数字音频广播(CDR)频率的相关技术参数分析

冯荣杰

摘 要：随着信息化、数字化技术的发展，传统的广播网开始引入数字化技术。在数字广播系统中频率规划技术作为最重要的技术，其应用所带来的成果明显。基于此，本文对中国数字音频广播（CDR）系统的分析，主要探讨场强计算相关的技术参数，并分析系统中VHF调频频段中最小的直场强，为以后的CDR系统建设提供参考。

关键词：CDR;数字音频广播;频率规划;技术参数

1.引言：

目前，广播电视数字化发展趋势明显。由于传统的数字音频广播发展有限，而VHF数字调频在我国音频广播中引进取得的成效明显。为了立足长远发展，需要规划频率，这样才能避免建立的无线网络给频率造成干扰。另外，基于计算机网络环境下，可以通过发射台和参数，为数字音频广播提供可靠的技术，从而为数字音频广播长远性发展提供保障。

2.数字音频广播场强预测校正因数

（1）对于数字音频广播频率，其接受方式主要有便携接收方式、固定接收方式、移动接收方式等，因为接收方式和网络规划环境不同，所以在预测场强中值时使用ITU-RP.1546-5建议书对相关因数进行矫正，同时修正相关结果。本文主要分析CDR系统中关于VHF调频频段（87～108MHz），因数校正和规划参数计算等。在不同接收方式下，天线增益G和使用半波偶极子天线CDR天线系统增益值不同，固定接收（FX）方式下天线增益G（dBd）为0;室内便携接受（PO）、室内便携接收（PI）、移动接受（MO）方式下，天线增益G（dBd）为-2.0。

（2）关于馈线损耗Lf，在接收机收到射频输入端发送的信号时出现衰减，通过对VHF频段馈线进行测量损耗Lf=0.15dB/m。馈线的长度是由不同接收方法决定，接收方式为室内便携接受（PO）、室内便携接收（PI）的馈线损耗Lf为0，馈线损耗长度（m）为0;接收方式为固定接收（FX）的馈线损耗Lf为10，馈线损耗长度（m）为1.5，接收方式为移动接收（MO）的馈线损耗Lf为2，馈线损耗长度（m）为0.3。

（3）根据rTU-R.P1546建议书，对高度损耗进行计算。比如，室内便携接受（PO）、移动接受（MO）、室内便携接收（PI）Lh高度损耗为10，固定接收（FX）则为0。可见，高度US能耗Lh，是一种移动和便携接收方式，天线高度设置是1.5m，传统预测场强只都是建立高度10m天线，为了更好矫正场强值从高度10m的天线出，需要添加高度损耗Lh。

（4）根据极化，关于CDR系统中的VHF頻段规划，可以不需要参考任何一种接收模式。

在地点概率是50%环境下，综合地点保护率校正因子CI（p），将避免干扰的信号用在基本保护率PRbasic。之后分析不同高度接收模式的地点概率，选择地点校正因子对噪扰场强电平、用于电平场强的基本保护比PRbasic，以及需要进行服务的地点百分比p（%）和比例保护裕度PR（p）。

3.数字音频广播规划中最小中值场强

3.1输入最小接收机功率电平

关于解决CDR高效经济接收机解决对策，将Fr作为接收机噪声系数，值选择7dB。如果K=1.38×10-23J/K，T=290K，B=200kHz这时CDR频谱模式2接收机噪声功率输入Pn=-143.97（dBW）;当T=290K，K=1.38×10-23J/K，B=100kHz时，CDR频谱模式9接收机输入噪声功率Pn=-146.97（dBW）。

在不同信道模式下的CDR系统（C/N）min，BER平均编码=1×10-4（bit），信道解码器在检测到接收机失败的数据后，需要计算噪声和欲接收信号比值，关于三种典型工作模式需要对不同接收方式进行分析，其中，高斯信号以固定接受模式，其64QAM，1/2，频谱模式2、传输模式1为11.5（C/N）min（dB）、频谱模式2、QPSK，3/4为传输模式1为4.6、3/4，频谱模式9，传输模式1为4.9，而多径静态模型与多径动态模型分别为便携接听与移动接收，其64QAM，1/2，频谱模式2、传输模式1分别为12.6（C/N）min（dB）、12.1（C/N）min（dB），频谱模式2、QPSK，3/4，传输模式1分别是5.4、5.1，而3/4，频谱模式9，传输模式1分别为12.2、10.5。根据这些数值可以分析操作损耗情况，在CDR系统中不同的接收方式得到三种典型工作模式最小接收机相关功率。

对于 QPSK-3/4-频谱模式9--传输模式1接收机最小输入功率，其中，接收机输入噪声功率Pn（dBW）的便携接收、固定接收及移动接收都为-143.96，（C/N）min（C/N）min（dB）的便携接收、固定接收及移动接收分别为12.1、4.8及10.6，接收机噪声系数Fr（dB）的便携接收、固定接收及移动接收为7，最小接收机输入功率Ps.min（dBW）便携接收、固定接收及移动接收为-128.86、-136.17及-130.37，而操作损耗Li（dB）便携接收、固定接收及移动接收为3。

对 64QAM传输模式1-1/2-频谱模式2接收机最小输入功率计算，其中最小接收机输入功率Ps.min（dBW）的便携接收、固定接收及移动接收分别为-131.49、-132.58及-131.98，（C/N）min（C/N）min（dB）的便携接收、固定接收及移动接收分别为12.5、11.4及12.1，接收机噪声系数Fr（dB）的便携接收、固定接收及移动接收为7，而操作损耗Li（dB）相对应接受模式为3，接收机输入噪声功率Pn（dBW）则对应模式为-146.98。

3.2 CDR系统参数

根据系统CDR性能分析系统传输参数，本文主要分析CDR系统中的三个典型工作模式中的最小中值场强。其中，传输模式1，编码率3/4，净载荷率（kbps）分别为216与108，调制方式QPSK，对应的频谱模式则为2、9，当编码率1/2，净载荷率（kbps）为288，调制方式64QAM，对应的频谱模式则为2。

（1）QPSK-3/4-传输模式1-频谱模式2是高度数据速率较低信号保护模式，适合在地数据速率全数字时期的书屋服务。

（2）64QAM-1/2-频谱模式2-传输模式1是对于搞数据速率低信号保护模式，一般在数据速率比较高的单个音频信号、多个音频信号中使用。

（3）QPSK-3/4-频谱模式9-传输模式1是数据速率比较低的保护低信号模式，在铜箔模数环境下对音频信号进行数据服务的。

3.3计算最小中值场

根据点概率50%、时间概率50%，接收天线高处地面10m环境下，推到最小中值场强度，相关步骤包括：

（1）噪声接收机输入计算功率Pn

Pn=Fr+101g10（K·T0·B）（dBW）

其中K表示玻尔兹曼常数，B表示噪声带宽（接收机），Fr表示噪声系数（接收机），T0表示绝对温度。

（2）接收地点通量密度最小功率计算φmin

Aα=G+10log（1.64λ2/4π）（dBm2），φmin=Ps.min-Aα+ Lf（dBWm2）

Lf馈线损耗（dB）;G表示相对天线半波偶极子天线增益（dBd）;Aα表示有效天线孔径（dBm2），λ表示信号波长（m）。

结语：目前，我国在广播业务中使用模拟调频，现有的频率资源比较少。为了保证广播正常的进行，这里在CDR系统中对调频频率进行模拟，实现同播模数，从而减少现有的频率感染情况，对频率规划进行简单化，减少对广播工作的影响。

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[3]郭华.探索网络数字音频公共广播的关键技术[J].数字技术与应用，2019，37（10）：33+35.

（作者单位：冠县崇文街道办事处文化旅游服务中心，山东 冠县 252500）