劉軍軍
摘 要:隨著全球信息化進(jìn)程的加快,人們對信息的需求呈多樣化、復(fù)雜化趨勢,通信已然進(jìn)入了高速、寬帶、大容量、多業(yè)務(wù)、可移動及個性化的時代。然而近年來,在衛(wèi)星通信技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢下,尤其是在導(dǎo)航定位、信息廣播、全球電話業(yè)務(wù)、氣象資料及環(huán)境資源勘測研究等方方面面的應(yīng)用尤為廣泛,并且越受人們的關(guān)注。但是,在現(xiàn)階段的應(yīng)用過程中,衛(wèi)星通信技術(shù)的抗干擾能力還相對比較弱,使得衛(wèi)星通信的優(yōu)勢無法得到全面發(fā)揮。
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信;抗干擾技術(shù);發(fā)展前景
衛(wèi)星通信主要是借助衛(wèi)星的中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能把每一個地球站發(fā)出的信號以微波的形式大范圍的傳送出去。衛(wèi)星通信具有相當(dāng)廣的信號的覆蓋范圍,相對短波通信而言,其帶寬內(nèi)的通信容量也相對較大;由于信號在電磁波的傳輸過程中損耗比較小,所以通信的效果也比較好;正是因為衛(wèi)星通信技術(shù)在大多數(shù)情況下不受地理因素的影響,可以實現(xiàn)快速靈活地進(jìn)行組網(wǎng)通信,有助于達(dá)到全球無縫鏈接的目的,對于現(xiàn)今的通信系統(tǒng)具有尤為深遠(yuǎn)的意義。目前,即使衛(wèi)星通信技術(shù)在移動通信及電視廣播等方面得到了普遍使用,但是衛(wèi)星通信信號仍然面臨多種干擾因素,最終導(dǎo)致信號的傳送效率大大降低,最為嚴(yán)重的是出現(xiàn)信號的中斷,所以我們非常有必要對衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)進(jìn)行探究的。
1 衛(wèi)星通信干擾的主要因素
1.1 電磁因素
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,各種各樣的電子產(chǎn)品所發(fā)出的電磁輻射時時刻刻充斥著整個自由空間,對衛(wèi)星通信信號在傳輸過程中受到不同程度的干擾,比如大功率的雷達(dá)系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)及科研醫(yī)療儀器產(chǎn)生的電磁干擾,工業(yè)機械的電噪音等等。
1.2 天電因素
自然環(huán)境中存在的各種電磁波是造成天電干擾的主要因素,其中包括電離層閃爍、流星雨、核爆炸、太空星體碰撞以及太陽活動等等自然現(xiàn)象造成的能量輻射。
1.3 人為因素
在現(xiàn)如今的衛(wèi)星通信中,廣泛使用透明轉(zhuǎn)發(fā)器,目的就是先對信號進(jìn)行變頻,之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),當(dāng)人為采用大功率上行信號對此加以干擾的時候,會導(dǎo)致正在傳輸?shù)男盘柺艿綁嚎s,很大程度上減小信號的輸出功率,從而致使信號的正常傳輸無法進(jìn)行。
2 衛(wèi)星通信常用的抗干擾技術(shù)
2.1 天線抗干擾技術(shù)
目前,天線抗干擾技術(shù)使用相當(dāng)廣泛,由于我國衛(wèi)星的通信覆蓋面積比較大,在信號傳輸?shù)倪^程中非常容易被敵方或其他的一些干擾源所干擾,導(dǎo)致通信質(zhì)量不佳甚至通信中斷。然而,天線抗干擾技術(shù)是一種對衛(wèi)星的通信覆蓋面積進(jìn)行有效改進(jìn)和調(diào)整,從而在最大程度上保證衛(wèi)星在進(jìn)行信號傳輸時不受到干擾。在這樣情形下,就算衛(wèi)星信號傳輸受到某些干擾源的干擾,也不影響衛(wèi)星信號接收效果,以此保證有效的衛(wèi)星通信。現(xiàn)如今,天線抗干擾技術(shù)主要包含了多波束天線技術(shù)、智能天線技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)等。智能天線技術(shù)就是在衛(wèi)星信號的接收處加設(shè)一種特殊性能的天線,從而不僅可以抑制各種相關(guān)干擾因素,還可以有效地控制和調(diào)整天線列陣中的信號與其具體傳輸方向,通過控制天線對多個波束以及零點的改進(jìn)以保證衛(wèi)星具備良好的抗干擾性能。多波束天線技術(shù)是指有效的控制衛(wèi)星的發(fā)射天線,實現(xiàn)多方向調(diào)節(jié)天線的目的,同時合理地調(diào)整衛(wèi)星天線的波束,以此保證衛(wèi)星具有較強的抗干擾能力。自適應(yīng)調(diào)零天線是有效的控制和改進(jìn)天線的陣元,從而降低信息的干擾。
2.2 擴(kuò)展頻譜抗干擾技術(shù)
在衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)當(dāng)中,普遍的使用擴(kuò)展頻譜抗干擾技,這種抗干擾技術(shù)大體上分為直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和跳頻技術(shù)。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)簡稱DS技術(shù),在發(fā)射衛(wèi)星信號時通過高速擴(kuò)頻序列擴(kuò)展信號的頻譜,在接收衛(wèi)星信號時用同一種擴(kuò)頻序列對信號進(jìn)行解擴(kuò),以此還原原始信號,從而減小衛(wèi)星通信中受到的干擾。由于DS技術(shù)具有高安全性高抗干擾性的,所以大大提高了衛(wèi)星的抗干擾效能。跳頻技術(shù)簡稱FH技術(shù),是指收發(fā)雙方傳輸信號的高頻載波的頻率按照事先預(yù)定規(guī)律進(jìn)行隨機跳變,保證衛(wèi)星通信較強的抗干擾性能。
2.3 編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)
由于各種不同因素極易影響衛(wèi)星通信,從而使衛(wèi)星通信過程中數(shù)據(jù)常常出現(xiàn)異常,所以我們可以采用編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)對相關(guān)的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的調(diào)整。編碼調(diào)制抗干擾技術(shù)是采用級聯(lián)編碼方案以此來降低信號受到干擾的程度。
2.4 星上處理抗干擾技術(shù)
在進(jìn)行衛(wèi)星通信時透明轉(zhuǎn)發(fā)器非常容易受到干擾,假設(shè)敵方特意針對透明轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行干擾,就在很大程度上導(dǎo)致通信質(zhì)量遭受重大損失,然而我們采用星上處理抗干擾技術(shù)可以在很大程度上降低透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾,同時對衛(wèi)星的上、下行鏈路實施控制降低透明轉(zhuǎn)發(fā)器受到的干擾程度。
2.5 限幅與線性化抗干擾技術(shù)
限幅技術(shù)是在星上處理技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出來的,可以有效降低干擾信號對透明轉(zhuǎn)發(fā)器的影響。限幅技術(shù)使用時主要分為軟、硬兩類,限幅區(qū)與線性區(qū)基本應(yīng)用軟限幅轉(zhuǎn)發(fā)器,可以壓縮較大的信號。硬限幅轉(zhuǎn)發(fā)器工作在非線性的工作狀態(tài),能夠壓縮較大的信號,在運行過程中不可避免會受到干擾。
3 衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展方向
創(chuàng)新衛(wèi)星通信的相關(guān)抗干擾技術(shù),可以使衛(wèi)星通信在工作過程中更加安全穩(wěn)定?,F(xiàn)階段,越來越多干擾因素影響衛(wèi)星通信,我們大力度研究衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù),正確應(yīng)用各種抗干擾技術(shù),并且充分的融合各種衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù),逐步建立一個安全性高的網(wǎng)絡(luò)化的衛(wèi)星抗干擾體系,從而不斷改善衛(wèi)星通信的質(zhì)量,以此加快衛(wèi)星通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,滿足信息時代發(fā)展的迫切需求。