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衛(wèi)星通信中的抗干擾技術

　　衛(wèi)星通信中的抗干擾技術【1】

　　【摘要】數(shù)字通信作為當今遠程通信的主要手段，是通信的重要組成部分。

　　衛(wèi)星通信受環(huán)境和自身因素影響，在應用中會受到各種干擾技術影響;尤其是開放性系統(tǒng)，通過透明轉發(fā)器，很容易被惡意干擾。

　　因此，在實際工作中，必須深入抗干擾技術，不斷增強抗毀性和抗干擾能力。

　　本文結合我國衛(wèi)星通信中的抗干擾技術，對衛(wèi)星通信可能遭受的干擾以及常用的抗干擾技術進行了簡要的探究和闡述。

　　【關鍵詞】衛(wèi)星通信抗干擾擴頻技術軍事處理

　　在軍事應用中，衛(wèi)星通信由于傳輸質(zhì)量好、覆蓋領域廣、配置快速、建網(wǎng)便利、通信投資和通信距離沒有太大聯(lián)系、到達點不被地理條件影響等特點，具有良好的實用價值。

　　它不僅解決了大容量、寬頻帶、高速率的處理，在傳輸和交換過程中，還能為戰(zhàn)時需求提供抗干擾、保密的通信保障和指揮，具有良好的抗干擾能力。

　　一、衛(wèi)星通信可能遭受的干擾

　　在衛(wèi)星通信中，上行鏈路可能承受的干擾源主要有：車載、固定式干擾機、艦載移動、機載干擾與干擾衛(wèi)星等，而機載式、干擾衛(wèi)星、傘掛式、飛航式干擾機就會對下行鏈路造成干擾。

　　當下行鏈路被干擾時，相對于衛(wèi)星轉發(fā)器的干擾源，雖然在距離和功率上有很大的優(yōu)勢，但是在信號輻射與覆蓋面積上仍然存在很大局限。

　　在無線通信系統(tǒng)中，根據(jù)干擾類型，有多種分類方法。

　　根據(jù)形成方式可以分成攪拌式、壓制式干擾;根據(jù)引導方式又可以分成：定頻守候、重點搜索、連續(xù)搜索、跳頻跟蹤、擴頻跟蹤與轉發(fā)式干擾;根據(jù)頻譜形式又可以分成：阻塞、部分頻帶、掃頻式干擾等;根據(jù)發(fā)射控制又可以分成：自動和人工干擾等。

　　隨著科學技術的快速發(fā)展，國外有源抗干擾技術已經(jīng)在0.5GHz到20GHz之間，甚至更高，干擾功率已經(jīng)上百千瓦，峰值功率可以在106W級之上，并且還可以生成多種形式的干擾。

　　二、衛(wèi)星通信中的抗干擾技術

　　1、天線抗干擾技術

　　由于衛(wèi)星通信分布在不同的空間、地域，極容易受到各種因素干擾，所以必須實現(xiàn)衛(wèi)星覆蓋的靈活優(yōu)化，讓接收天線能最大限度的接收信號。

　　天線抗干擾技術作為衛(wèi)星通信最常用的措施，主要包括：自適應凋零、多波束與智能天線技術。

　　MBA(多波束)天線可以根據(jù)戰(zhàn)場變化發(fā)射天線指向，讓波束波及領域隨著用戶變化而變化，也可以恰當選擇衛(wèi)星天線波束增強系統(tǒng)抗干擾能力。

　　經(jīng)過過年的研究歷程，多波束天線主要有：反射式、透射式與直接輻射MBA。

　　自適應凋零天線，在敵我雙方頻率、幅度、空間范圍不同的基礎上，通過自適應加權的方式，優(yōu)化、控制天線陣方向圖;通過在干擾源產(chǎn)生深度凋零，減少信號干擾，讓凋零深度達到25dB到30dB的范圍。

　　星載智能天線是在自適應天線的基礎上，在信號入口處控制干擾。

　　它的基本思想是天線陣能產(chǎn)生多個子波束覆蓋地面，并且每個子波束都能自動調(diào)整零點和指向，讓其始終處于最佳狀態(tài)。

　　從國外應用現(xiàn)狀來看，直接輻射相控陣已經(jīng)廣泛應用到衛(wèi)星天線中，而高頻通道和天線單元數(shù)目要比透射式和反射式多，所以透射式和反射式稱為了MBA的最佳選擇。

　　2、擴頻抗干擾技術

　　從無線通信的角度來看，無線陣列與擴頻相結合的技術，基本上能滿足抗干擾要求。

　　但是從衛(wèi)星通信來說，擴頻技術在抗干擾中擁有更為重要的作用，由于和用戶干擾對應的位置沒有太大關聯(lián)，所以更具有頑健性。

　　目前，擴頻技術已經(jīng)成為衛(wèi)星通信中最基本的抗干擾技術，主要包括跳頻和序列擴頻技術和組合形式。

　　使用直接性序列擴頻，能讓接收端在接擴后成為窄帶信號，原來頻帶相對較窄的部分變成寬帶信號，當大部分能量濾除時，不斷增強信干比。

　　DS直接序列擴頻由于提出較早，理論相對成熟并且容易實現(xiàn)，因此在衛(wèi)星通信抗干擾技術中被廣泛應用。

　　跳頻在衛(wèi)星通信中使用了載波頻率，由于載頻會花費大量時間，所以在突發(fā)性傳輸中具有很大的抗干擾能力。

　　在擴頻相對較寬的部分，直接序列沒有跳頻實用。

　　跳頻/直擴混合擴頻技術在直接性序列擴頻的條件下，添加了載波跳變的功能，由于具有FH與DS的雙重功能，所以更能持久有效的進行抗干擾。

　　三、結束語

　　衛(wèi)星通信中的抗干擾技術作為一項系統(tǒng)復雜的技術，對社會發(fā)展與科技進步具有重要作用。

　　因此，在實際工作中，必須根據(jù)衛(wèi)星通信中可能存在的干擾和實際情況，探索多種通信體制，提高組網(wǎng)靈活性與應用成果。

　　參考文獻

　　[1]谷春燕，陳新富，易克初等.衛(wèi)星通信抗干擾技術的發(fā)展趨勢[J].系統(tǒng)工程與電子技術，2004，26(12)：1793-1797

　　[2]柴焱杰，孫繼銀，李琳琳等.衛(wèi)星通信抗干擾技術綜述[J].現(xiàn)代防御技術，2011，39(3)：113-117

　　[3]王甲琛，王凡.衛(wèi)星通信抗干擾技術的發(fā)展與擴頻技術[J].硅谷，2010，(5)：8，119

　　衛(wèi)星通信中的干擾及處理措施【2】

　　【摘要】 目前，我國衛(wèi)星通信技術得到了飛速發(fā)展，然而在衛(wèi)星通信過程中常常會存在各種各樣的干擾，影響了衛(wèi)星通信信號的正常傳輸。

　　本文針對衛(wèi)星通信中的常見干擾進行分析，得出了相應的處理措施，對衛(wèi)星通信技術的未來發(fā)展趨勢有一定的指導意義。

　　【關鍵詞】 衛(wèi)星通信 干擾 處理措施 趨勢

　　一、前言

　　衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一個開放式的系統(tǒng)，然而在衛(wèi)星通信中的干擾有自然原因也有一定的人為原因，本文對衛(wèi)星通信中的常見干擾的原因進行了探討，旨在通過分析探討把造成衛(wèi)星通信干擾的因素盡可能的降低或者避免。

　　二、衛(wèi)星通信中的常見的干擾及其處理措施

　　(1)地面干擾。

　　地球站設備的雜波干擾。

　　產(chǎn)生干擾的原因包括：設備雜散指標不合格，工作載波中帶有雜波或諧波;調(diào)制器、上變頻器輸出電平過高，或者“功放”工作非線性，出現(xiàn)頻譜擴散;上變頻器、功放的工作點設置不當，造成載波噪聲。

　　處理措施：處理好這類干擾需要嚴格做好設備的人網(wǎng)驗證測試，確保雜波功率限制在規(guī)定的范圍之內(nèi);認真研究設備的'使用操作說明，正確設置設備的工作點、調(diào)整或更換設備，對設備進行合理匹配組合，消除超標雜波;嚴格按照入網(wǎng)測試時標定的功率電平工作，定期進行各環(huán)節(jié)測試;設備更新時先通電經(jīng)測試確認指標合格再投人使用。

　　(2)電磁干擾。

　　由于地面存在著大量的微波、雷達、無線電視、調(diào)頻廣播、尋呼業(yè)務、工業(yè)電噪聲等，這些干擾源串入用戶站，通過上行鏈路發(fā)射上星造成上行干擾或串人下行鏈路造成接收干擾;用戶站設備接地不良，接地電阻過高;電纜屏蔽性能差，電纜插頭接地不良;鏈路電平配置不合理。

　　處理措施：所有的衛(wèi)星地球站在選址時都已經(jīng)進行過環(huán)境電磁測試，都應該符合建站要求，但隨著社會的發(fā)展，城市建設的擴張，一些原來處于市郊、電磁環(huán)境比較好的地球站受到干擾會越來越多。

　　對于接收用戶站來說，所處的環(huán)境更是復雜多樣，受到電磁干擾隨處可見。

　　在日常工作中應經(jīng)常檢查所有設備接地是否可靠、機房總接地電阻滿足設備要求、站內(nèi)連接室內(nèi)外設備的電纜必須具有良好的屏蔽性能，應采用雙屏蔽電纜，接頭連接良好;發(fā)現(xiàn)干擾及時分析判斷，查出干擾來源點，縮小查找范圍;采取簡易可行、不影響業(yè)務的測試方法和措施排除干擾。

　　我們曾對幾個反映廣東衛(wèi)視節(jié)目接收不好的地方進行過實地測試，發(fā)現(xiàn)這些地方都是由于附近都有相近頻率微波干擾所致。

　　因此，有條件的站應定期對自己周圍環(huán)境進行測試，特別是對自己所用的頻率范圍，如C波段上行6GHz、下行4GHz左右，1GHz左右，70MHz中頻等頻率進行重點監(jiān)測。

　　(3)日凌干擾。

　　每年的春分和秋分前后，當衛(wèi)星處于太陽和地球之間時，地球站天線在對準衛(wèi)星的同時也會對準太陽。

　　此時太陽的強烈輻射噪聲會使正常的衛(wèi)星通信接收受到影響，即為日凌干擾。

　　嚴重的可能會導致中斷，通常稱為日凌中斷。

　　處理措施：對于日凌干擾，目前尚無有效的方法來避免，一般衛(wèi)星運營商的業(yè)務監(jiān)測部門都會把各地的日凌時間表發(fā)送給用戶或者放在網(wǎng)站上，以便用戶提前做好準備。

　　(4)互調(diào)干擾。

　　一般存在于上行站處于多載波工作狀態(tài)時，由于功放容量儲備不足，回退不夠，三階互調(diào)分量超過規(guī)定;或上行發(fā)射功率超標，使衛(wèi)星轉發(fā)器被推至非線性工作區(qū)，導致下行時互調(diào)特性惡化。

　　處理措施：嚴格配合衛(wèi)星入網(wǎng)驗證測試，確保上行時三階互調(diào)抑制比滿足要求;確保各載波在調(diào)制器、上變頻輸出、功放輸入電平嚴格相等并在功放的線性工作區(qū)，加強上行載波監(jiān)視。

　　(5)相鄰信道干擾。

　　用戶載波頻率分配與相鄰信號的頻帶出現(xiàn)重疊，沒有足夠的保護帶寬;用戶載波頻譜特性不符合要求，噪底過高或出現(xiàn)副瓣。

　　在入網(wǎng)測試時必須保證上行載波頻譜在分配頻帶范圍之內(nèi)，并確保載波的調(diào)制特性符合衛(wèi)星公司的技術要求。

　　處理措施：在多載波同一轉發(fā)器使用時也會出現(xiàn)交調(diào)干擾，為避免交調(diào)干擾，轉發(fā)器必須工作在足夠的回退點。

　　現(xiàn)在我們國內(nèi)大多數(shù)省臺上星節(jié)目都是幾個節(jié)目共用一個轉發(fā)器，因此同一轉發(fā)器用戶相互之間也應該加強溝通，互相監(jiān)測，不要隨意加大上行功率，以保證轉發(fā)器工作在線性。

　　(6)設備故障干擾。

　　設備故障所引起的干擾是衛(wèi)星通信最常見的干擾之一，主要分為衛(wèi)星故障和地面設備故障兩大類，而地面設備故障又分很多種情況。

　?、傩l(wèi)星故障干擾。

　　衛(wèi)星故障指的是通信衛(wèi)星的整星或者某轉發(fā)器失效或者故障。

　　由于衛(wèi)星處在惡劣的太空環(huán)境，受太陽風暴等宇宙高能粒子“轟擊”，衛(wèi)星的控制器件可能會誤操作或者損壞，衛(wèi)星的姿態(tài)也可能受到影響。

　　雖然現(xiàn)代通信衛(wèi)星大多關鍵器件都有備份且可以及時切換，但是仍可能有很多意想不到的情況。

　　出現(xiàn)了這種情況，如果是整星故障且不能恢復，就只能轉星。

　　如果只是涉及到某個轉發(fā)器，可以采取換轉發(fā)器的方法。

　?、诘孛嬖O備故障干擾。

　　由于地球站的中頻電纜接頭松脫、虛接、電纜破裂等原因，使中頻電纜的收發(fā)隔離不好，將接收到的中頻信號通過上行中頻電纜又重新轉發(fā)到衛(wèi)星上，從而對其他用戶產(chǎn)生干擾。

　　這些干擾在地球站接收頻段內(nèi)的信號很弱時，加上地球站的收發(fā)有一定的隔離，通常不會在衛(wèi)星頻譜上顯示出來，也就不會對其他用戶構成干擾。

　　但是當衛(wèi)星上有某個用戶功率較大時，中頻收發(fā)隔離不好的地球站就會把這個載波二次轉發(fā)上來。

　　處理措施：要避免中頻轉發(fā)干擾就要找到它。

　　假定轉發(fā)器帶寬為常見的36MHz，經(jīng)地球站的ODU或者下變頻器，只有ODU或者下變頻器設定頻率+20～30MHz的載波能夠進入中頻電纜，即使中頻上行頻率沒有設在70MHz，也只能影響到相鄰的轉發(fā)器。

　　所以查找的目標應該首先考慮本轉發(fā)器，其次是相鄰的轉發(fā)器。

　　查找的方法是讓用戶將上行功放電源關閉，看本轉發(fā)器上單載波旁邊的轉發(fā)干擾是否消失。

　　消失了，可以再反復關開幾次進行驗證。

　　仍然存在，就可以繼續(xù)查找其他用戶。

　　注意，有時候一個轉發(fā)器上會同時有幾個轉發(fā)干擾存在，特別是存在VSAT用戶的時候。

　　找到產(chǎn)生干擾的用戶以后，應該讓該用戶檢查收發(fā)中頻電纜，必要時應該更換，直到徹底解決問題。

　　三、衛(wèi)星通信系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢

　　隨著衛(wèi)星通信技術的發(fā)展，衛(wèi)星通信的使用范圍越來越廣，服務水平也越來越高，雖然衛(wèi)星通信在發(fā)展的過程中遇到了不小的困難，遭受了很大挫折，但是衛(wèi)星通信的前景依然讓人看好。

　　衛(wèi)星通信的發(fā)展與一個國家的經(jīng)濟、國防發(fā)展密切相關，未來衛(wèi)星通信將沿著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、以及信息化這“三化”方向前進，針對衛(wèi)星通信的未來發(fā)展趨勢而言，我們應該在現(xiàn)有的基礎上提高頻段頻譜的利用率，同時將IP與ATM技術相結合去建立衛(wèi)星寬帶綜合業(yè)務數(shù)字通信網(wǎng)――國家信息高速公路;要進一步去實現(xiàn)建立小型化、智能化、經(jīng)濟化未來的衛(wèi)星通信網(wǎng)，實現(xiàn)移動用戶間可以利用衛(wèi)星進行通信。

　　而不再需要基站;如果將衛(wèi)星與Internet網(wǎng)絡相連，實現(xiàn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術，這樣就可以利用寬帶衛(wèi)星進行雙向傳輸，并且下載和地面網(wǎng)絡反饋的速度也得到了大幅提升，同時也大大減輕了頻譜擁擠現(xiàn)象以及抗干擾能力。

　　四、結束語

　　綜上所述，衛(wèi)星通信系統(tǒng)受到的干擾是多種多樣的，是各種因素共同作用的結果。

　　目前的研究技術對這些存在的干擾只能采取一定的防治措施，并不能完全避免和解除，通過采取相應的處理措施盡可能的保障衛(wèi)星通信的正常暢通。

　　參 考 文 獻

　　[1] 王仲民. 衛(wèi)星通信技術的新發(fā)展[J]. 通信學報，2011，27(8)

　　[2] 魯春叢. 中國衛(wèi)星通信發(fā)展戰(zhàn)略若干問題研究[J]. 電信科學，2012(12)

　　[3] 丁龍剛. 衛(wèi)星通信技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2012

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