廣播電視抗干擾技術(shù)研究分析

薛育倩

（蘭州廣播電視臺，甘肅 蘭州 730030）

0 引 言

廣播電視是依托無線電波或?qū)Ь€完成信息傳播的一種媒體傳播工具，通過信號采集、傳輸、管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的開展實現(xiàn)聲音、圖像、視頻等信息的快速傳播，具有傳播距離遠、信號質(zhì)量好的特點。目前，廣播電視信號傳播仍然受到環(huán)境和人為等因素的干擾，這些干擾因素會影響信號的傳播質(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傳輸?shù)恼w效率和質(zhì)量。

1 廣播電視干擾形式和特點

1.1 干擾形式

內(nèi)部干擾和外部干擾是廣播電視信號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)。現(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，同時工作人員在設(shè)計階段就會考慮消除電子設(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，這些因素會嚴(yán)重影響信號傳播的穩(wěn)定性和安全性，同時對信號傳播效率和質(zhì)量造成影響，需通過抗干擾技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)對廣播電視信號外部干擾的有效控制。

1.2 主要特點

干擾源眾多是廣播電視信號干擾的主要特征，眾多的干擾源給廣播電視的信號傳播帶來較大影響。此外，廣播電視信號干擾還具有傳播途徑多樣的特點，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)會和電網(wǎng)信號發(fā)生耦合作用，并以電流、電壓的形式對廣播電視信號形成干擾。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)，容易對廣播電視信號傳播的效率性、穩(wěn)定性造成影響。輻射干擾本質(zhì)上是電磁能量對廣播電視信號的干擾，其干擾過程具有一定的空間屬性，主要通過空氣傳播實現(xiàn)[1]。

2 廣播電視信號傳播干擾因素

2.1 自然條件

自然環(huán)境的變化會對廣播電視信號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，廣播電視信號所受到的干擾較為明顯[2]。當(dāng)?shù)厍蚺c太陽距離較近時會出現(xiàn)日凌現(xiàn)象，此時太陽電磁波會對電視衛(wèi)星的信號造成干擾。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)測日凌現(xiàn)象發(fā)生時間的基礎(chǔ)上通過調(diào)整地球站天線口徑大小進行防范，降低日凌現(xiàn)象對電視信號傳播的影響。此外，自然界存在雨衰、雪衰現(xiàn)象時，廣播電視信號的傳播質(zhì)量也會受到影響。對于此類問題，應(yīng)在考慮漸變規(guī)律的基礎(chǔ)上實施上行鏈路衰耗補償，從而有效控制廣播電視信號衰減。

2.2 衛(wèi)星干擾

鄰近衛(wèi)星的上行和下行對廣播電視信號具有較大干擾，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，可以通過衛(wèi)星公司與運營商協(xié)調(diào)解決。當(dāng)廣播電視信號的干擾由衛(wèi)星下行引起時，應(yīng)考慮到這種干擾作用的復(fù)雜性，并結(jié)合實際情況進行處理。一般除降低相鄰衛(wèi)星上行功率外，工作人員還會在地球站的作用下對衛(wèi)星的指向與性能進行優(yōu)化。此外，通過改變鄰近衛(wèi)星公路、調(diào)整天線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

廣播電視信號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，會對廣播電視信號傳播造成較大影響。該影響過程難以避免，需做好提前預(yù)測，將整體的影響降到最低。除此之外，微波中繼信號和雷達信號在傳播中也會對廣播電視信號產(chǎn)生一定干擾。針對綜合性電磁信號干擾，應(yīng)在準(zhǔn)確測量電磁波段的基礎(chǔ)上進行調(diào)整。若有必要，還需通過電磁屏蔽或調(diào)整頻率的方式來處理，從而將電磁信號造成的干擾降至最低。

2.4 設(shè)備故障

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

2.5 人為因素

廣播電視信號傳播中，一些信號干擾問題的產(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干擾中的3 個基本人為因素。針對人為失誤可通過故障處理預(yù)案和相關(guān)管理制度進行監(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)廣播電視信號傳播中存在同極或反極化干擾時，應(yīng)重視人員監(jiān)管，實現(xiàn)對超功率或超頻設(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 廣播電視信號抗干擾技術(shù)應(yīng)用

3.1 信號隔離

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

3.2 頻率隔離

頻率隔離是廣播電視信號抗干擾技術(shù)應(yīng)用的重要形式，通過改變廣播衛(wèi)星上行信號頻率即可達到抗干擾的目的。結(jié)合廣播電視信號傳播過程來看，若上行信號在傳播中受到干擾，則工作人員需在考慮接收頻率的基礎(chǔ)上對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進行調(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，實現(xiàn)信號的有機對接。

3.3 空間隔離

空間隔離在廣播電視信號抗干擾中的應(yīng)用較多，其不僅需要改變廣播電視信號傳輸?shù)母采w范圍，而且在信號傳播中還需要對有信號需求的范圍進行全面覆蓋[6]。在空間隔離技術(shù)中，固定賦形波束是廣播電視信號上行接收的主要方式，其能實現(xiàn)未產(chǎn)生干擾地區(qū)上行信號的覆蓋。對于有干擾的地區(qū)，固定賦形波束還能通過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，提高廣播電視信號傳播的效率和可靠性。

3.4 信號壓制

目前，在廣播電視信號抗干擾處理中除了使用高強度上行信號、低增益轉(zhuǎn)發(fā)器外，還可以通過壓制多路單載波（Multiple Channel Per Carrier，MCPC）上行信號來降低整體的干擾。在信號壓制中，由于非法信號對于廣播電視信號具有較大的影響，因此應(yīng)在高強度上行信號的作用下對轉(zhuǎn)發(fā)器輸入的信干比進行加強操作，從而提高用戶射頻信號功率，進而提升廣播電視信號傳輸?shù)目垢蓴_能力。

3.5 監(jiān)控系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)抗干擾

新時期，廣播電視信號抗干擾技術(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。廣播電視信號抗干擾處理應(yīng)結(jié)合實際情況合理選擇監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，以提升信號傳輸?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出口編碼閉鎖等方式來提升廣播電視信號的抗干擾能力。在軟件陷阱設(shè)置中，工作人員設(shè)置幾個單元空操作，每隔一段指令就執(zhí)行一次，這樣能及時發(fā)現(xiàn)干擾因素并促使程序立刻啟動自我恢復(fù)，降低干擾因素對后續(xù)程序執(zhí)行效果的影響。

同時，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，對此應(yīng)注重出口編碼閉鎖技術(shù)的應(yīng)用。通過執(zhí)行多條置位標(biāo)志或記號，降低系統(tǒng)誤操作的幾率，提升系統(tǒng)運行的可靠性。此外，規(guī)范化地使用軟件狗也能起到廣播電視信號抗干擾的目的。在高級中斷中設(shè)置計數(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)問題的發(fā)生。在軟件狗防護體系下，若系統(tǒng)出現(xiàn)死循環(huán)問題，則計數(shù)器會開始對死循環(huán)的計數(shù)操作，當(dāng)計數(shù)器計數(shù)達到系統(tǒng)初期設(shè)計的閾值后，整個復(fù)位電路會被激發(fā)并啟動復(fù)位工作，有效提升了系統(tǒng)的抗干擾能力。

4 結(jié) 語

廣播電視信號在傳播中容易受到多種因素的影響，降低了信號傳播的效率和質(zhì)量?；趯Ξ?dāng)前影響廣播電視正常收聽、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。通過合理應(yīng)用廣播電視抗干擾技術(shù)，能夠更好地維護廣播電視信號，提高廣播電視的傳輸質(zhì)量與效率，進而推動我國廣播電視領(lǐng)域健康穩(wěn)定發(fā)展。