GD/J 084-2018 中波调幅广播应急广播技术规范

GD

中华人民共和国广播电视行业暂行技术文件

GD/J084—2018

中波调幅广播应急广播技术规范

TechnicalspecificationforemergencybroadcastingofmediumwaveAM

2018-10-12发布2018-10-12实施

国家广播电视总局科技司发布

GD/J084—2018

目次

前言................................................................................II

引言...............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语、定义、缩略语和约定..........................................................1

3.1术语和定义....................................................................1

3.2缩略语........................................................................2

3.3约定..........................................................................2

4概述..............................................................................2

5中波应急广播传输唤醒指令封装协议..................................................3

5.1中波应急广播传输唤醒指令数据包通用格式........................................3

5.2应急广播数据安全保护机制......................................................5

5.4应急广播数据帧格式............................................................7

5.5基带编码数据帧格式............................................................7

6中波发射台站处理要求..............................................................9

6.1总体要求......................................................................9

6.2系统时间校时..................................................................9

6.3应急广播消息接收、封装和播发处理..............................................9

6.4应急广播并发处理.............................................................10

7中波应急广播终端对应急广播消息的解调接收和处理要求...............................10

附录A（规范性附录）LDPC码校验矩阵H...............................................11

附录B（规范性附录）LDPC码生成矩阵G...............................................47

附录C（资料性附录）中波发射台应急广播消息接收系统和接收终端对应急广播消息处理示例.54

附录D（资料性附录）中波应急广播终端对应急广播信号的解调接收和处理示例.............56

参考文献............................................................................57

I

GD/J084—2018

前言

本技术文件按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本技术文件由国家广播电视总局科技司归口。

本技术文件起草单位：国家新闻出版广电总局广播电视规划院、国家新闻出版广电总局广播科学研

究院、国家新闻出版广电总局无线电台管理局、浙江省中波发射管理中心。

本技术文件主要起草人：刘骏、高力、高杨、常江、周兴伟、代明、曹志、周德斌、许帮保、李晓

鸣、刘春江、许国法、邹南京、王延辉、宁海斌。

II

GD/J084—2018

引言

本技术文件的发布机构提请注意，声明符合本标准时，可能使用涉及本技术文件有关内容的相关授

权的和正在申请的专利如下：

序号标准章条号专利名称

1第5章、第6章一种紧急广播信令的发送及接收方法（ZL201310498844.9）

本技术文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本技术文件的发布机构保证，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件

下，就专利授权许可进行谈判。上述专利持有人的声明已在本技术文件的发布机构备案，相关信息可以

通过如下联系联系方式获得：

专利权利人联系地址联系人邮政编码电话电子邮箱

北京市西城区复兴门

广播科学研究院孟祥昆100866010-86098010mengxiangkun@

外大街2号

请注意除上述专利外，本技术文件的某些内容仍可能涉及专利。本技术文件的发布机构不承担识别

这些专利的责任。

III

GD/J084—2018

中波调幅广播应急广播技术规范

1范围

本技术文件规定了中波调幅广播的应急广播消息传输机制、应急广播消息封装协议、信道编码和调

制、中波发射台站对应急广播消息的处理要求和中波应急广播接收终端对应急广播消息的解调接收和处

理要求。

本技术文件适用于中波调幅广播应急广播系统相关设备和接收终端的设计、开发、生产、验收、运

行和维护。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GD/J080—2018应急广播系统资源分类及编码规范

GD/J081—2018应急广播安全保护技术规范数字签名

GD/J082—2018应急广播消息格式规范

GD/J083—2018应急广播平台接口规范

GD/J088—2018县级应急广播系统技术规范

3术语、定义、缩略语和约定

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

突发事件emergencyevent

突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾

难、公共卫生事件和社会安全事件。

3.1.2

应急广播emergencybroadcasting

一种利用广播电视系统向公众发布应急信息的方式。

3.1.3

应急信息emergencyinformation

通过县级以上人民政府及其有关部门、专业机构发布，应急广播系统接收的源信息。内容包括自然

灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等各类信息。

1

GD/J084—2018

3.1.4

应急广播消息emergencybroadcastingmessage

各级应急广播平台之间，以及应急广播平台到各类应急广播传输覆盖资源和终端之间传递的播发指

令等相关数据。应急广播消息包括应急广播信息主体文件、应急广播信息主体签名文件、应急广播节目

资源文件、应急广播消息指令文件、应急广播消息指令签名文件。

3.1.5

应急广播适配器emergencybroadcastingadapter

接收、解析、验证应急广播消息，并向广播电视频率频道播出系统和传输覆盖网进行协议转换的设

备。

3.1.6

中波应急广播传输唤醒指令wake-upcommandforemergencybroadcastingofmediumwaveAM

在中波广播信道中传输、用于唤醒终端的指令。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AM调幅（AmplitudeModulation）

BCD二进码十进数（BinaryCodedDecimal）

FEC前向纠错编码（ForwardErrorCorrection）

LDPC低密度奇偶校验（LowDensityParityCheck）

MSK最小频移键控（MinimumShiftKeying）

PN伪随机（Pseudo-Noise）

UTC世界协调时（CoordinatedUniversalTime）

uimsbf无符号整数，高位在先（unsignedinteger，mostsignificantbitfirst）

3.3约定

本文件中除特别说明外，传输时每个字节都是高位在先，低位在后。

4概述

中波调幅广播应急广播系统架构见图1。

2

GD/J084—2018

正

常

应急广播终端

节

目

源

应音

广播发射台站

来自应急广播平台急频

广切

②②个人终端

播换④

中波发射机

①适器

配

器

③

正

常

节

目音

源频

切中波发射机

换

⑥⑦

应②⑥器

中波应急广播

急中波唤

来自应急广播平台终端

①广醒指令

播生成及

插入设

适⑤

配备

器③

广播发射台站

⑧

来自应急广播平台

图1中波调幅广播应急广播系统架构

注：数据信号类型：

①自平台的应急广播消息，由GD/J083—2018定义；

②经应急广播适配器处理后输出的应急广播音频节目信号；

③音频切换器控制指令；

④包含应急广播音频节目的中波射频信号；

⑤中波唤醒指令生成及调制设备控制协议；

⑥包含唤醒指令的音频节目信号，唤醒指令格式见本标准第5章；

⑦包含唤醒指令的音频节目信号的中波射频信号；

⑧终端回传协议，见GD/J088—2018定义。

中波广播发射台在接收到应急广播消息后，应急广播适配器控制音频切换器输出应急广播节目信

号，正在收听该频率的收音机将接收到应急广播节目；在需要终端唤醒时，应急广播适配器控制音频切

换器输出加入唤醒指令后的应急广播节目信号，中波应急广播终端响应唤醒指令，接收并播放应急广播

节目。

5中波应急广播传输唤醒指令封装协议

5.1中波应急广播传输唤醒指令数据包通用格式

中波应急广播传输唤醒指令数据包的通用格式见图2。

3

GD/J084—2018

中波应急广播传输唤醒指令数据包

应

目目

发急

目标标数数

起指指送广证数

保保标区区据据

始令令源播书字

留留区域域包包

标类长标消„编签

位位域编编内时

志型度识息号名

数码码容间

码编

1N

号1

8412492414084848N23248512

图2中波应急广播传输唤醒指令数据包通用格式示意图

数据包通用格式中各字段定义如表1所示。

表1数据包语法定义

长度

序号语法编码规则

bit

1起始标志80x69

2指令类型4取值范围：0x00～0x0F

0x00：保留

0x01：保留

0x02：开播

0x03：停播

0x04：更换默认锁定频点

0x05：证书授权指令

0x06：证书发布指令

0x07～0x0F:保留

3指令长度12表示指令的总字节数，包括起始标志、指令类型及数据包

时间等，不包括填充字、数据包时间、证书编号和数字签

名。指令长度为22+N1*7，N1为目标区域数，最大取值为8。

4保留位4保留，取值为0x0F

5发送源标识码92指示发布本次广播消息的应急广播平台。由23个数字码组

成，数字按4位BCD编码。数字码定义见GD/J080—2018。

6保留位4保留，取值为0x0F

7应急广播消息编号140指示本次应急广播消息编号，编码规则见GD/J082—2018。

8目标区域数8N1，取值范围：1～8，指示需要响应本条指令的目标区域个

数，即后一个字段“目标区域编码”的重复次数。

9目标区域编码48×N1包含了需要响应本条指令的目标终端所处区域的行政区域

数字码，每个数字按4位BCD编码，共12个数字，见GD/J

080—2018中的地区编码规则。

4

GD/J084—2018

表1（续）

长度

序号语法编码规则

bit

10数据包内容N2见本标准5.5

11数据包时间3232位字段，表示该应急广播消息数据包的时间，格式为

uimsbf顺序的UTC时间。

12证书编号48由12个十进制数字组成，每个数字按4位BCD编码，共48

位。

13数字签名512对前述所有字段内容的数字签名，见GD/J081—2018。

5.2应急广播数据安全保护机制

中波应急广播传输唤醒指令在中波广播中传输时，需要具备防插播、防重放、防篡改攻击等安全措

施和安全防护能力，采用数字签名技术实现对应急广播消息的安全保护。安全保护机制详见GD/J081

—2018。

5.3中波应急广播传输唤醒指令定义

5.3.1指令类型分类

中波应急广播传输唤醒指令类型由数据包中的指令类型字段定义，其定义如表2所示。

表2指令类型定义表

序号十进制值字段定义说明

10保留

21开播

32停播

43更换默认锁定频点

54证书授权指令

65～15保留

5.3.2开播指令

指令类型（十进制，下同）：01；

数据包内容长度：10字节。

其定义如表3所示。

5

GD/J084—2018

表3开播指令数据包内容

长度

序号语法编码规则

bit

1播出时长8表示终端唤醒后需要播出的时间长度，单位为分钟，取值

范围0～255。

取值为0事，则按照终端设置的缺省播出时长播出，缺省

播出时长为60分钟。

2事件级别40：缺省

1：1级（特别重大）

2：2级（重大）

3：3级（较大）

4：4级（一般）

5～15：保留

3事件类型40由5个ASCII字符组成，依照《国家应急平台体系信息资

源分类与编码规范》。

4保留字段28保留

5.3.3停播指令

指令类型：02；

数据包内容长度：0字节；

5.3.4设置默认锁定频点指令

本指令用于通知指定区域的中波应急广播终端改变默认的锁定频点。

数据包类型：03

数据包内容长度：4字节；

其定义如表4所示。

表4设置默认锁定频点

长度

序号语法编码规则

bit

取值范围0～15，指示切换的目标类型。

0：不切换

1频点类型8

1：中波

2～15：保留

指示切换目标的内容：

2频点值24中波：目标频率（单位：kHz）

使用6个数字，每个数字采用4位BCD码表示的频率。

5.3.5证书授权指令

数据包类型：04

数据包内容长度：可变；

6

GD/J084—2018

设置安全参数指令格式如图3所示：

证书授权指令

应

发急

起指指送广

保保

始令令源播中波应急广播

留留

标类长标消证书授权信息

位位

志型度识息

码编

号

84124924140变长

图3证书授权指令数据包结构图

中波应急广播证书授权信息见GD/J081—2018。

5.4应急广播数据帧格式

应急广播数据帧由中波应急广播传输唤醒指令数据包和填充字组成，一帧的长度为160字节（1280

比特位）。应急广播数据帧格式见图4。

1帧=160字节

应急广播数据包填充字

信息字节

m7m6m5m4m3m2m1m0

图4应急广播数据帧格式定义

当数据包的长度不足160字节时，以00作为填充字填充。

5.5基带编码数据帧格式

应急广播数据帧经过LDPC编码后由1280比特（160字节）扩展为2560比特（320字节），再加上64

比特的帧头和2比特的帧尾构成基带编码数据帧，见图5。

64比特2560比特2比特

帧头编码后数据帧尾

图5基带编码数据帧格式定义

7

GD/J084—2018

帧头：64比特PN序列，数值为71B4899503EF3AC3。

帧尾：二进制11。

5.6信道编码和调制

5.6.1信息处理流程

首先对应急广播数据帧进行FEC编码，本标准采用的FEC编码方式为LDPC编码，码率为1/2。将编码

后的数据封装成编码帧，由三部分数据构成一帧：64比特PN序列作为帧头，加上FEC编码后的数据，最

后加上2比特1作为帧尾。封装后，进行MSK调制，调制后的信号加上前导频和后导频，送至中波发射机

进行AM调制并发射，流程见图6。

中波应急广播传输基带编码

唤醒指令数据包数据帧

基带编码

数据包生成数据帧封装FEC编码MSK调制

数据封装

信道编码和调制

应急广播数据帧前导频MSK调制信号后导频

图6数据编码和调制流程

5.6.2位传送顺序

每个字节首先传送最高比特位，次高比特位，最后依次传送最低比特位。

5.6.3前向纠错编码(FEC)

编码方式

本标准采用的FEC编码方式为LDPC编码，1/2码率。

码型结构

校验矩阵H为1280×2560的二进制矩阵，H的非0元素为1，共有9216位1,校验矩阵H见附录A。

校验矩阵H=(H1,H2),H1与H2均为1280×1280的方阵，生成矩阵G=H2-1H1，见附录B。

前向纠错编码

LDPC编码的输入信息为应急广播数据帧，1280位信息m经LDPC编码后得2560位的码字。

c=(m,s)

式中：

sT=GmT，G为生成矩阵。

5.6.4信号产生与调制

调制方式

信号调制方式采用MSK调制。

符号映射

8

GD/J084—2018

符号“0”映射为下偏频f1=1kHz，符号“1”映射为上偏频f2=3kHz。

MSK调制

采用中心频率fc=2kHz，频偏±1kHz，码率为4kbps的MSK调制方式。

信号产生

信号由前导频、MSK调制信号、和1/5幅度的后导频构成。

前导频：频率fc，时长为8个正弦波周期。

MSK调制信号：中心频率为fc，频偏为±1kHz。

后导频：频率为fc，幅度为前导频幅度的1/5，时长为8个正弦波周期。

信号幅度取值为日常中波播出音频信号幅度的80%到100%之间。

信号产生过程中应保持各部分波形和相位连续。

6中波发射台站处理要求

6.1总体要求

中波发射台站要实现对应急广播消息的接收和处理，需要安装部署应急广播适配器、中波唤醒指令

生成及插入设备、配备具有应急广播切换功能的音频切换器和进行相应改造。应急广播适配器应能接收

和解析应急广播平台发来的应急广播消息，并对本系统内的应急广播消息生命周期进行管理，反馈应急

广播消息处理响应结果，处理流程参见附录C。

6.2系统时间校时

应急广播适配器应配置有自动校时机制，系统时钟误差应不超过1秒。

6.3应急广播消息接收、封装和播发处理

应急广播消息的接收处理应实现仅播出应急广播音频信号和发出中波应急广播传输唤醒指令两种

模式：

a)播出应急广播音频信号：

1)应能够实时接收、解析和保存应急广播平台下发的应急广播消息，能根据应急广播消息

的要求，输出应急广播音频信号至音频切换器；

2)能控制音频切换器，切换播出应急音频节目；

3)应将收到的有效应急广播消息按照消息级别和开始时间排序，针对同一覆盖区域的同一

时刻只封装播发级别最高、开始时间最近的一条应急广播消息；

4)对收到的已过期应急广播消息应不进行处理；

5)能收集音频切换器等设备的信息和状态数据，将应急广播消息播发结果反馈至应急广播

平台。

b)发出中波应急广播传输唤醒指令：

1)应能够实时接收、解析和保存应急广播平台下发的应急广播消息，能根据应急广播消息

的要求，输出应急广播音频信号至中波唤醒指令生成及插入设备；

2)能控制中波唤醒指令生成及插入设备生成基带格式的中波应急广播传输唤醒指令，指令

格式见图3和表2定义，并在应急广播音频信号中插入；

3)能控制音频切换器，切换播出应急音频节目；