衛(wèi)星通信地球站開通率的影響因素

孫銀生，王 蓉

（1.31401部隊(duì)81分隊(duì)，呼和浩特 010030，2.內(nèi)蒙古軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室，呼和浩特 010051）

衛(wèi)星通信具有組網(wǎng)靈活不受地域限制、廣播傳送便于多址聯(lián)接的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量的多業(yè)務(wù)通信，在諸如抗震、救災(zāi)等行動(dòng)中有廣泛應(yīng)用。因此，對于任意一個(gè)衛(wèi)星通信地球站都必須具備很強(qiáng)的信息暢通能力，才能保證地球站較高的開通率。

1 衛(wèi)星通信地球站的開通率

通常情況，衛(wèi)星通信地球站開通率是指：把一個(gè)規(guī)定時(shí)長的信息流作為測試數(shù)據(jù)包，以用戶終端在限定時(shí)段內(nèi)對該測試數(shù)據(jù)包的完整可靠接收作為一次開通成功，而其開通率值則以月（或季度）為一個(gè)時(shí)間單位進(jìn)行計(jì)算。用公式表示為：

根據(jù)對開通率所進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)的衛(wèi)星通信地球站開通率都可以達(dá)到使用要求。

2 衛(wèi)星通信地球站開通率的影響因素

2.1 復(fù)雜環(huán)境狀況的影響

無線電信號在地球站與衛(wèi)星之間傳輸需要穿過大氣層并會產(chǎn)生一定的損耗，其中較為突出的是降雨等惡劣天氣條件產(chǎn)生的大氣衰減。特別是KU頻段的雨衰問題，即便是中等降雨也會對信號造成10dB左右的衰減，從而導(dǎo)致衛(wèi)星通信信號傳輸?shù)闹袛唷Ｈ绻霈F(xiàn)較強(qiáng)的風(fēng)，則會使地球站天線產(chǎn)生晃動(dòng)而造成衛(wèi)星通信信號接收的閃斷，給衛(wèi)星通信地球站開通率造成影響。

2.2 地面站設(shè)備線路的影響

當(dāng)前，衛(wèi)星通信C頻段地球站和某些L（1.0-2.0GHz）以下頻段的地球站終端設(shè)備，它們使用的頻率相近于雷達(dá)站、飛機(jī)場等場站的用頻范圍。當(dāng)此類場站通信設(shè)備開機(jī)且發(fā)射功率較強(qiáng)時(shí)，容易形成干擾使地球站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下降而無法正常工作。同時(shí)，衛(wèi)星信號被地球站接收后，通常還需要經(jīng)地面光纖傳輸進(jìn)行雙方信息的連接交互。如果光纖傳輸線路本身出現(xiàn)故障或性能下降等問題，也會影響衛(wèi)星信號正常到達(dá)用戶終端。

2.3 空間鏈路干擾的影響

衛(wèi)星通信電波在傳輸中的各種損耗不可避兔，但有些損耗可被估算，有些則不能確定。通過對已發(fā)生空間鏈路干擾的分析，可以發(fā)現(xiàn)它主要有兩個(gè)方面：一是信號在穿過電離層時(shí)會遭受宇宙射電、太陽噪聲的干擾，使得在地球站與通信衛(wèi)星之間傳輸?shù)男盘柍霈F(xiàn)隨機(jī)性質(zhì)量下降。二是正在使用的頻率資源被非法用戶或者惡意干擾者侵占使用，造成衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)生功率阻塞性飽和干擾而無法正常工作，最終導(dǎo)致地球站衛(wèi)星通信的中斷。

2.4 通信衛(wèi)星狀態(tài)的影響

通信衛(wèi)星作為系統(tǒng)核心，其運(yùn)行狀態(tài)對信號的正常傳輸有著很大的影響。一是衛(wèi)星在晝夜不同時(shí)段的軌道運(yùn)行過程中會發(fā)生姿態(tài)漂移，使地球站與通信衛(wèi)星之間傳輸?shù)男盘柍霈F(xiàn)質(zhì)量差異。二是正常運(yùn)行的通信衛(wèi)星在極端時(shí)刻有可能遭到敵人微波激光武器或者高能粒子武器等干擾攻擊，使其發(fā)生“失控失蹤”或“短暫休眠”等狀況，造成整個(gè)衛(wèi)星通信的癱瘓。

3 提高衛(wèi)星通信地球站開通率的對策

3.1 注重環(huán)境防護(hù)，提高地球站的開通率

對于由降雨給衛(wèi)星通信地球站開通率造成的影響，可以在地球站建設(shè)時(shí)預(yù)留足夠的功率富余量，必要時(shí)啟用功率富余量來彌補(bǔ)造成的信號功率損耗；或者在其它條件不變的情況下，通過降低信號傳輸速率來增強(qiáng)信號強(qiáng)度，彌補(bǔ)降雨降雪造成的信號電平衰減。對于因大風(fēng)等引起的地球站開通率下降，可選擇后方山包、建筑等有遮擋作用之處為地球站天線場所，或者采取一定的天線防護(hù)措施來減低天線抖動(dòng)影響，提高地球站的開通率。

3.2 加強(qiáng)場站管理，提升開通能力

對于可能發(fā)生的同頻段地面微波干擾，需要在通信場站站址選擇上注意相互避讓，保持好通信場站之間的安全距離，以最大程度地降低直至避免場站之間的同頻干擾，使地球站設(shè)備處于穩(wěn)定的開通運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，需要加強(qiáng)同地面微波站、傳輸站、電信運(yùn)營商在設(shè)備開通上的溝通協(xié)調(diào)，提升通信設(shè)備和傳送線路的運(yùn)行質(zhì)量，需要強(qiáng)化場站維護(hù)管理人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，提高場站發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，保證地球站的開通。

3.3 優(yōu)化技術(shù)資源，提高鏈路質(zhì)量

針對通信衛(wèi)星所遭受的天電射線等自然干擾，可采用諸如直接序列擴(kuò)頻技術(shù)或者混合方式下的跳頻/直擴(kuò)技術(shù)，通過對工作信號作降低功率譜密度處理，增強(qiáng)其干擾環(huán)境中的信息傳輸能力。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)衛(wèi)星通信資源的監(jiān)測管理，熟悉并掌握相同頻域地球站狀況和頻率資源使用，建立并完善相關(guān)情況數(shù)據(jù)庫。如果出現(xiàn)不明干擾即可迅速采取行動(dòng)對其警告制止或者進(jìn)行壓制驅(qū)除，保證工作頻率正常以及地球站的開通。

3.4 發(fā)展新型力量，強(qiáng)化衛(wèi)星通信應(yīng)用

針對衛(wèi)星軌道運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)際變化和通信衛(wèi)星可能遭到的各種攻擊，需要積極發(fā)展運(yùn)用新的技術(shù)措施：一是發(fā)展衛(wèi)星和人工智能（AI）技術(shù)。可結(jié)合迅猛發(fā)展的AI技術(shù)對衛(wèi)星運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)施智能控制，通過識別感知對衛(wèi)星進(jìn)行即時(shí)調(diào)整，減低漂移發(fā)生。二是建設(shè)可部署太空的智能管控力量。通過它對己方衛(wèi)星進(jìn)行保護(hù)和維修搶通，提升通信衛(wèi)星生存能力。

信息化條件下，衛(wèi)星通信的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用對地球站開通率有著更高的要求。我們必須緊跟衛(wèi)星通信技術(shù)進(jìn)步，尋求新的管理體制創(chuàng)新，完善各種保護(hù)策略，不斷提高地球站的通信暢通能力。