浅谈调频多工广播

李泉风

摘 要：文章阐述了调频多工广播的基本原理以及调频多工广播的接收，重点阐述了高速数据广播系统的基本原理和特点。

关键词：调频；多工；广播；接收；数据

1 调频多工广播的基本概念和原理

调频多工广播是指在一个调频的频道内，除播送现有的立体声（或单声道）节目外，利用频道内频谱的较高部分，还同时播送一个或数个内容不同的节目或信息。调频多工广播由于其系统本身非常简单易行，从而推进了各国各种不同系统的开发。早期的调频多工广播信号为模拟信号形式，近年来国际上高速数据形式的调频多工广播发展很快，主要有欧洲、美国和日本三种技术方式，其中西欧有较统一的格式，使用也较为普及，我国的调频多工广播目前有立体声附加信道与双节目广播，目前调频多工高速数据广播系统（FMHDS）亦已进入开发和应用阶段。

2 立体声附加信道调频广播的接收

⑴立体声附加信道广播是指在一个调频频道内，除广播立体声调频节目外，利用附加信道同时播送另一套节目。我国立体声附加信道广播采用FM-FM制，附加信道的副载波频率为67KHz.调制在附加信道的音频信号带宽为80-6000Hz，它的电声指标相当于通常的中波广播节目。附加信道的音频信号对附加信道附副载波（67KHz）的调制采取调频（FM）方式，最大频偏为±4KHz，预加重时间常数为50us。

对主载波进行调频的调制信号是由立体声复合信号和附加信道信号所组成。调制信号的频率配置如图所示。在这一制式中，附加信道的音频信号先后进行了二次调频，因而称为（FM-FM）制。

立体声调制信号只向左信道（右信道）输入端输入额定音频信号时，由主信道信号所产生的主载波频偏和副信道信号所产生的主载波频偏数值相同，其最大幅值为最大频偏（75kHz）的40%，导频信号对主载波的频偏为最大频偏的10%，附加信道对主载波的频偏为最大频偏的10%。在立体声附加信道广播中，为减少立体声节目与附加信道音频节目信号之间的相互串音，对附加信号的音频信号采用压扩技术。在发射端压缩比为2：1，即音频信号在对附加信道副载波频率调制之前，先把音频信号的动态范围经2：1压缩处理，如把音频节目动态范围由0- -60dB，压缩为0--30dB。

⑵双节目调频广播的接收。双节目调频广播是指在一个调频频道内，除播送单声调频节目外，再播送另一套节目，前者称为主节目，后者称为副节目。

我国双节目广播采用FM-FM制。副载波频率为67KHz，副节目信号音频带宽为50-10000Hz，主要用作为中波发射台、有线广播站的节目源或用作少数民族语言广播。副节目信号对副载波的调制采取调频方式，最大频偏为±8kHz，预加重时间常数为75us.副节目信号在进入副载波调制器之前2：1的压缩处理。

对主载波进行调频的调制信号是由传送主节目的主信道与已调副载波信号组成。主载波最大调制频偏量为±75kHz，其中主信道信号调制主载波的最大频偏量占70%（±52.5kHz），副载波调制主载波的频偏占（±22.5kHz）。副节目信号在调制副载波前，经压缩比为2：1的压缩。

3 调频多工高速数据广播系统

FMHDS（FM multiplex High speed Data System）系统采用DQPSK调制方式，具有17.5kbps/28kbps两种传输速率，副载波频率为70kHz。整套系统硬软件的开发及接口协议均为国内自主完成，可以兼容现行的欧洲广播数据系统（RDS，Radio Data System）。RDS的主要功能是自动调谐、台名显示，道路交通信息、廣播寻呼与自动接收等。现有的调频广播基带频谱除了可容纳一套立体声或单声道主节目广播信号外，上有一部分可利用的频谱空间，可在传送主节目的同时传送其他的附加信息，如获的广泛应用的EBU RDS系统，占用57±2.4KHz的频谱。为了兼容RDS系统，FMHDS采用的副载波为70KHz，带宽为±9KHz。为了实现足够大的接收范围，且尽量小的对主信号的影响FMHDS副载波频偏应在±4-±7.5KHz。

由于FMHDS具有较高的传输速率，因此具有以下特点：

⑴无需敷设有线入户网络，无线数据广播网利用现有的广播和电视发射台，通过无线电波将信息直接送到接受点，无需敷设线路。因此仅需在发射台增加一部编码器，在收方加一个接收机即可，投资少，见效快，是其他信息网络无法竞争的。

⑵运行费用与用户数无关，数据广播的运行费用是恒定的，与用户数无关，这一点同典型的计算机拨号入网方式相比就非常优越，其他网络传输方式中，当用户数增加时，需要增加和增强网络通信设备，否则就会降低网络响应速度，甚至无法正常运行，若用户数很大，这部分费用就会变得相当可观。

⑶快速的点对面传输方式，数据广播是一种点对面的传输方式，在发送时，所有的接收点可以同时收到，不必逐点传送，所以具有很高的传输效率。

⑷无需占用额外的频谱资源：目前发展的广播多工系统都是发掘和用了现有频带中的空白频谱资源，不会造成频谱拥挤和互相影响的问题，考虑到频谱也是一种宝贵的资源，应该充分地、合理地加以利用，这一点在国外已经引起高度重视，不合理的占用频谱就是对资源的浪费。

⑸适合移动接收：数据广播是一种无线传输方式，因此不依赖于线路端口，这对自然灾害、通信线路故障或未通线路的情况是具有特别意义的。

根据以上数据多工广播的特点，目前FMHDS的应用层开发已经在电子报纸、股票等方面完成了一些工作，特别是在股票信息的传输中，数据经无损压缩后配合常用股票分析软件，股票数据软件的刷新率可达3次/分，达到了国内现行图文电视股票信息系统的传输水平，下一步将在文件压缩、Internet/www文件包传送，浏览器用户界面、远程教学等方面开展工作。