卫星通信抗干扰设计考虑及性能分析_黄爱军
卫星通信中的抗干扰技术与策略
卫星通信中的抗干扰技术与策略在当今信息时代，卫星通信凭借其覆盖范围广、不受地理条件限制等优势，在军事、民用等众多领域发挥着至关重要的作用。
然而，卫星通信信号在传输过程中容易受到各种干扰，严重影响通信质量和可靠性。
因此，研究卫星通信中的抗干扰技术与策略具有重要的现实意义。
卫星通信面临的干扰类型多种多样。
首先是自然干扰，如太阳活动产生的电磁辐射、电离层闪烁等，这些干扰具有一定的随机性和不可预测性。
其次是人为干扰，这是目前卫星通信面临的主要威胁之一。
人为干扰包括有意干扰和无意干扰。
有意干扰是指某些人为了破坏或阻断卫星通信而故意发射的干扰信号，如电磁脉冲干扰、同频干扰等；无意干扰则是由于其他电子设备的正常工作而产生的电磁辐射对卫星通信造成的影响，例如工业设备、民用通信设备等产生的干扰。
为了应对这些干扰，卫星通信领域发展出了一系列抗干扰技术。
扩频技术是其中一种常用的方法。
扩频通信通过将信号的频谱扩展到一个较宽的频带上，使得信号的功率谱密度降低，从而增强了信号在干扰环境下的隐蔽性和抗干扰能力。
直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）是两种常见的扩频方式。
DSSS 将发送的信息与一个高速的伪随机码进行调制，使信号的频谱扩展；FHSS 则是使载波频率按照一定的规律在多个频点上跳变，从而躲避干扰。
智能天线技术也是一种有效的抗干扰手段。
智能天线可以通过调整天线的方向图，使天线的主瓣对准期望信号的方向，而将零点对准干扰信号的方向，从而提高信号的接收质量和抗干扰能力。
此外，自适应滤波技术能够根据接收到的信号和干扰的特征，实时调整滤波器的参数，以达到抑制干扰的目的。
在卫星通信系统的设计和运行中，采取合理的抗干扰策略同样重要。
频率管理是一项关键策略。
通过合理规划和分配卫星通信的频率资源，避免与其他通信系统或干扰源产生频率冲突，可以减少干扰的发生。
功率控制策略也是必不可少的。
适当提高卫星发射功率可以增强信号的强度，提高抗干扰能力，但同时也要考虑到功率限制和对其他系统的影响。
航天器通信链路的抗干扰设计
航天器通信链路的抗干扰设计在广袤无垠的宇宙中，航天器如同勇敢的探索者，肩负着人类探索未知的使命。
然而，要确保这些航天器与地球之间稳定、可靠的通信，却并非易事。
通信链路作为航天器与地面控制中心之间的“桥梁”，极易受到各种干扰的影响。
因此，航天器通信链路的抗干扰设计至关重要，它是保障航天器安全运行、有效完成任务的关键所在。
首先，我们需要了解一下航天器通信链路可能面临的干扰类型。
空间环境中的电磁干扰源繁多，其中包括自然干扰和人为干扰。
自然干扰主要有来自太阳的电磁辐射、宇宙射线等。
太阳活动剧烈时，会释放出大量的高能粒子和电磁辐射，这些都可能对航天器通信造成严重影响。
宇宙射线则是来自宇宙深处的高能粒子流，它们也有可能干扰通信信号。
人为干扰则更为复杂多样。
例如，其他航天器或卫星的通信信号可能会相互干扰，地面上的无线电设备、雷达系统等也可能产生干扰。
此外，恶意的电磁干扰攻击也不能被忽视，这可能会导致航天器通信中断，甚至危及航天器的安全。
面对如此众多的干扰源，我们该如何进行航天器通信链路的抗干扰设计呢？这需要从多个方面入手。
在硬件方面，我们需要选用高性能的抗干扰器件和设备。
例如，采用具有良好抗干扰性能的天线。
天线是航天器通信的“触角”，其性能直接影响通信质量。
通过优化天线的设计，如采用定向天线、自适应天线阵列等，可以增强接收信号的强度，同时减少来自其他方向的干扰。
滤波器也是抗干扰设计中的重要组成部分。
滤波器能够有效地过滤掉不需要的频率成分，只让有用的通信信号通过。
在航天器通信链路中，合理地选择和使用滤波器，可以大大降低干扰信号的影响。
在信号处理技术方面，编码和调制技术的优化是关键。
通过采用先进的编码方式，如纠错编码，可以在信号受到干扰时进行纠错，恢复原始信息。
调制技术则决定了信号在传输过程中的特性。
选择合适的调制方式，如抗干扰性能强的调制方式，可以提高信号的抗干扰能力。
此外，跳频技术也是一种有效的抗干扰手段。
跳频通信是指通信双方的载波频率按照预定的规律快速变化，使得干扰方难以捕捉到通信频率，从而有效地避免干扰。
卫星通信系统中的干扰因素及解决措施
· ２１１ · 2023年3月10日第40卷第5期运营维护技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０５．０６７卫星通信系统中的干扰因素及解决措施赵向乾（河北远东通信系统工程有限公司，河北 石家庄 050200）摘要：我国经济正处于快速发展的重要时期，各领域对于卫星通信质量提出了更高的要求，因此将卫星通信系统作为研究对象，叙述其基础分类，分析其应用优势，对常见的干扰类型做简要概述，并从相关干扰因素出发，提出较为具体的解决措施，旨在为更多卫星通信相关单位提供参考，提升卫星通信质量，助推我国各个领域的可持续发展。
关键词：卫星通信系统；通信干扰；解决措施Interference in Satellite Communication System and SolutionsZHAO Xiangqian(Hebei Far East Communication System Engineering Co., Ltd., Shijiazhuang 050200, China)Abstract: China ’s economy is in an important period of rapid development, and various fields have put forward higher standards for communication quality, which requires in-depth research. This paper takes satellite communication system as the research object, briefly describes its basic classification, analyzes its application advantages, and briefly summarizes common types of concentrated interference. Finally, starting from the analysis of ground environment, natural environment, equipment failure, space and other interference factors, it provides specific measures to solve the interference factors of satellite communication system, aiming to provide more units related to satellite communication with thinking direction and improve the quality of satellite communication, promote sustainable development in all fields of China.Keywords: satellite communication system; interference of communication; solution1 卫星通信系统基础分类卫星通信系统在进行具体划分的过程中，根据其运行特性可以分为近地轨道（Low Earth Orbit ，LEO ）卫星通信系统、中地球轨道（Middle Earth Orbit ，MEO ）卫星通信系统以及地球同步轨道（Geosynchronous Eearth Orbit ，GEO ）卫星通信系统。
卫星通信抗干扰技术的应用分析
· １７１ · 2023年3月10日第40卷第5期通信网络技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０５．０５４卫星通信抗干扰技术的应用分析韦鹏宽，张炳森，杨培消（海军士官学校，安徽 蚌埠 233012）摘要：随着我国社会经济的迅速发展，无线电通信技术愈发普及，被广泛应用在各个领域，但是复杂多变的电磁环境、各式各样的无线通信设备都给超短波无线电通信造成了极大的干扰。
加强超短波无线电通信抗干扰技术的研究与应用具有非常重要的现实意义和工程价值，一方面能够优化信息通信性能，另一方面能够提高整体通信水平。
结合卫星通信本身的特点，分析抗干扰技术的干扰来源和关键技术内容，明确卫星通信抗干扰技术的发展趋势。
关键词：超短波无线电；卫星通信；抗干扰技术Application Analysis of Anti-Jamming Technology in Satellite CommunicationWEI Pengkuan, ZHANG Bingsen, YANG Peixiao(Naval Non Commissioned Officer School, Bengbu 233012, China)Abstract: With the rapid development of China ’s social economy, radio communication technology has become more and more popular and widely used in various fields. However, the complex and changeable electromagnetic environment and various wireless communication equipment have caused great interference to ultrashort wave radio communication. It is of great practical significance and engineering value to strengthen the research and application of anti-jamming technology in ultrashort wave radio communication. On the one hand, it can optimize the information communication performance, on the other hand, it can improve the overall communication level. Combined with the characteristics of satellite communication, the interference sources and key technical contents of anti-jamming technology are analyzed, and the development trend of anti-jamming technology of satellite communication is clarified.Keywords: ultrashort wave radio; satellite communication; anti interference technology0 引 言卫星通信传播拥有众多优势，其传播距离更远，同步卫星所覆盖的区域跨度也更大。
卫星通信系统中的干扰分析及解决措施万欣盈
卫星通信系统中的干扰分析及解决措施万欣盈发布时间：2022-09-29T09:35:33.066Z 来源：《新潮·建筑与设计》2022年4期作者：万欣盈[导读] 卫星通信系统在我们日常发挥着重要的作用，已经成为人们生活必不可少的应用系统，我们所使用的手机通讯、导航等等都是卫星通信系统的实际应用，正是由于卫星通信系统的开放性，为人们的生活带来了极大的便利，但与此同时，所面临的问题也日益凸显，卫星通信系统的高度开放，导致该系统在应用过程中，容易受到其他信号的干扰，从而对信息的传输产生一定的影响，为了解决这一问题，科研团队不断创新研究，以提高卫星通信系统的稳定，这对提高信息的传递效率和速度具有显著效果，从实际应用角度来看，虽然信号的稳定性得到提高，但是在一定程度上导致通信质量有所下降，这需要科研团队进一步深入研究，不断优化卫星通信系统的功能，提高卫星通信系统的功能。
芒市人民防空办公室信息保障中心云南省德宏傣族景颇族自治州 678400摘要：卫星通信系统在我们日常发挥着重要的作用，已经成为人们生活必不可少的应用系统，我们所使用的手机通讯、导航等等都是卫星通信系统的实际应用，正是由于卫星通信系统的开放性，为人们的生活带来了极大的便利，但与此同时，所面临的问题也日益凸显，卫星通信系统的高度开放，导致该系统在应用过程中，容易受到其他信号的干扰，从而对信息的传输产生一定的影响，为了解决这一问题，科研团队不断创新研究，以提高卫星通信系统的稳定，这对提高信息的传递效率和速度具有显著效果，从实际应用角度来看，虽然信号的稳定性得到提高，但是在一定程度上导致通信质量有所下降，这需要科研团队进一步深入研究，不断优化卫星通信系统的功能，提高卫星通信系统的功能。
基于此，本篇文章对卫星通信系统中的干扰分析及解决措施进行研究，以供参考。
关键词：卫星通信系统；干扰分析；解决措施引言2020年卫星互联网列入我国的新基建范畴，将进一步推动卫星通信的发展。
军 事通信系统的抗干扰技术研究与发展与探讨
军事通信系统的抗干扰技术研究与发展与探讨在当今复杂多变的军事环境中，军事通信系统的可靠性和稳定性至关重要。
而干扰作为影响通信系统性能的关键因素之一，对其进行有效的抵抗成为了军事通信领域的重要研究方向。
军事通信系统面临的干扰种类繁多，包括自然干扰和人为干扰。
自然干扰如雷电、太阳黑子活动等，虽然难以完全避免，但通过合理的系统设计和防护措施可以降低其影响。
然而，人为干扰则具有更强的针对性和破坏性，例如敌方的电子干扰设备可以有意发射干扰信号，阻塞、欺骗或破坏我方的通信链路。
为了应对这些干扰，多种抗干扰技术应运而生。
扩频技术是其中应用较为广泛的一种。
扩频通信通过将信号的频谱扩展到一个较宽的频带上，使单位频带内的功率降低，从而降低被敌方侦察和干扰的概率。
直接序列扩频和跳频扩频是常见的两种扩频方式。
直接序列扩频通过与高速的伪随机码序列相乘来扩展频谱，具有抗干扰能力强、保密性好等优点。
跳频扩频则是让载波频率按照预定的规律快速变化，使得敌方难以跟踪和干扰。
自适应滤波技术也是一种有效的抗干扰手段。
它能够根据输入信号的特征和干扰的情况，自动调整滤波器的参数，从而最大程度地抑制干扰。
例如，在通信过程中，如果检测到某个频段存在较强的干扰，自适应滤波器可以将该频段的信号衰减，以保证有用信号的通过。
纠错编码技术在提高通信系统的抗干扰能力方面也发挥着重要作用。
通过在发送端对信息进行编码，在接收端进行纠错解码，可以有效地纠正由于干扰而产生的错误。
常见的纠错编码方式有卷积码、Turbo 码等。
这些编码方式能够在一定程度上容忍干扰带来的错误，保证通信的可靠性。
此外，智能天线技术的出现为军事通信系统的抗干扰带来了新的思路。
智能天线可以通过调整天线的方向图，实现对有用信号的增强和对干扰信号的抑制。
它能够根据信号的来波方向和干扰的方向，自动形成波束，提高接收信号的信噪比。
随着技术的不断发展，军事通信系统的抗干扰技术也在不断演进。
软件定义无线电技术的应用使得通信系统的灵活性大大提高。
卫星通信系统中的干扰分析及解决措施
卫星通信系统中的干扰分析及解决措施【摘要】在卫星通信系统中，干扰问题一直是影响通信质量和稳定性的重要因素。
本文针对卫星通信系统中的干扰分析及解决措施进行了探讨。
首先，介绍了干扰的基本概念和分类。
然后，分析了卫星通信系统中可能出现的干扰来源，并针对这些干扰源提出了解决措施。
最后，阐述了卫星通信系统中干扰监测及处理的重要性和方法。
【关键词】卫星通信；干扰；来源；解决措施；监测处理【Abstract】Interference has always been an important factor affecting the quality and stability of communication in satellite communication systems. This paper explores the analysis and solutions of interference in satellite communication systems. Firstly, the basic concepts andclassification of interference are introduced. Then, the possible sources of interference in satellite communication systems are analyzed, and corresponding solutions are proposed. Finally, the importance and methods of interference monitoring and processing in satellite communication systems are elaborated.【Keywords】Satellite communication; Interference; Sources; Solutions; Monitoring and processing【正文】一、干扰的基本概念和分类干扰是指任何违反正常信息传输和处理条件的现象或行为。
卫星通信中的抗干扰技术研究与应用与发展
卫星通信中的抗干扰技术研究与应用与发展在当今信息时代，卫星通信凭借其覆盖范围广、不受地理条件限制等优势，成为了现代通信领域的重要组成部分。
然而，卫星通信也面临着诸多干扰问题，这些干扰可能来自自然因素，如太阳风暴、电离层闪烁等，也可能来自人为因素，如敌方的有意干扰、同频段其他通信系统的干扰等。
为了保障卫星通信的可靠性和稳定性，抗干扰技术的研究、应用与发展显得尤为重要。
卫星通信中的干扰类型多种多样。
首先是自然干扰，太阳活动产生的高能粒子会引起电离层的扰动，导致信号传播路径发生变化，从而产生信号衰落和误码。
此外，恶劣的天气条件，如暴雨、雷电等，也可能对卫星通信信号造成衰减和散射。
其次是人为干扰，这是目前卫星通信面临的主要威胁之一。
例如，敌方可能会使用大功率干扰设备对卫星通信频段进行阻塞式干扰，或者采用瞄准式干扰来破坏特定的通信链路。
还有无意的人为干扰，比如同频段的其他合法通信系统因频率分配不合理而产生的互调干扰等。
为了应对这些干扰，研究人员开发了一系列抗干扰技术。
扩频技术是其中应用较为广泛的一种。
扩频通信通过将信号的频谱扩展到一个较宽的频带上，使得单位带宽内的信号功率降低，从而提高了信号在干扰环境下的生存能力。
直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）是两种常见的扩频方式。
DSSS 通过将原始信号与高速的伪随机码进行乘法运算来扩展频谱，而 FHSS 则是使载波频率按照预定的规律快速跳变，使得干扰方难以跟踪和干扰。
编码调制技术也是提高卫星通信抗干扰能力的重要手段。
采用纠错编码可以在接收端检测和纠正传输过程中产生的错误，从而提高系统的可靠性。
例如，低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo 码等具有优异性能的编码方式在卫星通信中得到了广泛应用。
此外，先进的调制方式，如正交幅度调制（QAM）和相移键控调制（PSK）等，可以在有限的带宽内传输更多的信息，同时提高信号的抗干扰性能。
智能天线技术为卫星通信抗干扰带来了新的思路。
卫星通信系统的抗干扰技术研究
卫星通信系统的抗干扰技术研究在当今高度信息化的时代，卫星通信系统凭借其覆盖范围广、不受地理条件限制等优势，在军事、民用等众多领域发挥着至关重要的作用。
然而，卫星通信系统在传输信号的过程中，容易受到各种干扰的影响，这给通信的稳定性、可靠性和安全性带来了巨大挑战。
因此，深入研究卫星通信系统的抗干扰技术，对于保障通信质量、提升系统性能具有重要的现实意义。
一、卫星通信系统面临的干扰类型卫星通信系统所面临的干扰种类繁多，主要包括以下几种：1、自然干扰自然界中的各种现象可能会对卫星通信造成干扰。
例如，太阳活动产生的强烈电磁辐射会影响卫星通信的电波传播，导致信号衰减、误码率增加；电离层的变化也可能引起信号的折射、反射和散射，从而影响通信质量。
2、人为干扰这是目前卫星通信面临的主要干扰形式之一。
包括有意干扰和无意干扰。
有意干扰通常是敌方为了破坏通信而采取的恶意行为，如电磁干扰、阻塞干扰等；无意干扰则可能来自于其他电子设备的电磁辐射、工业设备的噪声等。
3、邻星干扰当卫星轨道间距较小时，相邻卫星的信号可能会相互干扰。
此外，地面接收站附近的其他卫星信号也可能对目标卫星信号造成干扰。
4、多径干扰由于信号传播路径的多样性，卫星信号在到达接收端时可能会经过不同的路径，这些路径的长度和传播条件不同，导致信号到达时间和相位存在差异，从而产生多径干扰。
二、卫星通信系统抗干扰技术的分类为了应对上述干扰，卫星通信系统采用了多种抗干扰技术，大致可以分为以下几类：1、频率域抗干扰技术通过合理选择通信频段和频率扩展技术来提高抗干扰能力。
常见的频率扩展技术有直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。
DSSS是将原始信号的频谱扩展到一个很宽的频带上，使得干扰信号难以对整个扩展频谱产生有效的影响；FHSS 则是使通信频率按照一定的规律快速跳变，从而躲避干扰。
2、空间域抗干扰技术利用天线的方向性和波束形成技术来抑制干扰。
例如，采用自适应天线阵列，通过对各阵元接收信号的加权处理，形成特定方向的波束，使主瓣对准有用信号方向，零陷对准干扰方向，从而提高信干噪比。
军用无线通信干扰和抗干扰技术分析
点要随着干扰频点的变化而变化，而且要有滤除多个
干扰能力的重要瓶颈。 实时频率自适应技术是在通信
干扰频点的能力；二是要求滤波器在干扰频点处有陡
过程中实时侦察通信频率的被干扰情况，实时删除被
— ３０ —
杜子亮 等 军用无线通信干扰和抗干扰技术分析
使敌方无法进行波形跟踪式干扰。
（３） 提高跳频图案的技术性能和使用水平
时间信息，以提供准确的干扰信息。 实际上，这是一种
通信方的电子支援措施。 若将这种技术与实时频率自
这是一种对抗双方在图案域的较量，主要是针对
适应跳频技术相结合，可以较好地抵抗通信过程中的
ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ＇ ｓ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｐｏｗｅｒｓ． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ
ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｅｎｅｍｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｉｔｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ
当跳频图案已被敌方破译获取的情况下，仍想保
相重合，最终实现信号全面覆盖。 为此，军事上采用跳
持跳频通信的抗干扰特性就只能在速度域与干扰方进
频干扰技术具有一定的重要作用，能够降低对通信系
行对抗了，即降低跳频驻留时间，提高跳频速率。 当跳
统的干扰。 跟踪式干扰技术分为 ３ 种类型，即波形、引
频速率高于敌方跟踪干扰机的最高速度时，就可以有
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ； ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ； ａｎｔｉ⁃ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
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4 抗干扰性能分析
4 .1 卫星通信干扰模型 卫星通信信 道由上行链路 、卫星 、下行链路 组
成 。 一个完整的通信链路中 , 可分别针对上行链路 、 卫星 、下行链路 3 处实施干扰(对卫星的干扰亦是通 过上行信号对卫星转发器干扰 , 只是干扰信号不一 定在信号频带内)。 卫星通信信道干扰模型如图 2 所示[ 1] 。
不完全等同于接收端的抗 干扰性能 。 干扰条件不 同 , 卫星转发方式不同 , 卫星通信上 、下行链路抗干
扰性能亦不同 。
下面分别讨论只存在上行链路干扰 、只存在下 行链路干扰和同时存在上下行链路干扰情况下的系
统抗干扰性能 。
4 .2 只存在上行链路干扰时系统抗干扰性能
(1)透明转发器转发 令转发器 输入干 信比为 JSRu , 输出 干信 比为 JSRo , 取 Δ=JJSSRRuo , Δ>1[ 1] 。 卫星输出的有用信号功率
Abstract :A satellite communication anti -jamming design combing direct sequence spread spectrum(DSSS)and adaptive nulling antenna is proposed .For different jamming conditions and satellite transponding modes , theoretical analysis of system anti -jamming performance is given .It is concluded that the system anti -jamming capability can be effectivly improved by combining DSSS and adaptive nulling antenna and then performing onboard regeneration processing and transponding . Key words:satellite communication ;anti-jamming ;DSSS ;adaptive nulling ;jamming tolerance
从图 1 可以 看出 , 当[ (SNR)O] 超过[ (SNR)th] 8 dB以上时 , 干扰容限值趋于稳定 。 工程设计时 , 结 合抗 干扰 性 能要 求 及实 现 代价 , 取(SNR)O 高 于 (SNR)th 3 ～ 8 dB为宜 。
卫星透明转发时 , [ (SNR)O] 取上下行链路总信 噪比(Eb / n0)total , 即 : [ (SNR)O] =(Eb/ n0)total = (Eb/ n0)u-1 +(Eb/ n0)- d 1 -1 (4) 式中 ,(Eb/ n0)u 、(Eb/ n0)d 分别表示上 、下行链路每 比特信号能量与单边噪声功率谱密度比 。
波频率 fd =2 .5 GHz(对应的自由空间传播损耗[ L] =192 dB);卫星输出功率[ (EIRP)s] =35 dBW ;卫星 通信终端自适应调零接收天线增益[ GE] =6 dB , 干 扰抑制能力[ GA] =40 dB ;卫星通信终端接收等效噪 声温度 Td =300 K ;若(SNR)O 足够高 , 直接序列扩 频后 , 接收端干扰容限
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入信干比 , 但当信号和干扰方向一致或十分接近时 , 则干扰抑制作用基本消失 。
3 .3 直接序列扩频
自适应调零天线可以抑制接收端数量有限的较 强干扰 , 为进一步提高系统抗干扰性能 , 应对更多的 其他形式干扰 , 如窄带 、宽带 、多径干扰等 , 系统可进 一步采用直接序列扩频方式 。
1 引 言
复杂电磁环境下的通信会受到各种自然和人为 干扰的影响 , 尤其卫星通信 。 卫星长期暴露于覆盖 区上空 , 敌我共视 , 特别容易受到干扰和攻击 。为保 证通信的有效性和可靠性 , 抗干扰是卫星通信系统 设计必须考虑的关键问题之一 。
卫星通信抗干扰设计通常采用扩频 、星上处理 等方 式 。 本 文 结 合 工 程 实 践 , 将 直 接 序 列 扩 频 (DSSS)和自适应调零天线相结合 , 给出了抗干扰卫 星通信链路信道模型和设计建议 。 在此基础上 , 对 卫星通信上 、下行链路的抗干扰表达式进行了理论 推导 , 并通过定量计算 , 对不同干扰条件 、不同卫星
一般 M 阵元的天线阵列有 M -1 个自由度 , 可 形成多个方向图零陷 , 有效抑制不同方向的干扰信 号 。干扰越强 , 自适应调零天线零陷越深 。 目前工 程水平可以实现大于40 dB的干扰抑制 。
采用自适应调零天线 , 在通信和干扰来波方向 夹角较大时 , 抗干扰效果明显 , 能有效提高接收机输
自适应调零天线利用相控阵天线原理 , 在干扰源 方向形成波束零点 ;利用数字信号处理技术对干扰信 号进行识别和检测 ;利用自适应技术自动调整天线波 束的零点指向 , 使干扰信号最小 , 通过波束形成算法 , 设置对期望信号到达方向(卫星来波方向)的增益约 束 , 保证天线主波束始终指向有用信号方向 。
比(含实现损耗和各种编码增益), 改写式(1), 得包
括接收机等效噪声的直接序列扩频系统干扰容限
Mj
=
Pj Ps
max
=Eb
GP /(nj +n
0)-E
GP b/ n
0
=
GP (SNR)th
-(SNGRP )O
(2)
由式(2)可以得出如下结论 :
(1)系统正常工作 , (SNR)O >(SNR)th ;
提高系统干扰容限的途径有 :提高接收机信干 比处理增益 , 降低实现损耗和解调器输入端要求的 门限信噪比 。
3 卫星通信抗干扰设计
3 .1 设计思路
卫星通信功率 、带宽受限 , 干扰环境复杂 、多变 , 许多小型应用平台设备体积 、重量 、功耗受限 , 因此 , 无法采用单一手段达到较为理想的抗干扰效果 , 系 统设计时 , 需综合考虑抗干扰措施 。
转发方式下系统的抗干扰性能进行了比较和分析 。
2 抗干扰基本原理
根据无线通信抗干扰基本概念 , 当干扰进入通 信系统(接收机)后 , 不考虑门限效应 , 通信系统正常 工作的条件是[ 1] 接收机输入干信比小于系统干扰容
限 ,即:
Pj Ps
<Mj
提高通信系统抗干提高系统干扰容限两方面采取措施 。 降低接收机输入干信比的途径有 :提高信号发
根据抗干扰基本原理 , 可以通过上行链路功率调 节(改善收端信号质量), 降低系统通信信息速率(提 高链路信噪比), 采用自适应调零天线技术(通过空域 滤波进行干扰信号抑制)等措施降低接收机输入干信 比 ;通过扩频技术 、干扰抑制技术(提高接收机信干比 处理增益), 信源编码 、信道编码和有效调制方式(降 低解调器输入端门限信干比要求), 优化设备设计(降 低信干比损失)等措施提高系统干扰容限 。
Anti -jamming Design Consideration and Performance Analysis in Satellite Communication
HUANG Ai-jun
(Southwest China Institute of Electronic Technology , Chengdu 610036 , China)
摘 要 :提出了直接序列扩频和自适应调零天线相结合的卫星通信抗干扰设计思路 , 针对不同干扰 条件和不同卫星转发方式 , 进行了系统抗干扰性能的理论分析 , 结果表明 , 直接序列扩频和自适应调 零天线相结合 , 经星上再生处理转发可有效提高系统抗干扰能力 。相关分析与结论对工程应用具有 一定的参考意义 。 关键词 :卫星通信 ;抗干扰 ;直接序列扩频 ;自适应调零 ;干扰容限 中图分类号 :TN927 文献标志码 :A doi :10 .3969/ j .issn .1001 -893x .2012 .03 .001
其中直接序列扩频与自适应调零天线相结合的 通信终端设计 , 是卫星通信抗综合干扰的一种优化 方案 。
3 .2 自适应调零天线
自适应调零天线特别适合复杂电磁环境条件下 对接收链路通信质量有较高要求的应用 。除大型卫 星通信地球站外 , 一般小型应用平台无法通过增大 天线口径来获得高增益 , 可采用自适应调零天线改 善信号干扰之比 , 以实现对干扰信号的抑制 , 保证卫 星信号有效接收 。
[ Mj ] =[ Gp] -[ (SNR)th] =29 .03 dB ,
再加上自适应调零天线的空域干扰抑制能力 , 接收
端干扰容限
[ Mj] =[ Gp] -[ (SNR)th] +[ GA] =69 .03 dB 。 可见扩频和自适应调零天线相结合 , 使接收端
干扰容限大幅提高 。但卫星通信链路的抗干扰性能
射功率 、发射与接收天线增益 、干扰传输路径损耗 、
收稿日期 :2012-02-06;修回日期 :2012 -03-08
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电讯技术
2012 年
干扰和信号的时域/ 频域/ 极化重合损耗 , 减小信号 传输路径损耗 、干扰接收天线增益等[ 1] 。
(2)当(SNR)O 足够大时 , 接收机等效噪声单边
功率谱密度 n0 对抗干扰性能 的影响可以忽 略 , 式 (2)变形为
Mj =(SNGRP )th
(3)
(3)Gp 、(SNR )th 一 定 时 , 系 统 干 扰 容 限 随 (SNR)O 增加而增加 , 同时其增量随(SNR)O 增加而 减小 。 不同 Gp , 干扰容限与(SNR)O -(SNR)th的变 化关系一致 。