CATV共缆传输可寻址智能调频广播

1 系统原理及组成

调频广播采用调频调制的办法，将音频信号搭载到高频载波上进行音频信号的传输，用高频载波的频率变化描述音频信号变化。不同的载波频率可以同时搭载不同的音频节目。

CATV调频广播是基于有线电视的频率分割、频分复用的方式进行传输的。调频广播可以与有线电视信号在同轴网络中共缆传输，同时兼容HFC光电混合网络中进行几十公里、儿百公里的远距离传输。图1是其典型的系统原理图。

可寻址校园智能调频广播系统由前端播出及控制、传输线路、终端音箱等几部分组成。系统可按照需求采用数字+模拟播出、共缆传输、编码控制、调频接收。由数字节目源或模拟节目源输出单路或同时输出多路音频信号，经音频矩阵可实现信号频道切换，然后送给调频调制器输入口，节目信号被调制到不同的调频载波上，再经频率复用合成器混合成射频信号至一根同轴电缆通过校园有线电视传输网络送到终端可寻址调频音箱。同时由主控计算机的自动播出及可寻址控制软件发送控制信号通过RS232串口与可寻址编码控制器通讯口连接；编码控制信号调制到调频载波上，经混合后与广播、电视信号共缆传输。控制信号对终端音箱实现点对点可寻址。寻址调频音箱内置解码电路，接受主控软件的指令，执行开关机、音量控制、频率选择、信号切换等动作，实现了定时、分区播放等功能。

对于校园体育馆、运动场等大型活动场所，可通过寻址接收控制器实现调频转定压功能，用MIC、DVD、调音台、定压功放等设备的接入满足大型活动及节目的扩音需求。

2 寻址控制

在校园智能渊频广播控制方面大都采用的是载波或副载波控制技术，常见的方式有如下几种：FM-SCA调频副载波、FSK、MSK载波控制等。其传输理论就是将控制信号采用数字调制的办法将控制信号调制到高频载波上，与己调制音频信号共缆传输，无需再布控制信号线。

2.1 FM-SCA

我国在有线电视频率划分上，把87.5～108MHz这一频段划分为调频广播频段，专门用于调频广播的传输。FM-SCA(Subsidiary Communication’s Authorizations，辅助通信业务)是指通过调频广播开展的一种辅助业务。广泛应用于交通、金融、气象等领域信息的发送以及无线电寻呼等业务。

2.2 SCA广播复合信号基带频谱分布

为防止调频台间的相互干扰，对于双边带广播规定各电台之间的频道间隔为200kHz，最大频偏为75kHz，最高调制频率为15kHz。

我国的标准(GB4311.3-84)规定：在调频广播中，0～15kHz的频率为主信道，用作单声道广播或传输双声道立体声广播和信号；23～53kHz被用来传输立体声广播的差信号，其副载波频率为38kHz，采用幅度调制，传输抑制副载波的双边带信号；19kHz用来传送立体声识别的导频信号；61～73kHz为SCA1信号，副载波频率为67kHz，最大频偏为14kHz；86～98kHz为SCA2信号，剐载波频率为92kHz。基带频谱分布如图2所示。

2.3 FM-SCA寻址控制原理

自1984年我国开始建立寻呼网、寻呼业务以来，基本沿用POCSAG编码制式，POCSAG编码制式的传输速率低，后来的FLFX高速寻呼编码是一种全同步、多速率且分时传送的编码格式。FLFX编码格式以每4分钟为一个周期，每个周期分为128帧，并采用1600bit／s基本速率传送，在每帧结构中通过1／2／4基本帧的复用将群呼用户信息集中到一个帧中，实现高速率发送。

寻呼技术与有关的控制技术结合后，可以产生遥测、遥控等方面的应用。通过寻呼技术，SCA编码控制器可以向远端的可寻址音箱等设备发出控制信号。

2.4 FM-SCA寻址控制信号的发送和接收

FM-SCA寻址控制技术利用调频广播基带中的副信道，我国所采用的是67kHz作为附加信道的副载波，将寻址信息采用POSCAG等编码格式和FSK等数字调制方式来实现广播寻址功能，即把寻址信息通过调频方式以一定的频偏(对立体声广播而言，调制的最大频偏为调频广播总频偏的10％)调制到主载波(即调频广播频率)上，随同广播信号一同发送出去。FM-SCA寻址系统控制发送部分原理框图如图3所示，接收则为发送的逆变换。

2.5 数字调制和解调

经过编码的数字信号，它所占据的频带是从直流或者低频开始的基带信号，它可以直接地在有线信道中传输。但是大多数的信道如无线微波信道、载波信道等是带通信道。为了更有效地利用频带资源，使离散信源与连续信道匹配，基带信号必须经过载波调制把信号的频谱搬移至适当的频段上，也就是用数字信号去控制一个高频率正弦波的某个参数(如正弦波的振幅、频率或相位)的变化，将数字信号寄载于高频上，这个高频正弦波称为载波。这种变换过程是由调制电路完成，解调是调制的逆过程，即接收端收到已调信号后恢复出原数字信号。

基本的数字信号调制方式有：ASK、FSK、PSK。随着数字通信的发展，对频带占用率和利用率等都提出了严格要求，QAM、MSK等调制方式成为现今研究和应用的方向。

3 系统性能特点

系统具有“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化、操作人性化”等特点。

3.1 优点

与传统定压广播比较其优点是可实现多路同时传输，可扩展性强，终端音箱只要满足接收电平即可，不受数量、功率限制。可与闭路双控、有线电视共缆传输，无需布线，施工简单，可实现立体声播放，传输节目数量可随时扩展，有利于远距离传输、可扩容性良好、安装简单，可点对点寻址控制。音质好。

与无线调频广播比较无需要通过无线电管理部门批准频率，不容易受到外界干扰，可靠性相对较高。

与网络广播比较价格相对较便宜，不受网络堵塞、延迟等问题困扰。

3.2 不足

有线调频传输方式是基于弱信号传输工作的，调频音箱需外加220V交流电源；且寻址音箱造价较高。

智能调频广播本身具有交调干扰、背景噪音和频率漂移等现象，影响收听质量。

当校园有线电视系统外接CATV服务提供商电视信号时，需采用同频抑制的方法，滤除FM波段信号，此方式存在信号残留等问题。造成同频干扰、邻频干扰、及邻频丢失等现象，使校园电视用户无法正常收看FM频段邻近频段的电视信号。

智能控制只实现了单向控制，无法实现点播等功能。

共缆调频广播对有线电视系统的前端、线路及终端电平和均衡有较高要求。

CATV共缆传输校园可寻址智能调频广播较好的满足了目前校园广播系统建设的需求。在校园广播系统的建设中应考虑可兼容性、可扩展性好；选择技术成熟、功能实用、性价比高的产品。也可以从音源、传输、终端三个环节采用不同的先进技术，优势互补。

局部小范围采用定压传输方式，在一栋建筑物内或某一分区安装一台调频接收控制设备，一台定压功放，直接驱动定压音箱，这样就可以省去长距离的十线，降低施工难度和布线成本。

对于公共广播覆盖不到的地方或不便于安装公共广播的地方，可以采用无线调频广播的方式来覆盖，大部分大学都建有外语电台，也可采用外语电台调频发射机传输校园广播信号。这样学生就可以利用调频耳机、收音机流动收听或个体收听校园广播节目。

在网络发达的大学校园里，计算机和网络遍布校园的每个工作和学习的地方，对于无法定时收听公共广播和调频广播的师生来讲，可以采用网络音频点播的方式，将每天的广播节目内容上传至音频服务器，方便播音结束后可在任意地方点播收听，也可采用网络音频直播的方式，实现网络在线收听。

对广播质量和功能要求较高的校园也可以采用单独构建数字广播系统等方式。

随着数字广播技术和网络技术的普及和推进，校园广播系统必定朝数字化这方而发展。不等不靠，不一味听信厂家及商家的宣传和广告。按需所建，充分利用广播技术，使其在学校的文化、学习和生活中发挥高效的作用是我们每个相关机构和人员所必须要切记的。