衛(wèi)星地球站抗干擾技術分析

陳 健

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局501臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

引 言

衛(wèi)星廣播電視地球站是衛(wèi)星地球站中的關鍵部分。衛(wèi)星地球站的信號傳輸質(zhì)量高、輻射范圍廣且數(shù)據(jù)傳送迅速。在實踐中，由于衛(wèi)星廣播電視地球站系統(tǒng)的復雜性，因此，必須建立抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)，不斷提高抗干擾技術水平，以保證我國衛(wèi)星地球站的服務質(zhì)量。

1 衛(wèi)星地球站的信號干擾來源分析

1.1 鄰星干擾

隨著衛(wèi)星通信技術研究力度的加大，世界上出現(xiàn)了越來越多的同步軌道通信衛(wèi)星，比如，Ku頻段衛(wèi)星間隔密度已經(jīng)非常密集，C頻段衛(wèi)星間隔密度已由五度左右降低到近一半的水平。衛(wèi)星數(shù)量的增加，使得鄰星干擾問題逐漸凸顯，具體可分為下行干擾與上行干擾。（1）下行干擾，是指被干擾衛(wèi)星與干擾衛(wèi)星二者中間存在覆蓋重疊區(qū)域，導致被干擾衛(wèi)星地球站會接收到鄰星信號，通訊質(zhì)量下降。影響下行干擾的主要因素包括被干擾地球站天線尺寸的大小與下行信號功率的密度。（2）上行干擾，主要是指衛(wèi)星地球站運行過程中，部分用戶上行電平過高、天線偏向被干擾衛(wèi)星、天線口徑不大與過濾譜密度超出協(xié)調(diào)指標的現(xiàn)象，進而對衛(wèi)星造成干擾。

1.2 自然干擾

自然干擾主要分為：（1）日凌。該現(xiàn)象大約在每年秋分或春分時出現(xiàn)，在此期間，衛(wèi)星系統(tǒng)的位置在地球與太陽連線上，導致衛(wèi)星地球站的天線很可能會接收到太陽黑子直接投射出的強烈電磁波，這種電磁波會產(chǎn)生噪聲干擾進而降低信號通訊的質(zhì)量，還可能導致衛(wèi)星通訊信號中斷。（2）雪衰與雨衰。衛(wèi)星通訊信號在經(jīng)過降雪或降雨區(qū)域時，雪花與雨水能夠吸收并散射電波信號，進而對其造成影響。

1.3 誤發(fā)信號干擾

在實踐中，誤發(fā)信號干擾的誘因主要是人為因素。如果工作人員無法保證技術操作的規(guī)范性，就會造成誤發(fā)信號干擾現(xiàn)象。具體而言，部分工作人員不能按照標準程序測試即上星；技術操作時，在糾錯、頻率、調(diào)制與速率等的操作設置方面出現(xiàn)差錯；部分用戶偷發(fā)信息干擾信號；有些沒有經(jīng)驗的工作人員在安裝調(diào)試新設備時容易出現(xiàn)失誤?？傊@些不符合技術規(guī)范的信號動作，都會對衛(wèi)星地球站的正常運行產(chǎn)生不利影響。

1.4 相鄰信道干擾

造成相鄰信道干擾現(xiàn)象的因素主要分為以下兩個層面：（1）噪底過高而出現(xiàn)副瓣，或相關部門未能選擇符合規(guī)范的載波頻譜特性。（2）相鄰信號的頻帶與載波頻率分配未能實現(xiàn)良好的配合，相關部門未能保證保護帶寬的有效性。基于此，相關部門應該采取措施，時刻保障上行載波頻譜處于既定的頻帶區(qū)域，進而使載波調(diào)制特性可以滿足衛(wèi)星地球站的基本需求。

2 干擾判斷指標

誤碼率、載噪比和節(jié)目標識等都是下行信道參數(shù)的判斷指標。要想實現(xiàn)衛(wèi)星廣播電視傳輸系統(tǒng)中下行信號的正常接收，那么相關部門必須要保證載噪比在規(guī)定范圍內(nèi)。如果載噪比超過范圍，那么就會出現(xiàn)接收馬賽克、圖像劣化與黑屏現(xiàn)象。誤碼率的變化則能夠顯示出干擾的具體程度，因此其也是一個判斷干擾的指標。［1］不同電視節(jié)目有一個身份識別，即節(jié)目標識。由于節(jié)目標識出現(xiàn)變化往往是由于信號干擾造成的，所以其也可以作為判斷干擾的指標。同時，信號鎖定狀態(tài)與接收信號的強度等也是判斷干擾的重要指標。

3 衛(wèi)星地球站抗干擾關鍵技術

3.1 閉環(huán)控制技術

雨雪與日凌等自然干擾因素是閉環(huán)控制技術最重要的針對對象。自然干擾因素會對下行信號質(zhì)量造成影響，降低通訊質(zhì)量。實際情況中，信號傳輸質(zhì)量的惡化是一個長期過程，同時系統(tǒng)天線的口徑在一定范圍內(nèi)大小不同，這是造成信道指標路徑變化的主導因素。相關部門若想降低這種干擾，需要調(diào)整上行功率，進而保證接收端圖像質(zhì)量與信號傳輸質(zhì)量。如果信號受到干擾影響不大，那么衛(wèi)星地球站只需要保證上行功率恢復到既定指標，就可保障信號質(zhì)量。閉環(huán)控制技術適用于上行鏈路與信號源出現(xiàn)故障時，該技術能夠通過調(diào)整上行功率，保證信號傳輸質(zhì)量。

3.2 抗干擾算法

抗干擾算法是衛(wèi)星廣播電視地球站實現(xiàn)抗干擾功能的技術基礎。在實際工作中，工作人員主要通過以下三方面進行對抗干擾計算：（1）如果解調(diào)器的門限值大于干擾造成誤碼率增高的幅度，那么解碼器解碼圖像的能力就難以正常發(fā)揮，進而產(chǎn)生黑屏，這時系統(tǒng)會自動調(diào)整上行設備。（2）如果衛(wèi)星廣播電視地球站解調(diào)器的門限值低于下行接收信號誤碼率，那么抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)能夠自行調(diào)控。［2］（3）如果干擾功率大于正常信號功率，那么干擾載波可能對信號造成干擾，影響圖像質(zhì)量，這時抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)也可以進行自動控制。

3.3 采用數(shù)字方式代替模擬方式

相較而言，數(shù)字廣播電視信號方式更不容易受到信號源干擾，傳統(tǒng)的數(shù)字廣播電視信號方式在一定程度上可能會降低正常信號功率強度，還容易出現(xiàn)正常畫面與非正常畫面同時出現(xiàn)的情況。另一方面，數(shù)字廣播電視信號受到干擾時，不會出現(xiàn)非正常信號畫面，而是以黑屏的方式代替，這有利于保障信號接收強度處于標準范圍內(nèi)。此外，衛(wèi)星廣播電視地球站可以對廣播電視信號進行加密。對信號進行加密，對于提高廣播電視信號的安全性有重要作用。用戶可以通過采用選擇性接收的數(shù)字接收機（CA），提高廣播電視接收信號的穩(wěn)定性。

3.4 解碼器技術

應用解碼器技術有利于保障衛(wèi)星廣播電視地球站的抗干擾功能。解碼器要有一定的針對性?，F(xiàn)階段，我國研制的解碼器還存在一些問題亟待解決，比如，許多解碼器只具備單純音視頻傳輸功能，抗干擾性能不強。因此，相關部門需要重視檢測載噪比與誤碼率等判斷指標。在實踐中，研究部門還需要利用計算機和網(wǎng)絡技術來提高信道參數(shù)算法的可靠性，并加大對抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)解碼器技術的研究力度，以此提升衛(wèi)星廣播電視地球站的抗干擾能力。

3.5 加強不同類型波束天線的應用

一般而言，波束天線分為可移動式、固定以及可變式三種類型。（1）可移動式波束天線在衛(wèi)星信號覆蓋區(qū)以外的地區(qū)。（2）國內(nèi)各省市電視臺節(jié)目大多采用固定波束天線的方式播出。（3）可變式波束天線在避免發(fā)射地區(qū)干擾源方面獨具優(yōu)勢，在各地區(qū)廣播電視臺中也有不可忽視的作用。為有效避免技術失誤操作，相關部門可利用輸入信號的認證裝置，加密處理上行信號，以提高信號的穩(wěn)定性。衛(wèi)星廣播電視地球站可采用多路多載波信號（MCPC）的上星方式，并積極采用高功率、大功放與寬口徑的接收天線，實現(xiàn)廣播電視信號的良好通信，提高天線的功率儲備量。

結(jié)束語

廣播電視衛(wèi)星信號的傳輸中，衛(wèi)星廣播電視地球站占據(jù)重要的戰(zhàn)略位置。如果信號受到干擾，那么用戶屏幕圖像質(zhì)量就會下降，甚至出現(xiàn)馬賽克與黑屏現(xiàn)象。衛(wèi)星廣播電視地球站應致力于提高抗干擾技術水平，建立抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)，提升衛(wèi)星廣播電視地球站的抗干擾能力和傳輸信號的穩(wěn)定性。

［1］楊宏杰.淺議對衛(wèi)星廣播電視頻段的抗干擾信號技術的應用［J］.信息通信，2014，（11）：283-284.

［2］楊帆.衛(wèi)星廣播電視地球站抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)與關鍵技術研究［J］.西部廣播電視，2016，（04）：240-241.