自適應濾波下中波無線電廣播信號增強研究

摘要：文章利用無線電接收器采集中波無線電廣播信號，剔除干擾因素后進行無線電廣播信號分流，采用自適應濾波方法計算廣播信號的濾波器參數，確定廣播信號特征并計算特征權重值，結合廣播信號流數量的計算結果實現中波無線電廣播信號增強。實驗結果表明，設計方法的信噪比較高，信號增強效果較好。

關鍵詞：自適應濾波；無線電廣播；廣播信號；信號增強；信號特征；特征權重

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A

0 引言

中波無線電廣播以其傳輸距離遠、穿透能力強、接收設備簡單等優點，在全球范圍內得到了廣泛的應用。然而，隨著城市化進程的加快、電磁環境的日益復雜以及新技術的不斷涌現，中波無線電廣播信號在傳輸過程中面臨著諸多挑戰。當前，針對該問題的研究已經取得了一定的進展，例如：李銀萍［1］提出了基于小波變換的信號增強方法。但該方法只考慮了信號自身的特性，未考慮外界環境的干擾因素，導致增強后的信號與實際信號存在較大誤差，增強效果比較差。張潔［2］提出了基于移動邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）的信號增強方法。但該方法僅考慮了MEC平臺的高計算能力，忽略了其自身的存儲性能，導致其在大規模的信號增強處理任務中的效率不佳。在以往研究的基礎上，文章設計了基于自適應濾波的中波無線電廣播信號增強方法，以期為相關領域的研究提供有益的參考。

1 中波無線電廣播信號增強方法設計

1.1 中波無線電廣播信號分流處理

為實現對中波無線電廣播信號的增強，須要先獲取大量的中波無線電廣播信號。文章設計方法采用中波無線電接收器獲取廣播信號，為保證后續無線電廣播信號分流處理的效果，須要剔除廣播信號中的干擾因素。在上述基礎上，文章設計方法對廣播信號進行分流處理，為后續提取廣播信號的有效特征奠定基礎。廣播信號分流過程如式（1）所示。

fi（x）=∑kj=0∑ki=1C×ξ×（Aj-Bi）2

C=∑uax（t）

ξ=x2+y2+z2（1）

在上述公式中，fi（x）表示廣播信號的分流結果，Aj表示分流中心，Bi表示廣播信號數據集，C表示分流因子，u表示廣播信號流的大小，a表示廣播信號尋址參數，ξ表示廣播信號的調度參數，x、y、z分別表示不同調度因子下的廣播信號分流的交換因子。通過上述公式，完成對廣播信號的分流處理，將上述分流結果作為基礎，為后續實現對廣播信號特征的提取奠定基礎。

1.2 基于自適應濾波的廣播信號增強

在自適應濾波［3］的作用下，文章設計方法對廣播信號的濾波器參數進行計算，其具體計算過程如式（2）所示。

W（n）=W（n-1）+2×μ×e（n）×X（n）（2）

在上述公式中，W（n）表示自適應濾波參數，W（n-1）表示上一時刻的自適應濾波參數，μ表示誤差系數，e（n）表示當前時刻的誤差信號，X（n）表示輸入信號的向量。將上述計算結果作為基礎，文章設計方法對計算出的濾波參數進行調整，由此提取出對應的廣播信號特征。提取廣播信號特征的具體過程如式（3）所示。

γ1=1q∑［x（t）-x］2

γ2=1q∑x（t）w（h-t）

γ3=1q∑［x（m）-xt］2（3）

在上述公式中，γ1表示廣播信號幅度特征，q表示廣播信號特征數量，γ2表示廣播信號頻率特征，w（h-t）表示頻率窗函數，γ3表示廣播信號時域特征，x（m）表示廣播信號的時域峰值，xt表示廣播信號的時域均值。通過上述公式，文章設計方法能夠提取出多個廣播信號特征。將上述提取的廣播信號特征作為基礎，計算對應特征的權重值。其具體計算過程如式（4）所示。

ωj=∑bj=1ω（γj）b×k（γj）（4）

在上述公式中，ωj表示計算出的不同特征對應的權重值，ω（γj）表示不同特征對應的比率函數，b表示提取的廣播信號特征量，k（γj）表示特征處理參數。通過上述公式，完成對廣播信號特征權重值的計算，文章根據權重值的大小設計相應的信號增強算法，由此提高廣播信號的強度和質量。

將上述的設計作為基礎，文章利用設計的無線電廣播信號增強算法，對無線電廣播信號進行增強。在進行信號增強的過程中，須要先計算廣播信號傳輸的 廣播信號流數量M，由此實現對廣播信號的增強。具體增強過程如式（5）所示。

Q=2∑ni=1Di2×M

=∑nj=1γj×ωj（5）

在上述公式中，Q表示廣播信號增強的結果，表示廣播信號增強參數，D表示廣播信號的增強范圍，i表示信號均衡參數。

2 實驗測試

文章設計的基于自適應濾波的中波無線電廣播信號增強方法為方法1，李銀萍［1］方法作為方法2，張潔［2］方法作為方法3，對這幾種方法的實際應用效果進行驗證。3種方法信號增強后誤碼率結果如圖1所示。

如圖1所示，在不同的無線電廣播信號集中，筆者利用方法1增強后，廣播信號的誤碼率較低，說明方法1的增強效果較好；方法2的誤碼率略高于方法1，增強效果一般；方法3的誤碼率較高，增強效果較差。因此，證明本文設計的方法在實際應用中的增強效果較好。

3種方法信號增強后信噪比結果如表1所示。

在上述實驗結果中，方法1的噪聲去除效果較好，整體波動較小，信噪比數值較高，說明該方法能夠很好地去除廣播信號中的噪聲，增強廣播信號。方法2 和方法3的增強后的信號信噪比數值較低，增強效果不佳。因此，文章設計的方法在實際應用中增強效果較好。

3 結語

為了進一步提高廣播信號的質量，降低其自身的誤碼率，文章提出了一種基于自適應濾波的中波無線電廣播信號增強方法，通過實驗驗證了該方法的有效性。文章設計的方法為廣播信號的接收和處理提供了一種新的手段和方法，對改善廣播信號的接收具有重要意義。同時，文章設計的方法能夠有效提高信號質量，對于復雜的動態信號也有良好的處理效果。在未來，將會不斷引進新技術，促進文章方法的快速發展，使其應用前景更為廣闊。

參考文獻

［1］李銀萍.基于小波變換的無線局域網通信信號增強方法［J］.通化師范學院學報，2023（10）：81-87.

［2］張潔.基于MEC的移動通信網絡傳輸信號增強方法［J］.電子設計工程，2023（17）：169-172，177.

［3］荊博原，張國軍，柳燕.MEMS水聽器信號FPGA自適應濾波處理［J］.儀表技術與傳感器，2023（2）：34-39.

（編輯 王永超）

Research on enhancement of medium wave radio broadcasting signal under adaptive filtering

WANG Yugang

（Inner Mongolia Autonomous Region Radio and Television Transmission and Transmission Center Ordos 835， Ordos 017000， China）

Abstract： The paper uses a radio receiver to collect medium wave radio broadcast signals， removing interference factors and performing radio broadcast signal splitting， using adaptive filtering methods to calculate the filter parameters of the broadcast signal， determining the characteristics of the broadcast signal and calculating feature weight values， and combining the calculation results of the number of broadcast signal streams to achieve medium wave radio broadcast signal enhancement. The experimental results show that the design method has a high signal-to-noise ratio and good signal enhancement effect.

Key words： adaptive filtering; radio broadcasting; broadcasting signal; signal enhancement; signal characteristics; feature weight