广播电视工程技术中的微波信号保护研究

张 俊

（安庆市新闻传媒中心，安徽 安庆 246000）

0 引 言

当前，微波信号远距离传输的条件要求较高，要满足特定的传输信号通道要求，而城市的发展、高层建筑的增多，在一定程度上影响了微波信号的传输。基于此，做好广播电视微波信号传输保护方案研究，确保微波信号能够被清晰稳定地有效传送，是广播电视工程需要重视的核心内容之一。基于此，本文探讨了广播电视工程中微波信号的传输阻碍问题，并且构建了微波信号传输保障方案，针对这一方案进行了有效性评估。希望通过这些研究，能够有效推动广播电视工程技术中的微波信号保护能力增强。

1 广播电视工程技术中的微波信号传输阻碍

目前，在广播电视工程技术中，微波信号的传输条件要求仍然相对较高，特定的微波信号传输必须符合一定的传输通道空间要求，保证信号传播通道内部没有障碍物的阻挡，使微波信号具有稳定的视通能力，以便于广播电视信号能够正常稳定地传播[1]。然而，随着经济的发展，城市建设不断推进，城市高层建筑不断出现，这就使得一些广播电视微波信号传输通道被高层建筑物所阻挡，在一定程度上影响了广播电视微波信号的传输[2]。

2 构建广播电视工程技术中的微波信号传输保障方案

2.1 拓宽微波信号传输保护的菲涅尔区域

一般而言，广播电视微波信号传输过程需要符合特定的微波传输空间参数。这些参数指的是微波信号传输时，其轴线平行距离与传输通道所遇到的障碍物之间的长度。如果广播电视微波信号在传输过程中遇到许多高层建筑物，将会使微波信号的传输空间和传输参数发生变化，从而影响广播电视微波信号的稳定传输。此外，高山、丘陵等复杂地形状况也会给广播电视微波信号的传输带来一定的阻碍，甚至导致信号出现反射等现象[3]。

基于此，要保障广播电视工程中的微波信号的远距离平稳传输，就需要对影响微波信号传输的阻碍因素进行全面分析，建立有效的微波信号传输保障方案，解决阻碍物对广播电视微波信号的远距离传播可能产生的阻碍问题[4]。

首先，基于当前的微波信号传输解决方案，需要引入微波信号传输保护菲涅尔区域概念。所谓菲涅耳区域，指的是无线信号通过信号发射装置进行传输的最大覆盖面积。一般在广播电视微波信号由信号发射装置发射出来之后，其信号会以扇形传播的模式，形成一个椭圆形信号覆盖区域，这一区域被称为广播电视微波信号的菲涅尔区域。如果在广播电视信号传输过程中，菲涅尔区域被高大的建筑物或山体所阻隔，就会导致这一区域内广播电视微波信号传输能力下降，传输信号的能量值减弱，甚至微波信号直接丢失。因此，要保证微波信号能够稳定有效地远距离传输，就必须保证广播电视微波信号传输过程的菲涅耳区域没有障碍物阻隔。基于此，可以通过全面拓宽广播电视微波信号的菲涅耳区域，来提高广播电视微波信号的远距离传输能力[5]。

不同的信号发射端和信号接收端之间存在着一个最大的菲涅耳区域直径，这一最大的菲涅耳区域直径可以随着广播电视信号发射装置和接收装置的变化而产生不同的变化。这样确定了微波信号的菲涅耳区域最大直径之后，就可以在菲涅耳区域内部寻找阻碍信号传输的阻碍物，如高层建筑或高大山体等。在这些高层建筑或高大山体之上设置广播电视信号接收装置，从而使整个无线传输菲涅耳区域能够形成连续化的区域分布，从而保障广播电视微波信号的传输能力，如图1所示。

图1 菲涅尔区域的设置

2.2 构建同步数字体系（SDH）多元传输架构

在构建广播电视工程基础的微波信号传输保障方案时，通过建立同步数字体系（SDH）多元传输架构也可以有效地实现广播电视微波信号的安全、顺畅传播。同步数字体系是为构建不同速率的数字信号传输系统提供不同等级的信息结构而设置的一种数字体系。

一般广播电视机构可以利用广播电视信号机房来设置同步数字体系网元和同步数字板卡。通过设备的设置，构建同步数字体系多元传输模式。这种模式建立之后，可以与单路由体系中的广播电视网络信号形成互联传输环状网络架构。

由于同步数字体系是一种多元传输和自动保护功能十分强大的路由系统，因此该系统可以通过自主授权来实现对广播电视传输信号和传输通路的全面管理和保障。

一般而言，构建同步数字体系多元传输架构所使用的设备主要有光缆光纤、接续盒、LC适配器、面板耦合器以及网络机柜等机器设备。光缆需要用18～20芯的光缆，光纤接续盒按照地埋的方式进行接续，耦合器可以使用单模LC双工耦合器。

通过以上同步数字体系多元传输架构设备参数的选取和设备的全面铺设，可以实现广播电视发射装置与光纤网络装置的互联互通，实现多元网络的一致化管理，从而构建了同步数字体系，进而实现不同广播电视微波信号的同速率传播和有效管理。借助于设备互联传输模式，实现了多元化的广播电视微波信号多通路传输，有效地解决了广播电视微波信号传输中的信号阻碍问题。

2.3 分散全面收集微波信号

广播电视信号在传输中受到各种阻碍物的影响和其他因素的干扰，可能导致广播电视信号传输过程中信号能量弱化，信号传输面积缩小，信号传输能力不足。为了解决这个问题，可以在广播电视微波信号传输系统中设置信号传输均衡器，从而通过减少广播电视微波信号传输时间、提高广播电视微波信号传输通道能量的方式，来分散化地进行信号传输。在信号接收端，设置广播电视微波信号收集器，对广播电视微波信号进行收集合成，全面加工，最终强化广播电视信号的接收。

在广播电视微波信号分散化传输和集中接收时，微波信号接收器应当选取垂直方向上的微波信号进行接收，采用交叉极化的方式，完成信号的全面收集。

由于广播电视微波信号的传输是一个一体化、连续性的传输体系，某一个信号传输点出现问题，将导致整个广播电视微波信号传输体系产生严重的信号弱化，影响整个信号传输系统的稳定开展，因此要实施分散化的、全面型的广播电视微波信号收集，尽量采用环状微波信号传输模式，建立有效的环状微波信号网络架构，以应对某个单一传输节点失效时的信号传输问题。

完成广播电视微波传输信号分散全面收集之后，还要加强广播电视微波传输信号的实时监测，要对接收到的一系列广播电视微波信号进行全面的分析研究，实时检查广播电视微波信号的传输速率和传输失真状况。同时还要将广播电视微波信号传输通道的保护，作为一个整体性的方案框架，嵌入到城市的规划建设发展中，确保广播电视微波信号传输能够有效规避建筑物的阻挡。

3 对广播电视工程技术中的微波信号传输保障方案的有效性进行评估

以上本文基于广播电视工程技术的微波信号传输模式，设定了广播电视微波信号的传输通道保障方案，通过拓宽微波信号传输保护的菲涅尔区域，构建同步数字体系、多元传输结构、分散全面收集微波信号等三个方面，来全面保障广播电视微波信号传输通道和传输过程的安全稳定性。

下面为验证这一整套广播电视微波信号传输保障方案的有效性，本文基于创新后的广播电视微波信号传输保障方案与传统的广播电视信道保护技术进行实验对比分析。研究二者之间的PRBS检测流通性效率。

首先通过将传统的广播电视微波信号传输通道作为对照组，将新构建的广播电视微波信号传输保障方案作为实验组，进行实验测试，测试这两种不同广播电视微波信号传输保障模式的下的比特率。比特率又称“二进制位速率”，俗称“码率”，表示单位时间内传送的比特数目，用于衡量波流、信息流的传送速度。这里使用上海精密仪器仪表有限公司的PCM信道测试仪，接入两种不同广播电视微波信号传输保障模式下的电路，进行比特率大小测试，得出两种模式下的比特率大小进行对比。比特率大的代表广播电视微波信号传输速率大，信号传输通道更通畅。

其次，测试两种不同广播电视微波信号传输保障模式下，广播电视微波传输信号的PRBS值。PRBS检测是利用PRBS技术产生PRBS码流即伪随机码，通过统计PRBS码流的错误比特数和总的比特数，计算出信号通道的误码率，表征信号的连通性。该数值越大代表信号的连通性越好，误码率越小。本文使用PRBS发射机接入两种不同广播电视微波信号传输保障模式下的电路进行检测，得出两种模式下的PRBS大小进行对比。

本文通过构建广播电视信号传输通道电路，设置特定的时间状态内置信号接口，将不同的信号使用PCM信道测试仪、PRBS发射机对广播电视微波电视信号输入输出的强度进行对比测试，结果如表1所示。

表1 广播电视信道保护技术实验对比分析

从结果可知，实验组新构建的广播电视微波信号传输保障方案，其比特率为2 068 kb·s-1，而对照组传统的广播电视微波信号传输通道的比特率为1 054 kb·s-1，表明新构建的广播电视微波信号传输保障方案信号传输速率大，信号传输通道更通畅。

实验组新构建的广播电视微波信号传输保障方案，其PRBS测试值为45×10-6，而对照组传统的广播电视微波信号传输通道其PRBS测试值为38×10-6，表明新构建的广播电视微波信号传输保障方案广播电视微波信号连通性越好，误码率越小。

可见，本文提出的新型微波信号传输保障模式，将会更好地促进广播电视工程技术中的微波信号通道保护。

4 结 语

新时期，广播电视工程技术中的微波信号保护是一个系统性工程。随着技术的进步，有更多的新型广播电视微波信号传输通道保障技术不断加入到微波信号保障体系中来。通过综合的微波信号传输通道保障策略和保障方法，能够使得广播电视微波信号传输通道的保障能力持续加强。今后也会有更全面的保障方案得以建立。只有构建这种持续化改进思维，才能不断促进广播电视工程技术中的微波信号保护能力越来越强，提高广播电视工程中的微波信号传输稳定性、安全性。