衛星通信系統干擾監測技術的分析論文
衛星通信具有通信距離遠、覆蓋面積大、不受地理條件限制、超視距通信能力，目前已被廣泛應用在船舶、汽車、飛機以及軍用設備中。與此同時，大量復雜的電磁干擾環境也在不斷影響系統設備工作。在復雜電磁環境下，大量諧波信號及交調信號會侵入到衛星接收頻段內，在部分范圍內很容易超出系統干擾容限，嚴重時便會導致系統接收設備工作異常。提高衛星通信系統抗干擾性能成為目前衛星通信系統建設發展的重要內容。因此，加強有關衛星通信系統干擾監測技術的分析，對于改善系統工作質量具有重要的現實意義。
1衛星鏈路
衛星通信系統一般由地面發射站、上行鏈路、衛星轉發器、下行鏈路、地面接收站、跟蹤遙控遙測系統以及監控管理系統等組成。干擾及衛星通信系統組成如圖1所示。
2衛星通信系統干擾監測方法
依據衛星鏈路特征及干擾信號特點，在衛星干擾監測中可采用多種方法相結合的方式來改善系統干擾監測水平。具體方法如下。
1）AGC電平監測。地面測控站可以從測控系統的遙測解調數據中實時得到衛星轉發器接收信號的AGC電平信號。不相關的AGC信號電平會隨輸入信號功率（有用信號、噪聲和干擾3部分的功率和）的增加而上升，當輸入信號功率達到正常接收門限值，而接收機不能正常鎖定工作，說明接收機受到了異常干擾。相關的AGC信號電平隨跟蹤接收的有用信號功率的增加而上升，如果AGC信號電平較高，而誤碼率也很高，則可能是遭受到了同頻干擾。應答機發生了錯鎖，跟蹤的是干擾信號。
2）誤碼率監測。不同干擾的最終效果是影響信號的實際接收質量，所以利用誤碼率可有效、直接改善干擾大小及有無的判斷效果。對于某一調制系統來說，設備自身出現的解調損失可實現進行測定，通常的信號噪聲導致的接收信號信噪比惡化量也可以進行估計，因此利用實際接收信號的誤碼率便可分析計算系統的外部干擾。
誤碼率定義準確、便于測量、反應靈敏、定義的'判斷門限清晰明確，因此將誤碼率作為主要的監測參數是合適的。如果誤碼率很高就基本上表明信道受到了干擾，相反如果誤碼率不高也就基本排除了信道受干擾的可能性。
3）載波頻譜監測。對于采用透明轉發方式的衛星，如果干擾信號帶寬落入轉發器工作帶寬之內，則地面接收到的信號必然攜帶有干擾信號成分。對轉發器轉發下來的信號進行頻譜分析，也可以初步觀察衛星受到干擾的情況。
對于窄帶干擾，從接收頻譜上看，可以較明顯地看到干擾信號疊加在正常信號上。對于寬帶干擾，從接收頻譜上可以大致看到噪聲基底增加。
4）載噪比監測。地面測控站可以從測控系統的遙測解調數據中實時得到衛星轉發器接收信號的載噪比情況。如果載噪比較高，處于系統正常工作的門限范圍內，而接收誤碼率很高，則可以初步推定有外來同頻干擾信號。如果載噪比遠遠低于系統正常的接收載噪比值，則可以初步推定系統受到寬帶噪聲干擾。
5）螺流監測。地面測控站可以從測控系統的遙測解調數據中實時得到衛星轉發器行波管的螺流值。在上行信號輸入功率達到一定程度后衛星轉發器的螺流值會達到飽和點。因此，進行螺流值的分析和處理，也可以初步判定系統受到的干擾。螺流處于安全區內，判定系統沒有受到干擾，螺流超出安全工作區，可以判定系統受到干擾。
6）信號捕獲監測。地面測控站可以從測控系統的遙測解調數據中實時得到衛星轉發器的鎖定狀態，如果系統對信號的平均捕獲時間變長、捕獲時間方差變差，并且時常出現失鎖現象，可以推斷上行鏈路受到了干擾。
3衛星通信系統干擾監測關鍵技術
1）干擾識別技術。在空間電磁環境中，并不是只有穩定的脈沖、寬帶及窄帶等類型，而是存在著各類復雜形勢的干擾。①干擾識別的原理：為保證系統能夠有效應對多變復雜的干擾，保證衛星通信系統在干擾條件中的工作穩定性，應依據對空間無線電信號的長期監測數據，利用干擾樣本綜合分析干擾信號特征，形成干擾數據庫和干擾頻譜模板，然后在識別干擾信號調制方式的過程中將實際干擾特征與數據庫指標特征進行比較，以此提高干擾識別的效率及應對干擾反應的靈活性。②干擾信號自動調制識別通常采用統計模式識別和決策論兩種方法，統計模式方法主要以模式識別作為理論基礎，而決策論方法主要以假設檢驗作為理論基礎。
2）干擾檢測技術。作為干擾監測的基礎工作，干擾檢測是開展系統防干擾的重要依據。信號檢測的方法主要有循環平穩特征檢測法、匹配濾波器檢測法與能量檢測法，當前應用于干擾檢測的方法主要有高階統計量分析法、能量檢測法、數字信號處理方法、循環平穩分析法、極化分析法及時頻分析法等。
3）高質量數字接收機技術。接收機是干擾檢測系統的關鍵，接收機的性能質量直接關系著衛星通信系統的整體質量。干擾監測系統需要接收現場導航各頻段內的多種不同信號，且要估計分析信號空域、頻域參數。通常地面接收到的衛星信號功率在-140dBm左右，而干擾比一般在-30～-120dB，相應的干擾功率一般在-110～-20dBm的范圍內，這就要求干擾監測接收機具備兩方面的性能：一是動態范圍要大，以便能夠對較大功率干擾信號進行監測；二是靈敏度較高，從而利于對較弱干擾信號實時有效監測。
在天線陣測向系統內部，各振源都與其信號通道一一對應，然而不同通道間卻包含差別較大的特性，在實際分析中應采取校正措施才能獲取較高的一致性。
4）干擾源定位技術。在對干擾實施監測、測向的同時，利用多臺干擾監測接收機組網技術，完成對空間電磁環境的監測與干擾源的定位，進而實現控制周圍電磁環境、檢查及排除干擾源的功能。無線電定位通常包括有源定位與無源定位兩種，對于通信頻段干擾源的定位是無線電無源定位的一種。依據測向站的使用數量，無源定位一般又分為多站定位與單站定位，無線電干擾源定位通常使用多站定位方式，其往往通過三臺以上的接收機組網，來降低定位模糊度對定位精度的干擾。采用的定位方法主要有FDOA、AOA、TDOA等，使用中將多種方法結合可有效提高定位精度。
4結束語
干擾監測是衛星通信系統可靠運行的重要保障，加強對有關衛星通信系統干擾監測技術的研究，總結干擾監測技術方法及具體實施要點，有利于提高衛星通信系統的運行安全性與可靠性，從而為系統的抗干擾技術提供一定的參考和支持。
參考文獻
[1]王平.淺談衛星通信系統干擾監測和處理[J].數字通信世界，2011，13（14）：74-75.
[2]宋文玉.抑制衛星干擾遏制產業損失[J].衛星電視與寬帶多媒體，2011，06（10）：61-62.
[3]劉武兵.衛星特殊干擾信號監測方法的研究[J].中國無線電，20012，05（35）：57-58.
【衛星通信系統干擾監測技術的分析論文】相關文章：