中波廣播信道噪聲問題及解決措施探究

王強(qiáng)英

（云南省廣播電視局怒江中波臺(tái)，云南 怒江 673100）

0 引言

中波廣播發(fā)射信號(hào)過程中，信道噪聲干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的完整性和傳播質(zhì)量，影響廣播信號(hào)的發(fā)射以及收聽效果。信道噪聲作為影響中波廣播信號(hào)質(zhì)量的重要因素，采取必要的手段降低信道噪聲對(duì)促進(jìn)廣播信號(hào)有效傳輸意義重大。對(duì)此，技術(shù)維護(hù)人員應(yīng)深入分析中波廣播噪聲產(chǎn)生的原因，采取有針對(duì)性的解決措施，使中波廣播信號(hào)發(fā)射設(shè)備能夠處于良好運(yùn)行狀態(tài)，中波廣播噪聲處于可控范圍內(nèi)。

1 信道噪聲對(duì)中波廣播發(fā)射帶來的影響

1.1 引起“信號(hào)污染”

中波廣播發(fā)射目的是傳輸信號(hào)，但在信道噪聲的影響下，噪聲干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真，造成信號(hào)污染。這種污染性會(huì)直接影響廣播系統(tǒng)中中波廣播信號(hào)的傳輸，繼而使得中波發(fā)射期間的信號(hào)質(zhì)量、信號(hào)傳輸效果存在問題[1]。比如，廣播設(shè)備在接收被污染的信號(hào)后，因噪聲干擾，設(shè)備一般無法精準(zhǔn)地判斷、提取信號(hào)傳輸時(shí)的有效信息。另外，信號(hào)污染產(chǎn)生后，中波廣播發(fā)射的信號(hào)傳播完整性缺失，使得接收端播出質(zhì)量降低，影響聽眾收聽效果。

1.2 影響信號(hào)傳播效率

通常情況下，中波信號(hào)進(jìn)入信道后，在區(qū)域范圍內(nèi)的衛(wèi)星接收天線就會(huì)捕捉信號(hào)中的有效信息，經(jīng)過中波廣播設(shè)備處理信號(hào)源后，再順利地進(jìn)行廣播。但信號(hào)在信道內(nèi)傳輸時(shí)存在噪聲干擾問題后，接收設(shè)備則無法獲取完整的中波信號(hào)，甚至?xí)嬖谥胁ㄐ盘?hào)不在接收區(qū)域的情況。這會(huì)導(dǎo)致中波信號(hào)的位置特性因噪聲影響而掩蓋，最終使得中波信號(hào)傳播效率降低，覆蓋區(qū)域變小。

2 中波廣播發(fā)射中信道噪聲產(chǎn)生的原因

2.1 人為因素

廣播站日常工作時(shí)，設(shè)備技術(shù)維護(hù)人員檢查不到位、對(duì)電子設(shè)備維護(hù)不到位、未及時(shí)升級(jí)更新都會(huì)引起信道噪聲。隨著科技的發(fā)展，我國新媒體發(fā)展空間愈發(fā)廣闊，傳統(tǒng)中波廣播的發(fā)展卻存在較大的限制。所以在維修中波廣播設(shè)備、保養(yǎng)或是引進(jìn)新型、先進(jìn)的設(shè)備時(shí)，往往會(huì)存在資金不足的情況，使中波廣播發(fā)射期間部分設(shè)備仍為舊設(shè)備。而維修、日常養(yǎng)護(hù)是使設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，但由于部分工作人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)章制度以及程序定期的檢修維護(hù)設(shè)備，會(huì)使中波廣播發(fā)射時(shí)因設(shè)備故障而存在信道噪聲問題，且信道噪聲無法及時(shí)解決，噪聲污染逐漸嚴(yán)重[2]。

2.2 環(huán)境因素

（1）外部電磁噪聲會(huì)引起信道噪聲。中波廣播通常是在空氣中和地面?zhèn)鞑サ碾姶挪?，電氣設(shè)備運(yùn)行期間的電磁現(xiàn)象會(huì)干擾電磁波，使得信道噪聲增大。比如，變壓器、導(dǎo)線設(shè)備工作時(shí)，設(shè)備運(yùn)行期間的交變電流會(huì)引起電磁輻射，繼而干擾周圍中波廣播信號(hào)，若中波廣播發(fā)射功率低，信道噪聲問題會(huì)更為嚴(yán)重。

（2）中波廣播發(fā)射期間容易混入其他噪聲。中波廣播屬于傳統(tǒng)模擬廣播，運(yùn)行過程中需要調(diào)制各類音頻信號(hào)后方可發(fā)射，但各類音頻信號(hào)中的噪聲通過多級(jí)放大后，電路內(nèi)的元器件則會(huì)產(chǎn)生噪聲，累加后引起信道噪聲問題。

2.3 設(shè)備因素

中波發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備落后。我國廣播事業(yè)發(fā)展中，中波廣播技術(shù)起步晚。新媒體興起后，多數(shù)研究人員將技術(shù)研究中心轉(zhuǎn)移到新媒體技術(shù)、新媒體設(shè)備上，傳統(tǒng)廣播設(shè)備研究中的資源投入少[3]。因此，我國中波廣播技術(shù)，以及廣播系統(tǒng)中的發(fā)射與接收設(shè)備較為落后，所以在傳輸信號(hào)時(shí)，因設(shè)備功能、元器件過熱、放電打火而伴有噪聲問題，接收發(fā)射中波信號(hào)時(shí)都會(huì)面臨噪聲干擾。

比如中波發(fā)射機(jī)、節(jié)傳系統(tǒng)等設(shè)備，因缺乏新技術(shù)的支持，所以設(shè)備各個(gè)電路中的電流會(huì)導(dǎo)致新的感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場則會(huì)產(chǎn)生干擾磁波，損害中波廣播信號(hào)的傳播質(zhì)量。如設(shè)備無抗干擾功能，則會(huì)使廣播接設(shè)備時(shí)刻處于被動(dòng)接收信道內(nèi)信號(hào)的情況，無法直接屏蔽噪聲干擾、其他干擾信號(hào)。甚至?xí)谥胁◤V播在播出時(shí)，因中波信號(hào)噪聲干擾問題而出現(xiàn)串臺(tái)的情況。

3 解決中波廣播發(fā)射信道噪聲的對(duì)策

3.1 采取合理手段降低信道噪聲

3.1.1 過濾法降低信道噪聲

過濾法是解決中波廣播發(fā)射信道噪聲問題時(shí)，用于降低信道噪聲的重要方式。過濾法在具體應(yīng)用中可以直接將中波廣播信號(hào)中的干擾信號(hào)過濾，將中波信號(hào)中的有效信息傳輸給接收設(shè)備，最大限度地保障了中波廣播信號(hào)發(fā)射、傳播效率和質(zhì)量[4]。對(duì)此，技術(shù)維護(hù)人員可基于過濾法，優(yōu)化廣播發(fā)射期間相關(guān)設(shè)備的電路模塊設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)過濾模塊時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)持續(xù)、高頻次的調(diào)試設(shè)計(jì)模塊，借助過濾模塊中設(shè)備的抗干擾能力，其他性能指標(biāo)監(jiān)測信道中的干擾信號(hào)、無用信號(hào)，對(duì)比分析后獲取信道內(nèi)噪聲、有用信號(hào)的信噪比。然后借助過濾模塊對(duì)信道內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行抗干擾檢測，檢測結(jié)果后，發(fā)揮過濾模塊的抗干擾功能，建設(shè)中波廣播信號(hào)噪聲過濾處理系統(tǒng)。

實(shí)際用法：現(xiàn)階段（以怒江中波臺(tái)為例）中波臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)中沒有光纖和微波信號(hào)源，信號(hào)源類型單一，就有關(guān)資料查詢，C 波段信號(hào)源的下行頻段與5G 通信頻段存在重疊部分，而我臺(tái)節(jié)目信號(hào)源其中之一就有C 波段信號(hào)源，5G 信號(hào)對(duì)廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的干擾主要是5G 基站發(fā)射的信號(hào)通過衛(wèi)星接收天線進(jìn)入衛(wèi)星接收機(jī)，成為中波廣播信號(hào)的干擾源，干擾接收機(jī)對(duì)中波廣播信號(hào)的接收和解碼，造成中波廣播信號(hào)接收系統(tǒng)故障。技術(shù)維護(hù)人員可在接收信號(hào)源高頻頭上加載抗5G 干擾濾波器，或是購買內(nèi)有抗干擾濾波器的高頻頭安裝。

3.1.2 控制信號(hào)噪聲源

為降低信道噪聲，還應(yīng)控制、減輕信號(hào)傳輸范圍內(nèi)的噪聲污染源。相關(guān)人員可結(jié)合外部環(huán)境，采取對(duì)應(yīng)的噪聲源控制或干預(yù)方式，從源頭上解決信道噪聲問題。比如在利用過濾設(shè)備減少信道噪聲的基礎(chǔ)上，應(yīng)用編程電路模板中的EPC、多功能和自動(dòng)化的濾波器，控制信號(hào)噪聲源的產(chǎn)生?；蚴窃跒V波器周圍布設(shè)多個(gè)信號(hào)接收點(diǎn)，采集中波廣播信號(hào)傳輸中的信號(hào)樣本，全面分析后用濾波技術(shù)優(yōu)化噪聲源區(qū)域的設(shè)備[5]。

3.1.3 電源設(shè)計(jì)和系統(tǒng)隔離

一方面，中波發(fā)射機(jī)、節(jié)傳系統(tǒng)設(shè)備的供電電源時(shí)，技術(shù)人員還應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)電源變壓器，且設(shè)備供電源應(yīng)與臺(tái)站生活用電、機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)分離開來。另一方面，直接采用隔離電源變壓器，通過電源系統(tǒng)隔離的方式減少信道噪聲的干擾源。中波臺(tái)站一般會(huì)通過天線發(fā)射、地網(wǎng)傳輸中波廣播信號(hào)，各個(gè)系統(tǒng)接地應(yīng)相互獨(dú)立，若與電源系統(tǒng)的接地線路相連，則會(huì)直接形成接地噪聲。

由于各個(gè)系統(tǒng)直接互聯(lián)后，需要使用單端屏蔽接地、長線分段接地處理，無法徹底地解決中波廣播信號(hào)長距離傳輸引起的輻射干擾噪聲、接地噪聲，所以還應(yīng)根據(jù)中波廣播傳輸范圍，及時(shí)通過系統(tǒng)隔離，即在系統(tǒng)間加裝隔離變壓器的方式隔離電源系統(tǒng)、接地系統(tǒng)的方式，減少信道噪聲的污染源，降低信道噪聲。

3.1.4 設(shè)備安裝設(shè)計(jì)

安裝中波廣播設(shè)備時(shí)，應(yīng)遵守《中波廣播發(fā)射臺(tái)工藝設(shè)備安裝規(guī)范》，技術(shù)維護(hù)人員嚴(yán)格布置信號(hào)傳輸同軸電纜線，音頻傳輸信號(hào)線路、發(fā)射機(jī)發(fā)出信號(hào)的饋線等，確保饋線管輸入端阻抗與發(fā)射機(jī)輸出阻抗匹配。臺(tái)站設(shè)備系統(tǒng)安裝的獨(dú)立防雷系統(tǒng)安全可靠，來降低有線傳輸環(huán)節(jié)中的信道噪聲。

接收設(shè)備中的音頻處理器輸出端對(duì)應(yīng)獨(dú)立的接收口發(fā)射機(jī)，音頻處理器自動(dòng)增益控制AGC、平均電壓壓縮、輸出阻抗交換、使音頻信號(hào)保持在一定的幅度范圍內(nèi)，供發(fā)射機(jī)輸出調(diào)制控制在一定幅度上，不至于頻繁過調(diào)制現(xiàn)象，減弱原信號(hào)的噪聲。

3.2 結(jié)合實(shí)況確保廣播發(fā)射強(qiáng)度

為加大廣播基站的發(fā)射強(qiáng)度，中波臺(tái)站技術(shù)維護(hù)員還應(yīng)通過加強(qiáng)日常維護(hù)工作，確保廣播信號(hào)滿時(shí)間、滿功率、滿調(diào)幅播出，減少信道噪聲干擾對(duì)廣播發(fā)射產(chǎn)生的不利影響。

3.2.1 提高中波廣播發(fā)射成功的概率

空氣是中波廣播傳播、發(fā)射信號(hào)時(shí)的基本媒介，相較于其他波段的發(fā)射信號(hào)，中波廣播信號(hào)的一般波長較長，并且在實(shí)際發(fā)射過程中信號(hào)被調(diào)制的頻率低，且信號(hào)傳播中信號(hào)的覆蓋區(qū)域廣。但中波廣播信號(hào)發(fā)射時(shí)出現(xiàn)障礙物時(shí)，信號(hào)的穿透能力會(huì)減弱。另外，在中波廣播信號(hào)在傳播過程中，若發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備的電磁波能量通過較快的速度流失時(shí)，中波信號(hào)會(huì)被信道噪聲所干擾。但是只要中波信號(hào)處于接收范圍內(nèi)，接收設(shè)備則會(huì)直接接收所獲取的信號(hào)，這些信號(hào)可能來源于任何波段。意味著中波信號(hào)處于傳播階段、接收階中，都會(huì)因噪聲的干擾而降低信號(hào)傳播質(zhì)量，引起串臺(tái)、信號(hào)中斷、信號(hào)混亂的情況。

所以為應(yīng)對(duì)噪聲問題，技術(shù)維護(hù)人員可結(jié)合中波信號(hào)發(fā)射期間其他干擾信號(hào)的傳播路線，分析信道噪聲干擾風(fēng)險(xiǎn)，并通過提升信道噪聲干擾時(shí)中波信號(hào)發(fā)射成功率的方式，減少信道噪聲對(duì)信號(hào)傳播質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響。技術(shù)維護(hù)人員可在限制內(nèi)通過增加信號(hào)調(diào)幅度的方式，提升中波廣播發(fā)射成功率。通過技術(shù)維護(hù)人員設(shè)備指標(biāo)測試及調(diào)試，來改善非線性失真、頻響、噪聲電平等，確保設(shè)備運(yùn)行最優(yōu)狀態(tài)，來提升中波廣播信號(hào)發(fā)射的成功率。

3.2.2 增強(qiáng)廣播基站的發(fā)射強(qiáng)度

電磁干擾是外界磁場環(huán)境中影響中波廣播信號(hào)傳播的主要因素，電磁干擾會(huì)使中波廣播信號(hào)傳輸時(shí)設(shè)備帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生改變，使得中波信號(hào)傳輸存在信號(hào)失真情況，引發(fā)信道噪聲問題。當(dāng)然，電磁干擾的影響不具有絕對(duì)性，部分運(yùn)動(dòng)軌跡改變的帶電粒子依然會(huì)被中波廣播接收設(shè)備所接收。但設(shè)備接收的中波信號(hào)有限，信號(hào)傳輸質(zhì)量仍然受損。為應(yīng)對(duì)該問題，還需削弱外界磁場環(huán)境對(duì)中波信號(hào)造成的電磁干擾，并在信號(hào)強(qiáng)度允許范圍內(nèi)，維護(hù)好天線場地的地網(wǎng)、發(fā)射天線，使中波廣播信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度隨之提升。

3.3 優(yōu)化設(shè)備做好預(yù)防信道噪聲

3.3.1 升級(jí)設(shè)備加強(qiáng)噪聲預(yù)估

（1）落后的廣播發(fā)射設(shè)備是誘發(fā)中波廣播信道噪聲的原因之一，為減少信道噪聲問題，解決信道噪聲干擾，還應(yīng)升級(jí)廣播發(fā)射設(shè)備，引進(jìn)功能完善、性能先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施。升級(jí)發(fā)射設(shè)備時(shí)，技術(shù)維護(hù)人員根據(jù)電磁波信號(hào)發(fā)射方式，優(yōu)化設(shè)備的功能設(shè)計(jì)，如結(jié)合中波信號(hào)發(fā)射時(shí)的干擾因素，將可屏蔽電磁干擾的裝置安裝在傳統(tǒng)設(shè)備上。升級(jí)接收設(shè)備時(shí)，則可通過調(diào)整衛(wèi)星接收天線方位、波長區(qū)間，在適合接收信號(hào)的區(qū)間內(nèi)準(zhǔn)確獲取中波信號(hào)，借此減少信道噪聲干擾問題。

（2）技術(shù)維護(hù)人員還應(yīng)及時(shí)更新維護(hù)好接收衛(wèi)星天線系統(tǒng)，使接收衛(wèi)星天線設(shè)備符合環(huán)境，更全面的接收中波信號(hào)，減少噪聲干擾。目前，國家對(duì)廣播接收天線、發(fā)射天線的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成熟，技術(shù)維護(hù)人員可借鑒先進(jìn)的技術(shù)體系，升級(jí)天線設(shè)備，增強(qiáng)天線在中波信號(hào)接收以及發(fā)射時(shí)的全面性。高質(zhì)量的天線設(shè)備內(nèi)附屏蔽干擾功能，有助于提升中波信號(hào)傳輸效率，減少中波廣播系統(tǒng)運(yùn)行期間信道噪聲對(duì)信號(hào)造成的不利影響。

（3）具體更新升級(jí)相關(guān)設(shè)備時(shí)，技術(shù)維護(hù)人員還應(yīng)提前評(píng)估中波廣播信號(hào)傳輸時(shí)的信道噪聲，預(yù)估噪聲風(fēng)險(xiǎn)、噪聲原因、其他影響因素，充分評(píng)估后分析常見的影響因素平均值，然后以此為依據(jù)，并在廣播發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備設(shè)計(jì)中尋找理想強(qiáng)度區(qū)間、最佳設(shè)備接收區(qū)間，確保新設(shè)備升級(jí)的可靠性。

3.3.2 完善發(fā)射天線設(shè)計(jì)

天線設(shè)備作為中波廣播成功發(fā)射的重要電器元件，設(shè)計(jì)發(fā)射天線時(shí)，技術(shù)維護(hù)人員應(yīng)在不改變發(fā)射機(jī)功率的基礎(chǔ)上，用優(yōu)質(zhì)天線材料、發(fā)射天線的高度、設(shè)備元件增強(qiáng)天線發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度，更清晰地評(píng)估中波信號(hào)的信噪比，使接收設(shè)備獲取完整、高質(zhì)量的廣播信號(hào)。

3.3.3 加大信號(hào)傳輸質(zhì)量監(jiān)督管理力度

近年來，新媒體對(duì)傳統(tǒng)媒體產(chǎn)生極大的沖擊，但廣播在社會(huì)生活中仍占據(jù)著重要地位，相關(guān)單位還應(yīng)做好發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備維修和技術(shù)維護(hù)人員的培訓(xùn)，鼓勵(lì)中波技術(shù)維護(hù)人員持續(xù)地進(jìn)行廣播設(shè)備、廣播發(fā)射技術(shù)研發(fā)，為廣播的可持續(xù)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。技術(shù)維護(hù)人員可結(jié)合國際研究進(jìn)展、邀請(qǐng)資深專家來對(duì)中波廣播基站的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)教學(xué)，組織專業(yè)技能比賽，使其具有較強(qiáng)專業(yè)性，能夠在廣播系統(tǒng)的運(yùn)行期間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理信道噪聲問題，排查信道噪聲干擾源，使中波廣播信號(hào)優(yōu)質(zhì)發(fā)射。

4 結(jié)語

綜上所述，在我國的廣播系統(tǒng)中，中波廣播是該系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是黨和政府的喉舌，擔(dān)負(fù)著“把黨和國家的聲音傳到千家萬戶”的職責(zé)。但中波廣播發(fā)射信號(hào)過程中，信道噪聲會(huì)導(dǎo)致中波廣播的信號(hào)傳輸質(zhì)量不夠高的情況，引起“信號(hào)污染”，影響中波廣播發(fā)射信號(hào)質(zhì)量。因此，相關(guān)人員還應(yīng)根據(jù)信道噪聲產(chǎn)生的原因，加強(qiáng)廣播發(fā)射、相關(guān)電子設(shè)備的維護(hù)與管理，同時(shí)優(yōu)化天線設(shè)計(jì)，降低噪聲干擾。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)維護(hù)人員還應(yīng)提升廣播發(fā)射強(qiáng)度，做好信道噪聲的預(yù)防和監(jiān)測工作，使信號(hào)傳輸質(zhì)量持續(xù)提升，促進(jìn)我國廣播事業(yè)的健康發(fā)展。