中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)抗5G 信號(hào)干擾策略

吳曉峰

（甘肅省廣播電視局平?jīng)鰪V播轉(zhuǎn)播臺(tái)，甘肅 平?jīng)?744000）

0 引言

作為一種傳統(tǒng)的無(wú)線電廣播技術(shù)，中波廣播是采用中等波長(zhǎng)的頻率傳輸信號(hào)的技術(shù)[1]。該技術(shù)能夠滿足基本的信號(hào)傳輸需要，但由于采用的是中等波長(zhǎng)，其地面波傳播的距離相對(duì)較短，限制了信號(hào)傳播的范圍。為了滿足大范圍信號(hào)傳播的需要，避免大量廣播發(fā)射臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)技術(shù)就被廣泛應(yīng)用于中波廣播中。然而，中波衛(wèi)星接收系統(tǒng)的頻段與5G 信號(hào)頻段之間有一部分存在重疊，中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的衛(wèi)星信號(hào)不可避免地會(huì)受到5G 信號(hào)的干擾，影響中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)發(fā)射機(jī)的安全播出[2]。因此，對(duì)5G 干擾中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)研究以及采取必要的抗干擾措施，成為保障中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)安全播出的重要內(nèi)容。

1 中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的廣播信號(hào)源及其特點(diǎn)

目前，中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的信號(hào)源主要有微波信號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)和光纖信號(hào)。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)常采用微波、衛(wèi)星和光纖三種主要信號(hào)源。微波信號(hào)以高頻微波為載波進(jìn)行傳輸，適于短距離直線傳輸，有高傳輸容量和優(yōu)異的抗災(zāi)特性。衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)同步衛(wèi)星發(fā)送廣播信號(hào)進(jìn)行傳輸，使用靈活且成本相對(duì)較低，但可能受到特定頻段和天氣因素的影響。光纖信號(hào)利用光作為傳播載體，通過(guò)光纜進(jìn)行廣播信號(hào)傳輸，支持遠(yuǎn)距離、高速率傳輸，但在偏遠(yuǎn)地區(qū)的中波臺(tái)站建設(shè)可能費(fèi)用較高并且易受環(huán)境和人為干擾[3]。目前，較多地區(qū)的中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)采用的是衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行信號(hào)的接收和傳送。

2 5G 基站對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾

2.1 5G 基站對(duì)中波廣播信號(hào)源產(chǎn)生干擾的原因

目前，普遍使用的中波衛(wèi)星接收系統(tǒng)的頻段中，下行頻段為3 700 ～4 200 MHz，對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展頻段為3 400 ～3 700 MHz。國(guó)家公布的5G 系統(tǒng)頻段分布中，中國(guó)移動(dòng)的頻段分布為2 515 ～2 675 MHz以及4 800 ～4 900 MHz，中國(guó)電信的頻段分布為3 400 ～3 500 MHz，中國(guó)聯(lián)通的頻段分布為3 500 ～3 600 MHz[4]。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，中波衛(wèi)星接收系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的頻段中有一部分與5G 信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻段重疊，使得中波廣播信號(hào)與5G 信號(hào)可能會(huì)在同一時(shí)間、同一區(qū)域內(nèi)發(fā)射和傳輸。當(dāng)5G 基站發(fā)射同頻段5G 信號(hào)，可能會(huì)形成對(duì)中波廣播信號(hào)的干擾，而這種干擾信號(hào)與正常的音頻信號(hào)在頻率上的重合，會(huì)導(dǎo)致中波衛(wèi)星難以區(qū)分和過(guò)濾信號(hào)。并且，由于干擾信號(hào)與正常音頻信號(hào)在同一頻段，它們會(huì)彼此影響。特別是當(dāng)這些干擾信號(hào)被中波衛(wèi)星接收，可能會(huì)對(duì)正常音頻信號(hào)的調(diào)制產(chǎn)生干擾，造成所傳輸?shù)男畔ⅲㄈ缏曇簟⒁曨l等）質(zhì)量下降。受到干擾信號(hào)影響后，中波廣播臺(tái)的信號(hào)接收系統(tǒng)在處理信號(hào)時(shí)可能產(chǎn)生偏差，進(jìn)一步導(dǎo)致廣播質(zhì)量降低或信號(hào)中斷。

2.2 5G 信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)產(chǎn)生干擾的具體表現(xiàn)

結(jié)合上述原因分析可以看出，5G 信號(hào)對(duì)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)信號(hào)的干擾主要是由于頻段重疊所致。在該因素的作用下，不同情況下轉(zhuǎn)播臺(tái)受到的干擾情況有所差異。具體來(lái)說(shuō)，這方面的干擾包括同頻干擾、鄰頻干擾及飽和干擾3 種。

2.2.1 同頻干擾

同頻干擾是中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)普遍出現(xiàn)的因5G信號(hào)干擾而出現(xiàn)的現(xiàn)象，具體是指兩個(gè)或兩個(gè)以上相同頻率信號(hào)之間產(chǎn)生的干擾。由于中波廣播的頻段范圍與5G 信號(hào)的頻段范圍存在重疊的情況，中波信號(hào)與5G 信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或者多個(gè)相同頻率信號(hào)的同時(shí)傳播，會(huì)被中波廣播轉(zhuǎn)播站接收和傳送，就使得廣播信號(hào)受干擾的情況出現(xiàn)。相比而言，5G 信號(hào)的強(qiáng)度更大，更容易對(duì)廣播信號(hào)進(jìn)行壓制或者覆蓋，進(jìn)而導(dǎo)致中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)難以接收到清晰的廣播信號(hào)[5]。

2.2.2 鄰頻干擾

鄰頻干擾是與同頻干擾相對(duì)應(yīng)的概念，指的是發(fā)生在兩個(gè)或兩個(gè)以上相鄰頻率信號(hào)間的干擾現(xiàn)象。就中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的信號(hào)而言，鄰頻干擾多發(fā)生在頻率為3 600 ～4 200 MHz 范圍內(nèi)。在中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)中，接收天線的高頻頭是關(guān)鍵部件，主要負(fù)責(zé)放大和變換頻率的信號(hào)[6]。如果接收天線中的高頻頭出現(xiàn)問(wèn)題或性能下降，中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的下行信號(hào)可能會(huì)混入由5G基站發(fā)出的變頻信號(hào)分量，進(jìn)而導(dǎo)致廣播信號(hào)和5G信號(hào)在相鄰的頻率上產(chǎn)生互相干擾的情況。由于5G 信號(hào)強(qiáng)于衛(wèi)星信號(hào)，導(dǎo)致中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)接收和傳送的信號(hào)出現(xiàn)清晰度和質(zhì)量不高的情況。

2.2.3 飽和干擾

飽和干擾指的是當(dāng)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)接收到的干擾信號(hào)達(dá)到或者超過(guò)自身可以承載的最大限度時(shí)出現(xiàn)的干擾情況。當(dāng)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)接收到的干擾信號(hào)強(qiáng)度過(guò)高，超出系統(tǒng)本身處理能力時(shí)，就可能會(huì)因?yàn)轱柡透蓴_而無(wú)法正常工作，導(dǎo)致信號(hào)接收與傳輸被干擾、損壞或完全中斷。飽和干擾產(chǎn)生的原因有系統(tǒng)性能下降、缺乏濾波或屏蔽措施、輸入功率過(guò)高等，其中與信號(hào)相關(guān)的就是過(guò)強(qiáng)的外部信號(hào)的干擾。在中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，如果5G 信號(hào)的強(qiáng)度過(guò)高，會(huì)使系統(tǒng)的接收天線接收到強(qiáng)烈的5G 信號(hào)。當(dāng)這類信號(hào)超出系統(tǒng)正常的承載能力，就會(huì)出現(xiàn)飽和干擾，使接收系統(tǒng)難以分辨和處理信號(hào)。

3 中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)抗5G 信號(hào)干擾的策略

3.1 根據(jù)干擾類型采取相應(yīng)的技術(shù)措施

雖然5G 信號(hào)對(duì)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)接收和傳送的信號(hào)的干擾原因比較明確，但是具體干擾的表現(xiàn)卻有同頻干擾、鄰頻干擾和飽和干擾的區(qū)別。因此，在實(shí)際的抗干擾處理中，要根據(jù)干擾的具體類型，采取差異化的策略。

3.1.1 對(duì)同頻干擾的處理措施

首先，增大5G 基站與中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)之間的空間距離。考慮到中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)距離近可能導(dǎo)致的同頻信號(hào)重疊情況經(jīng)常發(fā)生，可以在5G 基站選址時(shí)，有意識(shí)地拉大基站與轉(zhuǎn)播臺(tái)信號(hào)接收站之間的空間距離，使5G 基站與轉(zhuǎn)播臺(tái)之間的距離保持在合理的范圍內(nèi)，減少同頻信號(hào)的重疊、交叉?zhèn)鞑ァ?/p>

其次，對(duì)基站的信號(hào)發(fā)射方向進(jìn)行調(diào)試。針對(duì)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的信號(hào)接收天線具有獨(dú)特的方向性的特點(diǎn)，可以通過(guò)調(diào)整5G 基站信號(hào)發(fā)射方向，使其避開衛(wèi)星接收天線的開放方向，減少信號(hào)發(fā)射與信號(hào)接收的交叉重疊情況。在這方面，可以在5G 基站中安裝定向天線，使基站的發(fā)射功率集中到某個(gè)特定方向。

再次，按照地形阻隔法建設(shè)5G 基站，使基站與中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)之間有山丘、建筑物或者其他天然或人造的障礙物阻隔，減少直接的信號(hào)干擾。

最后，也可以在中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的周圍使用諸如金屬屏蔽網(wǎng)等具有屏蔽其他方向干擾信號(hào)功能的設(shè)備設(shè)施，確保轉(zhuǎn)播臺(tái)接收天線主要方向的信號(hào)得到有效接收。

3.1.2 對(duì)鄰頻干擾的處理措施

鄰頻干擾與同頻干擾類似，但其特點(diǎn)是中波廣播信號(hào)與鄰近頻率的5G 信號(hào)產(chǎn)生干擾。這種干擾通常比同頻干擾要復(fù)雜得多，需要通過(guò)更精細(xì)的技術(shù)手段加以處理。例如，可以使用抗干擾帶通濾波器。帶通濾波器可以精確地濾除特定范圍內(nèi)的頻率，只允許特定的信號(hào)通過(guò)。可以在中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)中部署這類帶通濾波器，對(duì)5G 信號(hào)進(jìn)行屏蔽。也可以提高衛(wèi)星下行信號(hào)與5G 信號(hào)的功率比。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)可以與5G 運(yùn)營(yíng)商合作，共同商討確定如大型公共場(chǎng)所、交通樞紐等關(guān)鍵區(qū)域的衛(wèi)星下行信號(hào)與5G 信號(hào)功率比，使衛(wèi)星信號(hào)與5G 信號(hào)的頻率保持協(xié)調(diào)，減少彼此的干擾。

3.1.3 對(duì)飽和干擾的處理措施

飽和干擾現(xiàn)象通常發(fā)生在5G信號(hào)強(qiáng)度非常高，超過(guò)廣播信號(hào)接收系統(tǒng)所能夠承載范圍的情況下。在這種情況下，僅憑上述的調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度或空間距離可能無(wú)法有效消除干擾。為此，可以做兩方面的嘗試。一是轉(zhuǎn)播臺(tái)與5G 運(yùn)營(yíng)商合作，優(yōu)化彼此的網(wǎng)絡(luò)布局和功率分配，減小5G 信號(hào)對(duì)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)的沖擊；二是轉(zhuǎn)播臺(tái)考慮引入先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)如自適應(yīng)濾波、干擾抵消等，增強(qiáng)自身對(duì)飽和干擾的抗性。

3.2 增加中波廣播信號(hào)的穩(wěn)定性

5G 信號(hào)之所以能夠?qū)χ胁◤V播轉(zhuǎn)播臺(tái)的信號(hào)產(chǎn)生干擾，很大程度上是因?yàn)樵撔盘?hào)比較強(qiáng)。基于這種情況，可以通過(guò)增強(qiáng)中波廣播信號(hào)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，來(lái)提高其抵抗5G 信號(hào)干擾的能力。首先，采用多信號(hào)源的策略。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)除了采用衛(wèi)星信號(hào)源外，還可以使用上述介紹的光纖信號(hào)源和微波信號(hào)源。多元化的信號(hào)來(lái)源可以確保在任何情況下都能穩(wěn)定地接收和傳送信號(hào)。其次，優(yōu)化發(fā)射和接收設(shè)備。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)要使用高質(zhì)量的發(fā)射器和接收天線，確保廣播信號(hào)的傳播質(zhì)量。例如，可以使用高增益天線和更加敏感的接收器，來(lái)增強(qiáng)中波廣播的接收性能，減小5G 干擾的影響。再次，引入信號(hào)處理和糾錯(cuò)技術(shù)。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)可以引入如自適應(yīng)濾波、噪聲抑制等高級(jí)信號(hào)處理技術(shù)，以及編碼糾錯(cuò)技術(shù)，增強(qiáng)廣播信號(hào)在受干擾情況下的可靠性。最后，開展動(dòng)態(tài)管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控。中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)可以通過(guò)建立實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)廣播信號(hào)質(zhì)量。一旦檢測(cè)到干擾，可以快速地采取干預(yù)方法，如切換到其他信號(hào)源或調(diào)整參數(shù)等。

4 結(jié)語(yǔ)

由于頻率的重疊，5G 信號(hào)對(duì)中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)信號(hào)接收與傳送產(chǎn)生了較大的干擾性影響。伴隨著5G 基站數(shù)量的增加，這種干擾越來(lái)越普遍。需要在掌握5G 信號(hào)干擾類型的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類型的信號(hào)干擾采取差異化的抗干擾措施加以應(yīng)對(duì)。同時(shí)需要提升中波廣播信號(hào)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)轉(zhuǎn)播臺(tái)抗5G信號(hào)干擾的整體能力。