衛(wèi)星通信中的常見干擾分類及處理方法

史軍良　周宏新

摘要：本文從實際的應(yīng)用出發(fā)，簡要介紹了衛(wèi)星通信中常見的干擾方式及干擾源，從地面干擾、空間干擾、自然干擾和人為干擾等四個方面進(jìn)行了分類敘述，同時，給出了不同干擾的處理方法。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；干擾分類；干擾處理方法

引言

衛(wèi)星通信的特點是傳輸距離遠(yuǎn)、不受地理條件限制、覆蓋面廣、通信頻帶寬和容量大等，在軍民通信領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。但是，相比于電纜、光纖和微波等通信方式，衛(wèi)星通信更容易受到干擾和影響，尤其是開放式的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，由于使用透明的轉(zhuǎn)發(fā)器，更容易受到惡意干擾。

1.地面干擾

地面干擾主要包括衛(wèi)星地球站的雜波干擾、電磁干擾以及交叉極化干擾等。

1.1衛(wèi)星地球站的雜波干擾

衛(wèi)星地球站一般由多種設(shè)備組成，通常包括調(diào)制解調(diào)器、功放等。這些設(shè)備

可能存在設(shè)計指標(biāo)不合格，從而使設(shè)備在工作中傳輸載波時帶有雜波或者諧波。

另外，衛(wèi)星通信設(shè)備的工作匹配不當(dāng)，也會造成諧波干擾和載波噪聲干擾。

通常，要想最大限度的減少衛(wèi)星地球站的雜波干擾，就要從設(shè)備的測試上和

準(zhǔn)入制度上進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。衛(wèi)星地球站在測試使用時，要嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)備匹配和操

作測試，盡量消除設(shè)備的參數(shù)、指標(biāo)、功率等設(shè)置所產(chǎn)生的雜波或諧波干擾。衛(wèi)

星地球站在入網(wǎng)測試時，需要嚴(yán)格管理，確定入網(wǎng)門檻。

1.2電磁干擾

目前，由于存在多種通信方式和噪聲，這些通信方式和噪聲對衛(wèi)星通信都會

造成一定的電磁干擾。這些電磁干擾的輻射和電磁接入，會對衛(wèi)星通信中的上下行鏈路造成一定的影響。

為了降低電磁干擾，在衛(wèi)星通信設(shè)備的選址和使用中，要通過電磁干擾測試，

盡量選擇在電磁環(huán)境“較為干凈”的地點進(jìn)行建站或者使用。另外，采用性能較

好的電磁屏蔽措施，也可將電磁干擾的影響降到最低。

1.3交叉極化干擾

衛(wèi)星通信中，交叉極化隔離度對通信干擾的影響較大。如果通信設(shè)備的交叉

隔離度不好，上行極化分量過大將會使干擾信號進(jìn)行下行通道，影響設(shè)備的使用

效果。

為了減少交叉極化干擾，最直觀的方法就是在設(shè)備調(diào)試時，要耐心調(diào)整好天

線極化，確保設(shè)備所需的接收信號最強(qiáng)時另一極化信號最弱。另外，傳輸系統(tǒng)的交叉極化去耦度及自適應(yīng)交叉極化干擾抵消技術(shù)也是系統(tǒng)抗交叉極化干擾的主要措施[1]。

2.空間干擾

空間干擾主要包括在衛(wèi)星通信中相鄰衛(wèi)星之間的干擾、同一衛(wèi)星相鄰信道之間的干擾以及人為操作不規(guī)范造成的干擾等。

2.1鄰星干擾

鄰星干擾主要有上行干擾和下行干擾，其中，上行干擾主要是因為鄰星系統(tǒng)中有些用戶使用的天線功率譜密度超出協(xié)調(diào)指標(biāo)或者天線偏向鄰星造成臨星干擾；下行干擾主要是相鄰衛(wèi)星之間的重疊覆蓋區(qū)使得用戶在接收到正常信號的同時，也接收到鄰星的旁瓣信號。

為了減少臨星干擾，需要從兩方面進(jìn)行入手。對于上行干擾的降低，需要采取精確調(diào)整天線的指向，并改善通信天線的方向圖性能以及降低上行功率等措施。對于下行干擾的降低，一般需要衛(wèi)星公司之間調(diào)整鄰星之間的技術(shù)參數(shù)予以解決。

2.2相鄰信道干擾

相鄰信道的干擾主要涉及到用戶載波的頻率分配可能與相鄰信號的頻帶出現(xiàn)重疊，或用戶在使用載波時，其載波的頻譜特性未滿足要求，從而造成干擾。

要降低這類干擾，衛(wèi)星公司在進(jìn)行入網(wǎng)測試時，必須保證用戶的上行載波頻譜在分配頻帶的范圍之內(nèi)。另外，采取降低平衡出站信號功率的方法[2]也是有效的辦法之一。

2.3人為操作不規(guī)范造成的干擾

人為操作不規(guī)范主要包括操作和設(shè)置有誤、違反上星程序和私自上載波偷發(fā)信號等，這些方面都會對衛(wèi)星通信造成影響和干擾。

對于人為操作不規(guī)范造成的干擾，主要的方法就是采取人員培訓(xùn)和嚴(yán)格自律，減少和防止不規(guī)范的操作。

3.自然干擾

自然干擾是由不可避免的自然現(xiàn)象對衛(wèi)星通信產(chǎn)生的干擾，主要包括在雨衰、日凌和電離層閃爍等。

3.1雨衰

雨衰是一種常見的衛(wèi)星通信的干擾現(xiàn)象。對于有些波段的信號，如KU波段的信號，由于其波長與雨滴大小相近，更容易受到雨衰的干擾。

為了降低雨衰對衛(wèi)星通信的影響，在進(jìn)行衛(wèi)星通信時，盡可能的選擇可以使衛(wèi)星天線處于高仰角的衛(wèi)星，這樣可以減少降雨時電波穿越的雨區(qū)距離。同時，為了防止衛(wèi)星天線積水對電波造成的吸收損耗，可以采取天線排水設(shè)計降低雨水積存。

3.2日凌

在春分和秋分前后，由于太陽產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁波對衛(wèi)星信號可能會造成嚴(yán)重干擾，即為衛(wèi)星通信中的“日凌”。

日凌現(xiàn)象是不可避免的，但其只影響衛(wèi)星的下行鏈路，因此，春分和秋分前后，要做好預(yù)防日凌現(xiàn)象的防護(hù)措施。

3.3電離層閃爍

衛(wèi)星信號傳輸時，由于地球的電離層存在結(jié)構(gòu)的不均勻性和隨機(jī)時變性，就會造成衛(wèi)星信號的特性出現(xiàn)短周期變化，形成信號干擾，如衛(wèi)星定位誤差的明顯加大[3]，即為電離層閃爍。

通常，電離層閃爍嚴(yán)重時主要發(fā)生在春分和秋分前后，而頻率在3GHz以下，最易發(fā)生電離層閃爍。因此，在春分和秋分前后以及通信頻率在3GHz時需要注意電離層閃爍的影響。

4.人為干擾

衛(wèi)星通信中的人為干擾主要包括人為失誤、同極化干擾、反極化干擾、轉(zhuǎn)發(fā)器盜用和惡意干擾等。目前，通常使用的衛(wèi)星都采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器通信方式，而人為干擾經(jīng)常就是借助透明轉(zhuǎn)發(fā)器的這一特性實施盜用或者惡意干擾。

對于人為干擾，有些是可以避免的，如人為失誤，可以通過建立規(guī)范的管理制度和故障處理預(yù)案等手段進(jìn)行改進(jìn)。對于人為盜用轉(zhuǎn)發(fā)器和惡意干擾，通常的處理辦法是降低衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的增益檔，增強(qiáng)對非法信號的反制。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉德虎，劉衛(wèi)東. 交叉極化鑒別率和交叉極化干擾抵消技術(shù)在實際中的應(yīng)用[J].無線通信技術(shù)，2002，03.

[2]樂四海，歐新穎等. 相鄰GEO衛(wèi)星信號干擾分析[J].無線電通信技術(shù)，2012，03.

[3]劉鈍，甄衛(wèi)民等. 電離層閃爍對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能影響的仿真分析[J].全球定位系統(tǒng)，2011，01.