廣播電視抗干擾技術(shù)研究分析

薛育倩

（蘭州廣播電視臺(tái)，甘肅 蘭州 730030）

0 引 言

廣播電視是依托無(wú)線(xiàn)電波或?qū)Ь€(xiàn)完成信息傳播的一種媒體傳播工具，通過(guò)信號(hào)采集、傳輸、管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的開(kāi)展實(shí)現(xiàn)聲音、圖像、視頻等信息的快速傳播，具有傳播距離遠(yuǎn)、信號(hào)質(zhì)量好的特點(diǎn)。目前，廣播電視信號(hào)傳播仍然受到環(huán)境和人為等因素的干擾，這些干擾因素會(huì)影響信號(hào)的傳播質(zhì)量?；诟邩?biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量發(fā)展需要，有必要在廣播電視信號(hào)傳播中深化抗干擾技術(shù)的應(yīng)用，從而提升廣播電視信號(hào)傳輸?shù)恼w效率和質(zhì)量。

1 廣播電視干擾形式和特點(diǎn)

1.1 干擾形式

內(nèi)部干擾和外部干擾是廣播電視信號(hào)干擾的兩種基本形式。其中，內(nèi)部干擾大多與電子設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲有關(guān)?，F(xiàn)階段電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，廣播電視系統(tǒng)中的電子設(shè)備性能不斷提升，同時(shí)工作人員在設(shè)計(jì)階段就會(huì)考慮消除電子設(shè)備噪聲干擾因素，發(fā)生設(shè)備噪聲干擾的頻率較低，在廣播電視信號(hào)干擾層面可忽略該因素。外部干擾包含環(huán)境、人為破壞等因素，這些因素會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)傳播的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)對(duì)信號(hào)傳播效率和質(zhì)量造成影響，需通過(guò)抗干擾技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播電視信號(hào)外部干擾的有效控制。

1.2 主要特點(diǎn)

干擾源眾多是廣播電視信號(hào)干擾的主要特征，眾多的干擾源給廣播電視的信號(hào)傳播帶來(lái)較大影響。此外，廣播電視信號(hào)干擾還具有傳播途徑多樣的特點(diǎn)，傳導(dǎo)、耦合、輻射是最基本的3 種干擾途徑。在傳導(dǎo)干擾模式下，眾多導(dǎo)電介質(zhì)會(huì)和電網(wǎng)信號(hào)發(fā)生耦合作用，并以電流、電壓的形式對(duì)廣播電視信號(hào)形成干擾。耦合干擾本身具有復(fù)雜性特征，包含靜電、電磁、公共阻抗等多種耦合形態(tài)，容易對(duì)廣播電視信號(hào)傳播的效率性、穩(wěn)定性造成影響。輻射干擾本質(zhì)上是電磁能量對(duì)廣播電視信號(hào)的干擾，其干擾過(guò)程具有一定的空間屬性，主要通過(guò)空氣傳播實(shí)現(xiàn)[1]。

2 廣播電視信號(hào)傳播干擾因素

2.1 自然條件

自然環(huán)境的變化會(huì)對(duì)廣播電視信號(hào)的傳播造成一定影響，當(dāng)存在日凌、雨衰以及雪衰等自然現(xiàn)象時(shí)，廣播電視信號(hào)所受到的干擾較為明顯[2]。當(dāng)?shù)厍蚺c太陽(yáng)距離較近時(shí)會(huì)出現(xiàn)日凌現(xiàn)象，此時(shí)太陽(yáng)電磁波會(huì)對(duì)電視衛(wèi)星的信號(hào)造成干擾。在廣播電視行業(yè)發(fā)展中，技術(shù)人員需要分析掌握日凌爆發(fā)的規(guī)律，在提前預(yù)測(cè)日凌現(xiàn)象發(fā)生時(shí)間的基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)整地球站天線(xiàn)口徑大小進(jìn)行防范，降低日凌現(xiàn)象對(duì)電視信號(hào)傳播的影響。此外，自然界存在雨衰、雪衰現(xiàn)象時(shí)，廣播電視信號(hào)的傳播質(zhì)量也會(huì)受到影響。對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)在考慮漸變規(guī)律的基礎(chǔ)上實(shí)施上行鏈路衰耗補(bǔ)償，從而有效控制廣播電視信號(hào)衰減。

2.2 衛(wèi)星干擾

鄰近衛(wèi)星的上行和下行對(duì)廣播電視信號(hào)具有較大干擾，這種干擾隨著衛(wèi)星發(fā)射、使用數(shù)量的增加愈發(fā)明顯。在衛(wèi)星上行干擾處理中，可以通過(guò)衛(wèi)星公司與運(yùn)營(yíng)商協(xié)調(diào)解決。當(dāng)廣播電視信號(hào)的干擾由衛(wèi)星下行引起時(shí)，應(yīng)考慮到這種干擾作用的復(fù)雜性，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行處理。一般除降低相鄰衛(wèi)星上行功率外，工作人員還會(huì)在地球站的作用下對(duì)衛(wèi)星的指向與性能進(jìn)行優(yōu)化。此外，通過(guò)改變鄰近衛(wèi)星公路、調(diào)整天線(xiàn)指向也能起到降低衛(wèi)星下行干擾的作用[3]。

2.3 電磁信號(hào)

廣播電視信號(hào)受電磁干擾較為明顯。自然環(huán)境中存在一定的磁暴現(xiàn)象，會(huì)對(duì)廣播電視信號(hào)傳播造成較大影響。該影響過(guò)程難以避免，需做好提前預(yù)測(cè)，將整體的影響降到最低。除此之外，微波中繼信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)在傳播中也會(huì)對(duì)廣播電視信號(hào)產(chǎn)生一定干擾。針對(duì)綜合性電磁信號(hào)干擾，應(yīng)在準(zhǔn)確測(cè)量電磁波段的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。若有必要，還需通過(guò)電磁屏蔽或調(diào)整頻率的方式來(lái)處理，從而將電磁信號(hào)造成的干擾降至最低。

2.4 設(shè)備故障

廣播電視信號(hào)傳播中，地面設(shè)備或衛(wèi)星會(huì)因設(shè)備自身的故障產(chǎn)生一定的雜波，這些雜波會(huì)降低廣播電視信號(hào)的傳播效果。為盡可能地降低設(shè)備故障所帶來(lái)的信號(hào)干擾，在設(shè)備使用及廣播電視信號(hào)傳播中還應(yīng)注重廣播電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的調(diào)試處理。若因設(shè)備故障已經(jīng)出現(xiàn)了信號(hào)干擾問(wèn)題，則應(yīng)注重干擾狀態(tài)、類(lèi)型以及程度的系統(tǒng)判斷，然后采取電磁屏蔽、備份設(shè)備使用等方式進(jìn)行處理，以提高廣播電視信號(hào)傳播的整體質(zhì)量。

2.5 人為因素

廣播電視信號(hào)傳播中，一些信號(hào)干擾問(wèn)題的產(chǎn)生還和人為因素有關(guān)。人為失誤、同極或反極化、惡意傷害是廣播電視信號(hào)干擾中的3 個(gè)基本人為因素。針對(duì)人為失誤可通過(guò)故障處理預(yù)案和相關(guān)管理制度進(jìn)行監(jiān)管、預(yù)防，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)注重人員職業(yè)培訓(xùn)。當(dāng)廣播電視信號(hào)傳播中存在同極或反極化干擾時(shí)，應(yīng)重視人員監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)超功率或超頻設(shè)備使用情況的有效控制?？紤]到廣播電視信號(hào)還有可能受到人為惡意損害，廣播電視行業(yè)應(yīng)注重抗干擾新型衛(wèi)星的研究[4]。

3 廣播電視信號(hào)抗干擾技術(shù)應(yīng)用

3.1 信號(hào)隔離

采用信號(hào)隔離技術(shù)進(jìn)行廣播電視信號(hào)抗干擾處理時(shí)，應(yīng)注重信號(hào)的轉(zhuǎn)化和加密處理。工作人員需在接收器上設(shè)置相對(duì)應(yīng)的認(rèn)證裝置或解密裝置，接收方用戶(hù)只有輸入準(zhǔn)確的密碼才能得到需要的廣播電視信號(hào)并完成信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)處理。通過(guò)在地球站加裝序列擴(kuò)頻裝置的方式也能實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離，達(dá)到信號(hào)抗干擾目的。如果遇到惡意信號(hào)干擾，還可以使用數(shù)字信號(hào)播出方式來(lái)降低惡意信號(hào)干擾所帶來(lái)的影響。此外，通過(guò)信號(hào)隔離器+非隔離卡件等裝置也能起到信號(hào)隔離的目的。這些裝置具有信號(hào)接口轉(zhuǎn)換及信號(hào)分配的功能，能在不影響信號(hào)正常傳輸?shù)那闆r下斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離保護(hù)，降低外在因素對(duì)傳播信號(hào)的影響[5]。

3.2 頻率隔離

頻率隔離是廣播電視信號(hào)抗干擾技術(shù)應(yīng)用的重要形式，通過(guò)改變廣播衛(wèi)星上行信號(hào)頻率即可達(dá)到抗干擾的目的。結(jié)合廣播電視信號(hào)傳播過(guò)程來(lái)看，若上行信號(hào)在傳播中受到干擾，則工作人員需在考慮接收頻率的基礎(chǔ)上對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行調(diào)整和改變，使轉(zhuǎn)發(fā)器可以正確接收和轉(zhuǎn)發(fā)合法的上行信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有機(jī)對(duì)接。

3.3 空間隔離

空間隔離在廣播電視信號(hào)抗干擾中的應(yīng)用較多，其不僅需要改變廣播電視信號(hào)傳輸?shù)母采w范圍，而且在信號(hào)傳播中還需要對(duì)有信號(hào)需求的范圍進(jìn)行全面覆蓋[6]。在空間隔離技術(shù)中，固定賦形波束是廣播電視信號(hào)上行接收的主要方式，其能實(shí)現(xiàn)未產(chǎn)生干擾地區(qū)上行信號(hào)的覆蓋。對(duì)于有干擾的地區(qū)，固定賦形波束還能通過(guò)足夠大的邊緣滾降率降低相關(guān)區(qū)域產(chǎn)生干擾的幾率，提高廣播電視信號(hào)傳播的效率和可靠性。

3.4 信號(hào)壓制

目前，在廣播電視信號(hào)抗干擾處理中除了使用高強(qiáng)度上行信號(hào)、低增益轉(zhuǎn)發(fā)器外，還可以通過(guò)壓制多路單載波（Multiple Channel Per Carrier，MCPC）上行信號(hào)來(lái)降低整體的干擾。在信號(hào)壓制中，由于非法信號(hào)對(duì)于廣播電視信號(hào)具有較大的影響，因此應(yīng)在高強(qiáng)度上行信號(hào)的作用下對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器輸入的信干比進(jìn)行加強(qiáng)操作，從而提高用戶(hù)射頻信號(hào)功率，進(jìn)而提升廣播電視信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力。

3.5 監(jiān)控系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)抗干擾

新時(shí)期，廣播電視信號(hào)抗干擾技術(shù)的應(yīng)用還包括監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾和軟件系統(tǒng)抗干擾。廣播電視信號(hào)抗干擾處理應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理選擇監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，以提升信號(hào)傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量。在軟件系統(tǒng)抗干擾技術(shù)應(yīng)用中，除設(shè)置軟件陷阱外，工作人員還可以通過(guò)出口編碼閉鎖等方式來(lái)提升廣播電視信號(hào)的抗干擾能力。在軟件陷阱設(shè)置中，工作人員設(shè)置幾個(gè)單元空操作，每隔一段指令就執(zhí)行一次，這樣能及時(shí)發(fā)現(xiàn)干擾因素并促使程序立刻啟動(dòng)自我恢復(fù)，降低干擾因素對(duì)后續(xù)程序執(zhí)行效果的影響。

同時(shí)，考慮到廣播電視系統(tǒng)在不受控情況下可能執(zhí)行一些非預(yù)期操作，對(duì)此應(yīng)注重出口編碼閉鎖技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)執(zhí)行多條置位標(biāo)志或記號(hào)，降低系統(tǒng)誤操作的幾率，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。此外，規(guī)范化地使用軟件狗也能起到廣播電視信號(hào)抗干擾的目的。在高級(jí)中斷中設(shè)置計(jì)數(shù)器，全面監(jiān)控廣播電視系統(tǒng)控制程序，防止系統(tǒng)死循環(huán)問(wèn)題的發(fā)生。在軟件狗防護(hù)體系下，若系統(tǒng)出現(xiàn)死循環(huán)問(wèn)題，則計(jì)數(shù)器會(huì)開(kāi)始對(duì)死循環(huán)的計(jì)數(shù)操作，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到系統(tǒng)初期設(shè)計(jì)的閾值后，整個(gè)復(fù)位電路會(huì)被激發(fā)并啟動(dòng)復(fù)位工作，有效提升了系統(tǒng)的抗干擾能力。

4 結(jié) 語(yǔ)

廣播電視信號(hào)在傳播中容易受到多種因素的影響，降低了信號(hào)傳播的效率和質(zhì)量?；趯?duì)當(dāng)前影響廣播電視正常收聽(tīng)、收看因素的研究，分析總結(jié)能有效抗干擾的技術(shù)很有必要。通過(guò)合理應(yīng)用廣播電視抗干擾技術(shù)，能夠更好地維護(hù)廣播電視信號(hào)，提高廣播電視的傳輸質(zhì)量與效率，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)廣播電視領(lǐng)域健康穩(wěn)定發(fā)展。