卫星扩频通信干扰消除技术的研究

19第1卷 第22期
〈科技之窗〉
产业科技创新 2019,1(22):19~20Industrial Technology Innovation
卫星扩频通信干扰消除技术的研究
尹闪闪
(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050000)
摘要:文章主要研究卫星扩频通信干扰消除技术相关问题。随着世界范围内经济科技的迅猛发展和国家科技竞争的不断升级,当前信息传递的安全性和可靠性越来越受到重视,卫星通信能够有效提升信息的传递速率,但是由于系统非常容易受到干扰因此必须不断加强卫星扩频通信干扰消除力度,准确进行定量分析并对干扰效果进行评估,切实保障信息传递安全。
关键词:卫星扩频通信系统;通信干扰;消除技术
tdc中图分类号:TN927.2 文献标识码:A 文章编号:2096-6164(2019)22-0019-02
1 卫星扩频通信系统
1.1 卫星扩频通信系统种类
李天民
扩频通信系统的概念首次出现在第二次世界大战期间,由美军提出了扩展频谱通信这一战略,目的是在于在战争中提升通信优势、方便隐秘信息传输。相比于原始信号而言,扩频通信信号的带宽更强,因此在抗干扰性能和抗噪声性能方面有着更好的表现,同时还可以满足多址接入的需求,有效增加了通信过程当中的保密性和安全性,具有一定的测距能力。随着社会经济科技的迅猛发展,当前扩频通信系统在数字通信应用过程中有了更加成熟的技术优势,也成为了数字通信的核心技术内容,在各行各业都有着非常广泛的运用。扩频通信系统与普通的数字通信系统有着一定差别,为了保证信号传输的安全性和保密性,需要对扩频信号进行特殊调制,传输时也需要对不同的信号频谱进行显著扩展,最后接收时还需要配备相应的信息接收模块。
当前常见的扩频通信系统主要分为五大类,根据工作方式上的差异分为跳频扩频系统、直接序列扩频系统、线性调频扩频系统、跳时扩频系统以及一些组合式的扩频方式等。目前直接序列扩频系统应用最为广泛,通过一个高速离散的扩频序列对低速率的数据序列进行调制,从而产生具有很强随机性的扩频序列。调制后的扩频序列能够有效提升原数据的传递速率,显著增强了卫星扩频通信系统的抗干扰能力与扩频信号的捕获能力。
1.2 扩频通信系统的特点
随着信息时代的来临,扩频通信系统在生产生活当中的应用更加广泛,作为一种高技术高效率的通信方式,扩频通信系统在民用商用乃至军事领域都发挥着重要的作用,相比于其他通信技术具有非常明显的应用优势。首先就在于扩频通信系统的抗干扰能力。扩频通信技术能够把信号拓展至更宽的频带,从而实现对干扰信号有效分离,降低信号的干扰频率,从而有效提升通信系统的整体抗干扰能力。其次就在于扩频通信系统的保密性。在扩频通信系统中,如果信号的功率谱密度较低很容易受到细微噪声影响,这就使得信号存在很强的隐秘性。想要获取扩频通信信号就必须要经过特有的信号伪随机序列进行解码,因此扩频通信系统在保密性方面具有非常高的优势。第三在于卫星扩频通信技术对多址通信需求的实现。在扩频通信技术中,多址通信是一项非常关键的因素,也是移动通信系统扩频通信技术广泛应用的根本原因。扩频信号在系统发送端运用伪随机序列对信号加密处理之后,接收端必须要对所需的信息进行解扩,解扩的过程必须按照相同的伪随机序列进行计算,技术人员还可以根据伪随机序列的特性区分信号。最后,卫星扩频通信技术具有很好的抗多径效应。多径效应指的是由于山体及建筑物等物体阻挡而造成的电磁波散射反射问题,由于受到周边环境影响,信号到达接收端的时间会出现差异,严重时还会使信号的接收情况发生异常。但是扩频通信技术能够有效解决这一问题,在捕获信号之时会对信号进行解扩分离出最强的信息数据,之后依据累加算法对信号数据进行整合和处理最终获得所需通信数据。
2 卫星扩频通信易受干扰原因
卫星通信技术应用卫星向地面发射信号,使地面各个接收器实现通讯联系,卫星扩频通信技术的应用覆盖范围非常广泛,通讯速度较快,且不会受到周边环境因素影响和限制。但是卫星毕竟是从天上向地面
作者简介:尹闪闪(1985- ),女,河北石家庄人,本科,工程师,主要从事卫星通信方面研究。
产业科技创新 Industrial Technology Innovation
兰迪教授
20Vol.1 No.22
发射通信信号,因此在信号传输的过程当中也非常容易受到多种因素的干扰问题。其中最为主要的就是军用飞机、卫星设施的干扰。卫星扩频通信受到干扰的原因分很多种,因此干扰信号的类别也存在差异。结合干扰信号特性可以分为压制性干扰、欺骗性干扰、瞄准式干扰、连续搜索干扰等。卫星的下行链路在运行时受到的信号因素干扰基本上可以被地面上应用的抗干扰措施消除,即使干扰信号具有良好的干扰距离和干扰功率也能够有效避免。但卫星的上行链路的信号抗干扰能力较差,这也是研究人员丞待解决的主要的卫星宽频通信干扰问题。
3 卫星扩频通信抗干扰技术分析柞木根
3.1 天线抗干扰技术
当前国内针对卫星扩频通信干扰问题而采取的最常见的处理方法是天线抗干扰技术。由于国内目前应用的卫星扩频通信网络覆盖范围非常广,因此就很容易受到未知干扰源的破坏和影响。通过应用天线抗干扰技术能够有效分析信号的覆盖范围,从而实现具有针对性的抗干扰工作。天线抗干扰技术的灵活性比较强,能够有效提升信号接收能力,因此即使来自某一方向的信号出现被干扰问题也不会影响信号整体接收。天线抗干扰技术主要分为三类,包括智能天线技术、多波束天线技术和自适应调零天线技术等。随着天线干扰技术研究的不断深入,智能天线技术应用范围逐渐扩大。智能天线技术主要是在卫星信号入口处接上特制天线,并通过这种天线防止信号出现被干扰的问题,优化天线阵列信号,并且能够对天线阵列的方向进行有效控制,通过这种方法不仅能够有效增强卫星的抗干扰能力,还能保障卫星信息的传输安全。多波束天线技术主要针对卫星发射的天线干扰问题,通过调整天线的方向能够对卫星天线的波束进行规范,促进卫星自身抗干扰性能的有效提升。而自适应调零天线能够对天线的阵元进行优化和控制,将信号的干扰能力调整为零,从而有效抑制其他信号的干扰性能。这种天线技术可以说是自适应调零天线技术的优化与升级。
应急系统
3.2 编码调制抗干扰技术
通信数据在进行卫星传输时不可避免会出现一些差错问题,编码调制抗干扰技术应运而生,从而能够
有效解决这一难题。编码调试抗干扰技术中的前项纠错功能能够避免干扰源的干扰影响,免受干扰源发出的干扰信息,并且通过级联编码的方式解决其他信号的干扰问题。编码调制抗干扰技术需要借助卷积码的译码环节,能够有效提升编码增益,因此具有非常广泛的应用前景。随着社会经济科技的迅速发展,当前数字化卫星扩频通信对于级联码的应用更加广泛和频繁,因此应用编码调制技术可以有效提升卫星通信技术的抗干扰能力,切实促进卫星扩频通信系统数据传输的安全性和稳定性。
3.3 扩展频谱抗干扰技术
扩展频谱抗干扰技术在卫星扩频通信抗干扰研究中一直被认为是非常重要的发展方向,扩展频谱抗干扰技术包含直接序列扩频技术与跳频扩频技术,能够实现对信号的有效控制。其中直接序列扩频技术可以解扩信号并将其形成窄带信号,之后可以利用解扩窄带干扰信号从而形成信息传输所需的宽带信号,并且借助窄带滤波器对信号进行过滤,过筛信号所形成的能量来降低对信号的干扰问题。目前直接序列扩频技术等相关理论已经非常成熟与完善,因此在卫星扩频通信抗干扰系统中有着非常广泛的应用。
3.4 卫星处理抗干扰技术
卫星处理抗干扰技术主要解决透明转发器的不足,提升信号的抗干扰能力。在卫星扩频通信的抗干扰技术中,透明转发器的研究还处于初级阶段,虽然透明转发器能够有效起到抗干扰作用,但应用时较
为脆弱,在透明转发器受到干扰时如果不及时处理就很容易被摧毁。卫星处理抗干扰技术能够针对透明转发器的弊端,将卫星的上行链路与下行链路进行去耦处理,从而消除二者的关联性,使得透明转发器在受到干扰时可以保持推向饱和的状态,避免出现损坏问题。结合当前卫星通信应用水平而言,卫星处理抗干扰技术是卫星扩频通信系统抗干扰技术中最为关键和重要的发展方向,在未来的发展中会成为卫星扩频通信抗干扰技术中的关键技术。
4 结语
综上所述,卫星扩频通信系统具有信号覆盖广传输质量高等优点,建设时部署和组网速度快捷,能够一定程度的避免通信距离和周围环境的限制和影响,因此无论是在军事方面还是其他方面都具有非常广泛的应用前景,是未来信息传输的重要渠道之一。但卫星扩频通信在运行的过程中很容易受到窄带信号、强宽带业务等信号干扰,因此必须要不断加强卫星扩频通信干扰的研究,采取具有针对性的抗干扰策略,最大限度的提升卫星扩频通信技术应用的安全性和稳定性。
参考文献:
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