中波廣播在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的重要性及技術(shù)實(shí)現(xiàn)

■ 單縣融媒體中心：霍啟會(huì)

應(yīng)急廣播系統(tǒng)在國家、地區(qū)的公共安全及防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域具有特殊意義。近些年，我國中波廣播系統(tǒng)得到了極大的完善，且應(yīng)急廣播也受到越來越多的關(guān)注，因此中波廣播逐步成為了一項(xiàng)重要的技術(shù)。目前，中波廣播憑借自身獨(dú)特的競爭優(yōu)勢，在應(yīng)急廣播建設(shè)體系內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并很好地解決了傳統(tǒng)應(yīng)急廣播存在的檢出率不足、信號(hào)不連續(xù)等問題。在這樣的背景下，強(qiáng)化中波廣播的技術(shù)實(shí)現(xiàn)及路徑研究，就顯得尤為必要。

1.應(yīng)急廣播系統(tǒng)的建設(shè)要求

1.1 安全系數(shù)高

在應(yīng)急廣播系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，應(yīng)當(dāng)將安全性作為首要因素。為了保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)確保應(yīng)急廣播始終處于安全可靠的狀態(tài)下。所以在應(yīng)急廣播系統(tǒng)建立初期，應(yīng)對廣播基地建設(shè)的環(huán)境展開全面勘察，使得發(fā)射臺(tái)在各類極端條件下仍能夠維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。譬如，在海嘯、地震等自然災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)信息傳播的主要功能，在關(guān)鍵時(shí)間能發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。此外，中波廣播的安全性還體現(xiàn)在當(dāng)與國家應(yīng)急廣播系統(tǒng)相連后，應(yīng)確保系統(tǒng)自身的完好性，不受到外部力量的入侵、操控。

1.2 高效快速

目前，我國已經(jīng)建立起了體量龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而在應(yīng)急廣播系統(tǒng)拓展的過程中，也應(yīng)充分發(fā)揮這一便捷條件，提升應(yīng)急廣播系統(tǒng)響應(yīng)的速度。這樣才可以在最大程度上提升信息處理的效率，發(fā)揮應(yīng)急廣播應(yīng)有的作用。在實(shí)際建設(shè)中，相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)積極采用高新技術(shù)、設(shè)備完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.中波調(diào)幅應(yīng)急廣播系統(tǒng)的構(gòu)成

在傳統(tǒng)的中波廣播系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)源應(yīng)當(dāng)配置至少兩路，采用一主一備的模式，對于部分重要性突出、符合條件要求的可配置多路。多路信號(hào)源經(jīng)由音頻切換器完成切換處理后可選擇其中一路接入中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)并調(diào)制發(fā)射。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，中波調(diào)幅廣播系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 中波調(diào)幅廣播系統(tǒng)框圖

為了進(jìn)一步完善應(yīng)急功能，目前對中波發(fā)射系統(tǒng)采取了升級改造處理，配置應(yīng)急廣播管理軟件、應(yīng)急控制信號(hào)處理設(shè)備等，且增設(shè)本級應(yīng)急節(jié)目源，得到的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，應(yīng)急控制信號(hào)處理設(shè)備主要承擔(dān)接收上級平臺(tái)應(yīng)急廣播節(jié)目及指令的功能，經(jīng)由指令驗(yàn)證的方式即可切換調(diào)節(jié)播出系統(tǒng)，且遠(yuǎn)程進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、指令插入等；應(yīng)急廣播管理軟件則主要承擔(dān)解析上級平臺(tái)控制指令的功能，同時(shí)在未接收上級平臺(tái)指令時(shí)能夠通過指令形成對本級系統(tǒng)的控制；指令插入承擔(dān)了遠(yuǎn)程非接觸喚醒中波應(yīng)急接收機(jī)的功能，且對于普通接收機(jī)不產(chǎn)生影響。

圖2 中波應(yīng)急廣播系統(tǒng)框圖

2.1 中波應(yīng)急控制信號(hào)處理設(shè)備

中波調(diào)幅廣播受到調(diào)幅特性的限制，其在傳輸應(yīng)急控制信息時(shí)所面對的技術(shù)難度更大。當(dāng)前大多數(shù)應(yīng)用選擇在音頻信息內(nèi)置入控制信號(hào)來達(dá)到這一傳輸目的，其傳輸原理如圖3所示。設(shè)備主要承擔(dān)DTMF編碼、DTMF插入、音頻切換、等功能。其中音頻切換的主要功能在于切換不同信號(hào)源，使得上級應(yīng)急、本地普通節(jié)目以及本地應(yīng)急的節(jié)目源能夠做到靈活切換；DTMF編碼的主要功能則在于編碼管控信息碼流；DTMF插入的主要功能則是為了在音頻信號(hào)內(nèi)置入DTMF編碼信號(hào)，進(jìn)而起到遠(yuǎn)程喚醒的作用。

圖3 中波應(yīng)急控制信號(hào)處理設(shè)備

2.2 中波應(yīng)急廣播管理軟件

對于應(yīng)急廣播管理軟件而言，其所要實(shí)現(xiàn)的功能包括解析上級控制指令和生成本級控制指令兩部分。當(dāng)完成對來自于上級平臺(tái)控制指令的解析后，則需要生成相應(yīng)的本級控制指令，用于遠(yuǎn)程喚醒在本級內(nèi)的控制。而在沒有接收到來自上級平臺(tái)的控制指令時(shí)，管理軟件可對本級平臺(tái)做出控制，且上級指令的優(yōu)先級高于本級、應(yīng)急指令的優(yōu)先級高于普通指令。其對應(yīng)的系統(tǒng)操作界面如圖4所示。

圖4 中波應(yīng)急廣播管理軟件

命令編輯功能包含模式選擇區(qū)、命令顯示區(qū)及開機(jī)/關(guān)機(jī)選擇區(qū)等模塊，對應(yīng)終端在操作模式上又有分區(qū)模式及終端模式兩類。當(dāng)處于分區(qū)模式下時(shí)，終端能夠以分區(qū)為單位執(zhí)行整體的關(guān)機(jī)、開機(jī)命令，同時(shí)通過命令顯示區(qū)向用戶展示當(dāng)前模式、地址等基本信息；當(dāng)處于終端模式下時(shí)，則需要首先選定對應(yīng)分區(qū)號(hào)，在終端列表內(nèi)鎖定終端號(hào)，并通過命令顯示區(qū)獲取當(dāng)前模式、地址等基本信息。

2.3 中波應(yīng)急接收機(jī)

中波應(yīng)急接收機(jī)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)如圖5所示。中波接收模塊捕獲、接收并解調(diào)中波信號(hào)，而解調(diào)得到的混合信號(hào)則分別被傳導(dǎo)至DTMF解調(diào)模塊及音頻功率放大模塊。經(jīng)DTMF解調(diào)獲得的數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)入MUC?；谒盏降闹噶顑?nèi)容，MCU可對中波接收模塊內(nèi)的參數(shù)設(shè)定作出調(diào)整，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對音頻功放模塊的開關(guān)機(jī)控制，進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程喚醒的目的。

圖5 中波應(yīng)急接收機(jī)

3.中波廣播技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的重要性

對于我國面積遼闊的農(nóng)區(qū)、牧區(qū)，應(yīng)用中波廣播進(jìn)行應(yīng)急廣播具有突出的優(yōu)勢，能夠做到傳播距離遠(yuǎn)、傳導(dǎo)速度快、覆蓋范圍廣。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)緊急事件時(shí)，中波廣播可以承擔(dān)重要的信息傳播作用。此外，中波廣播在應(yīng)急預(yù)警、謠言澄清、疏散管理等方面具有廣泛的應(yīng)用，對于維持社會(huì)穩(wěn)定具有重大意義。在科學(xué)技術(shù)、管理理念快速發(fā)展的大背景下，在應(yīng)急廣播中應(yīng)用中波廣播技術(shù)也顯得越來越必要。借助不同的技術(shù)手段，應(yīng)急廣播在應(yīng)急信令、發(fā)射流程及狀態(tài)監(jiān)測方面趨于完善?？傮w來看，對于中波廣播技術(shù)的發(fā)展有助于促進(jìn)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、功能拓展。

4.中波廣播在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 雙音多頻技術(shù)

作為電話機(jī)被叫號(hào)碼傳輸?shù)囊环N常見通訊方法，雙音多頻技術(shù)最初廣泛用于電話通信，能夠做到FSK調(diào)制等功能，其基本原理在于借助不同頻率的震蕩源，采用數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制，并構(gòu)建數(shù)據(jù)通信通路。在接入雙音多頻技術(shù)的應(yīng)急廣播中，設(shè)備的信道板當(dāng)接收到調(diào)度中心發(fā)送的指令后，接口以驗(yàn)證的方式解碼節(jié)目信息。

主控板能夠?qū)σ纛lPCM碼做模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，并經(jīng)由以太網(wǎng)接口對外傳輸切換指令。隨后，在經(jīng)過設(shè)定時(shí)間的延遲后，即向編碼調(diào)制器中傳輸啟動(dòng)的命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳輸音頻的功能。編碼調(diào)制器的基本作用在于生成、發(fā)送設(shè)備遠(yuǎn)程喚醒指令，并以音頻信號(hào)切換的方式來遠(yuǎn)程喚醒終端的接收設(shè)備；音頻智能切換器的基本作用在于控制正常節(jié)目、應(yīng)急廣播節(jié)目之間的切換調(diào)整，當(dāng)接收、識(shí)別到驗(yàn)證適配器指令后，就會(huì)將兩路信號(hào)導(dǎo)入至主、備發(fā)射機(jī)，待收到啟動(dòng)指令時(shí)則會(huì)將音頻通路由正常音頻轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急廣播音頻。音頻內(nèi)容對比服務(wù)器的基本作用在于核驗(yàn)應(yīng)急廣播實(shí)際播出質(zhì)量，以音頻數(shù)據(jù)流、適配器數(shù)字音頻流兩者作為比對依據(jù)，與實(shí)際播出內(nèi)容比對分析，并將比對結(jié)果向指揮中心反饋、報(bào)警。此外，當(dāng)比對過程發(fā)生錯(cuò)誤，則該設(shè)備還需要對故障情況進(jìn)行記錄，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)聽的效果。

4.2 數(shù)字水印技術(shù)

數(shù)字水印技術(shù)能夠通過信號(hào)數(shù)字化的方式，在原有數(shù)據(jù)內(nèi)置入隱蔽標(biāo)記，同時(shí)用專用檢測器完成提取。對應(yīng)急廣播而言，數(shù)字水印技術(shù)的關(guān)鍵在于終端遠(yuǎn)程喚醒、區(qū)域播出控制兩個(gè)方面。借助嵌入數(shù)字信令的方法，數(shù)字信號(hào)能夠在廣播體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳輸，在這一技術(shù)的支持下完成終端控制的最終目的。該技術(shù)的核心原理可歸為以下三個(gè)方面：首先是聽覺掩蔽效應(yīng)，這主要是對于當(dāng)強(qiáng)信號(hào)對弱信號(hào)有覆蓋作用時(shí)，被覆蓋的信號(hào)難以被捕獲。對掩蔽效應(yīng)的模擬能夠得到相應(yīng)的最小掩蔽值，而當(dāng)處于最小臨界值狀態(tài)下時(shí)則會(huì)出現(xiàn)聽覺不失真。其次是以人耳聽覺模型為基礎(chǔ)的擴(kuò)展頻譜。基于通信系統(tǒng)的擴(kuò)展頻譜技術(shù)，在數(shù)字水印內(nèi)得以應(yīng)用，能夠?qū)⒄瓗?shù)據(jù)拓展至更廣的頻帶范圍中，使得數(shù)字水印序列、偽隨機(jī)碼可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)運(yùn)算，同時(shí)疊加至原始音頻信號(hào)內(nèi)。最后是將人耳心理聲學(xué)置于數(shù)字水印內(nèi)。人耳對于不同頻段聲音的敏感程度存在差異，將完整頻率區(qū)段的計(jì)算結(jié)果置入數(shù)字水印信息，對于人耳聽覺的影響可忽略不計(jì)。因此，在這樣的原理下即可構(gòu)建符合人耳捕獲特定音頻范圍的掩蔽曲線。由此，發(fā)射機(jī)即可將數(shù)字水印嵌入至控制指令中傳播出去。而當(dāng)終端接收廣播節(jié)目信息時(shí)，即可對指令內(nèi)的水印進(jìn)行識(shí)別剝離，做到區(qū)域控制。這一技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠做到應(yīng)急廣播節(jié)目信息、控制信息在同一節(jié)奏下同步傳輸。此外，由于數(shù)字水印具有獨(dú)特性，因此也能夠保障信息控制的安全可靠。

4.3 中波數(shù)字廣播技術(shù)

經(jīng)過長期的發(fā)展、應(yīng)用，目前中波數(shù)字廣播技術(shù)已經(jīng)較為成熟，能夠支撐應(yīng)急廣播的傳播覆蓋，該技術(shù)主要具有以下幾方面的優(yōu)勢：①具有建立單頻網(wǎng)絡(luò)傳播的技術(shù)基礎(chǔ)，能夠顯著節(jié)約頻率資源。②支持多類型媒體形式，有助于豐富廣播內(nèi)容。③應(yīng)用數(shù)字編碼技術(shù)，可以從根本層面上改善廣播傳播、收聽質(zhì)量，對于不同傳播距離下提供相同收聽質(zhì)量。④發(fā)射功率大且覆蓋范圍廣，這與應(yīng)急廣播所要求的遠(yuǎn)距離傳播、異地傳播相適應(yīng)。⑤應(yīng)用信道規(guī)劃技術(shù)，可以做到信令、業(yè)務(wù)的時(shí)間無差異傳輸，顯著提升了終端捕獲信息的效率、精度。⑥應(yīng)用數(shù)字技術(shù)支持信令傳輸過程，為區(qū)域控制、身份識(shí)別提供了極大的便利，這與應(yīng)急廣播的功能需求相適應(yīng)。

5.結(jié)語

目前，廣播電視行業(yè)的發(fā)展中，應(yīng)急廣播已經(jīng)成為了其中規(guī)模最大、覆蓋面最廣的公益項(xiàng)目，本文以中波廣播為研究對象，探究了其在應(yīng)急廣播建設(shè)中所存在的技術(shù)路徑及應(yīng)用價(jià)值。首先以建設(shè)目的和特征兩個(gè)層面分別論述了應(yīng)急廣播的結(jié)構(gòu)。隨后結(jié)合我國當(dāng)前廣播系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)狀，深掘中波廣播技術(shù)對于應(yīng)急廣播領(lǐng)域的應(yīng)用層面、研究意義。最后，對中波廣播技術(shù)下應(yīng)急廣播的實(shí)現(xiàn)路徑展開論述，并重點(diǎn)介紹了其中常見的幾類技術(shù)。通過本文的研究與探討，以期能夠?yàn)槲覈鴳?yīng)急廣播的長足發(fā)展、技術(shù)革新提供理論借鑒，為促進(jìn)中波技術(shù)為應(yīng)急廣播的建設(shè)提供技術(shù)支持。