关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究

搜论文-编辑:admin-

关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究

      一、引言 
  现代通信技术飞速发展,其中以卫星通信技术为主要发展方向,因为它较其他通信技术容量更大、面积更大、质量更高同时组网便捷,也是实现全球化通讯的重要实现手段。但是在信号传输过程中也易受到多种干扰因素的影响。 
  二、卫星通信抗干扰类别介绍 
  (一)电磁干扰 
  这里指的是卫星通信与地面无线电系统间受到的电磁干扰,其来源十分广泛,包含了雷达系统、广电系统以及微波通信系统的诸多干扰,同时像一些医疗、工业以及科学设备器械也会产生一定的电磁干扰,此外如果地球站质量不过关或者操作不规范也会导致此类干扰的出现。 
  (二)天电干扰 
  这里主要是指自然界的干扰,其主要来自于银河系内的星体碰撞或者爆炸所产生的能力和射线,除此之外,有时候的流星雨也会产生这样的干扰。 
  (三)各系统之间的相互干扰 
  因为在进行卫星通过时,各个通信系统使用相同的频率,同时它们间的距离也很近,此时非常容易出现互相干扰的情况。 
  (四)人为干扰 
  这主要是指通过人为因素对卫星通信系统传输的上行和下行的介入而导致的干扰。针对上述几种干扰,在制定相应的抗干扰对策时要对干扰类型有所区分,有针对性的进行对策的制定。 
  三、常用抗干扰技术的介绍 
  (一)天线抗干扰技术 
  卫星通信系统的覆盖范围广,这是它的突出优点,同时也带来了一个很大的问题即容易受到干扰。在诸多抗干扰技术中天线抗干扰技术是最为常见的一种,其主要包含智能天线技术、自适应调零技术以及相控阵天线技术等。智能天线的实现方式是利用依据无线信道的具体变化来自动调整天线图的实际方向,进而保障天线性能处于最佳的状态。智能天线的优势在于能够抵御来自不同方向的干扰,甚至能够将信号比提升几十倍。而智能天线的主要组成为天线阵列、自适应信号处理和信号通道。同时有一个问题亟待解决,即怎样能够在短时间内进行多个干扰方向的判断,并将其调零。针对这一问题,相关专家提出了免疫遗传算法的自适应天线调零方法,对收敛速度、精度以及波束形状上进行改进。而抗干扰另一项重要的措施就是相控阵天线技术,其主要根据战场形势变化来加强对卫星发射天线指向的控制,实现随着用户运动不同其波束覆盖面积也随之不同。 
  (二)星上处理技术 
  该处理技术是运用上、下行链路之间去耦类对上行干扰对下行链路的干扰实现有效的减少或者消除,同时还能够避免转发器进入饱和状态。该技术包含的内容也十分广,其中主要包含的内容为速率的转换、多波束转换以及智能自动增益的有效控制等。 
  (三)限幅技术 
  该技术的使用范围最为广泛,它能够有效避免转发器中的功率放大器进入饱和状态。理想的限幅器应当在高功率输入信号时有高的信号衰减能力,而在低信号功率输入时,应当只存在一个较小的插入损耗。通信限幅主要包含软限幅和硬限幅两个方面。软限幅转发器的工作区域主要分布在线性区和限幅区,能促使信噪比不断下降。硬限幅转发器主要工作在非线性的状态下,压缩比在发生连续信号时最严重。两者相比较,软限幅较硬限幅有大约4dB 的性能改善。 
  (四)自适应编码调制技术 
  该技术具有明显的通信自适应特征,能够运用在使用无线信道通信的传输技术上。运用该技术时首先需要估计信道,随后依据不同的信噪比来自适应地调整编码方式以及调制方式。在信噪比过低时使用的信息速率也较低,反之则较高,只有这样才能可靠的进行信道传输。该技术也存在一些弊端,即易受到诸如自适应回路延时、链路状态估计算法以及调制编码方案的粒度等因素的影响。想要提升自适应编码调制系统的性能,就必须选择一些有较大功率且更高频利用率的编码调制方案。 
  (五)无线光通信技术 
  该技术是靠大气作为传输媒介来进行光信号的传输的,在信号收发的两端机间无遮挡视距路径,且光发射功率足够的条件下可运用该技术。发射机、接收机以及信道共同构成了无线光通信系统。FSO(一种物理层的传输机械设备)可在任何的传输协议上进行叠加,能够对声音、数据、图像等业务进行透明传输,其主要运用红外光线进行传输,通信系统的工作频端基本保持在300GHz 以上,其优点在于灵活、快捷且成本较低。 
  四、卫星通信抗干扰技术的发展趋势 
  通过上述的分析与阐述,我们可以看出针对卫星通信抗干扰技术的研究绝不是一朝一夕就能够完成的任务,它是一项需要我们做好长期艰苦钻研和不断创新的艰巨任务。在研究过程中要对以下问题特别关注:第一是加强新的卫星通信抗干扰技术的研究,第二是在通信体制上要积极探索,努力创新,能够设计出一套具有较强预测力以及最低限度保障的卫星通信系统。该系统应该能够具有信号处理技术,同时能够运用多种抗干扰技术来解决各种类型的干扰问题,且在组网能力以及业务支持上应当更加灵活。在卫星通信系统研究方面可以从以下三个方面提升:第一,智能天线技术的加强,该技术主要包含天线发射面的形状设计,其设计目标是获得理想波束,加强微带平面天线的研究等;第二,混合扩频技术以及自适应扩频技术研究的加强;第三,根据卫星信道的特征,找寻最佳的信号调整方式,加强对多制式、多数据率的调制解调器的研究。 
  参考文献: 
  [1]朱红新.卫星通信抗干扰技术发展趋势[J].中国科技信息,2014,(09):123-124. 
  [2]王晓宇,张骅,谢斌斌.一种卫星导航抗干扰天线数字信号正交分解方法[J].现代导航,2015,(05):413-419. 
  [3]杜祥春.关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究[J].新媒体研究,2016,(16):52-53. 
  [4]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,2015,(04):207-208.
  作者简介: 
  管璐璐,中国人民解放军西部战区综合训练基地通信教研室