淺談衛(wèi)星通信中的常見(jiàn)干擾及其處理措施

關(guān)麗 張培培 賈佳

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，衛(wèi)星通信經(jīng)越來(lái)越多地被利用在信號(hào)的傳遞方面，對(duì)于傳輸廣播電視信號(hào)起到了極為重要的作用。本文先介紹了衛(wèi)星通信的定義、組成和特點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)其通信中不可避免地存在各種干擾進(jìn)行分析，并對(duì)解決各種干擾問(wèn)題做相應(yīng)處理措施的闡述。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信 干擾 應(yīng)對(duì)措施

一、衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)知識(shí)

衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說(shuō)就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無(wú)線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)以通信衛(wèi)星為中繼站，與其它通信系統(tǒng)相比較，衛(wèi)星通信有如下特點(diǎn)：（1） 覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)；（2） 具有多址連接能力。地面微波中繼的通信區(qū)域基本上是一條線路，而衛(wèi)星通信可在通信衛(wèi)星所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，所有四面八方的地面站都能利用這一衛(wèi)星進(jìn)行相互間的通信；（3） 頻帶寬，通信容量大。衛(wèi)星通信采用微波頻段，傳輸容量主要由終端站決定，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的傳輸容量取決于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬和發(fā)射功率，而且一顆衛(wèi)星可設(shè)置多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，故通信容量很大；（4） 通信質(zhì)量好，可靠性高。衛(wèi)星通信的電波主要在自由（宇宙）空間傳播，傳輸電波十分穩(wěn)定，而且通常只經(jīng)過(guò)衛(wèi)星一次轉(zhuǎn)接，其噪聲影響較小，通信質(zhì)量好；（5） 通信機(jī)動(dòng)靈活。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建立不受地理?xiàng)l件的限制，地面站可以建立在邊遠(yuǎn)山區(qū)、海島、汽車、飛機(jī)和艦艇上；（6） 電路使用費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。地面微波中繼或光纜通信系統(tǒng)，其建設(shè)投資和維護(hù)使用費(fèi)用都隨距離而增加。而衛(wèi)星通信的地面站至空間轉(zhuǎn)發(fā)器這一區(qū)間并不需要投資，因此線路使用費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。

二、衛(wèi)星通信中的常見(jiàn)干擾

衛(wèi)星通信受自身特點(diǎn)的限制和環(huán)境的影響，不可避免地存在各種干擾，特別是其開(kāi)放式的系統(tǒng)，使用透明轉(zhuǎn)發(fā)器，更容易受到一些不可預(yù)見(jiàn)的惡意干擾，下面談?wù)劤Ｒ?jiàn)的幾種干擾：

1、地面干擾。地面干擾是衛(wèi)星干擾最為普遍的一種干擾形式。產(chǎn)生地面干擾主要包括兩方面的內(nèi)容：一方面是電磁干擾。由于地面存在著大量的微波、雷達(dá)、無(wú)線電視、調(diào)頻廣播、工業(yè)電噪聲等，這些干擾源串入用戶站，通過(guò)上行鏈路發(fā)射造成上行干擾或串入下行鏈路造成接收干擾。另一方面就是互調(diào)干擾。一般在衛(wèi)星通訊處于多載波的狀態(tài)時(shí)，其自身的功放容量總量有限，往返的信號(hào)傳遞中，力度不夠，不能夠有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞。在信號(hào)運(yùn)行中，往往會(huì)出現(xiàn)三階互調(diào)分量超額或者是發(fā)射率不合格等方面的問(wèn)題。

2、空間干擾。空間干擾是衛(wèi)星通信干擾中的重要方式?？臻g干擾主要包括了鄰星干擾和相鄰信道干擾。隨著衛(wèi)星通信的高速發(fā)展，同步軌道衛(wèi)星越來(lái)越多，衛(wèi)星間隔由原來(lái)的5度左右降低到現(xiàn)在的2.5度左右，難免會(huì)出現(xiàn)這種鄰近的衛(wèi)星干擾，這種被干擾的信號(hào)超出了原來(lái)信號(hào)的覆蓋率，其容易被摻雜其鄰近衛(wèi)星的信號(hào)，傳輸?shù)男盘?hào)效果不好。

相鄰信道干擾主要是用戶載波頻率分配與相鄰信號(hào)的頻帶出現(xiàn)重疊，沒(méi)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(guò)高或出現(xiàn)副瓣。

3、自然干擾：（1）雨衰。降雨過(guò)程中出現(xiàn)的雨滴是干擾衛(wèi)星通訊的重要因素。我們這里提到的雨滴會(huì)根據(jù)風(fēng)向與衛(wèi)星信號(hào)傳遞過(guò)程中的方向不同而會(huì)產(chǎn)生信號(hào)吸收和信號(hào)散射的不同干擾情況；（2）日凌。每年春分和秋分前后，在衛(wèi)星地球站所在地的每天中午時(shí)分，衛(wèi)星將處在太陽(yáng)與地球之間的直線上，這時(shí)衛(wèi)星地球站天線在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，使太陽(yáng)產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁波是個(gè)巨大的噪聲源，對(duì)其所接收的衛(wèi)星信號(hào)造成干擾從而使接收鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象即稱為衛(wèi)星通信的“日凌現(xiàn)象”；（3）電離層閃爍。當(dāng)電波穿越電離層時(shí)，由于電離層結(jié)構(gòu)的不均勻性和隨機(jī)時(shí)變性，造成信號(hào)的振幅、相位、到達(dá)角等特性短周期變化，形成電離層閃爍。3GHZ頻率以下，電離層閃爍是最為嚴(yán)重的電離層現(xiàn)象。

4、人為干擾

人為干擾是目前對(duì)衛(wèi)星信號(hào)干擾影響很大的一種干擾方式。由于現(xiàn)階段我們所使用的衛(wèi)星都是采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器，對(duì)地面?zhèn)鱽?lái)的信號(hào)只是變頻轉(zhuǎn)發(fā)而不加以任何處理，其主要部件之一是高功放器件，一般為行波管放大器（TWTA）或固態(tài)功放（SSPA）。這兩種器件最主要的特點(diǎn)是當(dāng)輸入功率小于飽和點(diǎn)時(shí)，可以近似地認(rèn)為工作在線性區(qū)，而當(dāng)輸入功率進(jìn)一步增大超過(guò)該電平時(shí)，功率放大器就進(jìn)入飽和區(qū)或過(guò)飽和區(qū)。在過(guò)飽和區(qū)，不僅輸出功率大大降低，而且出現(xiàn)大信號(hào)壓縮小信號(hào)，即所謂的“功率掠奪”現(xiàn)象或“功率占用”。

三、處理衛(wèi)星通信中常見(jiàn)干擾的措施

為了確保衛(wèi)星通信的正常發(fā)展，確保衛(wèi)星信號(hào)不被干擾，針對(duì)上述通信中常見(jiàn)干擾提出一些應(yīng)對(duì)措施：

1、加強(qiáng)設(shè)備的入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試和選址的環(huán)境電磁測(cè)試。加強(qiáng)設(shè)備的入網(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)。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。另外，對(duì)所有的衛(wèi)星地球站選址時(shí)進(jìn)行環(huán)境電磁測(cè)試，盡量減少避免的電磁干擾。

2、轉(zhuǎn)發(fā)器用戶之間要加強(qiáng)溝通。目前，我國(guó)很多地區(qū)的節(jié)目都是共同使用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，，因此同一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器用戶相互之間應(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)器能夠隨時(shí)保持在線狀態(tài)，不被其他干擾。

3、加強(qiáng)衛(wèi)星通信技術(shù)。加強(qiáng)衛(wèi)星通信是解決衛(wèi)星通信受到影響的重要措施，比如自然干擾，屬于天文自然現(xiàn)象，無(wú)法避免，但可以采取一定的措施減少對(duì)衛(wèi)星通信的影響，這就需要提升和研發(fā)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

4、加強(qiáng)對(duì)不法分子的打擊。對(duì)于人為干擾，我們應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)衛(wèi)星通信工作的保護(hù)措施，不給不法分子可乘之機(jī)，結(jié)合實(shí)際制訂應(yīng)急處理預(yù)案，堵截非法信號(hào)的傳輸渠道，保證衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)正常進(jìn)行。

四、總結(jié)

衛(wèi)星通信是信號(hào)傳輸?shù)闹匾ぞ?，從介紹衛(wèi)星通信的特點(diǎn)中找出其在通信過(guò)程中存在的幾個(gè)常見(jiàn)干擾，針對(duì)上述存在的問(wèn)題，從加強(qiáng)設(shè)備的入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試和選址的環(huán)境電磁測(cè)試、轉(zhuǎn)發(fā)器用戶之間要加強(qiáng)溝通、加強(qiáng)衛(wèi)星通信技術(shù)、加強(qiáng)對(duì)不法分子的打擊等方面介紹了解決的措施。只有這樣，才能有效地保證通信衛(wèi)星信號(hào)不被干擾，確保衛(wèi)星通信信號(hào)的有效傳輸。

參考文獻(xiàn)：

[1]張德文，高洪旺撰寫：《衛(wèi)星通信系統(tǒng)的非自然干擾產(chǎn)生原因及分析》。

[2]程相波，李新科編著：《衛(wèi)星通信原理》。

[3]《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》，2009年06期。