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      關(guān)于衛(wèi)星通信干擾技術(shù)的研究

      2019-01-03 02:00:38洪沿
      科技風(fēng) 2019年35期
      關(guān)鍵詞:通信

      洪沿

      摘要:本文以衛(wèi)星通信為研究對(duì)象,對(duì)其中的通信干擾技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明,并分析實(shí)際應(yīng)用中的抗干擾技術(shù)。在論述過(guò)程中,將衛(wèi)星通信的干擾類型劃分作為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)干擾檢測(cè)方案的闡述,從天線技術(shù)、頻譜拓展、編碼調(diào)制、星上處理這四個(gè)方面,說(shuō)明抗干擾技術(shù)的具體內(nèi)容,供相關(guān)研究參閱。

      關(guān)鍵詞:通信;衛(wèi)星信號(hào);干擾技術(shù)

      以衛(wèi)星設(shè)備為中繼條件,將地球上的通信展信息號(hào),在微波形式下進(jìn)行傳輸,不僅可擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍,還能保證大容量通信狀態(tài)。然而,這種信號(hào)容易受到定向干擾條件的影響,需在不同類型干擾的分析中,保證運(yùn)行有效性,維護(hù)衛(wèi)星信號(hào)的安全、穩(wěn)定傳輸狀態(tài)。

      一、衛(wèi)星通信干擾分類

      衛(wèi)星通信技術(shù)條件下,其干擾信號(hào)的類型,可以大致分為地面、自然、空間、人為這四種。其中,地面干擾源為地面微波信號(hào),與傳輸信號(hào)的波段有明顯的相似性,可以通過(guò)屏蔽法對(duì)其進(jìn)行處理,保證信號(hào)的穩(wěn)定狀態(tài)。自然干擾,大多受到太陽(yáng)活動(dòng)、天電條件、雨雪衰等自然條件的影響,雖無(wú)法避免,但卻可在改善衛(wèi)星供電系統(tǒng)的技術(shù)條件下進(jìn)行改善。空間干擾狀態(tài)下,會(huì)在不同衛(wèi)星之間產(chǎn)生干擾狀態(tài),并表現(xiàn)出“臨頻干擾”的特征,需要對(duì)設(shè)備硬件條件進(jìn)行改良,以適應(yīng)技術(shù)管理需要[1]。另外,人為的惡意干擾,也是造成衛(wèi)星通信不穩(wěn)定的重要問(wèn)題,需要對(duì)這一干擾條件進(jìn)行嚴(yán)密控制,防止出現(xiàn)信號(hào)中斷的惡性事件。

      二、衛(wèi)星通信干擾監(jiān)測(cè)

      衛(wèi)星通信過(guò)程中,為保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性工作狀態(tài),需要對(duì)其中的衛(wèi)星通信干擾信號(hào)進(jìn)行監(jiān)督與檢測(cè)。通過(guò)對(duì)接收?qǐng)D像、頻譜、噪聲比、誤碼率內(nèi)容的分析,確保對(duì)于衛(wèi)星干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)水平,保證技術(shù)穩(wěn)定性狀態(tài)。

      其一,在接收?qǐng)D像的處理中,需要對(duì)其中的黑屏、馬賽克、無(wú)聲圖像進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),以此保證監(jiān)督狀態(tài);其二,在頻譜分析中,要對(duì)單載波干擾、同頻干擾、噪聲干擾的內(nèi)容的進(jìn)行分析,并確定對(duì)應(yīng)圖像狀態(tài),定位通信干擾情況;其三,當(dāng)干擾信號(hào)的強(qiáng)度發(fā)生變化后,其噪聲比狀態(tài)也會(huì)發(fā)生改變,在這一技術(shù)條件下,需要以正常信號(hào)作為比對(duì),分析具體信號(hào)的波動(dòng)狀態(tài),以此定位干擾狀態(tài);其四,誤碼率與通信干擾表現(xiàn)出明顯的關(guān)聯(lián)性,而對(duì)不同誤碼率的分析,可以確定干擾源的類型,并利用信道進(jìn)行調(diào)整,保證通信的穩(wěn)定狀態(tài)。

      三、衛(wèi)星通信抗干擾策略

      (一)天線技術(shù)

      天線技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的衛(wèi)星抗干擾技術(shù)條件。在這一技術(shù)方法下,可以對(duì)衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)節(jié),并使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。而在天線技術(shù)背景條件下,也可以從設(shè)備的角度,將技術(shù)分為智能天線、多波束天線、自適應(yīng)調(diào)零天線等多種技術(shù)類型。

      以智能天線技術(shù)為例,在此項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容中,可以在衛(wèi)星信號(hào)的入口位置,設(shè)置特殊的天線設(shè)備,并在發(fā)揮其設(shè)備抗干擾能力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)于天線列陣中信息號(hào)與方向的控制,從而在多波束控制與零點(diǎn)優(yōu)化的處理中,完成信號(hào)抗干擾處理。又如,在多波束天線設(shè)備中,通過(guò)對(duì)衛(wèi)星發(fā)射天線的方向調(diào)節(jié),可以在整體上升級(jí)衛(wèi)星的抗干擾能力,以此實(shí)現(xiàn)技術(shù)性的衛(wèi)星信號(hào)抗干擾處理。

      (二)頻譜拓展

      當(dāng)前技術(shù)條件下,衛(wèi)星通信技術(shù)中,為了實(shí)現(xiàn)抗干擾處理,對(duì)于頻譜技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵,可以在DS與FH兩個(gè)方面,保證頻譜技術(shù)的拓展應(yīng)用效果。其中,DS是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的簡(jiǎn)稱,可以對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理,并在系統(tǒng)中產(chǎn)生寬帶信號(hào)區(qū)間。通過(guò)對(duì)于窄帶濾波器設(shè)備的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)信號(hào)能量的過(guò)濾處理,限制衛(wèi)星通信過(guò)程中,干擾信號(hào)造成的負(fù)面影響。而在我國(guó)對(duì)于DS技術(shù)的開(kāi)發(fā),已經(jīng)形成了一定的科技積累,并在理論與實(shí)踐內(nèi)容上,都表現(xiàn)出成熟性的技術(shù)特征,因此,此項(xiàng)技術(shù)也在具體的衛(wèi)星信號(hào)管理中起到了積極的影響作用。而作為跳頻技術(shù)的FH,可以在多種類型的載波頻率中進(jìn)行自由切換,并在隨機(jī)形勢(shì)下,提升衛(wèi)星信號(hào)的抗干擾能力。在實(shí)際操作中,此項(xiàng)技術(shù)可以有效地應(yīng)對(duì)寬帶狀態(tài)下的信號(hào)系統(tǒng),并展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)于DS技術(shù)的應(yīng)用效果。

      (三)編碼調(diào)制

      衛(wèi)星信號(hào)在通信過(guò)程中,會(huì)受到多種因素的影響,并在數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容上出現(xiàn)偏差。而應(yīng)用編碼調(diào)制器設(shè)備,可以有效的排除數(shù)據(jù)信息中的誤差狀態(tài),保證衛(wèi)星通信的準(zhǔn)確性,使其應(yīng)用條件得到優(yōu)化。

      在編碼調(diào)制背景下的抗干擾技術(shù)內(nèi)容中,可以憑借前向糾錯(cuò)能力,對(duì)受到干擾威脅的衛(wèi)星進(jìn)行管理,并通過(guò)級(jí)聯(lián)編碼方案,處理實(shí)際工作中的干擾問(wèn)題。在技術(shù)操作中,還可以可用卷積碼,進(jìn)行譯碼操作,得到更加明顯的編碼收益條件。在科技水平不斷升級(jí)的過(guò)程中,隨著數(shù)字化技術(shù)條件的應(yīng)用推廣,級(jí)聯(lián)碼技術(shù)的成長(zhǎng),也為編碼調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件,落實(shí)了衛(wèi)星抗干擾技術(shù)的升級(jí)建設(shè)[2]。

      (四)星上處理

      應(yīng)用衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的過(guò)程中,透明轉(zhuǎn)發(fā)器的應(yīng)用,在整體技術(shù)體系中,表現(xiàn)出明顯的薄弱性特征。如果外部環(huán)境中有人針對(duì)這一內(nèi)容展開(kāi)惡意攻擊,勢(shì)必會(huì)對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備造成負(fù)面影響,并在整體系統(tǒng)中,產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。為了強(qiáng)化這一技術(shù)條件,可以對(duì)透明轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備進(jìn)行星上處理,通過(guò)上、下行鏈路實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的去耦處理,并消除結(jié)構(gòu)中的關(guān)聯(lián)狀態(tài)。在此項(xiàng)技術(shù)中,可以將干擾透明轉(zhuǎn)發(fā)器,調(diào)整到飽和狀態(tài),以此降低敵方信號(hào)干擾源的影響條件。從科技成長(zhǎng)性的角度出發(fā),此項(xiàng)技術(shù)帶有明顯的未來(lái)性特征,是今后技術(shù)成長(zhǎng)的主要方向,需要在加大技術(shù)投入的同時(shí),保證技術(shù)升級(jí)應(yīng)用狀態(tài)。

      四、總結(jié)

      綜上,衛(wèi)星通信的開(kāi)放化信息系統(tǒng)中,為了保證自身通信形式的有效性,并盡可能地維護(hù)通信過(guò)程中的安全、穩(wěn)定狀態(tài),務(wù)必要對(duì)其中的干擾條件進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)干擾類型與影響效果的總結(jié),定位相關(guān)監(jiān)測(cè)與抵抗策略,在提高衛(wèi)星通信質(zhì)量的同時(shí),保證衛(wèi)星通信技術(shù)的升級(jí)發(fā)展?fàn)顟B(tài),落實(shí)科技成長(zhǎng)目標(biāo)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]白曉東,朱文登,劉波,等.基于底噪擬合的Ku頻段衛(wèi)星頻譜信號(hào)檢測(cè)方法[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,39(03):5157.

      [2]趙凡,趙來(lái)定,姜玉文,等.基于頻率復(fù)用的單星多波束天線干擾源定位[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,39(02):4148.

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