劇場環境下無線電頻譜規劃與應用研究

摘要：現代劇場中，無線通信設備被廣泛使用。無線設備的應用擺脫了線纜對活動空間的束縛，極大提升了舞臺效果。然而，無線頻譜資源稀缺且很難得到有效監管，使無線通信效果存在不穩定因素。如何在劇場環境下高效規劃和應用無線頻譜成為關鍵問題?；跓o線電理論基礎，結合工程實踐，探討較為可行的無線頻譜規劃與應用方案，旨在提高劇場無線設備的工作可靠性和性能。

關鍵詞：劇場環境 無線通信 無線電頻譜 電波頻率[A1]

Research on Radio Spectrum Planning and Application in Theater Environment

MAO Zhiwei

Zhejiang Vocational College of Special Education， Hangzhou， Zhejiang Province， 310023 China

Abstract： Wireless communication devices are widely used in modern theaters， and the application of wireless devices breaks free from the constraints of cables on the activity space， greatly improving the stage effect. However， wireless spectrum resources are scarce and difficult to effectively regulate， resulting in unstable factors in wireless communication performance. How to efficiently plan and apply wireless spectrum in theater environments has become a key issue. Based on wireless theory and combined with engineering practice， this paper explores feasible wireless spectrum planning and application solutions， aiming to improve the reliability and performance of wireless equipment in theaters.

Key Words： Theater environment; Wireless communication; Radio spectrum; Radio frequency

隨著無線通信技術的迅猛發展，無線麥克風、耳返系統、燈光控制和對講系統在劇場演出中被廣泛使用。劇場環境復雜，存在多種干擾源，給無線頻譜的規劃與管理帶來挑戰。為了應對劇場飛速發展的無線設備需求、克服復雜的無線電環境、提高頻率資源利用率，需要加強劇場無線頻譜規劃。

1 無線電頻譜概述

無線電頻譜是指無線電波的頻率范圍，通常在3 Hz到300 GHz之間。無線電技術將聲音訊號或其他信號經過轉換，利用無線電波傳播。無線電頻譜是無線通信技術的基礎，涵蓋了從低頻到高頻的各種頻段。

1.1 常用無線電頻段

按照頻率的不同，無線電頻段被劃分為多個區間。無線電頻段每個頻段都有其特定的用途，如表1所示。

1.2 劇場無線電干擾

無線電干擾是影響無線設備運行的最主要因素，常見的無線電干擾有同頻干擾、鄰頻干擾、帶外干擾等。劇院環境中，同頻干擾是最常見的干擾。同頻干擾是指無用信號的載頻與有用信號的載頻相同，并對接收同頻有用信號的接收機造成的干擾。同頻干擾可能導致信號質量下降，使接收端無法正確解碼有效信號，從而影響通信的可靠性和穩定性。合理的頻譜規劃能夠大幅度降低同頻干擾的發生。

2 劇場無線環境勘測

無線電環境勘測是無線電頻譜規劃的重要環節^[1]，尤其在劇場等復雜環境中。通過勘測，可以全面了解無線電環境，識別潛在的干擾源，為頻譜的合理規劃提供依據。

2.1 無線電環境勘測的目的和意義

無線電環境勘測可以準確了解頻譜的實際使用情況，避免頻譜資源的浪費和不合理分配，從而提高頻譜的利用效率。通過勘測，可以預測未來頻譜資源余量，合理規劃頻譜資源，滿足不斷增長的無線通信需求。無線電環境勘測能夠幫助識別和定位潛在的干擾源，保障合法通信不受干擾，提高通信質量。

2.2 無線電環境勘測過程

2.2.1 收集頻譜需求與環境特點

無線電頻譜需求收集是開展無線電環境勘測的前提，只有明確場館無線電設備的頻率范圍，才能有針對性地開展無線電環境勘測工作。劇場無線設備主要有無線麥克風、耳返、對講機、Wi-Fi等，需要全面評估各類無線系統所需的無線電頻率范圍，以便在需求范圍內進行全波段勘測。劇場環境內，外環境對無線電傳輸的影響也不容忽視，要提前排查劇場周邊的單位和設施對無線電環境的影響。

2.2.2 勘測工具及方案準備

電磁波是人類感官無法觸及的客觀物質，需要借助專業工具去監測。其原理是對設定的頻段進行掃描，基于傅里葉變換的原理，將時域信號轉換為頻域上的能量分布，通過顯示設備顯示各信號的頻譜特性。對干擾源的監測，主要考量中心頻率、信號強度、頻譜寬度等主要信息。常用工具是信號干擾檢測儀和頻譜分析儀。

無線電環境勘測需要提前制訂科學、高效的方案，提前規劃好勘測的空間區域[A3]"、頻率范圍、勘測時間、勘測周期等。無線電環境受周邊電氣化設施的影響較大，特別是無線電發射裝置，不同時間段的無線電干擾也可能存在差異^[2]，因此，需要采取多時段、多點位[A4]"的方式進行全方位勘測^[3]。

2.2.3 勘測結果記錄

勘測記錄是無線電環境勘測活動的價值體現，勘測記錄力求詳盡、完整記錄，避免疏漏造成返工。勘測記錄通常采用記錄表的形式，提前將勘測方案中涉及的內容列入表格，以便在勘測過程中逐條執行。在勘測過程中，可以對重要數據或異常的現象或結果進行拍照或截圖記錄。

2.3 無線電環境勘測報告

勘測過程中會產生大量的數據和結論，勘測結束后，需要對這些記錄材料進行整理分析，最終形成勘測報告。無線電環境勘測報告是對特定區域的無線電波傳播環境進行詳細測量和分析的文檔，其主要目的是評估該區域的無線電信號覆蓋、強度、干擾情況，以及可能的頻譜使用情況^[4]。無線電勘測報告通常包括了勘測目的、勘測范圍、勘測時間、勘測結果等基本數據，還會涉及勘測手段、設備和人員配置的描述?？睖y結果通常要重點關注存量設備的信號強度和干擾情況，對干擾嚴重的設備進行優化調整，對潛在的使用頻率做好評估和規劃，確保設備上線后的使用效果。

3 劇場無線電頻譜規劃

3.1 頻譜規劃原則

在無線電規劃中，最重要的是避開嚴重干擾的頻率。規劃需要參考無線電勘測報告，在設備可選的范圍內優先考慮干擾最小的頻率范圍，確保設備的穩定運行。一般會提前根據勘測結果將可用頻段根據干擾的情況劃分等級，在頻率分配環節，優先使用干凈的頻率，同等級分配不足時，啟用下一等級，以此類推。規劃時，盡量避免頻率復用，如果遇到可用頻率資源緊張，或設備頻繁沖突的極端情況，則通過空間和時間分隔，實現頻率的重用，提高頻譜利用效率^[5]。

3.2 收集無線設備清單和需求

現代劇場環境下，無線設備種類繁多，需要劇院舞美、音響、視頻等所有技術人員參與并提出頻率需求與對應的設備清單。重點關注不同類設備頻率沖突的情況，在后期頻率分配工作中予以協調解決。對各專業提出的重復需求進行合并，例如：對講機、無線Wi-Fi等需求進行整合，避免引入新的干擾。若出現各專業頻率需求沖突的情況，則可以通過組織頻率協調會集體決策，實現成本和效果的最優化，匯總后，形成完整設備清單與對應的頻率區間表。

3.3 頻率選擇與分配

甚高頻（Very High Frequency，VHF，30～300 MHz）和特高頻（Ultra High Frequency，UHF，300 MHz～3 GHz）兩個頻段通常能覆蓋劇場無線電設備的頻率范圍。但是，隨著互聯網技術在各行各業的廣泛應用，劇場數字化變革勢不可擋，超高頻（Super High Frequency，SHF，3～ 30 GHz）等更高的頻段也將在劇場無線環境中占有一席之地。頻率分配前，需要收集所有劇場無線電設備，包括其工作頻率范圍和功率輸出。無線環境勘測報告是頻率分配的重要參考依據，勘測報告中，評估等級較差的頻段應盡可能避開。

4 劇場無線頻率分配與優化

無線頻率分配工作要具體到單個設備，需要在全面、詳盡了解設備清單且準確獲取可用無線頻段的條件下進行。劇場頻繁分配通常采用逐級分解的方式，大多數以設備類型為第一級，如無線麥克風、無線返聽、對講機、場館控制、Wi-Fi [A5]"等。

4.1 頻率分配表

頻率分配需要收集所有無線設備，邀請所有相關專業人員參與，遇到問題時，可以當場論證解決。劇場設備種類繁多，為保證頻率分配科學有序、準確直觀，可以采用頻率分配表的方式分配，如表2所示。

4.2 劇場無線優化

劇場內設備頻率分配后，需要進行可靠性測試，根據實際使用情況調整頻率、功率與安裝位置，以達到最好效果。對于頻率區分困難的設備，盡可能采用時間和空間上的分集與數字化技術來降低信道干擾帶來的影響，如采用定向天線、數字化調制技術等。同類型設備以頻段分配的，頻率分配需要進一步落實到單個設備，避免二次分配的頻率沖突。劇場無線環境復雜多變^[6]，對于干擾源明確且持續的情況，也可以采取物理屏蔽干擾源的方式主動消除干擾。

5 結語

劇場無線頻譜規劃很難一步到位，通常需要循環往復，根據需求和環境變化不斷調整。劇場數字化、智能化發展已經成為趨勢，無線電設備的種類和數量也逐漸增多，這無疑給劇場無線電頻譜規劃和管理帶來了挑戰。劇場建設和管理過程中，要多關注行業發展動向，提前規劃好未來無線頻譜資源。

參考文獻

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