卫星通信抗干扰技术发展探究

卫星通信抗干扰技术发展探究

摘要:分析表明,抵御卫星通信中存在的各种干扰和威胁,成为我国卫星通信安全领域中的研究重点。阐述我国卫星通信技术的发展现状,几种常用的卫星通信抗干扰技术。

关键词:智慧体育,信息技术,一体化运转。

0引言

目前,在我国电视领域、广播领域、交通领域以及军事领域等方面,卫星通信技术均有着广泛的应用。但是,通信信号很容易受到各种不确定因素的干扰,通信质量下降、信号消失也是我国卫星通信过程中的常见问题。在这种情况下,必须要对卫星通信抗干扰技术进行详细的分析,从而充分发挥卫星通信的有效性与快速性优势,为我国卫星通信质量与通信安全提供保障。

1我国卫星通信技术的发展现状

宽带多媒体卫星通信.这是一种可以高速率传输媒体业务的卫星通信方式。这种卫星通信方式对于网络技术、数字多媒体技术以及卫星广播技术进行了综合性利用,不仅可以实现图像、声音以及视频等资源的深度融合,还可以降低用户使用成本,为用户提供大流量分组数据服务。目前,宽带多媒体卫星通信已经在卫星产业中得到广泛的应用。S频段同步轨道移动通信系统。由于我国卫星通信技术的起步较晚,所以即便是发展速度飞快,也还没有进行独立卫星移动通信系统的构建。资源的转发依然需要依赖国外的卫星。但是,S频段卫星移动通信系统的构建,对于我国卫星通信技术的发展具有十分重要的意义,不仅创造了更大的经济效益,还进一步加强了我国的信息基础建设。卫星通信干扰威胁。对天上的卫星加以利用,通过发射信号来实现地面通信,就是卫星通信技术的原理。由于卫星的运行有着特定的高度和轨道,其运行过程中也会受到各个方面的干扰。以链路的差异性为标准,可以将这些干扰分为以下三类:

(1)星间干扰,即以卫星的高度与轨道位置为依据,对下行链路进行干扰。

(2)上行干扰,即干扰方侦查到上行的信号,就会对下行进行干扰。(3)下行干扰,即当干扰方侦查到下行的信号,就对上行进行干扰。另外,卫星的运行还会受到各种因素的威胁,尤其是电磁干扰,对于通信上行链路与下行链路的影响最大。这些电磁干扰源有的来自军用飞机,有的来自其他卫星。一旦通信过程受到干扰,其通信质量就会降低。电磁干扰可以细分为以下三种:(1)压制式干扰;(2)欺骗式干扰;

(3)灵巧干扰。针对干扰源的消除,主要包含两种情况。首先,如果干扰源对卫星的下行链路产生干扰,由于其实际覆盖面积十分有限,所以可以忽略干扰信号功率与距离的影响,只需要在地面进行抗干扰装置的安装,就可以有效消除干扰源。如果是卫星上行链路受到干扰,在消除干扰源方面的难度就会非常大。目前,世界各国都在大力研究如何才能消除卫星上行链路通信干扰[1]。

2几种常用的卫星通信抗干扰技术

(1)天线抗干扰技术。由于我国的卫星通信覆盖面积非常大,所以也容易受到敌方干扰源的干扰。为了降低或者消除敌方干扰源的干扰,我国对于天线抗干扰技术的应用予以了高度的关注。因为天线抗干扰技术可以灵活调整卫星的覆盖范围,提升卫星信号的接收程度,从而即便是卫星通信过程中受到干扰源的干扰,也可以通过大频率的信号传输来为信号接收的有效性与稳定性提供保障。天线抗干扰技术的应用,还可以对以下三种天线技术进行综合,发挥强强联合的作用:第一多波束天线技术、第二智能天线技术、第三自适应调零天线技术等。其中,多波束天线技术的主要作用就是对卫星发射天线进行控制,对卫星天线方向进行调节,进而大幅度提升卫星抗干扰能力。而自适应调零天线技术的主要作用就是对天线阵元进行自适应加强,确保信号干扰调零,进而保证干扰性能的抑制效果。智能天线技术的应用需要将智能天线设计到卫星信号入口[2]。

(2)扩展频谱抗干扰技术。扩展频谱抗干扰技术已经成为最有效的、专门抵御各类军事目的的人为干扰的方法,主要由以下两部分组成:第一直接序列扩频技术,第二跳频技术。①直接序列扩频技术可以通过解扩的方式将卫星信号先转化成窄带信号,再变成宽带信号。与此同时,还可以有效过滤窄带滤波器信号,保护卫星信号不受干扰源的干扰。②跳频技术的应用也发挥着十分关键的作用,可以在不同的载波频率之间自由切换,实现卫星通信抗干扰能力的大幅度提升,且提升方式非常随机。在带宽相对较宽的条件下,与直接序列扩频技术相比,跳频技术的实用性更强。

(3)星上处理抗干扰技术。对于卫星通信来说,透明转发器是最容易受到干扰的部位。如果地方采取了专门针对透明转发器的干扰措施,那么将会引起非常严重的损失。在这种情况下,就可以采取星上处理抗干扰技术,通过这一技术的应用最大限度避免转发器受到干扰。而且,星上处理抗干扰技术的应用,还可以对卫星的上行链路与下行链路实施去耦操作,去掉其关联性,从而即便是受到外界因素的干扰,透明转发器也可以达到饱和状态,其受干扰程度也可以被最大限度地削弱。所以,与其他抗干扰技术一样,星上处理抗干扰技术的应用也十分广泛,在未来一段时间内,其发展前景也十分广阔[3]。

(4)自适应编码调制技术。这一技术有着其他抗干扰技术所不具有的优势,即通信自适应能力强。也正是因为这一应用优势,其已经在无线信道通信传输技术中得到普及。要想有效应用这一技术,充分发挥其通信自适应能力强的优势,就必须要对信号的具体情况有一个全面的了解,可以通过回传信号将信号的基本情况相发送端传输,然后再根据信噪比的差异进行编码与调制的自适应调整。在这一过程中,信噪比与所使用的信息速率之间存在着正比例关系,即信噪比偏低,那么信息速率也应该偏低。这样一来,才能够顺利地对信道利用率进行提升,为信道传输的可靠性与稳定性提供保证,实现信道整体性能的优化。

(5)限幅技术。限幅技术是以星上处理抗干扰技术为基础发展起来的抗干扰技术,可以对转发器中的功率放大器进行保护,使其可以保持正常的运行状态,而不会受到通信上行干扰的影响。与其他抗干扰技术相比,限幅技术的使用范围最广泛。限幅技术的应用主要分为两种:一种是软限幅转发器,主要在限幅区和线性区应用,可以对较大信号进行压缩;另一种是硬限幅转发器,除了对较大信号进行压缩外,还可以形成非线性工作状态。限幅技术的应用,可以明显降低扩频信号的抗干扰性,并使转发器功率的现行面筋进一步扩大,进而实现通信干扰能力。

3卫星通信抗干扰的发展趋势

目前,我国针对卫星通信技术,在逐渐加大全新卫星通信抗干扰技术研究力度的基础上,也加大了对更多科学性通信体制与通信手段等方面的研究,期望可以设计出一套顺应时展的卫星通信技术,使其不仅具有较强的预测能力,还具备最低限度保障,可以通过各种抗干扰基础来对各种形式的干扰进行有效抵触。在未来的一段时间内,针对卫星通信系统的抗干扰技术研究,可以将研究重点集中到以下三方面。首先,要加大智能天线技术的研究力度,并将天线反射面特殊形态的设计纳入其中,确保可以获得相对理想的波束。与此同时,还要加大对微带平面天线的研究力度。其次,研究人员可以进一步研究混沌序列,探索密码序列设计的基本原理,并以此为基础对性能更加强大的跳扩频码进行搜集和整理。最后,加强多制式、多数据率调制解调器的研究。随着时间的推移,相信我国的卫星通信抗干扰能力将会越来越强,我国的卫星通信发展速度也会始终处于较高的层次。

4结语

虽然我国的卫星通信抗干扰技术在不断的发展过程中实现了种类的丰富与数量的增多。但是,我们绝不能满足与现状,而是要更加深入地投入到卫星通信抗干扰技术的研究当中,不断地通过先进的技术来提升我国的卫星抗干扰能力,将卫星通信系统的作用进行充分的发挥。

参考文献

[1]王新怀.卫星导航抗干扰接收系统技术研究[D].陕西:西安电子科技大学,2010.

[2]李杨.自适应卫星通信系统方案及相关技术研究[D].上海微系统与信息技术研究所,2005.

作者:汤? 徐耀耀 张越 单位:南京熊猫汉达科技有限公司