中波廣播發(fā)射的信道噪聲問題與對策

馬忠魁

甘肅省廣播電視局臨夏廣播轉(zhuǎn)播臺 甘肅 臨夏 731100

引言

現(xiàn)代人的生活和娛樂方式有了很大改變，但是大部分人對廣播電視的喜愛仍是不改初衷，為了回饋廣播電視受眾的喜愛，廣播行業(yè)應(yīng)通過不斷優(yōu)化和改善廣播信號發(fā)射質(zhì)量，來為人們提供更加良好的電視節(jié)目收看體驗(yàn)，中波廣播發(fā)射是無線廣播的重要傳播方式，但是長久以來，在中波廣播發(fā)射中就存在信道噪聲問題，由于信道噪聲會對無線廣播信號傳播質(zhì)量和效率造成不良影響，因此很有必要全面細(xì)致的分析導(dǎo)致中波廣播發(fā)射信道噪聲的具體原因和應(yīng)對信道噪聲問題的主要方法。

1 信道噪聲概述

中波廣播發(fā)射運(yùn)行過程中會有一些無用信號產(chǎn)生，這些無用信號就是噪聲，它們的存在會給正常播出造成異常干擾。干擾有兩種主要形式，即傳導(dǎo)與輻射。噪聲按其產(chǎn)生來源主要分為自然噪聲、熱噪聲和人為噪聲三種形式。信號是以信道為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)傳播的，包括饋線，發(fā)送裝置以及天線等在內(nèi)的信號變換設(shè)備都統(tǒng)稱信道。廣播信號只有經(jīng)過信道才能實(shí)現(xiàn)傳播，這個(gè)過程會有噪聲帶來干擾，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的信號質(zhì)量，這就是信道噪聲的來源，當(dāng)然叫作干擾更為通俗直觀。噪聲給信號傳播帶來負(fù)面干擾，信號無法達(dá)到預(yù)期的傳播效率，完整性也會受到損傷。有些信道噪聲具有超高穩(wěn)定性，其他外部因素幾乎無法干擾到它們，這類信道噪聲就是平穩(wěn)噪聲，與之相反對應(yīng)的就是非平穩(wěn)噪聲。鑒于中波廣播發(fā)的信號傳播途徑都在空中，傳播過程的影響因素種類數(shù)量都比較多，這些信道噪聲帶來的干擾會導(dǎo)致廣播質(zhì)量的大幅下降。

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

當(dāng)不同廣播信號都處于一個(gè)信道之中時(shí)，各自產(chǎn)生的信道噪聲的影響程度是不一樣的。中波廣播發(fā)射的信號傳播途徑無法提前設(shè)定，給信號帶來某種程度的特殊性，即信號在到達(dá)信道進(jìn)行傳播時(shí)，自身無法對信道途徑進(jìn)行選擇，傳播路線也無法提前設(shè)定，導(dǎo)致廣播信號傳播被嚴(yán)重削弱了目的性，這也使得傳播過程干擾因素的影響力被放大，聲波信號的傳播極易失真，信號原有的完整性也會大幅下降[1]。較之其他波段的傳播信號，發(fā)射中波廣播信號需要極高的信道環(huán)境質(zhì)量，為了盡量規(guī)避因信道噪聲給中波廣播發(fā)射信號帶來的上述不利影響，在中波廣播信號發(fā)射之前，技術(shù)人員須提前對信號編碼，以此盡量確保信道噪聲給傳播中的中波廣播信號帶來負(fù)面影響。

2.2 質(zhì)量效率影響

如果中波廣播信號發(fā)射處于正常狀態(tài)，當(dāng)中波信號已經(jīng)到達(dá)信道，技術(shù)人員就會立即啟動接收設(shè)備，確保對信號的迅速捕捉。如果信號傳播途中被信道噪聲所干擾，接收設(shè)備就無法完整接收到全部中波信號，很多信號也有可能游離在接收區(qū)域之外，這就導(dǎo)致信號被嚴(yán)重掩蓋的位置特性，傳播效率因此被大幅降低，覆蓋面積也會被大幅縮減，情況嚴(yán)重到一定程度中波信號的高頻段就無法達(dá)到預(yù)期的傳播效果[2]。由此可見，信道是中波信號傳播過程的關(guān)鍵影響因素，信道質(zhì)量好，則信道噪聲就弱，反之信道噪聲就會嚴(yán)重干擾傳播質(zhì)量。站在這一角度，要實(shí)現(xiàn)中波廣播信號的高質(zhì)量傳播，必須有效降低信道噪聲的嚴(yán)重干擾。

2.3 誘發(fā)信號污染

信道噪聲給傳播途中的信號帶來負(fù)面干擾，導(dǎo)致信號原有的資源特質(zhì)被破壞，這就是信號污染。這種污染會自始至終伴隨信號整個(gè)傳播全程，相關(guān)部門要實(shí)現(xiàn)中波信號傳播質(zhì)量和效率，會受到這種污染的嚴(yán)重阻撓。站在接收設(shè)備的角度，接收設(shè)備接收了污染信號，原有信號的信息有效性被打亂，設(shè)備的正常判斷受到影響；站在傳播效率的角度，信號發(fā)射會有固定頻率，而污染信號的頻率和正常頻率是有差異的，污染信號的頻率是錯(cuò)誤的，極有可能被錯(cuò)誤地向其他信道分配，給這些信道內(nèi)的傳播信號造成干擾。因此。有必要對信道噪聲干擾提起高度重視。

3 中波廣播發(fā)射噪聲的成因

3.1 發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備均落后

我們國家在中波廣播發(fā)射技術(shù)的研發(fā)方面落后于世界領(lǐng)先水平，而相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者的研發(fā)偏重于新媒體設(shè)備，廣播設(shè)備的技術(shù)研發(fā)被嚴(yán)重忽視，致使廣播領(lǐng)域的發(fā)射和接收設(shè)備均處于極度落后的狀態(tài)。中波廣播發(fā)射的傳播信號會被信道噪聲干擾，接收設(shè)備的故障率也高居不下，廣播領(lǐng)域的發(fā)射和接收設(shè)備都還處于傳統(tǒng)模式狀態(tài)，相關(guān)技術(shù)又嚴(yán)重落后，發(fā)射設(shè)備運(yùn)行期間線路電流又會產(chǎn)生互相干擾，導(dǎo)致感應(yīng)磁場的出現(xiàn)，傳統(tǒng)模式的設(shè)備恰恰忽略了這一因素，使這種設(shè)備條件下的電波出現(xiàn)較大偏差[3]。同時(shí)，落后的廣播技術(shù)使接收設(shè)備無法有效鑒別偏差信號，只能對看似完好的信號照單全收，對偏差信號無法自動屏蔽，接收區(qū)域之外的信號也無法接收，導(dǎo)致信道噪聲出現(xiàn)而干擾節(jié)目質(zhì)量。

3.2 值檢人員檢修設(shè)備能力不足

科技進(jìn)步和新媒體設(shè)備的出現(xiàn)，給轉(zhuǎn)播臺站帶來前所未有的沖擊，其本身就起步落后，沖擊之下的前景愈發(fā)暗淡。廣播站設(shè)備的日常運(yùn)維需要投入相關(guān)資金，不利局面下的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)被長期擱置，一些本該早已解決的信道噪聲問題也因維護(hù)保養(yǎng)不力而愈演愈烈；而且在設(shè)備維護(hù)方面，本專業(yè)畢業(yè)的技術(shù)人員寥寥無幾，同時(shí)很少有機(jī)會再接受新知識、新技術(shù)的教育，知識老化等，加上理論與實(shí)際脫節(jié)，即使存在信道噪聲的問題，維護(hù)作業(yè)也難以有效開展。

4 中波廣播信道噪聲問題的應(yīng)對措施

4.1 用過濾法降低信道噪聲

中波廣播發(fā)射對信道進(jìn)行降噪處理的常用方法是過濾法，這種方法是用來過濾信號的，過濾掉的是無用信號，以此為有用信號提供傳播過程的優(yōu)質(zhì)高效保障。要實(shí)現(xiàn)過濾法在中波廣播發(fā)射過程中的精準(zhǔn)高效利用，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路模塊內(nèi)容時(shí)引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上完成采樣和設(shè)計(jì)過濾模塊等內(nèi)容，以此達(dá)到過濾法在中波信號處理中的精準(zhǔn)利用[4]。同時(shí)，過濾模塊設(shè)計(jì)需要與多項(xiàng)性能指標(biāo)相結(jié)合，把它在中波信號發(fā)射過程中的功能作用進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提升其抗干擾能力，在此基礎(chǔ)上檢測比對有用信號和噪聲之比，同步檢測接收端的信號抗干擾能力，確認(rèn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)后再投入運(yùn)行。

4.2 提升中波廣播發(fā)射率

根據(jù)中波發(fā)射電磁理論可知，中波段的電磁波沿地面?zhèn)鞑r(shí)，損耗比較小，傳輸距離遠(yuǎn)，覆蓋面積大。但由于調(diào)制頻率相對較低，波長也相對較長，導(dǎo)致信號對障礙物的沒有較強(qiáng)穿透能力，在這一點(diǎn)上明顯比高頻調(diào)試模式偏弱，電磁波能量的空間傳播能量迅速降低，相較于信號的高波段和有線傳輸方式，受到噪聲影響的概率和程度都很大。如果在信號傳播方式上改為有線傳輸，則可以實(shí)現(xiàn)傳播途徑的追根溯源，有效提升的目標(biāo)性，如果信號傳播以空氣為介質(zhì)，則傳播效果方面與有線傳輸正好適得其反，傳播會嚴(yán)重削弱目標(biāo)性或者根本完全失去目標(biāo)性。信號接收設(shè)備對處于接收區(qū)域內(nèi)部的所有信號來者不拒，致使傳播途中和已經(jīng)接收的信號都面臨信道噪聲的大概率干擾，從而縮小傳播覆蓋面積，降低傳播質(zhì)量，信號中斷或失真現(xiàn)象呈高發(fā)態(tài)勢[5]。要徹底改變這種不利局面，提升信號傳播質(zhì)量和覆蓋面積，需要采取一切可行性措施讓中波廣播發(fā)射信號提升成功率，具體措施可把信號調(diào)制度進(jìn)行適度提升，或者對發(fā)射機(jī)三種電聲進(jìn)行有效控制，這些措施在一定程度上會使日常運(yùn)維成本出現(xiàn)上漲，但是要達(dá)到中波廣播發(fā)射信號提升抗干擾能力的目的，這些措施的執(zhí)行必不可少且屬于基礎(chǔ)性關(guān)鍵措施。

4.3 加大廣播基站發(fā)射強(qiáng)度

廣播信號傳播途中外部磁場帶來的干擾性破壞作用較大，致使接收設(shè)備噪聲污染高發(fā)，帶電粒子自身的運(yùn)動方向很不規(guī)則，極易變化，致使信號容易出現(xiàn)失真等問題而引發(fā)噪聲。雖然外部磁場干擾能力有限，但是接收設(shè)備卻還是會接收一些因磁場作用而發(fā)生運(yùn)動軌跡改變的類似帶電粒子，如果要確保把外部磁場噪聲干擾進(jìn)行有效控制，需要相關(guān)廣播基站把信號發(fā)射強(qiáng)度提高上去，發(fā)射的電波信號越強(qiáng)，抗干擾能力就越大，干擾的破壞作用就會被限制，電波信號得以在固定范圍內(nèi)出現(xiàn)被有效接收，從而規(guī)避信道噪聲的干擾。

4.4 改進(jìn)設(shè)備并做好噪聲預(yù)估[6-7]

①發(fā)射設(shè)備技術(shù)改進(jìn)。把抗磁場干擾設(shè)施加裝到發(fā)射設(shè)備，提升發(fā)射強(qiáng)度，控制外部磁場干擾出現(xiàn)的概率；②改進(jìn)接收設(shè)備。第一，把信號接收區(qū)間進(jìn)行合理調(diào)整，確定中波信號頻率接收的最佳區(qū)間，規(guī)避外部干擾因素；第二，對接收設(shè)備實(shí)施天線設(shè)施改進(jìn)，確保信號接收能力有較大提高，規(guī)避傳播途中信道噪聲的產(chǎn)生概率；③改進(jìn)接收和發(fā)射天線。天線在設(shè)備選購過程中要確保質(zhì)量，積極引入國際領(lǐng)先技術(shù)，確保天線具備較強(qiáng)的方向性，使信號傳播效率得到提升，有效抵抗信道噪聲的干擾；④做好噪聲預(yù)估。信號傳播的波形特性各不相同，對信號傳播過程潛在的信道噪聲干擾進(jìn)行預(yù)估預(yù)判，準(zhǔn)確評估干擾程度，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的加持下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確評估，減少信道噪聲干擾的破壞性影響。

4.5 培養(yǎng)專業(yè)人員，加大監(jiān)督力度

中波廣播發(fā)射設(shè)備的日常運(yùn)維需要高素質(zhì)專業(yè)人才完成，有關(guān)部門須加大相關(guān)人才的培養(yǎng)力度，確保廣播設(shè)備實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)范的日常運(yùn)維。在新媒體占據(jù)傳播主陣地的現(xiàn)實(shí)狀況下，廣播站的作用仍然不可低估，有關(guān)部門須著力打造優(yōu)秀人才隊(duì)伍，研發(fā)先進(jìn)設(shè)備，確保廣播事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。目前國內(nèi)廣播專業(yè)的人才缺口很大，新設(shè)備研發(fā)又面臨嚴(yán)重阻力，有關(guān)部門可在國外聘請業(yè)內(nèi)專家開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)，打造高素質(zhì)廣播專業(yè)隊(duì)伍[8]。需要注意的是，培養(yǎng)優(yōu)秀人才和研發(fā)新設(shè)備都需要注入大量資金，有關(guān)部門須為此提前準(zhǔn)備，除了資金扶持要到位，廣播站管理部門還要加強(qiáng)日常監(jiān)管，發(fā)射設(shè)備須按期維護(hù)保養(yǎng)，尤其要重點(diǎn)關(guān)注維修作業(yè)后期的監(jiān)督管理，確保維修作業(yè)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，在此期間還要詳細(xì)記錄信道噪聲的成因排查情況。

4.6 控制溫度

發(fā)射機(jī)的日常運(yùn)行須在合理的溫度區(qū)間進(jìn)行，中波發(fā)射機(jī)房通常采用的是全固態(tài)發(fā)射機(jī)，其適宜運(yùn)行溫度區(qū)間是15～40℃，須保證環(huán)境濕度不超過85%。發(fā)射機(jī)多采用風(fēng)冷系統(tǒng)，其功率放大器在正常運(yùn)行時(shí)，如果運(yùn)行溫度有7～10℃的升幅，功放管會隨這個(gè)溫度區(qū)間而出現(xiàn)工作壽命的成倍遞減規(guī)律，系統(tǒng)為管芯設(shè)置的適宜溫度區(qū)間是低于110℃，因此必須確保風(fēng)冷系統(tǒng)的安全運(yùn)行，這是實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行的最重要一步[9]。最佳方法是機(jī)房保證長期的溫度和濕度恒定，發(fā)射機(jī)須保證機(jī)房開機(jī)溫度不宜過低，否則放大器功放管會出現(xiàn)過大的沖擊電流而毀掉功放管。

5 結(jié)束語

綜上所述，中波廣播發(fā)射過程中一定出現(xiàn)信道噪聲，就會產(chǎn)生降低中波廣播信號傳播質(zhì)量和傳播效率以及信號污染等負(fù)面影響，而導(dǎo)致信道噪聲的原因主要來自發(fā)射設(shè)備和接受設(shè)備都不夠先進(jìn)、廣播站設(shè)備檢查不夠及時(shí)高效等方面，因此，筆者建議采取應(yīng)用過濾法降低信道噪聲、改進(jìn)設(shè)備并做好噪聲預(yù)估以及提升中波廣播發(fā)射率等措施，合理應(yīng)對中波廣播發(fā)射的信道噪聲問題。