中波廣播發(fā)射的信道噪聲影響研究

吳曼莉

摘 要：中波廣播的發(fā)射效率直接影響到廣播接收的質量，在此過程中信道噪聲是主要影響因素，且實際工作過程中信道噪聲的存在是必然的，只能通過一些有效措施對其進行減弱而不能徹底消除。本文簡要闡述了中波廣播發(fā)射的概念以及信道噪聲的概念，分析了信道噪聲對中波廣播發(fā)射的影響，并在此基礎上提出了有效解決信道噪聲的具體措施。

關鍵詞：中波廣播 發(fā)射 信道噪聲 影響

作為無線電通訊的重要組成部分，中波廣播在人們日常生活、工作以及軍事領域扮演著重要的角色。發(fā)射基站、傳播路徑、接收基站都影響著中波廣播最終的接收質量。信道噪聲是傳播途徑中對廣播信號產(chǎn)生干擾的重要影響因素。盡管我國的中波廣播技術已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，但是其中仍然存在一些棘手問題，不斷地進行技術發(fā)展和創(chuàng)新，提高中波廣播發(fā)射和傳播效率，才能正真的提高接收質量。

1.中波廣播發(fā)射以及信道噪聲的概念

根據(jù)電磁波的波長，將電磁波分為了不同的波段，我國所規(guī)定的中波頻段為526.5kHz-1606.5kHz。電磁波可以作為信息傳播的重要載體，中波廣播就是以中波波段的電磁波作為信息載體，通過發(fā)射基站的天線發(fā)射信息，最后到達接收端被接收天線接收，例如無線廣播電視，收音機等。中波頻段的電磁波由于波長較長，在傳播過程中不容易被障礙物所阻擋。因此在通信、導航等領域起著重要的作用。

中波廣播發(fā)射的電磁波具有一定的頻率特性，然而當電磁波在空氣中傳播過程中會遇到與廣播頻率相同的電磁波，這些電磁波就會對廣播信息產(chǎn)生干擾，這種干擾現(xiàn)象稱為信道噪聲。從信道噪聲的產(chǎn)生可以看出，信道噪聲對廣播的干擾是必然存在的，只能對其進行削弱，而不能徹底消除，信道噪聲的強弱直接影響到中波廣播的發(fā)射效率。同時，信道噪聲強弱與周圍的環(huán)境密切相關，相同的發(fā)射功率下，不同的環(huán)境下廣播的發(fā)射效率就會存在差異。根據(jù)信道噪聲隨時間的變化特點可以分為平穩(wěn)信道噪聲和非平穩(wěn)信道噪聲。其中前者不隨傳播時間而變化，對其抑制較為容易；后者隨著傳播時間而變化，對其抑制難度較大。提高中波廣播發(fā)射效率，對于廣播技術發(fā)展以及日常生活都非常重要。解決信道噪聲問題要綜合考慮發(fā)射成本以及廣播質量，諸多的無線電技術方面的受限為其帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.我國中波廣播的發(fā)展現(xiàn)狀

由于歷史原因，我國的中波廣播技術起步較晚，但在改革開放以來取得了長足的發(fā)展，但相對于國際水平仍然具有一定的差距，主要發(fā)展特點可以從以下幾個方面進行概括：

第一，隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，以及不斷的引進先進技術，精密的電子設備逐漸用于中波廣播發(fā)射領域，中波廣播發(fā)展取得了一定的進步，然而此種措施的費用相對昂貴，成本較高，制約著中波廣播技術的進一步發(fā)展；第二，在中波廣播技術發(fā)展過程中，廣播發(fā)射工作者對于信道噪聲的認識仍不夠充足，沒有更好的解決發(fā)射效率和發(fā)射成本之間的問題；第三，在中波廣播技術發(fā)展過程中，存在嚴重的中波頻段信息污染。隨著社會的不斷發(fā)展，各種工業(yè)環(huán)境，例如較強的磁場，以及建筑物對中波的阻隔干擾，都會對中波廣播帶來較大的污染影響；第四，大功率基站投入加大，覆蓋面擴大，但是收聽群體不斷減少。我國現(xiàn)行的廣播技術政策是大、中、小功率發(fā)射基站相結合，將小、中功率基站作為主體。近年來，隨著無線電技術的發(fā)展，大功率基站數(shù)目擴增，然而廣播效果的改善卻并不明顯。

帶來以上諸多問題的主要原因有以下幾點：首先，是調頻廣播的迅速發(fā)展。調頻廣播以其操作簡單，接收機便宜，被廣大群體所使用，從而對中波廣播的份額產(chǎn)生了擠壓；其次，無線電波的迅速發(fā)展，對中波廣播信號產(chǎn)生了很大的影響，加之中波廣播的易受外界干擾，不如其他無線技術穩(wěn)定，從而大大限制了其發(fā)展；最后，城市化建設對電磁波的干擾不斷的嚴重化。

3.消弱信道噪聲對中波廣播發(fā)射影響的具體措施

3.1提高中波廣播發(fā)展基站的發(fā)射功率

中波廣播的傳播介質是空氣，因此其傳播目的性很弱，很容易受到空氣中噪聲的干擾。這一點不同于線路傳播，發(fā)射天線發(fā)射信息后通過傳輸線路直接被接收天線所接收。因此，信道噪聲的存在對于中波廣播發(fā)射是不可避免。但可以通過提高中波廣播發(fā)展基站的發(fā)射功率消弱信道噪音。例如，當中波電磁波的傳播環(huán)境確定后，環(huán)境產(chǎn)生的信道噪聲的強弱也是確定的，此時增大發(fā)射基站的發(fā)射功率，信號的強度就會增大，從而就會減小信噪比，相當于減弱了信道噪聲對于本征信號的影響。同時，發(fā)射功率的提高會擴大中波廣播的覆蓋范圍，有效的減弱了信道噪聲對中波電磁波的干擾。利用此種方法可以有效地增強信號強度，進而弱化信道噪聲，在實際情況下應權衡考慮所處環(huán)境再進行相關措施的運用。

3.2改善發(fā)射天線和接收天線質量

發(fā)射天線的質量的優(yōu)化對提高發(fā)射效率非常重要，質量優(yōu)異的天線可以減少信號的虧損，增大天線的增益和方向性，可以在相同的發(fā)射功率下提高信號強度。接收天線也需要高效率、高增益的特點，同時對雜訊要有一定去除功能。例如，引進先進的技術，提高發(fā)射天線的質量與性能，在發(fā)射體現(xiàn)選購過程中引入競爭機制，售后引入監(jiān)督機制，以此確保發(fā)射天線的質量。

3.3有效控制并減弱噪聲源

在某些環(huán)境下，信道噪聲的強度非常高，憑借增大發(fā)射功率已經(jīng)不能有效的解決。這時就需要對噪聲源進行有效控制：第一，減小環(huán)境的噪聲污染，例如磁場源的控制；第二，在接收端安裝濾波設備，進行有效的濾波措施，將信號外的電磁波過濾掉。例如，常見的濾波電路中，對FPGA進行有效的編程，通過協(xié)調多個濾波器的同時工作，加大信號采集并進行有效的校對扣除，最終得到較為純正的電磁信號。

3.4對信道噪聲進行計算和評估

中波廣播的從發(fā)射到信道接收，整個環(huán)境的影響評估的核心方法是信道估計算法。估算中對信道噪聲進行科學的計算和評估，然后對其進行有效的矯正。例如，可以對周邊環(huán)境的干擾因素進行評估，計算子載波上環(huán)境干擾因素的干擾能力，最終找到最大的子波影響信道；再根據(jù)信道噪聲影響的評估，工程技術人對其進行科學合理的處理，通過編碼、調頻等相關技術將信道噪聲從信號中分離出來，達到消除噪聲的目的。這種處理方法將信道噪聲本身的“無形”化為“有形”，對信道噪聲進行了量化，這對于無線電工程技術人員進行消噪處理意義重大。

綜上所述，我國的廣播發(fā)射技術在改革開放以來取得的進步十分顯著，然而與國外的整體水平的差距還較為明顯。隨著無線電技術的不斷發(fā)展，為中波廣播發(fā)射帶來了很好的發(fā)展機遇。但是，解決信道噪聲對中波廣播發(fā)射帶來的影響問題是一個持久戰(zhàn)，對于信道噪聲的消弱措施中需要根據(jù)實際需要進行不同措施的選擇，同時在要求特殊的情況下還需要綜合多種措施，優(yōu)化信噪比，提高發(fā)射效率。

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