廣播電視信號傳播中抗干擾技術

韓建明

【摘要】廣播電視節(jié)目播放時，廣播電視信號傳播是一項重要工作，若廣播電視信號傳播環(huán)節(jié)遭受干擾，則會降低廣播電視信號傳播的安全性和穩(wěn)定性，進而影響廣播電視節(jié)目的播放質量，降低觀眾觀看滿意度，不利于廣播電視媒體的發(fā)展，如何提升廣播電視信號傳播環(huán)節(jié)的抗干擾水平成為研究思考的關鍵問題。基于此，本文分析了廣播電視信號傳播干擾因素，并重點探討了廣播電視信號傳播抗干擾技術。

【關鍵詞】廣播電視；信號傳播；抗干擾技術；研究

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.08.002

廣播電視信號的傳播，涉及到信號采集、信號傳輸、信號處理等多項內容，若此環(huán)節(jié)受到自然因素、人為因素以及其他因素的干擾，會對廣播電視信號的高效傳輸和廣播電視節(jié)目的安全播出產生極大的影響，進而引發(fā)播出事故。為筑牢廣播電視工作生命線，保障廣播電視節(jié)目的安全播出，做好廣播電視信號傳輸抗干擾工作具有重要的現(xiàn)實意義。

1. 廣播電視信號傳播干擾因素分析

1.1 自然因素干擾

自然因素，是干擾廣播電視信號傳輸?shù)囊豁椫匾蛩?。近年來，地震、洪水、冰雹、泥石流、雷擊、臺風、暴雪等極端惡劣天氣呈現(xiàn)出高發(fā)趨勢，對廣播電視信號的安全傳播產生了極大的影響。以雷擊災害為例，對廣播電視信號傳輸?shù)挠绊懼饕w現(xiàn)在強雷擊損壞、弱雷擊損壞、雷電感應損壞三個方面。遭受雷擊的設施設備破壞嚴重，甚至導致供電中斷，這必然會影響信號正常傳播。以暴雪為例，冬季雪花掉落在導線表面，溫度持續(xù)下降時導線表層形成覆冰，不僅損壞導線，而且影響信號傳播穩(wěn)定性。而臺風、地震，可直接將廣播電視信號傳播設備損毀，影響正常使用。此外，廣播電視信號傳播時，衛(wèi)星發(fā)揮著重要作用，太陽輻射、耀斑，亦會導致衛(wèi)星信號衰減，進而對廣播電視信號傳播質量造成不利影響。

1.2 空間環(huán)境干擾

廣播電視信號傳播時需連接衛(wèi)星，但受到空間環(huán)境的干擾，會對信號的傳播產生一定的影響。如：日凌干擾。春分、秋分節(jié)氣來臨時，太陽、地球以及衛(wèi)星三者呈直線，太陽直射地面站衛(wèi)星，會產生太陽輻射干擾，進而中斷衛(wèi)星信號。再如：電磁干擾。工業(yè)設備輸出功率極高，使用時會產生較大的空間輻射干擾，會對通信設備及系統(tǒng)運行產生影響，進而導致衛(wèi)星信號接收終端異常。又如：電離層干擾。電離層中電子數(shù)量較多，電磁信號傳輸時會和電子產生作用，進而發(fā)生折射、閃爍、散射等反應，均會干擾廣播電視信號的正常傳輸。

1.3 衛(wèi)星信號間干擾

衛(wèi)星信號間干擾，屬空間段干擾的范疇，是影響廣播電視信號安全傳輸?shù)某Ｒ姼蓴_因素，主要體現(xiàn)在兩個方面：首先，鄰星干擾。當前同步衛(wèi)星軌道數(shù)量增多，衛(wèi)星間距縮短，這極大地增加了鄰星干擾概率。相鄰衛(wèi)星間距過近的情況下，會形成重疊區(qū)，在這一區(qū)域內相鄰衛(wèi)星信號就會相互干擾，增加衛(wèi)星信號接收端誤碼率增加，降低信噪比。其次，相鄰信道干擾。用戶載波頻率分配和相鄰信號頻帶出現(xiàn)重疊，保護帶寬缺乏，用戶載波頻譜不達標，會導致副瓣、噪底過高現(xiàn)象，進而對廣播電視信號傳播產生不利影響，降低廣播電視信號傳播效率和質量。

1.4 設備故障干擾

廣播電視信號傳播設備若出現(xiàn)異常故障問題，會阻斷信號傳播，影響節(jié)目的正常播出。設備故障主要體現(xiàn)在兩個方面，一是地面接收設備故障，如：數(shù)字/模擬接收機、高頻頭、天線等，二是衛(wèi)星發(fā)射設備故障，如：上行發(fā)射站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收網、衛(wèi)星發(fā)射天線及配套設備等。若日常忽視排查、維護工作，會極大地增加故障問題發(fā)生率，影響系統(tǒng)和設備的正常運行，導致廣播電視信號傳播效率、收看質量下降。以地球站設備為例，若地球站電纜不具備較強的屏蔽功能或屏蔽功能失效，一旦周圍磁場環(huán)境惡劣，就會產生大量雜波，導致廣播電視信號傳播時候出現(xiàn)雜音，產生強烈干擾。

1.5 人為因素干擾

廣播電視信號傳播時，工作人員發(fā)揮著重要的作用，人員自身專業(yè)能力、水平的高低，直接影響著廣播電視信號傳播質量。部分工作人員缺乏責任意識、工作態(tài)度不端正，對各項設備的操作不規(guī)范，導致載波信號誤發(fā)、錯發(fā)，進而對上行播出的節(jié)目造成干擾。同時，上行設備的參數(shù)的設置錯誤，亦不利于廣播電視信號的穩(wěn)定、高效傳播。此外，當前受到惡意競爭、不法分子的影響，黑客非法入侵廣播電視通信系統(tǒng)，并植入木馬、病毒，惡意干擾廣播電視通信系統(tǒng)的運行，甚至引發(fā)播出事故，產生惡劣的社會不良影響。

2. 廣播電視信號傳播的抗干擾技術

2.1 信號隔離技術

信號隔離抗干擾技術，指的是在信號傳輸時進行加密，然后在接收器上設置相應的解密、認證裝置，信號接收方利用密鑰可將信號解密，最終得到廣播電視信號，在該環(huán)節(jié)，密碼正確時方可轉化信號。同時，信號隔離抗干擾技術在地球站序列擴頻裝置中也發(fā)揮著重要作用，通過在衛(wèi)星上配備相應設備，屏蔽不必要的信號，降低信號干擾的概率，實現(xiàn)對廣播電視信號的安全傳輸。信號隔離抗干擾技術實踐應用中，借助信號隔離器+非隔離卡件，發(fā)揮信號隔離器的諸多功能，靈活轉化信號接口并分配信號，提高廣播電視信號傳播流暢性。此外，信號隔離器的應用，在不影響信號正常傳輸?shù)那闆r將環(huán)路斷開，減輕電磁干擾，從根本上解決環(huán)路接地問題，確保廣播電視信號傳輸安全及電視節(jié)目質量。

2.2 頻率隔離技術

頻率隔離抗干擾技術，是廣播電視信號傳輸抗干擾中環(huán)節(jié)一項常用技術。該技術主要是通過將上行信號頻率改變的方式提高廣播電視信號的抗干擾能力。上行信號遭遇干擾的情況下，轉發(fā)器改變信號傳播頻率，進而減輕非法信號所造成的干擾和影響。亦可通過改變地面上行站的信號發(fā)射頻率的方式，讓轉發(fā)器能夠正確接收、轉發(fā)合法、有價值的廣播電視信號，確保廣播電視信號保持正常的傳播頻率，提高廣播電視節(jié)目播出質量。

2.3 空間隔離技術

空間隔離抗干擾技術，廣播電視信號傳播抗干擾中發(fā)揮著重要的作用，該技術是在廣播電視信號傳播環(huán)節(jié)結合信號傳播需求，科學合理地確定波段、波長等傳輸覆蓋范圍，然后屏蔽覆蓋范圍之外的傳輸信號，通過這樣的方式，可防止相鄰信號干擾正在傳輸?shù)膹V播電視信號，確保廣播電視信號的傳輸安全性和穩(wěn)定性?？臻g隔離抗干擾技術下，針對相似頻率的干擾信號，可改變廣播電視信號傳播、發(fā)射頻率，讓正常信號和干擾信號的頻率產生差異，然后再確定傳輸覆蓋范圍，最后將傳輸覆蓋之外的信號屏蔽掉。

2.4 信號壓制技術

現(xiàn)階段，廣播電視信號傳播中抗干擾技術中信號壓制技術是其重要組成部分，該技術通過對信號加強和降低用戶接受射頻信號強度的方式實現(xiàn)對干擾信號的有效防范，提升廣播電視信號傳播抗干擾能力?，F(xiàn)階段，信號壓制技術應用時主要包括三種，分別是低增益轉發(fā)器、多路單載波系統(tǒng)、加強上行信號。以低增益轉發(fā)器為例，主要是結合用戶的最大上行射頻信號功率、干擾信號強度的方式靈活設計衛(wèi)星轉發(fā)器，進而調節(jié)衛(wèi)星轉發(fā)器接收機的增益檔范圍，將其始終保持在最低增益檔上，這能夠顯著提升轉發(fā)器的抗干擾水平。以多路單載波系統(tǒng)為例，是利用多路單載波信號替代常規(guī)單路單載波信號，使得射頻信號功率強度提升，防止出現(xiàn)輸入補償現(xiàn)象。以加強上行信號為例，該技術是將高功率發(fā)射機、高增益發(fā)射天線設置于地面信號發(fā)射站上，進而實時化檢測廣播電視信號傳播狀況，若檢測到有信號干擾問題，能夠及時啟動發(fā)射機加大射頻信號功率強度，提高輸入信干比，最終達到規(guī)避信號干擾的目的。

2.5 監(jiān)控系統(tǒng)技術

將監(jiān)控系統(tǒng)應用于廣播電視信號傳播中，可動態(tài)化檢查信號傳播情況，確保傳播信號質量，防止發(fā)生播出事故。目前，監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術主要由碼流對比抗干擾技術、水印對比抗干擾技術組成，兩者均發(fā)揮著非常關鍵的作用。首先，應用碼流對比抗干擾技術時，需安裝專用的碼流對比儀、信道檢測儀，然后對比電視節(jié)目源信號與衛(wèi)星傳輸信號的碼流，若兩者存在明顯差異則代表存在干擾，此時可結合實際監(jiān)測情況選用靈活的措施加以規(guī)避，減輕干擾因素影響。其次，水印對比抗干擾技術指的是將水印加入廣播電臺發(fā)送端傳輸流復用器當中，在衛(wèi)星地球站轉發(fā)時對比水印，若水印一致則代表信號正確，相反地，若水印不一致則代表出現(xiàn)干擾因素，此時結合實際情況予以處置即可。

2.6 天線系統(tǒng)

空間濾波技術在廣播電視通信系統(tǒng)中的應用，可顯著提升廣播電視信號傳播抗干擾能力。該技術的核心，主要是利用干擾和信號在空間特性方面的區(qū)別，加強對天線的優(yōu)化設計，切實提高廣播電視信號傳輸系統(tǒng)濾波能力、空間鑒別能力，將干擾信號過濾掉，確保有價值信號的正常傳播。天線優(yōu)化設計時，應重視對高增益、窄波束天線的應用，這是提高抗干擾能力的重要舉措。同時，也要重視對SLB、SLC技術的應用，降低系統(tǒng)在旁瓣受到信號干擾的可能性。此外，還要重視對天線自適應抗干擾技術的應用，通過對天線的波形進行自動化的調整，接收更多的回波能量，降低干擾能量接收量，增大信干比，有效提升廣播電視通信質量。

2.7 設備維護檢修

為有效提升廣播電視信號傳播抗干擾能力及水平，要高度重視設備檢修維護管理工作，結合廣播電視信號設備及系統(tǒng)的運行使用特點，制定科學的檢修維護管理計劃和方案，明確檢修維護內容及要點，在確保系統(tǒng)和設備安全、可靠運行的同時，提高廣播電視信號傳播效率及質量，具體來說，應做好下述幾項工作：首先，廣播電視通信系統(tǒng)和設備運行使用時，要定期檢查線路狀況，排除電源及線路故障，及時處理線路及設備老化的問題，預防短路等事故的發(fā)生，保障設備、線路安全運行。其次，要做好線路接地保護工作，定期檢查配電設施及線路節(jié)點位置螺絲，若發(fā)現(xiàn)有松動現(xiàn)象要及時擰緊加固，確保接地安全。再次，要定期維護信號發(fā)射裝置、信號傳輸預備裝置，并結合廣播電視通信系統(tǒng)常見故障問題及干擾因素制定科學的緊急事故應急預案，確保能夠及時、正確、妥善處理各個裝置的突發(fā)問題，降低所造成的干擾和影響。最后，要做好設備除塵工作，重點將過濾網、風扇的灰塵除掉，減輕對系統(tǒng)運行的影響，要合理控制設備機房溫度、濕度，避免高溫產生系統(tǒng)危害，甚至引發(fā)電路故障及火災，延長設備的使用壽命，滿足廣播電視信號傳播工作要求。

2.8 軟件抗干擾

廣播電視信號傳播抗干擾中，在加強硬件抗干擾能力建設的同時，還要積極做好軟件抗干擾能力優(yōu)化工作，進而達到更加理想的廣播電視信號傳播抗干擾水平，確保信號安全、高效傳播，提高廣播電視節(jié)目質量。目前，軟件抗干擾技術在廣播電視信號傳播中的應用主要體現(xiàn)在下述幾個方面。

2.8.1 設置軟件陷阱

廣播電視通信系統(tǒng)運行時若遭受干擾影響，會導致程序運行時破壞指針PC，進而造成程序指針失控，破壞軟件系統(tǒng)，影響其正常啟動，阻礙廣播電視通信系統(tǒng)的正常運行。技術人員通過在廣播電視通行系統(tǒng)程序控制中設置單元空操作，每間隔一段指令就執(zhí)行一次，但受到干擾影響后程序即將崩潰時會陷入先進，程序自動化檢測到該情況后就會自啟動、自恢復，排除干擾因素，避免對后續(xù)程序的執(zhí)行造成影響，保證系統(tǒng)及時響應，提高廣播電視通信系統(tǒng)運行效率。

2.8.2 出口編碼閉鎖

廣播電視信號傳播時若遭受干擾因素，系統(tǒng)控制設備極易失去控制，處于不可控狀態(tài)下的系統(tǒng)設備往往會出現(xiàn)非預期操作，進而引發(fā)播出事故。此時技術人員可改良設計控制軟件程序，設置出口編碼閉鎖，防止系統(tǒng)設備進入誤操作的陷阱，擺脫系統(tǒng)干擾，恢復正常的運行狀態(tài)，提高廣播電視信號傳播和通行質量。

2.8.3 軟件狗應用

軟件狗是一種計算機軟件常用加密技術，其也被稱為硬件加密鎖或加密狗。軟件狗用于廣播電視信號傳播抗干擾中，需要將計數(shù)器設置在信號傳播系統(tǒng)的高級中斷中，進而避免系統(tǒng)進入死循環(huán)狀態(tài)。若系統(tǒng)不慎出現(xiàn)死循環(huán)現(xiàn)象，計數(shù)器則自動開啟并進行計數(shù)，但死循環(huán)達到系統(tǒng)設定閾值的情況下，復位電路自啟動然后復位，實現(xiàn)對干擾因素的消除，保證廣播電視通行系統(tǒng)及軟件的安全有序運行。

3. 結束語

廣播電視節(jié)目傳播具備較高的專業(yè)性、復雜性，受到設備、自然、人為等諸多因素的干擾，會對廣播電視信號的安全傳播及廣播電視節(jié)目的正常播放產生不利影響。因此廣播電視工作者要提高抗干擾意識，結合各項干擾因素制定有效的抗干擾措施，科學應用抗干擾技術，提升廣播電視信號傳播的抗干擾能力，保障廣播電視信號安全傳輸及節(jié)目的正常播出，提高觀眾滿意度，提高收視率，為廣播電視媒體的高質量發(fā)展奠定有利的基礎。

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