廣播電視中衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)研究與分析

賈澤春

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2022電臺）

廣播電視衛(wèi)星和通信衛(wèi)星兩者之間存在一定的差異。首先，通信衛(wèi)星的通信業(yè)務(wù)主要為地面不同點之間所發(fā)生的雙向通信業(yè)務(wù)，其所輸出的數(shù)據(jù)信息主要為電波、圖像等。對于廣播電視衛(wèi)星而言，其所開展的通信業(yè)務(wù)主要為廣播電視信號傳輸業(yè)務(wù)，其屬于一種點對面的信號傳播過程，而且屬于單向的信號傳輸過程，其所傳播的數(shù)據(jù)信息主要包含有廣播數(shù)據(jù)、聲響廣播及聲響與圖像等。通信衛(wèi)星相對于廣播電視衛(wèi)星而言，其功率相對較小。另外，因為廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)通常情況下其頻率是公開的，而且一般所采用的防干擾措施相對少，因此在實際運行過程中便易被外界因素所干擾。所以，我們有必要針對廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)加以分析與探究，確保該系統(tǒng)能夠擁有更強的抗干擾能力。

1 廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)可能受到的干擾

1.1 互調(diào)制干擾問題

在廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)之中，會應(yīng)用到放大器元件，而該元件具有非線性的特征，便可能會導致所輸送的信號發(fā)生混頻問題，會使得一些干擾信號和欲接收的一些信號對應(yīng)頻率有所重合，這樣用戶接收到的信號便包含有干擾信號及有用信號，從而會出現(xiàn)一定的干擾問題。

1.2 信號弱問題

通常情況下信號弱是因為前端設(shè)備的公共部分元件出現(xiàn)故障問題，從而導致不同頻道之中用戶的電平值受到影響，例如，電源發(fā)生故障問題、混合器發(fā)生故障問題等。在出現(xiàn)信號弱這一問題時，首先應(yīng)當對各個插頭以及焊接位置加以逐一檢查，并且利用強場儀對電平信號進行實時監(jiān)測，采取一定的措施加以調(diào)節(jié)，確保電平值可以滿足規(guī)范要求。

1.3 人為干擾問題

從以往的實踐經(jīng)驗來看，在國外的一些反華勢力之中，曾經(jīng)很多次針對我國的電視通信衛(wèi)星系統(tǒng)進行惡意侵入以及破壞，而且所涉及的范圍相對較廣，所采用的干擾方式也非常多樣。一般情況下所采用的干擾方法為下列兩種：其一，通過利用具有相對強功率的一些窄帶發(fā)射信號，對我國廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)頻率進行干擾與侵略，導致用戶所接收到的數(shù)據(jù)信號明顯減弱；其二，通過發(fā)射一些和我國廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)頻率參數(shù)相同的一些包含有不法數(shù)據(jù)信息的信號，因為用戶的接受參數(shù)是相應(yīng)不變的，這樣便會導致用戶所接收到的相應(yīng)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉慈A勢力所輸送的一些不法信息。這些都屬于人為惡意對我國廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)進行干擾與侵略。

2 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)

2.1 多波束天線抗干擾技術(shù)

我們能夠依照不同地形的具體變化情況，對于星上發(fā)射天線結(jié)構(gòu)對應(yīng)具體指向加以調(diào)節(jié)與控制，確保廣播電視通信系統(tǒng)能夠依照不同的情況而采取更為適宜的衛(wèi)星天線波束形狀，從而確保整個系統(tǒng)的抗干擾性得到進一步提升。若是其中的波束出現(xiàn)干擾問題，便可以及時將這一波束進行關(guān)閉，另外一些波束也不會因此而被影響。如此，不僅能夠有效避免出現(xiàn)干擾問題，也不會對衛(wèi)星通行系統(tǒng)對于地面數(shù)據(jù)信號接收帶來不利影響?，F(xiàn)階段所采用的多波束天線對應(yīng)類型主要為三種，分別是反射式多波束天線類型、投射是多波束天線類型以及直接扶著相控陣多波束天線類型。

2.2 自適應(yīng)調(diào)零天線抗干擾技術(shù)

此種抗干擾技術(shù)是能夠確保天線系統(tǒng)可以有效借助方向圖實際改變情況，從而通過自適應(yīng)的方式對于波束所對應(yīng)零點位置加以實時調(diào)節(jié)，確保能夠準確和干擾源具體方向相對，同時將副瓣波束電平得以減小以確保能夠?qū)Ω蓴_信號加以有效抑制。此種抗干擾技術(shù)的具體原理，便是借助干擾信號和廣播電視信號之間所對應(yīng)的信號幅度、信號頻率以及具體方位等存在差異，針對天線系統(tǒng)的不同陣元利用自適應(yīng)加權(quán)方法加以有效處理之后，便能夠?qū)μ炀€陣所對應(yīng)的方向圖進行自動調(diào)整和改進，確保在存在干擾原的具體方位上能夠形成深度調(diào)零，通常其深度能夠達到25～30 dB。這樣，便能夠確保廣播電視信號遭受的干擾減小至最弱；同時，借助減小副瓣波束對應(yīng)的電平值以對干擾信號進行有效抑制。采用此種技術(shù)可以對寬帶干擾信號、窄帶干擾信號、同頻干擾信號以及領(lǐng)道干擾信號等多種類型的干擾加以有效抵抗。以往在采用此種技術(shù)過程中，利用的具體計算方法主要為最小均方方法。不過，在科學技術(shù)逐漸發(fā)展過程中，現(xiàn)在徑向基函數(shù)算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等多種算法都被應(yīng)用在了此項技術(shù)之中，這些先進計算方法的應(yīng)用，能夠確保自適應(yīng)天線能夠擁有更加優(yōu)良的抗干擾性能，同時也能夠更好地兼顧自適應(yīng)天線所擁有的收斂速度問題，使得廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾性能得到極大提升。

3 國內(nèi)抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢

最近一段時期內(nèi)，我國廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)受到了一些不法分子的人為干擾，尤其是針對我國廣播電視通信衛(wèi)星系統(tǒng)之中轉(zhuǎn)發(fā)器所存在的問題，開展了多起惡意干擾活動。在這些人為干擾活動之中，大部分都是借助堵塞式干擾方法以及插播式干擾方法實施干擾行為。就這些人為的干擾行為，國內(nèi)專家與學者研究了相應(yīng)的抗干擾技術(shù)以及措施。例如，通過采取加強廣播電視信號所對應(yīng)的上行功率這一方法，能夠確保廣播電視的發(fā)射信號較干擾信號強，這樣便能夠?qū)Υ嬖诘母蓴_信號進行有效壓制。也可以針對廣播電視信號進行加密處理，如此便能夠有效避免一些非法信息被用戶所接收，不過，此種方法無法防止黑屏問題的發(fā)生。以上的方法在抗干擾方面有一定的效果，不過都存在一定的限制與制約。所以，我國一些專家與學者指出，在針對廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行抗干擾設(shè)計過程中，要求“以天線為主、以轉(zhuǎn)發(fā)器部件為輔、尤為關(guān)注空間分隔”。同時，還需要構(gòu)建相應(yīng)的監(jiān)測中心，以確保我們能夠更加全面與充分地掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)對應(yīng)的頻譜數(shù)據(jù)與信息，及時發(fā)現(xiàn)干擾問題，并采取適宜措施有效解決。

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)研制成功了擁有相對優(yōu)良抗干擾性能的廣播電視通信衛(wèi)星，在所研制的抗干擾衛(wèi)星系統(tǒng)之中，在進行抗干擾具體設(shè)計過程中，通過應(yīng)用更加靈活的連接技術(shù)以及切換技術(shù)，從而確?？梢愿玫夭檎页鰜硪恍┛梢苿狱c波束以及全國區(qū)域波束的干擾問題，并且針對這些干擾問題有效加以避免，能夠更好地確保我國廣播電視衛(wèi)星通信的安全性與高效性。未來將會主要針對全新的抗干擾方法進行分析與研究，從而進一步提升廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾性能及頑存能力。

4 結(jié)語

隨著目前信息全球化快速發(fā)展，我國的廣播電視衛(wèi)星基本上已經(jīng)實現(xiàn)了無縫隙的全范圍覆蓋，由于廣播電視的覆蓋范圍逐漸擴大，這對于我國廣播電視事業(yè)整體發(fā)展來說是非常有利的，也是未來廣播電視業(yè)發(fā)展的要求。不過，因為我國廣播電視衛(wèi)星所覆蓋的實際范圍相對廣，同時廣播電視在信號傳輸過程中所采用的信道是“透明化”的，這樣使得廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)便極易受到外界因素的干擾，這對于用戶收聽與收視會帶來不利影響。所以，我們針對目前廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)可能受到的干擾問題加以分析，并且提出相應(yīng)的抗干擾技術(shù)，從而確保廣播電視衛(wèi)星通信系統(tǒng)能夠更加安全與高效運行。