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衛(wèi)星通信中的抗干擾技術(shù)

　　衛(wèi)星通信中的抗干擾技術(shù)【1】

　　【摘要】數(shù)字通信作為當(dāng)今遠(yuǎn)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(yīng)用中會(huì)受到各種干擾技術(shù)影響;尤其是開放性系統(tǒng)，通過透明轉(zhuǎn)發(fā)器，很容易被惡意干擾。

　　因此，在實(shí)際工作中，必須深入抗干擾技術(shù)，不斷增強(qiáng)抗毀性和抗干擾能力。

　　本文結(jié)合我國衛(wèi)星通信中的抗干擾技術(shù)，對(duì)衛(wèi)星通信可能遭受的干擾以及常用的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了簡要的探究和闡述。

　　【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信抗干擾擴(kuò)頻技術(shù)軍事處理

　　在軍事應(yīng)用中，衛(wèi)星通信由于傳輸質(zhì)量好、覆蓋領(lǐng)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(dá)點(diǎn)不被地理?xiàng)l件影響等特點(diǎn)，具有良好的實(shí)用價(jià)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(shí)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(jī)、艦載移動(dòng)、機(jī)載干擾與干擾衛(wèi)星等，而機(jī)載式、干擾衛(wèi)星、傘掛式、飛航式干擾機(jī)就會(huì)對(duì)下行鏈路造成干擾。

　　當(dāng)下行鏈路被干擾時(shí)，相對(duì)于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的干擾源，雖然在距離和功率上有很大的優(yōu)勢(shì)，但是在信號(hào)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(dǎo)方式又可以分成：定頻守候、重點(diǎn)搜索、連續(xù)搜索、跳頻跟蹤、擴(kuò)頻跟蹤與轉(zhuǎn)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(dòng)和人工干擾等。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國外有源抗干擾技術(shù)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(jí)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(shù)

　　1、天線抗干擾技術(shù)

　　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(shí)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(hào)。

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

　　MBA(多波束)天線可以根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)變化發(fā)射天線指向，讓波束波及領(lǐng)域隨著用戶變化而變化，也可以恰當(dāng)選擇衛(wèi)星天線波束增強(qiáng)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(yīng)凋零天線，在敵我雙方頻率、幅度、空間范圍不同的基礎(chǔ)上，通過自適應(yīng)加權(quán)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(hào)干擾，讓凋零深度達(dá)到25dB到30dB的范圍。

　　星載智能天線是在自適應(yīng)天線的基礎(chǔ)上，在信號(hào)入口處控制干擾。

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

　　從國外應(yīng)用現(xiàn)狀來看，直接輻射相控陣已經(jīng)廣泛應(yīng)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(kuò)頻抗干擾技術(shù)

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

　　但是從衛(wèi)星通信來說，擴(kuò)頻技術(shù)在抗干擾中擁有更為重要的作用，由于和用戶干擾對(duì)應(yīng)的位置沒有太大關(guān)聯(lián)，所以更具有頑健性。

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

　　使用直接性序列擴(kuò)頻，能讓接收端在接擴(kuò)后成為窄帶信號(hào)，原來頻帶相對(duì)較窄的部分變成寬帶信號(hào)，當(dāng)大部分能量濾除時(shí)，不斷增強(qiáng)信干比。

　　DS直接序列擴(kuò)頻由于提出較早，理論相對(duì)成熟并且容易實(shí)現(xiàn)，因此在衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。

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

　　在擴(kuò)頻相對(duì)較寬的部分，直接序列沒有跳頻實(shí)用。

　　跳頻/直擴(kuò)混合擴(kuò)頻技術(shù)在直接性序列擴(kuò)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(jìn)行抗干擾。

　　三、結(jié)束語

　　衛(wèi)星通信中的抗干擾技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的技術(shù)，對(duì)社會(huì)發(fā)展與科技進(jìn)步具有重要作用。

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

　　參考文獻(xiàn)

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　　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(shù)得到了飛速發(fā)展，然而在衛(wèi)星通信過程中常常會(huì)存在各種各樣的干擾，影響了衛(wèi)星通信信號(hào)的正常傳輸。

　　本文針對(duì)衛(wèi)星通信中的常見干擾進(jìn)行分析，得出了相應(yīng)的處理措施，對(duì)衛(wèi)星通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)有一定的指導(dǎo)意義。

　　【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通信 干擾 處理措施 趨勢(shì)

　　一、前言

　　衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一個(gè)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(duì)衛(wèi)星通信中的常見干擾的原因進(jìn)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(shè)備的雜波干擾。

　　產(chǎn)生干擾的原因包括：設(shè)備雜散指標(biāo)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(kuò)散;上變頻器、功放的工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，造成載波噪聲。

　　處理措施：處理好這類干擾需要嚴(yán)格做好設(shè)備的人網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試，確保雜波功率限制在規(guī)定的范圍之內(nèi);認(rèn)真研究設(shè)備的'使用操作說明，正確設(shè)置設(shè)備的工作點(diǎn)、調(diào)整或更換設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理匹配組合，消除超標(biāo)雜波;嚴(yán)格按照入網(wǎng)測(cè)試時(shí)標(biāo)定的功率電平工作，定期進(jìn)行各環(huán)節(jié)測(cè)試;設(shè)備更新時(shí)先通電經(jīng)測(cè)試確認(rèn)指標(biāo)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(dá)、無線電視、調(diào)頻廣播、尋呼業(yè)務(wù)、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(shè)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(shí)都已經(jīng)進(jìn)行過環(huán)境電磁測(cè)試，都應(yīng)該符合建站要求，但隨著社會(huì)的發(fā)展，城市建設(shè)的擴(kuò)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(huì)越來越多。

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

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

　　我們?cè)鴮?duì)幾個(gè)反映廣東衛(wèi)視節(jié)目接收不好的地方進(jìn)行過實(shí)地測(cè)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(yīng)定期對(duì)自己周圍環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，特別是對(duì)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(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

　　(3)日凌干擾。

　　每年的春分和秋分前后，當(dāng)衛(wèi)星處于太陽和地球之間時(shí)，地球站天線在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也會(huì)對(duì)準(zhǔn)太陽。

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

　　嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致中斷，通常稱為日凌中斷。

　　處理措施：對(duì)于日凌干擾，目前尚無有效的方法來避免，一般衛(wèi)星運(yùn)營商的業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)部門都會(huì)把各地的日凌時(shí)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(zhǔn)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(shí)，由于功放容量儲(chǔ)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(biāo)，使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器被推至非線性工作區(qū)，導(dǎo)致下行時(shí)互調(diào)特性惡化。

　　處理措施：嚴(yán)格配合衛(wèi)星入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試，確保上行時(shí)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(yán)格相等并在功放的線性工作區(qū)，加強(qiáng)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(hào)的頻帶出現(xiàn)重疊，沒有足夠的保護(hù)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(cè)試時(shí)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(shù)要求。

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

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

　　(6)設(shè)備故障干擾。

　　設(shè)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(shè)備故障兩大類，而地面設(shè)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(zhuǎn)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(fēng)暴等宇宙高能粒子“轟擊”，衛(wèi)星的控制器件可能會(huì)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(guān)鍵器件都有備份且可以及時(shí)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(fù)，就只能轉(zhuǎn)星。

　　如果只是涉及到某個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，可以采取換轉(zhuǎn)發(fā)器的方法。

　?、诘孛嬖O(shè)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(hào)通過上行中頻電纜又重新轉(zhuǎn)發(fā)到衛(wèi)星上，從而對(duì)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(hào)很弱時(shí)，加上地球站的收發(fā)有一定的隔離，通常不會(huì)在衛(wèi)星頻譜上顯示出來，也就不會(huì)對(duì)其他用戶構(gòu)成干擾。

　　但是當(dāng)衛(wèi)星上有某個(gè)用戶功率較大時(shí)，中頻收發(fā)隔離不好的地球站就會(huì)把這個(gè)載波二次轉(zhuǎn)發(fā)上來。

　　處理措施：要避免中頻轉(zhuǎn)發(fā)干擾就要找到它。

　　假定轉(zhuǎn)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(shè)定頻率+20～30MHz的載波能夠進(jìn)入中頻電纜，即使中頻上行頻率沒有設(shè)在70MHz，也只能影響到相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)器。

　　所以查找的目標(biāo)應(yīng)該首先考慮本轉(zhuǎn)發(fā)器，其次是相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)器。

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

　　消失了，可以再反復(fù)關(guān)開幾次進(jìn)行驗(yàn)證。

　　仍然存在，就可以繼續(xù)查找其他用戶。

　　注意，有時(shí)候一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器上會(huì)同時(shí)有幾個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)干擾存在，特別是存在VSAT用戶的時(shí)候。

　　找到產(chǎn)生干擾的用戶以后，應(yīng)該讓該用戶檢查收發(fā)中頻電纜，必要時(shí)應(yīng)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(shì)

　　隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信的使用范圍越來越廣，服務(wù)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(gè)國家的經(jīng)濟(jì)、國防發(fā)展密切相關(guān)，未來衛(wèi)星通信將沿著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、以及信息化這“三化”方向前進(jìn)，針對(duì)衛(wèi)星通信的未來發(fā)展趨勢(shì)而言，我們應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高頻段頻譜的利用率，同時(shí)將IP與ATM技術(shù)相結(jié)合去建立衛(wèi)星寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)――國家信息高速公路;要進(jìn)一步去實(shí)現(xiàn)建立小型化、智能化、經(jīng)濟(jì)化未來的衛(wèi)星通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間可以利用衛(wèi)星進(jìn)行通信。

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

　　四、結(jié)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(jié)果。

　　目前的研究技術(shù)對(duì)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(yīng)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(xiàn)

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

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