影響衛(wèi)星傳輸安全的因素及其應(yīng)對措施

侯勇 李大為

【摘要】 衛(wèi)星傳輸提高了節(jié)目傳輸?shù)谋憬菪院唾|(zhì)量，但由于自身特點(diǎn)的限制，傳輸安全也經(jīng)常受到各種因素的影響。主要包括自然環(huán)境因素，電磁環(huán)境因素、人為惡意或無意干擾等，本文根據(jù)實(shí)際工作中遇到的問題，結(jié)合衛(wèi)星傳輸?shù)睦碚撎攸c(diǎn)，總結(jié)出影響衛(wèi)星傳輸?shù)膶?shí)際情況和相應(yīng)的應(yīng)對措施，并作了一定的概括總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星傳輸 安全 應(yīng)對措施

我臺利用廣播衛(wèi)星進(jìn)行廣播節(jié)目傳輸，衛(wèi)星傳輸具有距離遠(yuǎn)、方便建立接收站、且傳輸音頻質(zhì)量高，大大改善了廣播節(jié)目質(zhì)量。但由于衛(wèi)星傳輸?shù)纳舷滦行诺罏殚_放式，因此極易受到自然環(huán)境和人為的因素的影響，影響廣播播出安全。

本文筆者主要結(jié)合實(shí)際實(shí)際工作中遇到的情況，針對衛(wèi)星傳輸特點(diǎn)，對影響因素進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出了一些衛(wèi)星地球站的應(yīng)對措施。

一、影響衛(wèi)星傳輸安全的類型

影響衛(wèi)星傳輸安全的種類很多，根據(jù)筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要影響衛(wèi)星傳輸安全的因素可分為三類。一是自然環(huán)境因素，二是地面電磁環(huán)境影響，三是鄰星干擾或人為因素造成的影響等，下面本文就這三類因素進(jìn)行逐一分析，并總結(jié)出實(shí)際可行的應(yīng)對措施。

二、自然環(huán)境因素的影響及應(yīng)對措施

影響衛(wèi)星傳輸安全的自然環(huán)境主要有由于降雨、日凌、電離層閃爍、太陽磁暴等現(xiàn)象。由于自然環(huán)境的影響是自然界或者天文現(xiàn)象，人為無法預(yù)測，因此容易造成的衛(wèi)星傳輸?shù)耐蝗恢袛?。因此作為地球站值班員，應(yīng)盡可能了解危害和相應(yīng)的應(yīng)對措施，減少對衛(wèi)星傳輸?shù)挠绊憽?/p>

2.1降雨影響及應(yīng)對措施

當(dāng)電波穿過降雨區(qū)域時，雨滴會對電波產(chǎn)生吸收和散射，造成傳輸信號衰減，并改變衛(wèi)星上下行信號的極化方式。在極端暴雨天氣可造成衛(wèi)星傳輸中斷。這主要是因?yàn)橛晁サ拇笮∨c雨滴的半徑和電波的波長的比值有關(guān)。兩者越接近，衰減值越大。因此Ku波段雨衰影響較大，而C波段衛(wèi)星傳輸由于電波波長遠(yuǎn)大于雨滴直徑，因此衰減較小，但也不能夠忽略。

抗降雨影響的措施：（1）值班員應(yīng)有預(yù)見性的在雨衰影響整個鏈路之前，提前增加上行站功率。（2）衛(wèi)星地球站系統(tǒng)配備上行功率功放自動控制器。利用接收本站發(fā)出的信號自動計(jì)算上行鏈路的雨衰值，并相應(yīng)增加發(fā)射功率，使得雨天到達(dá)衛(wèi)星接收機(jī)的信號或者信噪比與晴天一樣

2.2日凌影響及應(yīng)對措施

日凌只影響衛(wèi)星傳輸?shù)南滦墟溌罚饕翘岣吡苏麄€傳輸鏈路的噪聲，降低系統(tǒng)的載噪比。嚴(yán)重時載噪比可能低于鏈路門限之下，造成傳輸中斷。發(fā)生時間與接收點(diǎn)的地理位置和衛(wèi)星的經(jīng)度有關(guān)。

日凌的應(yīng)對措施：先期計(jì)算出日凌時間，提前做好準(zhǔn)備。衛(wèi)星地球站可通過增大天線口徑和提高接收系統(tǒng)的靈敏度來縮短日凌干擾的持續(xù)時間。同時在衛(wèi)星公司許可的情況下適當(dāng)增加上行站發(fā)射功率，提高下行站接收信號的載噪比。同時在日凌前，還應(yīng)該檢查備用信號傳輸手段的可靠性，確保衛(wèi)星信號中斷時，備用信號通道傳輸正常。

2.3電離層閃爍及應(yīng)對措施

電離層閃爍主要發(fā)生在春分和秋分前后的上半夜，受影響的主要是C波段信號，特別是4GHz的下行信號，最大衰減峰值能夠達(dá)到10dB 。下圖是電離層影響較大區(qū)域圖。

應(yīng)對措施，每年春分和秋分前后，值班員要加強(qiáng)監(jiān)測。在下行頻譜信號出現(xiàn)起伏時，適當(dāng)增加上行站發(fā)射功率，達(dá)到提高下行站接收信號電平，增加功率冗余度，來減小可能造成的傳輸影響。

三、地面電磁干擾影響及應(yīng)對措施

當(dāng)前地面電磁環(huán)境復(fù)雜，微波段的信號都可以對衛(wèi)星廣播傳輸造成影響。這些干擾對于地面接收站的影響尤其劇烈，這是因?yàn)榈孛娼邮照臼盏降男l(wèi)星信號及其微弱，很容易淹沒在電磁干擾的噪聲中。因此要特別注意接收站地面電磁干擾狀態(tài)。防止那些與衛(wèi)星信號同頻或者臨頻的地面信號會串入下行鏈路造成接收干擾，劣化衛(wèi)星信號接收載噪比、誤碼率等指標(biāo)，導(dǎo)致信號質(zhì)量下降甚至中斷。

應(yīng)對措施有：

（1）對于接收站進(jìn)行電磁測試，保證接收天線遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場。

（2）在接受天線的LNB前端安裝濾波器抑制干擾。

（3）當(dāng)遇到強(qiáng)微波干擾時，可以采用搬遷接收站或者對接收站干擾方向進(jìn)行屏蔽。

（4）接收天線選用單極化的高靈敏度的高頻頭。

四、人為原因造成的影響及應(yīng)對措施

人為原因造成的影響又分為無意和惡意，無意主要是指衛(wèi)星地球站的操作人員設(shè)置上行站參數(shù)（頻率、功率）時出現(xiàn)人為失誤，而對其他用戶造成影響，一般可通過衛(wèi)星測控站的人員溝通后解決。

惡意干擾則帶有一定的政治和軍事目的，由于目前的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器多為透明轉(zhuǎn)發(fā)器，對地面?zhèn)鱽淼男盘栔皇沁M(jìn)行變頻轉(zhuǎn)發(fā)，而不進(jìn)行任何的信號處理，因此給惡意干擾帶來了方便。這也是我們重點(diǎn)要防范的干擾。

惡意干擾通常采取以下三種方法：

1、干擾方通過發(fā)射大功率單載波信號來干擾某一路載波，使該路載波的信噪比低于接收機(jī)門限，從而造成衛(wèi)星傳輸中斷。

2、強(qiáng)占轉(zhuǎn)發(fā)器功率，干擾信號將轉(zhuǎn)發(fā)器推向星上功放的非線性區(qū)乃至飽和區(qū)，嚴(yán)重干擾該轉(zhuǎn)發(fā)器工作，造成衛(wèi)星傳輸中斷。

3、發(fā)射一個與被干擾信號相同的節(jié)目參數(shù)，并使干擾功率高于正常信號的功率，這樣接收臺站收到就是干擾的惡意非法信號

對抗惡意干擾主要措施：

1、地球站提高上行功率儲備，一旦衛(wèi)星受到干擾，可通過衛(wèi)星測控站降低衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收增益，加大上行站發(fā)射功率，利用大功率壓制干擾信號。以減小干擾影響。

2、加大上行信號將轉(zhuǎn)發(fā)器推至飽和點(diǎn)，盡量使用MCPC（多路單載波）信號。并使轉(zhuǎn)發(fā)器工作在飽和狀態(tài)，利用轉(zhuǎn)發(fā)器在飽和狀態(tài)對弱信號的抑制作用，減小非法信號干擾。

3、對要傳輸?shù)臄?shù)字信號進(jìn)行加擾和加密?？杀苊饨邮照臼盏礁蓴_信號。

4、采用可抗干擾的衛(wèi)星進(jìn)行傳輸?？垢蓴_衛(wèi)星是衛(wèi)星采用上行固定賦形波束接收、上行可變賦形波束接收、上行可動單點(diǎn)波束接收、上行固定多點(diǎn)波束接收、上行自適應(yīng)波束調(diào)零接收等抗干擾技術(shù)，將干擾信號隔離在合法區(qū)域之外，有效保護(hù)衛(wèi)星信號正常傳輸。

五、結(jié)束語

影響衛(wèi)星信號傳輸安全的因素很多，在實(shí)際工作中，我們遇到最多的還是自然環(huán)境的影響，以及部分接收站受到外界電磁環(huán)境的影響。

當(dāng)然每年還會發(fā)生幾起轉(zhuǎn)發(fā)器人為干擾。因此要完全保證衛(wèi)星傳輸?shù)陌踩?，需要上行站和下行站認(rèn)真總結(jié)影響安全傳輸?shù)姆N類，并制定詳細(xì)的預(yù)案，并在傳輸受到影響時，根據(jù)預(yù)案及時采取應(yīng)對措施，將危害降到最低。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]蔡佳生.衛(wèi)視接收中的微波干擾及其解決辦法《衛(wèi)星通信》總第24期

[2]潘攀.干擾廣播電視衛(wèi)星信號的因素與解決方案《聲學(xué)技術(shù)》.2008（12）

[3]《衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)》電子工業(yè)出版社