广播电视抗干扰措施分析

李玉川 陈铭

【摘要】广播电视是我国通讯领域中的重要组成部分，在新时代仍然发挥着至关重要的作用，满足国民的日常娱乐需求。而广播电视信号在传输过程中却容易受到各种各样的干扰，造成质量上的问题，严重影响国民的使用体验。因此，研究广播电视信号传输过程中会遇到哪些干扰因素，如何采用有效的措施来减少信号传输干扰以及提升广播电视的整体质量，有着非常重大的现实意义。本文在参考了相关文献资料的基础上，结合个人工作经验，从广播电视信号传输的基本原理入手，探讨信号传输过程遇到的干扰因素，并从多方面分析广播电视抗干扰措施，以期能够为广播电视的抗干扰技术研究提供一定参考。

【关键词】广播电视；干扰因素；抗干扰技术

中图分类号：TN929                           文献标识码：A                             DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.01.019

广播电视的实现方式为单向传输，是组播、广播的形式，将音频信号或视频信号搭载到无线电波上，再以无线电波的形式发射出去，人们通过接受和解译广播电视信号来收听节目，获得视听娱乐，满足精神文化需求。广播电视从制作到发射，再到接收这一系列过程中，都可能受到很多影响，导致广播电视的效果达不到预期，满足不了国民的视听需求。因此，研究广播电视信号的传输抗干扰技术和支持策略，具有重要意义。本文有针对性地对广播电视信号传输中的一些干扰因素进行分析，随之提出抗干扰的各类策略，以推动广播电视的健康发展。

1. 广播电视的技术原理简述

如图1所示，广播电视大致分为广播和电视两大类，广播电视系统的结构大致可分为输出端、远距离传输、分配接入、用户接收四个过程。在输出端，由电视台制作广播电视，进行节目的采编与制作，将音频信号、视频信号转化为模拟信号或数字信号。传统广播电视的信号为模拟信号，新时代数字广播电视的信号则为数字信号，将模拟信号或数字信号调制到无線电波上，目前主要有中短波发射台和调频电视发射台的方式，进行后续传输。在远距离传输阶段，由卫星、微波发射站、光缆干线网等方式，进行远距离的信号传输。通信技术原理是电磁波的传播，经过较大、较远的空间。在分配接入阶段，则包括无线发射台、城市中继台、有线广播电视分配网等。无线发射台常常建设在城郊平坦地区，负责信号的传输，常常为中波发射台，大功率大覆盖，一个台可以覆盖半径几十到上百公里的范围；中继台则常常建设在城市之中，作用是接受、中转和放大广播电视的信号；有线广播电视分配网，则是有线端负责广播电视节目的传输。在用户接收阶段，则由无线用户和有线用户组成，利用相应的设备和软件，接收广播电视信号，经过解码软件，还原音频信号和视频信号，就能够收听广播电视节目[1]。

2. 广播电视信号传输中的干扰因素

2.1 发射信号因素

广播电视系统的信号传输过程无非就是“发射—信道—接收”过程。“发射”作为前端过程，如果发射信号自身的问题，可能会导致广播电视信号的质量、抗干扰能力达不到预期目标。因为电视广播信号是会随距离而衰减的，所以发射端发射功率越大，电视广播信号传播距离就越远，电视广播信号采用频率较低且频宽较窄的中短波乃至于微波，传输距离也会更远，如果组网不当会导致电视广播信号的质量较差。另外，如果因为发射端设备的性能出现问题，会影响信号质量；若发射器超载，占据发射信道造成信道堵塞，会影响信号质量；若大功率广播电台在发射信号时，会产生较大强度的信号谐波，会对其他信号产生干扰；如果同一台设备发射多个信号，也可能导致信号互调。这些问题都会影响广播电视信号的可靠性。

2.2 信道干扰因素

广播电视系统的无线传输部分是电磁波传输，而电磁波传输的干扰一直以来都是备受困扰的问题。在实际信号传输过程中，会受到各种各样因素的干扰。

2.2.1 自然因素干扰

自然因素对信道的干扰是一个重要方面，其中包括太阳粒子、雨雪天气等气象因素，遇到这些较为反常的气象因素，会对电视广播信号的传输质量造成影响；也包括地理环境因素，即地形因素，会造成信号的干预与衰减。相较而言，前者是较难控制的，后者却是可控的。受到自然因素的干扰，会导致电视广播信号出现衰减、时延、丢失等问题[2]。

2.2.2 电磁因素干扰

在电视广播信号传输过程中，也极有可能会受到电磁因素的干扰。电磁设备在我们的生活中并不少见，比如雷达、直流电机、高压电网、开关电源、高频电子设备、电脑、单片机、手机等，都会或多或少的产生电磁干扰。

2.2.3 太空信号干扰

卫星作为远距离传输的发射端时，信号的传输距离较长，在该过程中可能会受到附近卫星的信号干扰，其他卫星的干扰可分为上行和下行干扰两个方面。

2.2.4 人为因素干扰

在电视广播信号传输过程中，也可能受到人为因素干扰。这里的人为因素包括有意或无意的信号干扰，尤其是恶性的信号攻击，有可能造成电视广播信号的失真，导致数据错误、数据乱序、数据混插、重放攻击、数据伪造、数据时效性等一系列问题，严重影响广播电视信号的安全性与可靠性。

2.2.5 同频因素干扰

在频域中不同的频段就好比一个个赛道，每一个信号都出现在规定的赛道上，如果不同赛道的信号相互窜入、相互阻碍，自然会导致信道“秩序”难以维持。对广播电视信号来说，对于采用同一频段的窜入信号，在接收端进行相干解调时，会将该频段上的所有信号都包含，这样就无法分离出每一个有效信号。

2.3 接收信号因素

在广播电视信号的接收端，也就是接收设备，如果接收设备的性能不过关，抗干扰能力较差，也会影响到广播电视信号的接入质量。比如接收设备传输线路的接头松动或腐蚀，就会导致信号传输出现问题。

3. 广播电视抗干扰措施分析

3.1 广播电视系统科学组网

通过广播电视系统的科学组网，实现更优化的系统搭建，以提升广播电视系统的整体抗干扰能力。因为广播电视信号的质量往往由广播发射塔到户的距离和发射塔的功率决定的。一般来说，距离越近，信号越好；功率越大，信号越好，比如广播电视信号传输到户的距离过长，信号的质量不好，稍有一点干扰就会产生较大影响。如果科学组网、建立中继台，减少信号传输到户的距离，能增强信号的质量与抗干扰能力。实现“有线+无线”的模式，优化有线与无线信号发射点、中继台的布局，尤其是在人口密集、高楼大厦林立的城市之中，存在较多的信号遮挡、干扰的问题，结合中短波发射台、调频电视发射台、一般发射台、中继台相互协调，打造高质量无线信号发射网。

3.2 减少信号传输全过程干扰

3.2.1 减少发射信号谐波干扰

大功率广播电台在发射信号时，会产生较大强度的信号谐波，会对其他信号会产生干扰，检测到这一现象发生，需进行改良。具体的方法为：①在大功率广播发射器上加设物理间隔；②更改发射频率；③将大功率发射设备远离信号源集中区，以减弱谐波影响[3]。

3.2.2 避免发射设备性能不足

发射设备的性能会影响无线广播电视信号的发射质量。①原则上应采用可靠性和热稳定性高的材料，严格选择符合国际规定和行业规定的具有合适功率的发射器，尽量减少覆盖盲点和同频干扰；②保证设备质量，对发射设备的质量要有所保证，避免因为设备问题而导致在发射时信号之间的互相感应、影响；③采用先进技术，比如传统双极晶体管，优点是体积小重量轻，但是缺点是功耗大，发热较严重，热稳定性较差，可采用新型射频LDMOS功率晶体管，其功耗低，可靠性强，热稳定性强，能提升发射设备的质量，进而提高无线广播电视信号的质量[4]。

3.2.3 减少信号之间的冲突干扰

对于一个集调幅、调频、电视于一体的综合发射台而言，时而会发生信号之间的互相干扰。因而，要避免多个信号由一个天线来发射，如确需如此，发射的多个信号应选择不易产生干扰的频段和信道，可在发射器中增加一个窄波滤波器和绝缘子。并根据广播内容选择合适的调频和调幅方式，或采用扩展频谱方式、窄带调制方式等实现无线信号发射的优化。

3.2.4 减少传输过程同频信号影响

广播电视作为单向信息传输的公共服务，信息流量小，频率资源不是特别紧张，有自己规定的频率范围，调频频率范围在FM82-110，调幅频率范围在AM510-1600。但广播电视的频段也常常被影响，比如对讲机的工作频率，对广播电视频道产生有害干扰；还有伪基站：未经批准设置的通信基站；另外黑广播：发射频率随意设置、更改，对广播电视频道产生有害影响。必须减少这些问题，持续打击，并做好宣传，从根本上减少同频信号影响。国家有相关法律规定与严格执法，2022年1月至9月，全国共查处“黑广播”违法犯罪案件799起，缴获“黑广播”设备783台（套）。

3.2.5 减少自然气象因素产生的干扰

对于自然气象因素而产生的干扰，自然需要根据具体的气象信息来抗干扰。比如，为了减少日凌干扰，通常广播电视会结合气象部门信息，调整地球站天线口径的大小，来增加接受信息的敏感度。比如，为了减少雨雪衰减干扰，可以从上行链路的雨衰损耗进行补偿，下行链路的雨衰被雨量准备充分。

3.2.6 减少传输过程中的电磁干扰

对信号传输过程中的电磁干扰，可以通过电磁进行频率的协调或进行电磁的屏蔽[5]。

3.2.7 减少太空信号干扰

太空卫星之间的信号干扰，也是重要的影响因素之一。减少太空信号的干扰，对于上行的信号干扰可以和运营商进行协商调节，对于下行的信号干扰则要降低其他信号的上行功率。总之，通过卫星系统的协调来减少信号干扰。

3.2.8 避免广播电视信道攻击

还应当确保广播电视的信道安全，有力应对广播电视信道被攻击的情况。应对通信攻击，需要建立广播电视安全模型，通过建模计算AP的最佳密度，減少信号覆盖范围的同时留有相对冗余，防止数据丢失。

3.2.9 广播电视抗干扰技术的应用

采用先进的抗干扰技术，增加广播电视的信号强度以及可识别性，从而让信号具有较强的抗干扰特性。其中包含：①信号压制抗干扰技术。其中又包括加强上行信号、采用低增益转发器、采用MCPC上行信号三种技术，有效增强广播电视信号的抗干扰能力。②信号隔离技术。信号隔离技术也可称为信息加密技术，从本质上来说就是细分信息，增加辨识能力，通过对广播电视的信号进行加密，来达到抗干扰的目的。③空间隔离技术。设置卫星接收设备中的合法信号接收参数，包括信号的特定波长与波段等，这样卫星接收设备就可以自动对合法信号进行接收，而对一些不合法的信号进行屏蔽[6]。④频率隔离技术。频率隔离技术是通过改变上行信号频率，使转发器或接收器可以同步识别频率改变，从而正确接收和转发合法的上行信号。⑤软件纠错。对一个音频或视频的信号通过一个复杂系统的数学模型来进行建模，物理建模的特点在于参数的可调性或者说音视频信号的可塑性，根据不同的音视频对象可以呈现准确的模型特征，进而通过软件智能纠正广播电视信号在通信中因受到干扰而产生的一些失真、延迟等问题。⑥信息冗余技术。如N+1系统，N+1系统是一种备份系统，它是为了解决信号不稳定或数据丢失等情况而设置的备份系统，高冗余功率合成技术的应用能够让广播电视信号变得更加稳定，避免数据丢失。

3.2.10 加强接收端设备的性能

接收端设备的性能，也是决定信号传输质量的重要因素。比如传输线路的接头松动或腐蚀，就会影响信号传输出现问题，因而加强接收端设备的性能，定期对接收端设备进行维护与检查，可确保设备的性能不受影响。对用户端而言，则倡导采用高性能的接收设备，检查设备传输的线路是否完整，也要避免接收设备和强电磁设备放在一起，以减少信号传输过程中的干扰[7]。

3.2.11 其他抗干扰问题优化

除了常规的广播电视抗干扰措施之外，还有一些零散的地方。比如声波与载波的串入干扰，需要找到合适频段的电磁波，与声波进行对抗。再如，如何把两个波混叠在一起？可以寻找波的重叠区域里各点振动的物理量矢量和最优解，等等，用专业的方法来优化广播电视系统，最大程度提升广播电视系统的整体性能与抗干扰能力。

4. 结束语

加强广播电视系统的抗干扰能力，可以保证广播电视系统的稳定性和可靠性，满足居民的日常需求。而抗干扰技术的应用，本质上是对信号问题进行管控，加强各类技术的支持。针对发射信号因素、信号干扰因素、接收信号因素这三大干扰因素，本文提出了科学组网、减少发射信号谐波、避免信号冲突等方法，多措并举强化广播电视的抗干扰能力。

参考文献：

[1]张金福.无线电数字广播电视发射技术优势及应用[J].电声技术，2023，47（03）：67-69.

[2]乔赛.卫星广播电视频段抗干扰信号技术的应用[J].电声技术，2023，47（03）：73-76.

[3]马玉娥.卫星广播电视系统抗干扰传输技术要点分析[J].中国有线电视，2021（07）：765-767.

[4]李少伯.抗电磁干扰措施在中短波广播发射中的应用探析[J].西部广播电视，2020（11）：228-229.

[5]申淑芳.數字微波传输网在广播电视信号传输中的作用探究[J].中国新通信，2022，24（06）：97-99.

[6]张旭.卫星广播电视频段抗干扰信号技术的应用[J].卫星电视与宽带多媒体，2020（04）：17，19.

[7]张海象.多波束天线抗干扰技术在广播电视中的应用[J].电视技术，2022，46（10）：100-102.

[8]李军.700MHz5G干扰规避解决方案[J].电信工程技术与标准化，2023，36（03）：51-57.