卫星通信抗干扰技术及其发展趋势研究

2018-03-20尹训锋

数字通信世界 2018年2期

尹训锋

（91917部队，北京 102401）

引言

卫星通信是利用位于地球空间轨道上的通信卫星实现中继通信的一种无线通信手段，具有通信覆盖范围大、通信距离远，不受地域限制等优点，随着科技的进步和通信需求的日益增加，卫星通信技术逐渐成熟，并被广泛的应用。通信卫星大都采用静止同步轨道，由于同步轨道只有一条，能够容纳的卫星数量有限，且卫星通信频段资源也有限，卫星通信业务井喷式的增长，在卫星轨道及频率资源均受限的情况下，势必会造成通信干扰，严重影响卫星通信传输的安全性和稳定性。

1 卫星通信所受的干扰类型

根据不同的卫星运行情况，卫星通信所受的干扰也不尽相同，主要有以下几个方面：

1.1 基于通信系统之间的干扰

通信卫星在运行的过程中，利用通信转发器上的通信信号处理设备，对卫星地面站传输上行和下行卫星信号进行传输，由于通信卫星频率资源有限，大部分卫星采用相同的通信频率，仅靠采用不同极化进行频率复用，卫星通信频率复用、临近卫星隔离度不够等会造成各个卫星信号之间互相干扰的现象。

1.2 基于电磁的干扰

对于电磁干扰来讲，其主要是对卫星通信将信号传输到地面的过程信号进行一定的干扰，随着科技的进步，电子设备大规模普及和应用，造成电磁环境日趋复杂，各种电磁干扰日益增多，电磁干扰对卫星通信的影响也会越来越强。

1.3 基于自然系统的干扰

自然系统下的干扰往往是不可抗力造成的，在宇宙中的各个星球，由于一些原因，相互之间发生碰撞，太阳周期性的活动等都会影响其卫星信号的传输，这也对当前我国的卫星通信抗干扰技术提出了更高的要求。

1.4 基于人为因素的干扰

与自然系统的影响相比较，人为因素的干扰可以通过一些有效的技术手段等进行有效的控制，一些不法分子为了窃取信号，达到一定的经济偷盗目标，破坏信号设备，或者利用一定的技术手段，对其信号进行改路等，大大影响了其卫星通信信传输的安全性与稳定性。因此，在未来的技术开发与应用的过程中，要充分对认为干扰问题进行系统的重视，开发利用新技术，从而更好地促进其卫星通信技术的进步与发展。

2 提高卫星通信抗干扰水平的技术手段

影响卫星通信信号传输安全性与稳定性的干扰因素是非常多也是非常复杂的，为了更好地保证卫星通信信号传输的稳定性与可靠性，要积极研究采用新的抗干扰技术，从而更好地提升其卫星通信传输技术的进步与发展。

2.1 利用卫星天线进行抗干扰

积极开发卫星天线自适应调零技术，使卫星天线波瓣波束始终处于最佳状态，使星载卫星天线可以更好的提升自身的环境适应性。并且，在当下大规模集成电路及智能化技术的支撑下，其可以最大程度的对其不同信号的干扰情况进行有效的分析，从而更好地对其卫星信号受干扰的问题进行系统的解决。

2.2 利用信号处理技术抗干扰

扩频和跳频技术是有效的抗通信干扰技术手段，对卫星通信信号进行扩频调制，采用合适长度的直扩序列，可以将卫星信号所受的干扰分摊到较宽的通信频段，通过接收端的解扩可以将大部分带外干扰信号去除，采用跳频技术可以有效降低卫星通信的定频干扰。

2.3 采用高效的星上处理技术进行抗干扰

卫星通信转发器通常为透明转发器，通常仅对传输的上下行信号进行频率变换，不做信号处理，附着在卫星信号的干扰无法有效去除。采用星上处理技术，利用目前先进的数字信号处理算法和快速发展的大规模集成电路技术，在转发器上对卫星接收上行信号或转发的下行信号进行科学滤波等数字处理，能够有效降低卫星通信干扰。

3 卫星通信抗干扰技术的发展趋势

随着信息技术的不断发展，卫星通信抗干扰技术的发展有以下几方面：一是要利用新技术、新理论、新工艺，特别是微电子技术等新技术，不断加强卫星智能天线的开发与利用，加强其对相关技术的研发，在通信天线波瓣控制、微反射弧等方面进行应用开发，加强卫星信号传输的反应速度。二是要利用快速发展的数字处理设备和新算法新技术，加强对自适应扩频、跳频技术等抗干扰信号处理技术的研究应用，有针对性的提升直扩序列扩频和同步解扩能力，改善跳频技术，提高相关系统对不同环境的适应性。三是利用高速发展的数字信号处理技术，采用先进的算法，加强对具体的星上抗干扰调制器的开发与利用，针对不同类型的干扰情况，有针对性的选择抗干扰调制器。四是研究利用无线光通信技术，频率资源受限，且易受干扰，限制了卫星通信发展空间，无线光通信技术具有频带宽、速率高、频谱资源丰富、抗干扰能力强等巨大优点，具有广阔的应用前景，在卫星通信上研究利用无线光通信技术是提升卫星通信容量、增强其抗干扰能力，提升信息传输效率的有效方法，也是未来卫星通信技术的重点的发展方向。