器编码部分原理框图如下：
图2.数字编码板原理框图
采用数字激励器不但解决了立体声同步广播的技术问题，而且大大提高了立体声广播的性能，在国外形象地称为CD级调频技术。
2.2发射台站
发射台站完成主要完成本区域的广播覆盖功能。
发射台站设计需要考虑：
节目传输、覆盖场形、远程监控、发射设备的可靠性以及满足联通机房供电要求、设备安装维护方便等问题。
●站点采用标准化设计，所有站点基本通用设计；
包括接收解码、同步处理、发射机、天馈、监控、电源等部分。
●音频传输同步采用SFN适配器和GPS时钟参考源，保证到达发射机输入端的AES信号同步；
●发射机采用数字同步激励器，常规站点功率500W~1KW，既保证了覆盖设计，又满足了联通机房的安装要求。
●根据发射机功率等级，馈线采用SDY-50-37和SDY-50-23；
●天线采用单偶两层或双偶一层两面等，根据覆盖要求确定。
场型图如下图所示。
●监控部分采用GPRS回传或E1回传，可控制发射机（包括激励器）、SFN适配器、GPS、交流电源、环境温度、湿度等发射台相关设备，确保台站可靠播出。
●发射设备供点配置3KW以上交流稳压电源或UPS电源，至少信号部分采用UPS电源，确保控制链路的畅通；
●机放内设备采用1个标准的19英寸2M机柜，便于安装维护。
FM单偶极子全向发射天线
技术参数
型 号
FM-03
频率范围
87-98MHz
95-105MHz
98-108MHz
输入阻抗
50Ω
输入接口
L27、L36、L52－50K
驻波比
＜1.10
功率容量
1.5kW／单元
极化方式
垂直极化
增 益
2.5dBd／单元
场 形
全向
阵列参数
层数
增益
重量
（kg）
高度L
（m）
风荷kg
（v=150km/h）
dBd
dBi
2
5.5
7.65
15
4.2
48
4
8.5
10.65
30
9.8
96
6
10.3
12.45
45
15.4
144
8
11.5
13.65
60
21
192
FM双偶极板垂直极化发射天线
FM-02
87-108MHz
尺寸
A
2200mm
B
1700mm
C
800mm
重 量
50kg
L27K、L36K、IF45K
迎风面
1.0m2
7.5dBd
3kW／片
风荷（150km/h）
110kg
<
1.13
抗风速
200km/h
半功率角
E面 ±
35°
H面 ±
32°
制作材料
振子体：
不锈钢
馈电部分：
黄铜
反射板：
A3钢热浸锌或不锈钢
雷电保护
直流接地
面数
kg
m
1
5
7.15
100
1.7
250
3
3.5
5.65
150
284
4.15
200
318
10.8
12.95
4.8
10.15
516
6.2
8.35
300
584
400
652
13.8
15.92
11
13.15
1032
9.2
11.35
600
1168
800
1304
2.3监控系统
调频同步系统发射站点较多，且部分站点可能为无人职守。
一个高效、可靠的监控系统对于调频同步网维护起着重大作用。
远程监控由监控中心和各个发射台站的监控设备组成，远程监控实现的主要功能有：
●远程控制发射机的工作状态，保证发射设备的安全工作；
●远程监控GPS频标的工作状态，保证系统同步；
●远程监控节目分配设备的工作状态，如卫星接收机、接口适配器等，保证节目源的正常提供；
●远程监控机房环境状态，保证设备的正常运行。
●监听节目播出情况。
●远程指导系统维护。
图3.兰州电台监控系统
监控系统可以实现对网络中各站点设备的控制与管理、监视网络运行状态、网络故障检测与报警。
由于卫星广播为单向网络，监控系统需要另外使用双向网络实现。
综合考虑监控系统的要求和成本，本系统采用移动通信网络的GPRS/E1信道实现。
3站点配置
3.1发射站点
发射台站完成主要完成本区域的广播覆盖功能，由于站点多、维护难度大，完善的监控和标准化设计是成功的关键。
图4.发射台站原理图
发射机常规按500W~1KW配置。
发射机具有完善的保护功能，如过流、过压、过载、无音频等，可远程控制开关机。
交流稳压电源主要用于发射机供电和UPS供电；
天馈线配置常规按SDY-50-37和SDY-50-23配置；
天线根据联通塔实际情况常规按2层单偶或1层2面双偶配置。
UPS设备主要用于监控设备和信号部分供电，在机房供电线路故障时保证监控通路的畅通，便于维护。
3.2远程监控中心
中心管理系统对现有站点进行管理，它接收发射台管理系统软件传来的实时信息和报警信息，在中心管理系统可以查看各发射台的各种实时信息和数据。
处理所有的报警信息、发送管理人员的控制命令给发射台管理系统管理员、记录报警事件，完成各种数据汇总和核算，设备运行时间等。
图5.省监控中心原理图
典型的值班界面如下图：
图6.监控中心监控界面
4站点参考预算
4.1同步播出部分
4.1.1同步前端
分类
设备名称
规格
产地
数量
单位
单价
合计
编码
音频SFN服务器
AES输入，ASI输出
国产
台
45,000
90,000
音频分配器
AES2分配
5,000
10,000
GPS
10MHz,1PPS
13,500
27,000
主备切换器
ASI自动切换
9,500
监控
网络交换机
3COM
进口
3,000
串口服务器
NC616M
4,500
UPS
500VA/1h
机柜/配套电缆
2M网络机柜
套
站点总计
150,000
4.1.2发射台站
每个500W台站发射设备（每站预算）：
发射设备
发射机
500W
55000
馈线50M
SDY-50-23
M
50
176
8800
天线
付
15000
同步设备
E1/ASI转换
8000
SFN适配器
双路解码
30000
GPS参考源
12000
工程费
运输、安装
10000
138800
每个1KW台站发射设备（每站预算）:
1000W
70000
SDY-50-37
233
11650
156650
说明：
由于连通机房均位于山顶，设备不能直接运输到站点，需要二次搬运；
机房供电需要改造；
同步系统调试、测试需要在公路沿线进行。
所以每个台站需要增加1万元费用。
4.2远程监控自动管理部分
该部分由两部分组成，省监控管理中心和基站监控设备。
4.2.1省监控管理中心
系统监控
监控微机
DELL370/17"
液晶
15,000
30,000
数据库服务器
DELL
GPS校时器
网络校时模块
同步网监控软件
100,000
报警音箱
对
-
短信模块
2,500
GPRS模块
4,000
3COM，17300
6,500
UPS电源
1000VA/4h
7,000
控制台
200,000
4.2.2基站监控设备（每站）
监控设备（基站）
NC616
GPRS
西门子
环境检测
GME8004
6,200
500W/1h
配套电缆
500
合计
18,200
4.3系统备件
按常规标准，保证系统运行的维护备件按设备总价的5%配置。
5结束语
在兰州特殊的地理环境条件下，采用中、大功率调频同步覆盖，是一种适合兰州调频覆盖的建设方案，既解决了频率规划问题，又解决了全省大范围覆盖的问题。
工程的实施将获得很好的社会效益和经济效益。
升级会员 