影響衛(wèi)星通信質(zhì)量因素的思考與總結(jié)

張慎昊 尹佳

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，衛(wèi)星通信進(jìn)入人們的生活并不斷的擴(kuò)大適用領(lǐng)域。目前，通過(guò)衛(wèi)星無(wú)線通信可用為衛(wèi)星電視、通訊技術(shù)、GPS技術(shù)、測(cè)繪、氣象預(yù)報(bào)、軍事等諸多領(lǐng)域。這些領(lǐng)域都是通過(guò)衛(wèi)星無(wú)線通信從一個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)接口傳到另一指定衛(wèi)星系統(tǒng)接口中，這期間會(huì)有很多阻礙因素影響衛(wèi)星通信的質(zhì)量。本文針對(duì)影響衛(wèi)星通信質(zhì)量的因素進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；通信質(zhì)量；GPS技術(shù)

衛(wèi)星通信是使用高頻率的電磁波，將數(shù)據(jù)通過(guò)地面發(fā)射站發(fā)射到衛(wèi)星，再通過(guò)衛(wèi)星下發(fā)到指定地面接收站，衛(wèi)星通信的數(shù)據(jù)需要通過(guò)大氣層再到達(dá)地面或衛(wèi)星中。這是一種新興科技的誕生，并且傳送通信的成本與距離無(wú)關(guān)，連接性強(qiáng)且廣、容量大、裝載業(yè)務(wù)類型多，十分方便人們的生活應(yīng)用。但是影響衛(wèi)星通信的因素也有很多，主要是相鄰衛(wèi)星之間產(chǎn)生的干擾、傳輸中非線性產(chǎn)生的干擾和系統(tǒng)極化產(chǎn)生的干擾問(wèn)題，甚至有因?yàn)樵O(shè)備故障或操作失誤產(chǎn)生的干擾都將影響衛(wèi)星通信質(zhì)量。

1 影響衛(wèi)星通信質(zhì)量的因素

1.1 相鄰衛(wèi)星產(chǎn)生的干擾

衛(wèi)星與衛(wèi)星之間能夠并存，但衛(wèi)星之間的衛(wèi)星網(wǎng)會(huì)彼此產(chǎn)生干擾。由于衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的距離較小，通信軌道之間相近。受干擾程度的大小由衛(wèi)星天線決定，天線的輻射越大，受干擾性越大。天線輻射的大部分功率集中在主瓣內(nèi)，剩余一部分功率由旁瓣傳輸，接受的天線同樣是將功率的大部分由主瓣接收，小部分輻射由旁瓣傳送，旁瓣輻射的傳輸便會(huì)影響到相鄰衛(wèi)星的傳輸質(zhì)量[1]。

1.2 傳輸非線性產(chǎn)生的互調(diào)干擾

傳輸非線性的管內(nèi)傳輸是將功率放大，功率放大后傳輸多載波，在總輸出功率達(dá)到一定飽和的輸出功率時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生傳輸非線性互調(diào)干擾。產(chǎn)生這種干擾的原因有二：

⑴上行衛(wèi)星接收站的功放處于多載波工作狀態(tài)，但功放的儲(chǔ)量不足，回退量也不夠，階段互調(diào)分量高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

⑵當(dāng)下行衛(wèi)星接收站的功放處于多載波工作狀態(tài)時(shí)，用戶向衛(wèi)星中傳輸?shù)墓β蔬^(guò)高，轉(zhuǎn)發(fā)器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到非線性工作區(qū)，這也形成了干擾。

1.3 系統(tǒng)極化產(chǎn)生的干擾

數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，為了能夠充分的使用資源頻率，衛(wèi)星通信將采用正交極化頻率復(fù)用方式。兩個(gè)正交軌道間，系統(tǒng)的極化產(chǎn)生了干擾。這種干擾被稱作交叉極化干擾。產(chǎn)生這種干擾的原因有二：

⑴正常傳輸過(guò)程中，兩正交極化波之間完全隔離，不產(chǎn)生干擾，但是衛(wèi)星接收站的天線和傳輸軌道不通暢則會(huì)產(chǎn)生干擾。

⑵反極化轉(zhuǎn)發(fā)器用戶，衛(wèi)星接收站天線系統(tǒng)的發(fā)射交叉極化隔離度沒(méi)有調(diào)整好，上行交叉極化分量過(guò)多，用戶天線接收的極化沒(méi)有做有效調(diào)整，造成了下行干擾。

2 降低影響的措施

2.1 降低相鄰衛(wèi)星之間的干擾方法

⑴將衛(wèi)星天線之間的距離標(biāo)準(zhǔn)化，正確安裝天線。天線旁瓣的傳輸便是由天線的自身缺陷引起的，正確安裝和標(biāo)準(zhǔn)安放距離可將干擾降低。

⑵天線的接入口不允許小于1米的天線入網(wǎng)。天線小于1米時(shí)，系統(tǒng)容量將會(huì)降低，小天線也會(huì)控制旁瓣輻射[2]。

⑶檢查天線旁瓣，通過(guò)衛(wèi)星接收站向發(fā)射方向檢查天線和發(fā)射旁瓣的特性，任何沒(méi)有達(dá)到天線旁瓣特征指標(biāo)的衛(wèi)星接收站都不能進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)。

2.2 降低傳輸非線性的互調(diào)干擾方法

⑴衛(wèi)星接收站和轉(zhuǎn)發(fā)器的功率放大器將輸出的功率大大降低飽和輸出功率，留有一部分輸出回退量來(lái)避免互調(diào)干擾。

⑵對(duì)于用戶的入網(wǎng)需求進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，保證滿足用戶衛(wèi)星接收站的相互抑制比，行波管放大器：<-24dBc，功放回退7dB；固態(tài)放大器：<-27dBc，功放回退6dB[3]。

⑶將互調(diào)干擾降低，采用線極化技術(shù)，將功放率保持最佳狀態(tài)。例如，對(duì)于行波管放大器，可以運(yùn)用均衡器將多載波工作作為補(bǔ)償，降低互調(diào)干擾產(chǎn)生的功率損失。

⑷對(duì)載波的發(fā)射功率加以限制并進(jìn)行監(jiān)視，按照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射[4]。

2.3 降低極化產(chǎn)生的干擾方法

⑴提高天線的性能。⑵將天線極化進(jìn)行調(diào)整并測(cè)試。

極化隔離標(biāo)準(zhǔn)能夠衡量?jī)尚诺篱g的干擾程度和隔離度，正確按照極化隔離標(biāo)準(zhǔn)能夠有效防止兩信道間的干擾。對(duì)于接入微信網(wǎng)絡(luò)的接受站，必須通過(guò)天線極化的調(diào)整和測(cè)試，對(duì)于入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試中規(guī)定，用戶天線系統(tǒng)發(fā)射交叉極化隔離度需要滿足主軸方向大于33DB的標(biāo)準(zhǔn)。

交叉極化隔離的提高方法有二：⑴天線波速對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，衛(wèi)星天線偏離衛(wèi)星時(shí)，極化隔離度便會(huì)下降；⑵在收發(fā)端用濾波器提高隔離度[5]。

綜上所述，衛(wèi)星通信的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣，衛(wèi)星通信的傳送不必考慮傳送成本，且具有裝載業(yè)務(wù)類型多，傳輸速度快等特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中最重要的通信手段。但在衛(wèi)星通信中存在諸多的影響信號(hào)、傳送質(zhì)量的因素，本文提出部分主要影響衛(wèi)星通信質(zhì)量的因素，衛(wèi)星通信的影響因素不可能徹底消除，但通過(guò)一系列方法可以有效降低，從而提升衛(wèi)星系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1]易先清，趙陽(yáng)，馮明月，羅雪山.滿足用戶與任務(wù)應(yīng)用需求的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量QoS需求分析[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2007，09：27-34.

[2]姜君.用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題研究[D].南京理工大學(xué)，2012.

[3]劉佳麗.自然壟斷行業(yè)政府監(jiān)管機(jī)制、體制、制度功能耦合研究[D].吉林大學(xué)，2013.

[4]孟楠.衛(wèi)星通信系統(tǒng)跨層帶寬分配及多媒體通信技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2013.

[5]謝延華.基于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的多普勒頻移估算與補(bǔ)償研究[D].大連大學(xué)，2013.