衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的優(yōu)化策略

梁海龍

大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司信息中心，黑龍江大慶 163411

摘 要 衛(wèi)星通信技術(shù)是我國(guó)廣泛應(yīng)用的主要的通信方式之一，如今，衛(wèi)星通信技術(shù)的有效應(yīng)用極大地提升了我國(guó)的通訊能力，如何針對(duì)衛(wèi)星通信中面對(duì)的干擾威脅進(jìn)行有效的抵御，正是衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)研究的最主要目的。文章通過我國(guó)目前衛(wèi)星通信過程中容易遭受到的干擾因素進(jìn)行分析，并總結(jié)出我國(guó)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的常見方法，規(guī)劃出我國(guó)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)未來的發(fā)展前景及優(yōu)化策略，希望通過這些優(yōu)化策略能使衛(wèi)星通信技術(shù)更快發(fā)展，并節(jié)省大量的人力物力研發(fā)成本，從而為我國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)的進(jìn)一步提高略盡微薄之力。

關(guān)鍵詞 衛(wèi)星通信；通信技術(shù)；抗干擾技術(shù)；優(yōu)化策略；發(fā)展前景

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-0360（2017）09-0045-02

衛(wèi)星通信作為新的媒體傳播工具，在電視、廣播和通信等媒體傳播過程中得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為我國(guó)廣泛使用的主要通信方式之一。不過，在進(jìn)行媒體傳播過程中，衛(wèi)星通信信號(hào)容易受到各種不確定因素的干擾，使得媒體傳播效果變差，甚至使媒體傳播信號(hào)消失。而通過抗干擾技術(shù)的有效研發(fā)和應(yīng)用，保障了衛(wèi)星通信在媒體傳播方面的有效性和快速性，因此如何通過優(yōu)化衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)，來保障衛(wèi)星通信在媒體傳播過程中的正常運(yùn)行，正是本文接下來要闡述的內(nèi)容。

1 目前我國(guó)衛(wèi)星通信容易受到的干擾因素

衛(wèi)星通信技術(shù)，即由天上的衛(wèi)星對(duì)地面發(fā)射信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)地面通訊的目的，其具備覆蓋范圍大、通訊速度快、不受周邊環(huán)境限制等優(yōu)勢(shì)。但正因?yàn)樾l(wèi)星是在天上進(jìn)行通信的，所以，便更容易受到電磁信號(hào)的干擾，另外還有一些軍用飛機(jī)、衛(wèi)星等設(shè)施都會(huì)產(chǎn)生一定的電磁干擾源，致使衛(wèi)星通信的上行鏈路和下行鏈路受到干擾。干擾類型也是多種多樣，對(duì)干擾信號(hào)的類別也有相應(yīng)的區(qū)分，比如欺騙性干擾、壓制性干擾、連續(xù)搜索干擾、瞄準(zhǔn)式干擾等。當(dāng)衛(wèi)星的下行鏈路受到干擾時(shí)，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的緣故，雖然干擾信號(hào)的干擾功率和干擾距離有明顯優(yōu)勢(shì)，但覆蓋面卻不夠大，容易被地面站等采用多種的抗干擾措施，例如旁瓣遮擋技術(shù)將干擾源消彌于無形。不過，衛(wèi)星的上行鏈路受到干擾源的干擾問題卻比較難以排除。致使成為衛(wèi)星通信的一大弱點(diǎn)。所以，研發(fā)衛(wèi)星上行鏈路的抗干擾技術(shù)勢(shì)在必行。

2 關(guān)于衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的最常見手段

由于外國(guó)其他國(guó)家對(duì)源電子干擾技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，使干擾源的干擾頻率范圍進(jìn)一步加大，并且在同一時(shí)間內(nèi)可以發(fā)出多種類型的干擾源，致使衛(wèi)星通信受到的干擾程度也在逐步加重。如何保障衛(wèi)星通信的抗干擾能力，也正是衛(wèi)星通信技術(shù)研究的重中之中。通過優(yōu)化抗干擾技術(shù)，將多種抗干擾技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，降低干擾的壓制比例，增強(qiáng)干擾的容限，才能從根本上解決衛(wèi)星通信的干擾難題。

2.1 天線抗干擾技術(shù)

天線抗干擾技術(shù)在我國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的抗干擾技術(shù)之一，由于我國(guó)衛(wèi)星通信的覆蓋范圍極大，這就容易受到敵方干擾源對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾，而天線抗干擾技術(shù)通過對(duì)衛(wèi)星覆蓋范圍進(jìn)行相應(yīng)的靈活優(yōu)化，從而使衛(wèi)星信號(hào)能夠達(dá)到最大程度的接收。這樣，即使干擾源對(duì)某個(gè)方向的衛(wèi)星信號(hào)信行干擾，也能夠保障衛(wèi)星信號(hào)的順利接收。天線抗干擾技術(shù)包含MBA（多波束天線技術(shù)）、智能天線技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)等三方面的技術(shù)，MBA能夠控制衛(wèi)星的發(fā)射天線，從而實(shí)現(xiàn)方向調(diào)節(jié)，并且其中的相控陣多波束天線技術(shù)，更是能對(duì)衛(wèi)星天線的波束進(jìn)行調(diào)節(jié)，從根本上提高衛(wèi)星的抗干擾性能。由于MBA技術(shù)發(fā)展較為成熟，因此得到了最廣泛的應(yīng)用。智能天線技術(shù)是在衛(wèi)星的信號(hào)入口部位安裝一種天線，這種天線能夠抑制干擾，并且能對(duì)天線陣列的信號(hào)和方向進(jìn)行控制和優(yōu)化，通過對(duì)天線陣的多個(gè)子波束的指向和零點(diǎn)控制優(yōu)化，使衛(wèi)星的抗干擾能力更強(qiáng)。自適應(yīng)調(diào)零天線也能夠?qū)μ炀€陣元進(jìn)行自適用加權(quán)來控制和優(yōu)化，從而使信號(hào)干擾調(diào)零化，抑制干擾性能極佳，收斂速度也特別快，智能天線技術(shù)便是從自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)的基礎(chǔ)上深化出來的。

2.2 擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)

擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)是衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)中最至關(guān)重要的技術(shù)之一，擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)包含DS和FH，DS是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，它可將衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，并形成窄帶信號(hào)。也可將窄帶干擾信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，并形成寬帶信號(hào)，然后由窄帶濾波器對(duì)信號(hào)的能量進(jìn)行過濾，以達(dá)到降低對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的干擾。由于DS（直接序列擴(kuò)頻技術(shù)）的理論比較成熟，因此在衛(wèi)星通信抗干擾系統(tǒng)中獲得了廣泛的使用。而FH是跳頻技術(shù)，他能夠?qū)Χ喾N的載波頻率進(jìn)行切換，通過隨機(jī)的形式來提升衛(wèi)星通信的抗干擾能力，而且FH（跳頻技術(shù)）在帶寬較寬的情況時(shí)要比DS（直接序列擴(kuò)頻技術(shù)）更加實(shí)用。

2.3 編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)

在衛(wèi)星進(jìn)行通信過程中，對(duì)通信數(shù)據(jù)的控制難免會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)，而FEC技術(shù)的前向糾錯(cuò)，能夠有效解決這一難題。FEC前向糾錯(cuò)能夠在衛(wèi)星受到干擾源的干擾時(shí)，利用級(jí)聯(lián)編碼方案將干擾問題解決。FEC前向糾錯(cuò)技術(shù)主要是通過卷積碼進(jìn)行譯碼的，F(xiàn)EC級(jí)聯(lián)編碼技術(shù)的有效采用，能夠獲得更高的編碼增益。并且，數(shù)字化衛(wèi)星通信系統(tǒng)隨著科技時(shí)代的不斷發(fā)展，級(jí)聯(lián)碼的使用就更加廣泛了。編碼調(diào)制技術(shù)能夠有限提升衛(wèi)星通信技術(shù)的抗干擾容限。

2.4 星上處理抗干擾技術(shù)

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)中，透明轉(zhuǎn)發(fā)器是其中最重要也是最脆弱的部分，如果敵方干擾源針對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行干擾，便很容易將其摧毀。而星上處理技術(shù)則很好地解決了透明轉(zhuǎn)發(fā)器的弊端，星上處理技術(shù)能夠?qū)⑿l(wèi)星上行鏈路和下行鏈路進(jìn)行去耦處理，將上行鏈路與下行鏈路的關(guān)聯(lián)去除，飽障透明轉(zhuǎn)發(fā)器在受到干擾時(shí)受到推向飽和，以避免透明轉(zhuǎn)發(fā)器被敵方干擾源摧毀。目前，星上處理技術(shù)的發(fā)展不僅已經(jīng)成為了通信衛(wèi)星抗干擾技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)，也將成為未來衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)中最主要的關(guān)鍵技術(shù)。

2.5 限幅和線性化抗干擾技術(shù)

限幅技術(shù)是根據(jù)星上處理技術(shù)的原理研發(fā)出來的，如今已成為我國(guó)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)中廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。限幅技術(shù)能夠避免信號(hào)源干擾上行鏈路時(shí)對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器中功率放大器推向飽和。限幅技術(shù)有軟、硬限幅之分，軟限幅的轉(zhuǎn)發(fā)器能夠在限幅區(qū)和線性區(qū)進(jìn)行工作，它能對(duì)大信號(hào)進(jìn)行壓縮，壓縮比受到干信比、干擾信號(hào)類型、限幅門限的制約。硬限幅的轉(zhuǎn)發(fā)器能夠在非線性狀態(tài)進(jìn)行工作，也同樣是對(duì)大信號(hào)進(jìn)行壓縮，不過，它只是受到干信比和干擾信號(hào)類型的制約。限幅技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)Ω蓴_源的功率進(jìn)行掠奪，使擴(kuò)頻信號(hào)的抗干擾性能降低，從而使透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾容限達(dá)不到飽和值，通過提高轉(zhuǎn)發(fā)器功率線性范圍，實(shí)現(xiàn)提升衛(wèi)星通信的抗干擾性能。

3 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展前景及優(yōu)化策略

衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，有利于保障衛(wèi)星通信能力的提升，使衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性更強(qiáng)，抗干擾性能更加突出。而通過研發(fā)干抗和抗干擾技術(shù)，更是成為世界各國(guó)軍事衛(wèi)星通信未來的重要目標(biāo)。我國(guó)在衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的研究，應(yīng)建立健全的衛(wèi)星通信抗干擾體系，通過多種抗干擾技術(shù)的靈活結(jié)合，建立相應(yīng)的抗干擾體系網(wǎng)絡(luò)，以完成抗干擾技術(shù)體系建設(shè)。對(duì)智能天線抗干擾技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)對(duì)相控陣MBA（波多束天線技術(shù)）和盲波束技術(shù)進(jìn)行研究創(chuàng)新，以達(dá)到波束的理想化目標(biāo)。擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)應(yīng)對(duì)混合擴(kuò)頻、自適應(yīng)擴(kuò)頻進(jìn)行更加深入的研究和創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信擴(kuò)頻抗干擾性能的提升。對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信道建設(shè)增進(jìn)研究，并優(yōu)化創(chuàng)新相應(yīng)的信號(hào)調(diào)制方法，加強(qiáng)對(duì)星上處理技術(shù)和限幅線性化技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新，對(duì)多種衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)進(jìn)行完善和整合，使其不斷相互結(jié)合，從而構(gòu)建出健全完善的衛(wèi)星通信抗干擾體系，以使衛(wèi)星通信能力的穩(wěn)定發(fā)展提供更有利的條件，使衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展前景更加美好。

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)容易受到的干擾因素進(jìn)行分析，并指出我國(guó)目前衛(wèi)星通信中比較常用的抗干擾技術(shù)，從而總結(jié)出我國(guó)衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的優(yōu)化策略，通過多種抗干擾技術(shù)的不斷創(chuàng)新和整合，將多種抗干擾技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，從而建立衛(wèi)星通信抗干擾體系，并指出抗干擾技術(shù)的發(fā)展前景，從而為我國(guó)衛(wèi)星通信能力的進(jìn)一步發(fā)展，創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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