南京地区中央CDR无线覆盖工程实施方案简介

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2024年5月22日发(作者：)

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南京地区中央CDR无线覆盖工程实施方案

简介

作者：徐力

来源：《西部论丛》2019年第30期

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摘 要：本文介绍了南京市老鹰山发射台CDR广播系统信源、发射、接收终端的设计方案

和实施情况，并对系统进行了多项测试，测试结果表明，系统设计达到了最初的设计要求。

关键词：CDR调频;广播无线;数字化覆盖

随着大众生活水平的不断提高，人们对调频广播节目源的多样化及收听音质提出了更高的

需求，如何在现有调频带宽内拓展更多的节目，以满足听众的需求，成为调频广播新的发展方

向，数字音频广播既CDR的诞生切合了时代发展的需求。CDR（ConvergentDigitalRadio）数

字音频广播，是中国自主研发的调频广播数字化新的技术标准，在兼容现有调频广播的频谱规

划下，实现数字广播与模拟调频广播同步无干扰地播出，达到利用模拟调频广播的频点传输更

多的数字音频广播的目的。

老鹰山发射台是南京市转播中央人民广播电台第一套节目中国之声（FM95.8MHz）的发

射站点，发射功率10Kw，符合广电总局对CDR建设的基本要求。

本文根据广电总局的具体技术标准，并结合老鹰山发射台的实际情况，对老鹰山中央广播

CDR工程项目进行了规划实施，简介如下。

一、CDR技术简介

CDR数字音频广播，采用自主研发的DRA+信源编码技术，其数据编码时仅传送人耳听

到的声音，数据压缩效率达到了国际先进水平。同时DRA+降低了解码复杂度，提高了解码效

率，解码后经测试收听质量仍保持较好的听觉感受，达到了“EBU定义的‘不能识别损伤'的音

频质量”。为适应大范围组网覆盖、高速移动、较高数据率传输三个不同的传输模式，CDR主

业务信息采用更高效的准循环结构的低密度奇偶校验码（LPDC）、碼长固定（9126比特）、

码率可选（1/4、1/3、1/2、3/4）的信道编码方式，在信道配置相同的情况下，不同传输模式的

系统传输容量（系统净荷kbps）相差不大，其中大范围组网覆盖、高速移动两种模式具有相同

的传输容量。

CDR采用频谱连续的纯数字模式1、2及频谱不连续的模数混播频谱模式9/10、22/23。频

谱模式规定了数字音频广播的带宽，包括两类，一类频谱子带为（100κ+50）khz，κ=0、1，一

类频谱子带为（100κ）khz，κ=0、1、2，均可应用于多频网和单频网工作模式。几种频谱模式

如下图1所示。

数字广播工作在模拟广播的保护边带上，CDR数字发射机具有抗干扰性好、发射效率高

的特点。经测试，在数模混播模式下，注入电平比在-20、-17、-14和-10dB条件下测得左右声

道信噪比的变化最小，能实现数字与模拟调频的同频、同发射机广播，两者互不干扰，且覆盖

范围和模拟基本等同。下表在传输模式3、频谱模式9、调制方式为64QAM-1/2测得两者的比

对数据如图2。

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二、设计目标

建设与中一模拟FM（95.8Mhz）同频的中央10套（老年之声）、中央12套（娱乐广

播）、中央16套（乡村之声）的CDR数字广播。一方面，满足南京及周边地区人民群众对多

样化广播源的需求，进一步提高广播电视的公共服务能力;另一方面，实现南京地区地面无线

广播的数字化转换，为其它地区的CDR建设积累经验，以推动中国数字音频广播的不断发

展。

三、实施方案

本设计方案在依据总局推荐模式（采用大范围组网覆盖、频谱模式9、QPSK-3/4、模数信

号功率比为-14dB）的基础上，根据老鹰山发射台的实际情况，做了部分调整，项目实施内容

为信号系统、发射系统、监控系统、配电系统，覆盖测试五部分。系统如图3所示。

1、信源系统

本次采购的发射机模、数发射均具备双激励器，因此模拟信源部分仍然采用原有的主、备

信源分别至激励器的模式。在数字信源方面，采用了卫星接收方式，分别接收中星6B的C波

段和亚太6号Ku波段的CDR主、备TS数字码流信号，两路信号分别送至数字发射机激励

器。

2、发射系统

发射系统包括发射机、多工器、开关板、天线以及连接的馈线，每个部分驻波比的优劣直

接影响到最终的收听效果。

发射机：由于CDR是与模拟调频广播同频播出的，且两者工作在功率放大器不同的阶

段，CDR要求工作在功率器件的线性区域，以满足数字广播信号正交频分复用多载波调制技

术（OFDM）的要求，而模拟调频广播则要求工作在功率器件的非线性区域，这就要求发射机

的功放器件必需具备C类和AB类放大模式;同时兼顾到两者的覆盖范围和CDR之间可能产生

的干扰，确定采用发射机的总功率为10KW及以上，数字与模拟发射功率比为-14dB，老鹰山

发射台中一（95.8MHZ）的模拟发射功率为10KW，满足上述要求。发射机采用总局统一招标

采购的全波AWCDR-10K发射机，于2018年4月安装完毕。该机在使用过程中曾经出现激励

器功率下降、功放过热保护影响整机播出的现象。后经厂方对激励器的软件进行优化、对功放

散热风扇的转速检测线加以屏蔽，解决了上述问题。

多工器：多工器是发射机与天线之间的桥梁，其性能的优劣直接影响到整个发射系统的质

量。原有多工器为北广TS1-80n，每个频率按照原有模拟FM的带宽设计，而CDR所有模式

中，最大的带宽要求为800KHz，这对多工器的指标提出了更高的要求。

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根据测试结果：在以中一（95.8MHz）为中心频点，带宽调整为±200kHz范围内测量到的

驻波比达到1.18，如图4所示，这与正常情况下的内插损与中心插入损耗衰减应在0.1dB内的

要求相差较大，如图5所示。经调试，原有多工器的技术参数仍无法满足本次CDR广播改造

需求，需要更换。

更换后的多工器，经过测试，在95.8MHz的回波损耗为37.65dB，驻波比为1.02，如图6

所示。

插入损耗为0.22dB，±400kHz带内平坦度为0.03dB，性能良好，满足CDR广播的设计，

如图7所示。

天馈：发射天线是信号发射的最后环节，之前已使用十多年的150KW上下各四层四面水

平极化的天线，因驻波比较大，信号发射功率损耗较大，在这次的CDR改造中予以更换。天

线更换后从主馈电缆的输入端测量的上下半幅天线的驻波比分别是1.052和1.081，满足技术

要求。但把主馈电缆和开关板连接后，出现了驻波比变大的情况，达到了1.125，如图8所

示，不满足技术要求，更换主馈电缆和开关板之间的弯头，以及发射机输出端连接的馈管后，

经测试驻波比符合规定要求。

同轴开关与假负载：老鹰山发射台原有中1、中2、中3模拟调频广播分别采用10Kw、

10Kw、3Kw发射机，备机为Harris5Kw，采用3+1模式，通过三工器合成共用一副天线发

射。改造后原3+1模式变成为1+1模式，同轴开关仍使用原有同轴开关和倒换装置。改为1+1

模式后，增购2台体积小、功率为10Kw的水介质强制风冷式假负载，以满足日常对发射机的

维护需求。

3、监控系统

监控系统包括设备控制和信号监听两部分。因系统中选用的卫星接收机、码流切换器、解

码器以及发射机等设备，均具有网络监控端口，设计中将这些设备都接入交换机，组成单一局

域网，并通过网口进行有关的设备参数设置、状态监测等操作。同时在信源接收、发射耦合和

开路接收各环节设立了监测环节。主备卫星接收机接收的信源数字流信号、发射机耦合信号分

别送入DRA+解码器和DRA+解调器，解码、解调成模拟信号送入音频分配器，再通过音频分

配器分成两路，一路送入多路音频报警器，以实时柱状条的形式显示信号电平，当在设定的时

间内音频丢失，则会自动报警，另一路送入12选1切换器，手动切换选择或者自动轮询后送

入音箱监听。开路接收环节，数字部分使用解调解码器或CDR接收机直接空收。模拟调频信

号监控保持原有的方式，文中不再赘述。

4、覆盖效果测试

测试仪器：频谱分析仪、调频综合测试仪、标准测试天线、CDR接收机、路测仪。

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覆盖测试包括定点收测和移动测试两种方式，两者均以发射台为中心，其中定点收测是以

距发射点直线距离在8-24km之间，选取十个不同方向的地点，采用架高4米的定向单偶极子

天线，且天线方向无遮挡的方式进行定点覆盖接收测试，测试指标包括信号接收电平、信号场

强和收测效果评价。移动测试则采用架高1.5米的吸顶式无遮挡的车载全向天线，车速保持基

本匀速，分别对市区及市郊的浦口区、六合区、玄武区、栖霞区、建邺区、雨花区的CDR广

播信号共采集了34299个样本点，移动测试的结果从不同方面反映了信号接收电平、MER（调

制误差率）和PER（误包率）的状况。

定点测试结果表明，CDR接收电平分布在-83.9dBm和-48.8dBm之間，接收场强分布在

46.1dBμV/m和81.2dBμV/m之间，接收效果测试评价均为收听正常。分析移动接收样本点的数

据得出接收信号的平均强度为3.5dBμV，最大分布在（45.00，50.00]区间，信号强度在此区间

内的样本点数占比达到36.9%;样本的平均MER为7.4dB，样本点数分布最多的值范围在（---

，5.00]之间，这个区间的MER测量数据量占总数据量的39.2%;所测样本PER平均值为

39.5%，测量值分布最多的区间为（---，5.00]，这个区间的点占总点数的54.8%。

结论：南京市CDR广播移动接收覆盖系统测试所测样本点的平均信号强度为45.3dBμV，

平均MER为7.4dB，平均PER为39.5%;所收测点信号接收正常，所接收调频广播和CDR广

播节目声音清晰、流畅，满足收听需求。

四、结束语

通过老鹰山发射台CDR数字广播系统的实施，代表具有自主知识产权的数字音频广播体

系在南京地区的成功应用，为CDR标准的进一步推广积累了一定的经验，随着CDR在全国的

大面积建设，CDR发射机、编码器、复用器等配套设施的价格将逐步降低，基于小型化、可

靠的CDR数字广播接收机将惠及大众，CDR数字音频广播将迎来广阔的前景。

参考文献

[1] 高鹏，盛国芳，吴智勇，等.调频频段数字音频广播系统研究[J].广播电视信息，2014，

（1）：27-30.

本文标签： 广播测试接收调频