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摘要:分析表明,抵御衛星通信中存在的各種干擾和威脅,成為我國衛星通信安全領域中的研究重點。闡述我國衛星通信技術的發展現狀,幾種常用的衛星通信抗干擾技術。
關鍵詞:智慧體育,信息技術,一體化運轉。
0引言
目前,在我國電視領域、廣播領域、交通領域以及軍事領域等方面,衛星通信技術均有著廣泛的應用。但是,通信信號很容易受到各種不確定因素的干擾,通信質量下降、信號消失也是我國衛星通信過程中的常見問題。在這種情況下,必須要對衛星通信抗干擾技術進行詳細的分析,從而充分發揮衛星通信的有效性與快速性優勢,為我國衛星通信質量與通信安全提供保障。
1我國衛星通信技術的發展現狀
寬帶多媒體衛星通信.這是一種可以高速率傳輸媒體業務的衛星通信方式。這種衛星通信方式對于網絡技術、數字多媒體技術以及衛星廣播技術進行了綜合性利用,不僅可以實現圖像、聲音以及視頻等資源的深度融合,還可以降低用戶使用成本,為用戶提供大流量分組數據服務。目前,寬帶多媒體衛星通信已經在衛星產業中得到廣泛的應用。S頻段同步軌道移動通信系統。由于我國衛星通信技術的起步較晚,所以即便是發展速度飛快,也還沒有進行獨立衛星移動通信系統的構建。資源的轉發依然需要依賴國外的衛星。但是,S頻段衛星移動通信系統的構建,對于我國衛星通信技術的發展具有十分重要的意義,不僅創造了更大的經濟效益,還進一步加強了我國的信息基礎建設。衛星通信干擾威脅。對天上的衛星加以利用,通過發射信號來實現地面通信,就是衛星通信技術的原理。由于衛星的運行有著特定的高度和軌道,其運行過程中也會受到各個方面的干擾。以鏈路的差異性為標準,可以將這些干擾分為以下三類:
(1)星間干擾,即以衛星的高度與軌道位置為依據,對下行鏈路進行干擾。
(2)上行干擾,即干擾方偵查到上行的信號,就會對下行進行干擾。(3)下行干擾,即當干擾方偵查到下行的信號,就對上行進行干擾。另外,衛星的運行還會受到各種因素的威脅,尤其是電磁干擾,對于通信上行鏈路與下行鏈路的影響最大。這些電磁干擾源有的來自軍用飛機,有的來自其他衛星。一旦通信過程受到干擾,其通信質量就會降低。電磁干擾可以細分為以下三種:(1)壓制式干擾;(2)欺騙式干擾;
(3)靈巧干擾。針對干擾源的消除,主要包含兩種情況。首先,如果干擾源對衛星的下行鏈路產生干擾,由于其實際覆蓋面積十分有限,所以可以忽略干擾信號功率與距離的影響,只需要在地面進行抗干擾裝置的安裝,就可以有效消除干擾源。如果是衛星上行鏈路受到干擾,在消除干擾源方面的難度就會非常大。目前,世界各國都在大力研究如何才能消除衛星上行鏈路通信干擾[1]。
2幾種常用的衛星通信抗干擾技術
(1)天線抗干擾技術。由于我國的衛星通信覆蓋面積非常大,所以也容易受到敵方干擾源的干擾。為了降低或者消除敵方干擾源的干擾,我國對于天線抗干擾技術的應用予以了高度的關注。因為天線抗干擾技術可以靈活調整衛星的覆蓋范圍,提升衛星信號的接收程度,從而即便是衛星通信過程中受到干擾源的干擾,也可以通過大頻率的信號傳輸來為信號接收的有效性與穩定性提供保障。天線抗干擾技術的應用,還可以對以下三種天線技術進行綜合,發揮強強聯合的作用:第一多波束天線技術、第二智能天線技術、第三自適應調零天線技術等。其中,多波束天線技術的主要作用就是對衛星發射天線進行控制,對衛星天線方向進行調節,進而大幅度提升衛星抗干擾能力。而自適應調零天線技術的主要作用就是對天線陣元進行自適應加強,確保信號干擾調零,進而保證干擾性能的抑制效果。智能天線技術的應用需要將智能天線設計到衛星信號入口[2]。
(2)擴展頻譜抗干擾技術。擴展頻譜抗干擾技術已經成為最有效的、專門抵御各類軍事目的的人為干擾的方法,主要由以下兩部分組成:第一直接序列擴頻技術,第二跳頻技術。①直接序列擴頻技術可以通過解擴的方式將衛星信號先轉化成窄帶信號,再變成寬帶信號。與此同時,還可以有效過濾窄帶濾波器信號,保護衛星信號不受干擾源的干擾。②跳頻技術的應用也發揮著十分關鍵的作用,可以在不同的載波頻率之間自由切換,實現衛星通信抗干擾能力的大幅度提升,且提升方式非常隨機。在帶寬相對較寬的條件下,與直接序列擴頻技術相比,跳頻技術的實用性更強。
(3)星上處理抗干擾技術。對于衛星通信來說,透明轉發器是最容易受到干擾的部位。如果地方采取了專門針對透明轉發器的干擾措施,那么將會引起非常嚴重的損失。在這種情況下,就可以采取星上處理抗干擾技術,通過這一技術的應用最大限度避免轉發器受到干擾。而且,星上處理抗干擾技術的應用,還可以對衛星的上行鏈路與下行鏈路實施去耦操作,去掉其關聯性,從而即便是受到外界因素的干擾,透明轉發器也可以達到飽和狀態,其受干擾程度也可以被最大限度地削弱。所以,與其他抗干擾技術一樣,星上處理抗干擾技術的應用也十分廣泛,在未來一段時間內,其發展前景也十分廣闊[3]。
(4)自適應編碼調制技術。這一技術有著其他抗干擾技術所不具有的優勢,即通信自適應能力強。也正是因為這一應用優勢,其已經在無線信道通信傳輸技術中得到普及。要想有效應用這一技術,充分發揮其通信自適應能力強的優勢,就必須要對信號的具體情況有一個全面的了解,可以通過回傳信號將信號的基本情況相發送端傳輸,然后再根據信噪比的差異進行編碼與調制的自適應調整。在這一過程中,信噪比與所使用的信息速率之間存在著正比例關系,即信噪比偏低,那么信息速率也應該偏低。這樣一來,才能夠順利地對信道利用率進行提升,為信道傳輸的可靠性與穩定性提供保證,實現信道整體性能的優化。
(5)限幅技術。限幅技術是以星上處理抗干擾技術為基礎發展起來的抗干擾技術,可以對轉發器中的功率放大器進行保護,使其可以保持正常的運行狀態,而不會受到通信上行干擾的影響。與其他抗干擾技術相比,限幅技術的使用范圍最廣泛。限幅技術的應用主要分為兩種:一種是軟限幅轉發器,主要在限幅區和線性區應用,可以對較大信號進行壓縮;另一種是硬限幅轉發器,除了對較大信號進行壓縮外,還可以形成非線性工作狀態。限幅技術的應用,可以明顯降低擴頻信號的抗干擾性,并使轉發器功率的現行面筋進一步擴大,進而實現通信干擾能力。
3衛星通信抗干擾的發展趨勢
目前,我國針對衛星通信技術,在逐漸加大全新衛星通信抗干擾技術研究力度的基礎上,也加大了對更多科學性通信體制與通信手段等方面的研究,期望可以設計出一套順應時展的衛星通信技術,使其不僅具有較強的預測能力,還具備最低限度保障,可以通過各種抗干擾基礎來對各種形式的干擾進行有效抵觸。在未來的一段時間內,針對衛星通信系統的抗干擾技術研究,可以將研究重點集中到以下三方面。首先,要加大智能天線技術的研究力度,并將天線反射面特殊形態的設計納入其中,確??梢垣@得相對理想的波束。與此同時,還要加大對微帶平面天線的研究力度。其次,研究人員可以進一步研究混沌序列,探索密碼序列設計的基本原理,并以此為基礎對性能更加強大的跳擴頻碼進行搜集和整理。最后,加強多制式、多數據率調制解調器的研究。隨著時間的推移,相信我國的衛星通信抗干擾能力將會越來越強,我國的衛星通信發展速度也會始終處于較高的層次。
4結語
雖然我國的衛星通信抗干擾技術在不斷的發展過程中實現了種類的豐富與數量的增多。但是,我們絕不能滿足與現狀,而是要更加深入地投入到衛星通信抗干擾技術的研究當中,不斷地通過先進的技術來提升我國的衛星抗干擾能力,將衛星通信系統的作用進行充分的發揮。
參考文獻
[1]王新懷.衛星導航抗干擾接收系統技術研究[D].陜西:西安電子科技大學,2010.
[2]李楊.自適應衛星通信系統方案及相關技術研究[D].上海微系統與信息技術研究所,2005.
作者:湯? 徐耀耀 張越 單位:南京熊貓漢達科技有限公司