中波廣播發(fā)射的信道噪聲問題與對(duì)策

李 璇

（云南省廣播電視局玉溪693 臺(tái)，云南 玉溪 653100）

0 引言

中波廣播因傳播范圍廣、信息包容度好、噪聲影響度低以及傳播質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞［1］。近幾年，為了有效解決中波廣播發(fā)射的信道噪聲問題，技術(shù)人員攻堅(jiān)克難，找到了多種降噪方式。因此，結(jié)合多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，分析信道噪聲問題，并提出行之有效的解決策略。

1 信道噪聲概述

1.1 信道噪聲定義

噪聲指信號(hào)的無用部分，干擾是指因噪聲產(chǎn)生的異常影響?；镜母蓴_形式主要包括輻射和傳導(dǎo)。按照形成類型劃分，噪聲可分為熱噪聲、自然噪聲和人為噪聲3 種形式［2］。信道是信號(hào)傳輸?shù)拿浇椋信c通信系統(tǒng)有關(guān)的變換裝置（如發(fā)送設(shè)備、饋線及天線等）都可以被稱為信道。廣播的正常信號(hào)通過信道時(shí)，會(huì)因?yàn)橐恍┰肼曈绊懀沟闷湫盘?hào)沒有達(dá)到預(yù)期效果，這種現(xiàn)象被稱為信道噪聲，也可以直觀稱為干擾，即信號(hào)在傳遞過程中因受到噪聲干擾使得信號(hào)的完整度和傳遞效率受到了一定的影響。自身具有穩(wěn)定性很難受到其他因素干擾的信道噪聲被稱為平穩(wěn)噪聲，反之很容易受到其他因素干擾的信道噪聲被稱為非平穩(wěn)噪聲。由于中波廣播信號(hào)多在空中傳播，因此信號(hào)易受到多種因素的影響。一旦廣播信號(hào)受到干擾，廣播質(zhì)量就會(huì)下降。

1.2 信道噪聲傳播媒介

傳統(tǒng)觀念中的聲音并不是信道噪聲。信道噪聲指的是一種在空中傳播的聲波，建立在一定的傳播范圍內(nèi)，且對(duì)波長(zhǎng)有一定的要求。因此，并不是所有的聲波都屬于信道噪聲范疇。中波信號(hào)在傳輸過程中的主要傳播媒介是空氣。由于信號(hào)傳輸環(huán)境的差異性，信號(hào)會(huì)受到多種因素的影響，因此形成了信道噪聲。

1.3 信道噪聲研究的重要性

信道噪聲的產(chǎn)生是多種因素相互作用的結(jié)果。從某種意義上說，研究信道噪聲可以幫助工作人員更清楚地辨別廣播信號(hào)中的信道噪聲，提高信號(hào)質(zhì)量。中波廣播信號(hào)的主要形式是中波。中波廣播發(fā)射的特殊性決定了中波廣播信號(hào)在傳播過程中很容易受到噪聲的干擾。其中，突發(fā)性的噪聲干擾會(huì)嚴(yán)重影響廣播質(zhì)量，如圖1 所示。因此，研究信道噪聲可以確保信號(hào)強(qiáng)度，降低噪聲污染，從而保證中波信號(hào)的傳播質(zhì)量。

2 中波廣播發(fā)射的信道噪聲影響

2.1 中波廣播發(fā)射的特殊性

即使是在同一個(gè)信道中，不同信號(hào)產(chǎn)生的噪聲影響也是不同的。由于中波信號(hào)的傳播路線不是事先設(shè)定好的，因此信號(hào)具有一定的特殊性。也就是說，中波信號(hào)在進(jìn)入信道前并不能選定途經(jīng)信道，也不能提前規(guī)劃好傳播路線，可見中波傳播信號(hào)并沒有很強(qiáng)的目的性，因此在傳播過程中很容易受到其他影響因素的干擾。一旦中波廣播信號(hào)在傳輸過程中受到信道噪聲的影響，就會(huì)使信號(hào)傳送的聲波面臨失真的困境，且會(huì)大大降低原信號(hào)的完整度。與其他波段的信號(hào)相比，中波廣播發(fā)射的信號(hào)在傳播時(shí)對(duì)信道環(huán)境質(zhì)量的要求偏高。為了盡可能避免信道噪聲誘發(fā)中波廣播信號(hào)失真等多種不利局面的出現(xiàn)，技術(shù)人員在中波廣播發(fā)射信號(hào)傳播時(shí)需對(duì)其進(jìn)行編碼處理，以確保信號(hào)在傳播過程中盡可能少受噪聲的影響。

2.2 質(zhì)量效率影響

正常情況下，技術(shù)人員一旦發(fā)現(xiàn)中波信號(hào)進(jìn)入信道，會(huì)立即開啟相應(yīng)的接收設(shè)備，以便及時(shí)捕捉到中波信號(hào)。但是，如果信號(hào)在傳輸過程中受到噪聲干擾，那么接收設(shè)備接收到的中波信號(hào)則是不完整的，且有可能不在接收區(qū)域內(nèi)。這樣原中波信號(hào)的位置特性就會(huì)被掩埋，將極大影響信號(hào)的傳播效率，還會(huì)縮小中波信號(hào)的覆蓋區(qū)域，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接影響高頻段中波信號(hào)的傳播效果。信號(hào)傳輸過程中，信道是確保信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵部分，而信道質(zhì)量的高低則取決于信道噪聲的大小。從這一角度看，要確保中波廣播信號(hào)的正確傳輸，必須采取必要的措施降低信道噪聲的影響。

2.3 誘發(fā)“信號(hào)污染”

在傳輸過程中，中波廣播信號(hào)受到信道噪聲的干擾會(huì)極大地影響原信號(hào)的資源性質(zhì)［3］。這種污染性的影響會(huì)波及整個(gè)廣播信號(hào)的傳輸過程，對(duì)提升整個(gè)中波發(fā)射過程的質(zhì)量和傳播效果極為不利。從接收設(shè)備來看，受污染的信號(hào)被接收設(shè)備接收后，很難準(zhǔn)確判別原信號(hào)所傳達(dá)的有效信息。從信號(hào)傳播的頻率來看，被污染的信號(hào)傳播頻率與發(fā)射出的原信號(hào)也有所區(qū)別。受污染的信號(hào)波產(chǎn)生了錯(cuò)誤的頻率，有可能被分配到其他信道干擾其他信道的信號(hào)傳播。因此，要高度重視中波廣播信號(hào)在信道中所受的噪聲干擾影響。

3 中波廣播發(fā)射噪聲原因分析

3.1 發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備落后

從發(fā)展歷程上看，我國(guó)對(duì)于中波廣播技術(shù)的研究較晚，且大部分研究人員的工作重心聚焦于新媒體設(shè)備，并沒有在廣播設(shè)備領(lǐng)域投入較多的研究精力。目前，我國(guó)中播廣播的發(fā)射與接收設(shè)備較之于發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后，使得中波信號(hào)在發(fā)射過程中很容易出現(xiàn)噪聲，同時(shí)接收設(shè)備在接收信號(hào)時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種問題。缺乏新技術(shù)支持的中波廣播信號(hào)發(fā)射與接收設(shè)備，在運(yùn)行過程中各個(gè)電路之間產(chǎn)生的電流會(huì)形成新的感應(yīng)磁場(chǎng)，由感應(yīng)磁場(chǎng)發(fā)出的干擾磁波對(duì)中波廣播信號(hào)的傳播極為不利。但是，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備時(shí)并沒有考慮到上述影響因素，導(dǎo)致設(shè)備在中波信號(hào)的傳播與接收過程中只能被動(dòng)接收信道內(nèi)的傳播信號(hào)，不能自動(dòng)屏蔽干擾信號(hào)。這有可能造成中波廣播在播出時(shí)，本節(jié)目的原始信號(hào)受到噪聲干擾，而意外接收到其他頻率的廣播信號(hào)，從而造成串臺(tái)等事故。

3.2 廣播站工作者檢查設(shè)備不及時(shí)

科技的不斷發(fā)展給新媒體的發(fā)展帶來了廣闊的發(fā)展空間，給中波廣播的發(fā)展造成了一定的沖擊。中波廣播設(shè)備維修、保養(yǎng)以及購(gòu)買先進(jìn)設(shè)備的資金不足，導(dǎo)致中波廣播發(fā)展不能及時(shí)跟上時(shí)代的腳步。另外，某些信道噪聲問題原本可以通過維修直接解決，但由于維修工作開展不及時(shí)，反而影響了問題解決的進(jìn)程，使得信道噪聲污染更加嚴(yán)重。由于某些設(shè)備維修管理人員缺乏專業(yè)技能，遇到典型的中波廣播信道噪聲問題時(shí)往往無從下手。

4 中波廣播信道噪聲問題的應(yīng)對(duì)方法

4.1 應(yīng)用過濾法降低信道噪聲

過濾法是用來降低中波廣播發(fā)射信號(hào)信道噪聲影響最常用的方法［4］。采用過濾法可過濾掉中波廣播信號(hào)中夾雜的無用信號(hào)，保留有用信號(hào)，很大程度上提升了中波廣播信號(hào)的傳播效率及質(zhì)量。合理準(zhǔn)確使用過濾法最重要的是做好電路模塊的設(shè)計(jì)。首先，利用大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)選取中波廣播信號(hào)的研究樣本，擴(kuò)大樣本基數(shù)，提升信號(hào)樣本的信度與效度。其次，在過濾模塊設(shè)計(jì)過程中要多次調(diào)試設(shè)計(jì)模塊，增強(qiáng)過濾模塊的應(yīng)用性能和抗干擾性能，設(shè)計(jì)多個(gè)性能指標(biāo)用于檢測(cè)干擾信號(hào)。最后，檢測(cè)噪聲和有用信號(hào)的信噪比，并對(duì)過濾模塊進(jìn)行抗干擾性能檢測(cè)，待檢測(cè)結(jié)果合格后，將設(shè)計(jì)好的過濾模塊應(yīng)用于中波廣播信號(hào)噪聲過濾處理系統(tǒng)。

4.2 提升中波廣播發(fā)射成功的概率

空氣是中波廣播發(fā)射信號(hào)傳播的主要媒介［5］。與其他波段的信號(hào)相比，中波廣播信號(hào)一般波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在發(fā)射時(shí)調(diào)制的頻率較低，在傳播過程中有著較廣闊的覆蓋區(qū)域，在遇到障礙物時(shí)穿透能力較低，很容易被阻礙。因此，中波廣播信號(hào)在傳播過程中流失電磁波能量的速度較快，也最容易受到噪聲干擾。此外，只要信號(hào)在接收區(qū)域范圍內(nèi)，接收設(shè)備可接收到任何波段的信號(hào)。這意味著無論是在傳播階段還是在接收階段，中波廣播信號(hào)都很容易受到噪聲的干擾。不僅會(huì)降低信號(hào)傳播質(zhì)量，而且會(huì)極大縮小信號(hào)的覆蓋區(qū)域，嚴(yán)重時(shí)還有可能導(dǎo)致信號(hào)傳播中斷。由于其他信號(hào)在傳播過程中具有較強(qiáng)的目的性且信道傳播路線有跡可循，因此受到噪聲干擾的可能性較低。為降低中波廣播信號(hào)在傳播過程中受到的信道噪聲干擾影響，需要提升中波廣播的發(fā)射率。一方面，可設(shè)法提升中波廣播的發(fā)射成功概率，包括提高中波發(fā)射功率和增加信號(hào)調(diào)制度。另一方面，可增加中波廣播信號(hào)傳播設(shè)備的投入成本，從非線性失真、頻響及噪聲電平方面提高中波廣播信號(hào)的發(fā)射率。

4.3 加大廣播基站的發(fā)射強(qiáng)度

中波廣播信號(hào)在傳播過程中容易受到外界磁場(chǎng)的電磁干擾，導(dǎo)致帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向被迫改變而產(chǎn)生信號(hào)失真，出現(xiàn)信道噪聲。但是，這一影響并不是絕對(duì)的，有些沒有被迫改變運(yùn)動(dòng)方向的帶電粒子仍然會(huì)按照既定軌跡被接收設(shè)備接收。盡管有部分信號(hào)被接收，但信號(hào)質(zhì)量仍然受到了不同程度的影響。為了盡可能減小中波信號(hào)受到外界磁場(chǎng)干擾的可能性，可以在信道傳播信號(hào)強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)加大廣播基站的發(fā)射強(qiáng)度，提高中波廣播信號(hào)的強(qiáng)度。

4.4 改進(jìn)設(shè)備并做好噪聲預(yù)估

改進(jìn)設(shè)備并做好信道噪聲預(yù)估，是降低信道噪聲行之有效的方法。

4.4.1 改進(jìn)發(fā)射設(shè)備

改變中波信號(hào)的發(fā)射方式，在信號(hào)發(fā)射設(shè)備上增加抗磁場(chǎng)干擾裝置，提高信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度，減少信號(hào)受外界磁場(chǎng)干擾的可能性。

4.4.2 改進(jìn)接收設(shè)備

一方面，調(diào)整可接收信號(hào)的區(qū)間，找出中波信號(hào)的最佳接收頻率區(qū)間，降低其他因素的干擾。另一方面，改進(jìn)接收設(shè)備的天線裝置，如從天線材料和形狀入手，增強(qiáng)信號(hào)接收能力，降低信號(hào)接收過程中的信道噪聲。

4.4.3 改進(jìn)接收天線與發(fā)射天線

需選用優(yōu)質(zhì)的天線設(shè)備，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)天線設(shè)備的方向性，提高信號(hào)傳輸效率，降低信道噪聲影響。

4.4.4 做好噪聲預(yù)估工作

根據(jù)信號(hào)傳播的不同波形特征，預(yù)判斷信號(hào)在傳輸過程中可能遇到的信道噪聲類型并判斷其影響力，然后依靠大數(shù)據(jù)分析技術(shù)合理預(yù)判，降低信道噪聲的影響。

4.5 培養(yǎng)專業(yè)人員并加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)

培養(yǎng)專業(yè)技能過硬的中波廣播技術(shù)人員來深入研究中波廣播，從而做好研發(fā)工作，是降低信道噪聲的有效方法?？紤]到目前我國(guó)中波廣播的研發(fā)現(xiàn)狀，我國(guó)技術(shù)人員可以和國(guó)外相關(guān)技術(shù)人員合作，不斷提升自身專業(yè)素質(zhì)，從而更好地效力我國(guó)的廣播事業(yè)發(fā)展。此外，需加大資金的支持力度，為專業(yè)性人才的培養(yǎng)和技術(shù)研發(fā)提供有效的支撐。要加大降低信道噪聲技術(shù)的研發(fā)力度，通過科技的力量提升中波信號(hào)的傳播質(zhì)量。要制定設(shè)備維修保養(yǎng)計(jì)劃，尤其是建立信道噪聲處理動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)檔案，記錄信號(hào)的傳播過程、信道噪聲的產(chǎn)生原因以及相應(yīng)的解決措施，實(shí)行全過程動(dòng)態(tài)管理，便于日后查閱。

5 結(jié)語

降低中波信號(hào)在發(fā)射、傳播及接收過程中的信道噪聲，有利于提升中波廣播信號(hào)的質(zhì)量，使中波廣播更好地發(fā)揮其服務(wù)于社會(huì)的功能，提升我國(guó)廣播的總體質(zhì)量。