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[摘 要]当代社会,技术发展水平成为衡量一个国家综合国力的重要因素。卫星通信技术具有范围广、传输质量佳等优势,能够突破地域限制,被应用到多个领域,尤其是军事上。但受到诸多因素的影响,卫星通信系统运行时常会受到干扰,影响其积极作用的发挥。本文结合卫星通信系统在运行中所面临的各类干扰情况,探讨抗干扰技术,希望为卫星通信技术未来发展提供一些参考。
[关键词]卫星通信;干扰技术;发展趋势
中图分类号:TV689 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)34-0299-01
前言:卫星通信技术是新媒体通信手段,其特点及优势为人们所熟知,成为现代化通信的重要发展方向,也是构建全球化通信的主要技术。为了提高卫星通信质量,加强对干扰技术的研究至关重要。文章主要对当下现有的限幅技术、天线抗干扰等技术进行分析。
1、卫星通信所面临的干扰
卫星通信系统在运行过程中,可能会遇到如下几个方面的影响,使其无法发挥最佳效果,影响通信质量。详细来说,第一,系统互扰,虽然使用同一频段,但距离较近的通信系统之间也会出现干扰现象。第二,无线电干扰,该方面涉及到的干扰内容较多,如工、科、医等机械设备的影响,或者同频道工作的地球站,质量参差不齐,也会出现不同程度的干扰。第三,天电干扰,此类型干扰主要源于大自然,如星体爆炸、太阳黑子爆炸、流星雨等,属于不可抗力因素[1]。最后是人为干扰,如频率阻碍、盗用等。上述各类型干扰都具有较强的独特性,且对卫星通信系统产生的干扰也有所差别。故为了确保系统能够平稳运行,需要从多个角度入手,采取多种抗干扰措施,加强对各干扰因素的对抗,最大程度上避免卫星通信系统遭受到干扰。
2、卫星通信中的抗干扰技术
2.1 天线抗干扰
针对卫星通信系统分布范围广、涉及地域大现实情况,极易受到干扰的情况,要尽可能实现优化、灵活卫星铜系的覆盖,最大限度上弱化其他因素的干扰。目前,最常见的抗干扰技术是天线抗干扰,融合了智能天线技术、自适应调零技术等。当系统运行时,可以利用大型、多波束卫星接收天线,将其照射到指定范围,如果在此过程中发现干扰信号,会自动关闭波束,选择安全路径完成通信,从而达到抗干扰目标。智能天线,可以根据信道环境自动调整天线图方向,使得天线性能保持最佳狀态。
2.2 星上处理技术
该项技术主要是利用上下行链路去耦,以此来达到减少、直至完全消除干扰因素对链路运行的影响。同时,能够缓解转发器运行状态,使得转发器保持最佳状态。该项技术涉及内容较多,如星上信号解调再生、解跳、解扩等多项内容。通过在星上对干扰信号的处理,能够保证卫星通信系统始终保持良好状态。
2.3 自适应编码调制技术
该项技术具有通信自适应特点,将其引入到通信传输上,能够对信道环境进行总体评估,通过回传信道,将信道的实际情况传输给发送端,然后根据实际情况确定编码、调制方式。通常而言,如果信噪比偏低,需要应用较低信息速率,以完成通信;反之,则要采用较高的信息速率,确保信道利用率与速率相协调。只有这样,才能够显著提高系统运行效果,确保信道传输可靠性。想比较来看,自适应编码调制技术能够提高功率增益,突破系统回路延时等方面的限制。故为了提高系统性能,在实践中要充分考虑现实情况,尽可能选择具有大功率,且高频利用率的编码调制方案,促进卫星通信系统稳定运行。
2.4 无线光通信技术
对于该项技术,其主要借助大气传输媒介,实现对光信号的传输。如若信号传输终端存在无遮挡路径,且具有足够的光发射率,便可利用该项技术保护卫星通信,从而使其免受干扰。FSO作为传输机械设备,具有物理特性,在任何传输协议上进行叠加,能够实现对音频、数据及图像等内容的透明传输[2]。任何一个无线光通信系统,都是由发射机、接收机及信道三要素构成,在点对点传输时,各终端会设置两个点,即发射与接收,从而实现全双工通信目标。通常来说,FSO主要借助红外线进行传输,通信系统工作频段基本保持在300GHz以上,能够避免外部因素的限制和影响。再者,FSO协议透明,具有较高的安全性、隐私性,且电波之间不会相互影响。目前,欧美发达国家对于光通信技术的研究给予了足够的重视,并投入了大量时间和精力,研发出的激光空间链路技术取得了较好的成绩,并朝着长波长、容量大等趋势转变和发展。
2.5 限幅技术
在抗干扰方面,限幅技术应用范围较广,能够有效避免上行对功率放大器的干扰。系统处于理想状态时,限幅器需要具备特定的限幅特点,在输入高功率信号时,能够减弱信号,而当信号处于低功率时,会产生微乎其微的插入损耗。通信限幅由硬、软限幅两部分构成,其中前者是非线性状态下,借助大信号对小信号施压,如若出现连续波干扰,此时压缩比更为突出[3]。特别是应用碳化硅材料后,其热导性能、电子饱和漂移速度是传统硅材料的三倍、二倍,有利于促进相关器件抗辐射效果。而后者,主要工作区域分布在线性区域、限幅区,压缩比、干信比等要素之间关系密切,具体来说,当限幅时,受到非线性因素的影响,极易产生强信号,以此来抑制小信号,最大时,能够达到6dB,较原本4dB性能更强。
对于抗干扰技术的研究而言,是一项长期、艰巨的任务,在具体研究中要加强对新科学通信体制的研究,设计一套具有将强预测能力、且能够实现最低限度保障的系统。同时,对于卫星通信系统的研究,要侧重对智能天线技术、混Mt3A技术等方面的研究,在密码序列设计等原理基础之上,寻求性能更好地跳扩频码,从而提高卫星通信质量。
结论:综上,现有卫星通信系统抗干扰技术类型较为丰富,无线、限幅等技术都能够为卫星通信系统提供不同程度的保障。但深入技术在实践中的应用效果来看,各项技术均存在不同程度的不足之处,有待进一步调整。为此,技术人员对卫星通信技术的研究,要侧重抗干扰、卫星信道特征等方面,提高各项技术抗干扰操作能力,最终保障卫星通信系统在各领域中应用的积极作用能够发挥到最大。
参考文献
[1] 汪幕寒.基于卫星通信干扰技术的研究探析[J].信息与电脑(理论版),2014(07):16-17.
[2] 李梓化.完善卫星通信抗干扰技术体系研究[J].中国新通信,2014,16(05):51.
[3] 王宇舟,钟瑜,刘金山.一种高速卫星通信交叉极化干扰对消技术仿真[J].通信技术,2014,47(02):141-144.
[关键词]卫星通信;干扰技术;发展趋势
中图分类号:TV689 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)34-0299-01
前言:卫星通信技术是新媒体通信手段,其特点及优势为人们所熟知,成为现代化通信的重要发展方向,也是构建全球化通信的主要技术。为了提高卫星通信质量,加强对干扰技术的研究至关重要。文章主要对当下现有的限幅技术、天线抗干扰等技术进行分析。
1、卫星通信所面临的干扰
卫星通信系统在运行过程中,可能会遇到如下几个方面的影响,使其无法发挥最佳效果,影响通信质量。详细来说,第一,系统互扰,虽然使用同一频段,但距离较近的通信系统之间也会出现干扰现象。第二,无线电干扰,该方面涉及到的干扰内容较多,如工、科、医等机械设备的影响,或者同频道工作的地球站,质量参差不齐,也会出现不同程度的干扰。第三,天电干扰,此类型干扰主要源于大自然,如星体爆炸、太阳黑子爆炸、流星雨等,属于不可抗力因素[1]。最后是人为干扰,如频率阻碍、盗用等。上述各类型干扰都具有较强的独特性,且对卫星通信系统产生的干扰也有所差别。故为了确保系统能够平稳运行,需要从多个角度入手,采取多种抗干扰措施,加强对各干扰因素的对抗,最大程度上避免卫星通信系统遭受到干扰。
2、卫星通信中的抗干扰技术
2.1 天线抗干扰
针对卫星通信系统分布范围广、涉及地域大现实情况,极易受到干扰的情况,要尽可能实现优化、灵活卫星铜系的覆盖,最大限度上弱化其他因素的干扰。目前,最常见的抗干扰技术是天线抗干扰,融合了智能天线技术、自适应调零技术等。当系统运行时,可以利用大型、多波束卫星接收天线,将其照射到指定范围,如果在此过程中发现干扰信号,会自动关闭波束,选择安全路径完成通信,从而达到抗干扰目标。智能天线,可以根据信道环境自动调整天线图方向,使得天线性能保持最佳狀态。
2.2 星上处理技术
该项技术主要是利用上下行链路去耦,以此来达到减少、直至完全消除干扰因素对链路运行的影响。同时,能够缓解转发器运行状态,使得转发器保持最佳状态。该项技术涉及内容较多,如星上信号解调再生、解跳、解扩等多项内容。通过在星上对干扰信号的处理,能够保证卫星通信系统始终保持良好状态。
2.3 自适应编码调制技术
该项技术具有通信自适应特点,将其引入到通信传输上,能够对信道环境进行总体评估,通过回传信道,将信道的实际情况传输给发送端,然后根据实际情况确定编码、调制方式。通常而言,如果信噪比偏低,需要应用较低信息速率,以完成通信;反之,则要采用较高的信息速率,确保信道利用率与速率相协调。只有这样,才能够显著提高系统运行效果,确保信道传输可靠性。想比较来看,自适应编码调制技术能够提高功率增益,突破系统回路延时等方面的限制。故为了提高系统性能,在实践中要充分考虑现实情况,尽可能选择具有大功率,且高频利用率的编码调制方案,促进卫星通信系统稳定运行。
2.4 无线光通信技术
对于该项技术,其主要借助大气传输媒介,实现对光信号的传输。如若信号传输终端存在无遮挡路径,且具有足够的光发射率,便可利用该项技术保护卫星通信,从而使其免受干扰。FSO作为传输机械设备,具有物理特性,在任何传输协议上进行叠加,能够实现对音频、数据及图像等内容的透明传输[2]。任何一个无线光通信系统,都是由发射机、接收机及信道三要素构成,在点对点传输时,各终端会设置两个点,即发射与接收,从而实现全双工通信目标。通常来说,FSO主要借助红外线进行传输,通信系统工作频段基本保持在300GHz以上,能够避免外部因素的限制和影响。再者,FSO协议透明,具有较高的安全性、隐私性,且电波之间不会相互影响。目前,欧美发达国家对于光通信技术的研究给予了足够的重视,并投入了大量时间和精力,研发出的激光空间链路技术取得了较好的成绩,并朝着长波长、容量大等趋势转变和发展。
2.5 限幅技术
在抗干扰方面,限幅技术应用范围较广,能够有效避免上行对功率放大器的干扰。系统处于理想状态时,限幅器需要具备特定的限幅特点,在输入高功率信号时,能够减弱信号,而当信号处于低功率时,会产生微乎其微的插入损耗。通信限幅由硬、软限幅两部分构成,其中前者是非线性状态下,借助大信号对小信号施压,如若出现连续波干扰,此时压缩比更为突出[3]。特别是应用碳化硅材料后,其热导性能、电子饱和漂移速度是传统硅材料的三倍、二倍,有利于促进相关器件抗辐射效果。而后者,主要工作区域分布在线性区域、限幅区,压缩比、干信比等要素之间关系密切,具体来说,当限幅时,受到非线性因素的影响,极易产生强信号,以此来抑制小信号,最大时,能够达到6dB,较原本4dB性能更强。
对于抗干扰技术的研究而言,是一项长期、艰巨的任务,在具体研究中要加强对新科学通信体制的研究,设计一套具有将强预测能力、且能够实现最低限度保障的系统。同时,对于卫星通信系统的研究,要侧重对智能天线技术、混Mt3A技术等方面的研究,在密码序列设计等原理基础之上,寻求性能更好地跳扩频码,从而提高卫星通信质量。
结论:综上,现有卫星通信系统抗干扰技术类型较为丰富,无线、限幅等技术都能够为卫星通信系统提供不同程度的保障。但深入技术在实践中的应用效果来看,各项技术均存在不同程度的不足之处,有待进一步调整。为此,技术人员对卫星通信技术的研究,要侧重抗干扰、卫星信道特征等方面,提高各项技术抗干扰操作能力,最终保障卫星通信系统在各领域中应用的积极作用能够发挥到最大。
参考文献
[1] 汪幕寒.基于卫星通信干扰技术的研究探析[J].信息与电脑(理论版),2014(07):16-17.
[2] 李梓化.完善卫星通信抗干扰技术体系研究[J].中国新通信,2014,16(05):51.
[3] 王宇舟,钟瑜,刘金山.一种高速卫星通信交叉极化干扰对消技术仿真[J].通信技术,2014,47(02):141-144.