許博寧

（山東省廣播電視局，山東濟(jì)南 250000）

0.引言

中波廣播乃是現(xiàn)代重要傳媒形式之一，其不僅豐富了人們的業(yè)余生活，更是發(fā)布國(guó)家、社會(huì)及企事業(yè)團(tuán)體等消息的重要途徑。5G是最新一代的通信技術(shù)，近年來(lái)，隨著5G的迅速發(fā)展，5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾問題也越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致中波廣播出現(xiàn)了一些明顯的覆蓋質(zhì)量低、收聽效果差等問題。而5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源產(chǎn)生干擾的原因是多方面的，具體的干擾類型也不止一種，只有加強(qiáng)相關(guān)研究，才能夠?qū)ふ业接行У目垢蓴_措施。

1.相關(guān)概念簡(jiǎn)介

1.1 5G

5G即第五代通信技術(shù)。與前面幾代的通信技術(shù)一樣，5G的核心技術(shù)乃是蜂窩移動(dòng)通信，但5G又與前面幾代的通信技術(shù)存在一些不同之處，其在分類上并非是屬于新型無(wú)線接入型技術(shù)。5G以專業(yè)角度來(lái)分析，本質(zhì)上是屬于一種兼?zhèn)渲悄苄?、融合性、?jié)能性、泛在性以及廣帶性的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。5G最突出的特征就是其超低的網(wǎng)絡(luò)延遲和超高的網(wǎng)絡(luò)峰值速率。具體來(lái)說(shuō)，5G的性能指標(biāo)主要有：

（1）網(wǎng)絡(luò)峰值速率能夠達(dá)到10-20Gbit/s，可以有效滿足高清視頻傳輸、VR傳輸?shù)却笮蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?；?）空中接口時(shí)網(wǎng)絡(luò)延遲能夠控制在1ms以內(nèi)，可以有效滿足自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等實(shí)時(shí)應(yīng)用的需求；（3）擁有百萬(wàn)連接/平方公里的設(shè)備連接能力，可以有效滿足物聯(lián)網(wǎng)通信的需求；（4）在連續(xù)廣域覆蓋與高移動(dòng)性的情況下，用戶體驗(yàn)速率能夠達(dá)到100Mbit/s；（5）頻譜效率能夠高于LTE 3倍以上；（6）可以移動(dòng)性支持500km/h的高速移動(dòng)；（7）流量密度能夠達(dá)到10Mbps/m以上。相較于上一代4G而言，5G的數(shù)據(jù)處理速度更快、容量更大、連接規(guī)模更大、成本更低。5G的出現(xiàn)使得網(wǎng)絡(luò)融合得以更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，基于5G下人與物之間真正實(shí)現(xiàn)了高效、自由以及安全的聯(lián)通。

5G的無(wú)線關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)在于滿足靈活多樣的物聯(lián)網(wǎng)需要，基于OFDMA和MIMO，5G為能夠有效支持3大應(yīng)用場(chǎng)景而進(jìn)行了靈活的全新系統(tǒng)設(shè)計(jì)。5G的頻段不同于4G只支持中低頻，其充分考慮到了中低頻資源有限的現(xiàn)實(shí)情況，在支持中低頻的同時(shí)也支持高頻頻段。中低頻主要是為滿足基本的覆蓋與容量需求，高頻則主要是為滿足在熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)一步提升容量的需求。5G針對(duì)中低頻與高頻進(jìn)行了統(tǒng)一的技術(shù)方案設(shè)計(jì)，且同時(shí)支持百M(fèi)Hz的基礎(chǔ)帶寬。5G還采用了新型信道編碼方案LDPC和Polar、大規(guī)模天線技術(shù)以及多層/多站數(shù)據(jù)重傳技術(shù)等，其目的是支持高速率傳輸、更優(yōu)覆蓋、低時(shí)延以及高可靠。而在網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方面，5G則是應(yīng)用的全新服務(wù)化架構(gòu)，通過(guò)全服務(wù)化設(shè)計(jì)和服務(wù)化描述，從而具備模塊化網(wǎng)絡(luò)功能，支持靈活部署、差異化業(yè)務(wù)場(chǎng)景、按需調(diào)用，真正實(shí)現(xiàn)了功能重構(gòu)和能力開放，且更有利于發(fā)揮出IT開發(fā)實(shí)力與網(wǎng)絡(luò)潛力。

1.2 中波廣播

無(wú)線電波一般是在與地面相距50km～300km的電離層中進(jìn)行傳播，根據(jù)其波長(zhǎng)的不同又可分為長(zhǎng)波無(wú)線電波、中波無(wú)線電波、短波無(wú)線電波、超短波無(wú)線電波、微波無(wú)線電波。不同波長(zhǎng)的無(wú)線電波的傳播特性與作用功能也各不相同，一般情況下，長(zhǎng)波和中波多用于無(wú)線電廣播、通訊、導(dǎo)航等領(lǐng)域，短波多用于遠(yuǎn)距離的國(guó)際無(wú)線電廣播、無(wú)線電通訊等領(lǐng)域，超短波和微波多用于近距離的傳播和衛(wèi)星無(wú)線電信號(hào)下的傳播領(lǐng)域。

根據(jù)我國(guó)目前對(duì)于無(wú)線電波的劃分標(biāo)準(zhǔn)，中波的載波頻率是在531kHz～1602kHz范圍內(nèi)，且每隔9kHz為一個(gè)頻點(diǎn)。理論上來(lái)說(shuō)，中波廣播可以通過(guò)天波或是地波來(lái)進(jìn)行傳輸，但由于在白天時(shí)受太陽(yáng)的影響而經(jīng)常沒有天波，所以在現(xiàn)實(shí)中多是通過(guò)地波來(lái)進(jìn)行傳輸；夜晚時(shí)也會(huì)同時(shí)通過(guò)天波來(lái)進(jìn)行傳輸，天波經(jīng)電離層反射能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸至幾千公里外，且傳輸穩(wěn)定、電磁波覆蓋范圍廣、磁場(chǎng)污染小、接收設(shè)備成本低、抗干擾能力強(qiáng)、可支持定向傳輸。一般情況下，中波廣播發(fā)射臺(tái)站信號(hào)系統(tǒng)都主要是由4個(gè)部分組成的：（1）矩陣切換器；（2）衛(wèi)星接收機(jī)；（3）信號(hào)接收設(shè)備；（4）音頻處理器。其具體的工作運(yùn)行步驟為：第一步，由信號(hào)接收設(shè)備對(duì)中波信號(hào)進(jìn)行接收并同時(shí)做出調(diào)制解調(diào)；第二步，由衛(wèi)星接收設(shè)備對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步深度處理；第三步，由操作人員在衛(wèi)星接收設(shè)備的數(shù)據(jù)上輸出調(diào)節(jié)所需信號(hào)結(jié)果；第四步，由音頻處理器對(duì)信號(hào)做分析加工處理，注意要確保加工處理后的數(shù)據(jù)能夠在規(guī)定區(qū)間內(nèi)得出一個(gè)峰值固定的數(shù)據(jù)結(jié)果；最后一步，由矩陣切換器優(yōu)選多路信號(hào)源并經(jīng)發(fā)射機(jī)將之導(dǎo)出。

2.廣播的發(fā)展背景及其重要性

廣播誕生于20世紀(jì)20年代，是一種通過(guò)無(wú)線電波或者導(dǎo)線來(lái)傳送聲音的新聞傳播媒介，其中，通過(guò)無(wú)線電波來(lái)進(jìn)行傳送的稱為無(wú)線廣播，通過(guò)導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行傳送的則稱為有線廣播。我國(guó)境內(nèi)的第一個(gè)無(wú)線電公司廣播電臺(tái)是在1923年1月由一位美國(guó)人在上海創(chuàng)辦的，1926年10月，我國(guó)終于自主創(chuàng)辦了第一個(gè)無(wú)線電公司廣播電臺(tái)—哈爾濱廣播電臺(tái)。時(shí)至今日，廣播仍然是國(guó)家重要的信息發(fā)布手段之一，在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前我國(guó)的廣播體系中主要包含了2部分：電視廣播與收音廣播。這兩者是2種不同的信號(hào)傳播方式，其中，電視廣播具有視聽畫面相結(jié)合的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)直觀、真實(shí)、生動(dòng)的信息傳播；收音廣播則具有接收設(shè)備體積小、方便、靈活等優(yōu)勢(shì)，且其又可分為調(diào)頻廣播與中波廣播兩種形式，前者音質(zhì)和清晰度更好但傳輸距離較短，后者則可支持遠(yuǎn)距離信號(hào)傳播。

廣播發(fā)射機(jī)是廣播信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備。廣播發(fā)射機(jī)是源于發(fā)射機(jī)技術(shù)，發(fā)射機(jī)技術(shù)及設(shè)備已經(jīng)經(jīng)歷了將近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其最高峰的發(fā)展階段是在計(jì)算機(jī)技術(shù)誕生及高速發(fā)展以后。在發(fā)射機(jī)技術(shù)的影響下，廣播發(fā)射機(jī)也得到了迅速發(fā)展及經(jīng)歷了幾次重大變革。最早時(shí)期的廣播發(fā)射機(jī)是電子管發(fā)射機(jī)，后來(lái)其逐漸發(fā)展為了全固態(tài)PDM機(jī)，再后來(lái)又發(fā)展為了全固態(tài)DAM廣播發(fā)射機(jī)，也是現(xiàn)在所普遍應(yīng)用的廣播發(fā)射機(jī)。經(jīng)過(guò)數(shù)10年的研究、應(yīng)用及發(fā)展更新，目前廣播發(fā)射機(jī)無(wú)論是在設(shè)備本身質(zhì)量上面、還是操作技術(shù)上面，均擁有了極大的突破，這使得其設(shè)備運(yùn)行越來(lái)越穩(wěn)定、故障發(fā)生概率越來(lái)越低、停播率直線下降，以及設(shè)備維修能力和安全播出保障能力也得到了極大提升。

總的來(lái)說(shuō)，廣播的主要作用是在于其能夠及時(shí)發(fā)布國(guó)家、社會(huì)及企事業(yè)團(tuán)體等層面的重要消息，讓群眾和社會(huì)各界及時(shí)了解到相關(guān)信息，尤其是一些自然災(zāi)害信息、疫病信息、反恐防爆信息、應(yīng)急搶險(xiǎn)信息、救援信息、各類特重大事故信息等。通過(guò)廣播來(lái)統(tǒng)一發(fā)布這些信息，既能夠在一定程度上緩解人們的緊張情緒，又方便進(jìn)行統(tǒng)一部署和安排，從而更好地保障社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。由此可見，廣播的重要性是不可替代的。

3.5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾分析

3.1 5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾原因

5G信號(hào)所占用的頻段多是集中分布在幾個(gè)頻段區(qū)間：（1）3300Hz～3400Hz 區(qū)間 ；（2）3400Hz～3600Hz 區(qū)間 ；（3）4800Hz～5000Hz區(qū)間。通過(guò)與中波廣播信號(hào)源的常用頻段分布區(qū)間進(jìn)行比照可以發(fā)現(xiàn)，5G信號(hào)與中波廣播信號(hào)源的常用頻段區(qū)間存在一定的干擾；換言之，5G信號(hào)的傳輸在一定程度上對(duì)我國(guó)目前的中波廣播電視業(yè)務(wù)產(chǎn)生了干擾[1]。

通過(guò)進(jìn)一步的分析來(lái)看，5G信號(hào)與中波廣播信號(hào)源重疊的頻段最主要是分布在2個(gè)頻段：（1）波長(zhǎng)C波段5900Hz～6500Hz上行頻段；（2）波長(zhǎng)C波段3400Hz～4200Hz下行頻段。5G干擾信號(hào)往往會(huì)經(jīng)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備而偽裝成正常的音頻數(shù)據(jù)，從而對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的正常調(diào)制與解調(diào)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致中波廣播發(fā)射臺(tái)站發(fā)生信號(hào)接收錯(cuò)誤[2]。

3.2 5G信號(hào)對(duì)中波廣播發(fā)射臺(tái)站信號(hào)接收系統(tǒng)的干擾模式

5G信號(hào)對(duì)中波廣播發(fā)射臺(tái)站信號(hào)接收系統(tǒng)的干擾模式來(lái)看，其主要具有3種類型：（1）同頻干擾；（2）鄰頻干擾；（3）飽和干擾[3]。首先，當(dāng)5G信號(hào)頻段與中波廣播電視臺(tái)運(yùn)行的信號(hào)頻率相同時(shí)，即會(huì)造成同頻干擾，其重復(fù)的頻段區(qū)間主要集中在3400Hz～3600Hz；當(dāng)5G干擾信號(hào)的波長(zhǎng)約為4000Hz，而中波廣播電視臺(tái)的運(yùn)行設(shè)施又正對(duì)生活區(qū)時(shí)，中波廣播發(fā)射臺(tái)站接受的信號(hào)會(huì)受到干擾，導(dǎo)致信息處理的準(zhǔn)確度降低、錯(cuò)誤概率上升。其次，當(dāng)5G信號(hào)的部分頻段分量進(jìn)入到中波廣播發(fā)射臺(tái)站接收器的有用信號(hào)頻率區(qū)間時(shí)，即會(huì)造成鄰頻干擾，其頻段區(qū)間主要集中在3600Hz～4200Hz，這種情況主要是由于中波廣播衛(wèi)星接收天線的高頻性能所導(dǎo)致的。最后，當(dāng)5G信號(hào)干擾源的總功率＞60dB時(shí)，即會(huì)造成飽和干擾，其信號(hào)波長(zhǎng)主要集中在3400Hz～3700Hz，這種情況主要是由于中波廣播數(shù)據(jù)信號(hào)功率遭受了5G干擾源功率的壓制所導(dǎo)致的[4]。

4.5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾預(yù)防措施

近幾年，隨著5G發(fā)展速度的不斷加快，5G基站的建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大、EMF的空間分布復(fù)雜程度日益提高，相應(yīng)的5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源造成的干擾情況也越來(lái)越嚴(yán)重。在此背景下，必須要進(jìn)一步加強(qiáng)5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾研究，結(jié)合實(shí)際情況采取科學(xué)有效的干擾預(yù)防措施，以盡可能減少中波廣播信號(hào)源所受到的干擾。

4.1 同頻干擾的預(yù)防措施

5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源所造成的同頻干擾的強(qiáng)度，通常是與幾項(xiàng)因素密切相關(guān)：（1）5G信號(hào)的發(fā)射功率，其發(fā)射功率越強(qiáng)則5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源所造成的同頻干擾強(qiáng)度越大，反之則干擾強(qiáng)度越??；（2）5G基站與中波廣播發(fā)射臺(tái)站之間天線的距離，其距離越短則5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源所造成的同頻干擾強(qiáng)度越大，反之則干擾強(qiáng)度越小；（3）中波廣播發(fā)射臺(tái)站接收信號(hào)系統(tǒng)的性能，其性能越差則5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源所造成的同頻干擾強(qiáng)度越大，反之則干擾強(qiáng)度越小[5]。基于此，為了有效減少5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的同頻干擾，應(yīng)盡量加大5G基站與中波廣播發(fā)射臺(tái)站之間天線的距離，并不斷提高中波廣播發(fā)射臺(tái)站接收信號(hào)系統(tǒng)的性能。在具體實(shí)踐中，應(yīng)在進(jìn)行5G基站選址前先做好充分的實(shí)地調(diào)研，詳細(xì)了解區(qū)域廣播衛(wèi)星站及天線接收的基礎(chǔ)建設(shè)情況，并進(jìn)行嚴(yán)密的電磁計(jì)算和環(huán)境測(cè)試，然后再在有關(guān)部門的協(xié)調(diào)下合法建設(shè)5G基站點(diǎn)，以確保廣播衛(wèi)星電視與5G網(wǎng)絡(luò)的和諧共存[6]。

4.2 鄰頻干擾的預(yù)防措施

經(jīng)對(duì)5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的鄰頻干擾進(jìn)行研究可知，通過(guò)將傳統(tǒng)的寬帶低噪聲變頻放大器替換為窄帶低噪聲變頻放大器，并同時(shí)增設(shè)濾波器等設(shè)備，能夠有效降低5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源所造成的鄰頻干擾強(qiáng)度[7]?；诖?，為了有效減少5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的鄰頻干擾，應(yīng)盡量提高中波廣播衛(wèi)星與5G數(shù)據(jù)傳播的效率及中波廣播下行信號(hào)與5G數(shù)據(jù)的偏差程度，使中波廣播下行信號(hào)對(duì)5G數(shù)據(jù)的功率占比得到提升。在具體實(shí)踐中，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際情況來(lái)展開全面分析，采取合理的抗鄰頻干擾方案，以從根本上預(yù)防鄰頻干擾的發(fā)生。

5.結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)實(shí)中5G信號(hào)對(duì)中波廣播信號(hào)源的干擾是不可避免的，但干擾程度有輕有重，可以通過(guò)采取一些科學(xué)有效的手段來(lái)降低其干擾程度。尤其是針對(duì)同頻干擾與鄰頻干擾這2種主要干擾類型，應(yīng)分別制訂合理的抗干擾方案，以降低抗干擾的程度。