衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢研究論文
一、引言
現(xiàn)代通信技術(shù)飛速發(fā)展,其中以衛(wèi)星通信技術(shù)為主要發(fā)展方向,因為它較其他通信技術(shù)容量更大、面積更大、質(zhì)量更高同時組網(wǎng)便捷,也是實現(xiàn)全球化通訊的重要實現(xiàn)手段。但是在信號傳輸過程中也易受到多種干擾因素的影響。
二、衛(wèi)星通信抗干擾類別介紹
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這里指的是衛(wèi)星通信與地面無線電系統(tǒng)間受到的電磁干擾,其來源十分廣泛,包含了雷達(dá)系統(tǒng)、廣電系統(tǒng)以及微波通信系統(tǒng)的諸多干擾,同時像一些醫(yī)療、工業(yè)以及科學(xué)設(shè)備器械也會產(chǎn)生一定的電磁干擾,此外如果地球站質(zhì)量不過關(guān)或者操作不規(guī)范也會導(dǎo)致此類干擾的出現(xiàn)。
(二)天電干擾
這里主要是指自然界的干擾,其主要來自于銀河系內(nèi)的星體碰撞或者爆炸所產(chǎn)生的能力和射線,除此之外,有時候的流星雨也會產(chǎn)生這樣的干擾。
。ㄈ└飨到y(tǒng)之間的相互干擾
因為在進(jìn)行衛(wèi)星通過時,各個通信系統(tǒng)使用相同的頻率,同時它們間的距離也很近,此時非常容易出現(xiàn)互相干擾的情況。
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這主要是指通過人為因素對衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸?shù)纳闲泻拖滦械慕槿攵鴮?dǎo)致的干擾。針對上述幾種干擾,在制定相應(yīng)的抗干擾對策時要對干擾類型有所區(qū)分,有針對性的進(jìn)行對策的制定。
三、常用抗干擾技術(shù)的介紹
。ㄒ唬┨炀抗干擾技術(shù)
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的覆蓋范圍廣,這是它的突出優(yōu)點,同時也帶來了一個很大的問題即容易受到干擾。在諸多抗干擾技術(shù)中天線抗干擾技術(shù)是最為常見的一種,其主要包含智能天線技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)以及相控陣天線技術(shù)等。智能天線的實現(xiàn)方式是利用依據(jù)無線信道的具體變化來自動調(diào)整天線圖的實際方向,進(jìn)而保障天線性能處于最佳的狀態(tài)。智能天線的優(yōu)勢在于能夠抵御來自不同方向的干擾,甚至能夠?qū)⑿盘柋忍嵘龓资。而智能天線的主要組成為天線陣列、自適應(yīng)信號處理和信號通道。同時有一個問題亟待解決,即怎樣能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行多個干擾方向的判斷,并將其調(diào)零。針對這一問題,相關(guān)專家提出了免疫遺傳算法的自適應(yīng)天線調(diào)零方法,對收斂速度、精度以及波束形狀上進(jìn)行改進(jìn)。而抗干擾另一項重要的措施就是相控陣天線技術(shù),其主要根據(jù)戰(zhàn)場形勢變化來加強對衛(wèi)星發(fā)射天線指向的控制,實現(xiàn)隨著用戶運動不同其波束覆蓋面積也隨之不同。
。ǘ┬巧咸幚砑夹g(shù)
該處理技術(shù)是運用上、下行鏈路之間去耦類對上行干擾對下行鏈路的干擾實現(xiàn)有效的減少或者消除,同時還能夠避免轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)入飽和狀態(tài)。該技術(shù)包含的內(nèi)容也十分廣,其中主要包含的內(nèi)容為速率的轉(zhuǎn)換、多波束轉(zhuǎn)換以及智能自動增益的有效控制等。
(三)限幅技術(shù)
該技術(shù)的使用范圍最為廣泛,它能夠有效避免轉(zhuǎn)發(fā)器中的功率放大器進(jìn)入飽和狀態(tài)。理想的限幅器應(yīng)當(dāng)在高功率輸入信號時有高的信號衰減能力,而在低信號功率輸入時,應(yīng)當(dāng)只存在一個較小的插入損耗。通信限幅主要包含軟限幅和硬限幅兩個方面。軟限幅轉(zhuǎn)發(fā)器的工作區(qū)域主要分布在線性區(qū)和限幅區(qū),能促使信噪比不斷下降。硬限幅轉(zhuǎn)發(fā)器主要工作在非線性的狀態(tài)下,壓縮比在發(fā)生連續(xù)信號時最嚴(yán)重。兩者相比較,軟限幅較硬限幅有大約4dB 的.性能改善。
(四)自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)
該技術(shù)具有明顯的通信自適應(yīng)特征,能夠運用在使用無線信道通信的傳輸技術(shù)上。運用該技術(shù)時首先需要估計信道,隨后依據(jù)不同的信噪比來自適應(yīng)地調(diào)整編碼方式以及調(diào)制方式。在信噪比過低時使用的信息速率也較低,反之則較高,只有這樣才能可靠的進(jìn)行信道傳輸。該技術(shù)也存在一些弊端,即易受到諸如自適應(yīng)回路延時、鏈路狀態(tài)估計算法以及調(diào)制編碼方案的粒度等因素的影響。想要提升自適應(yīng)編碼調(diào)制系統(tǒng)的性能,就必須選擇一些有較大功率且更高頻利用率的編碼調(diào)制方案。
。ㄎ澹o線光通信技術(shù)
該技術(shù)是靠大氣作為傳輸媒介來進(jìn)行光信號的傳輸?shù),在信號收發(fā)的兩端機間無遮擋視距路徑,且光發(fā)射功率足夠的條件下可運用該技術(shù)。發(fā)射機、接收機以及信道共同構(gòu)成了無線光通信系統(tǒng)。FSO(一種物理層的傳輸機械設(shè)備)可在任何的傳輸協(xié)議上進(jìn)行疊加,能夠?qū)β曇簟?shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)進(jìn)行透明傳輸,其主要運用紅外光線進(jìn)行傳輸,通信系統(tǒng)的工作頻端基本保持在300GHz 以上,其優(yōu)點在于靈活、快捷且成本較低。
四、衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢
通過上述的分析與闡述,我們可以看出針對衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的研究絕不是一朝一夕就能夠完成的任務(wù),它是一項需要我們做好長期艱苦鉆研和不斷創(chuàng)新的艱巨任務(wù)。在研究過程中要對以下問題特別關(guān)注:第一是加強新的衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的研究,第二是在通信體制上要積極探索,努力創(chuàng)新,能夠設(shè)計出一套具有較強預(yù)測力以及最低限度保障的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)該能夠具有信號處理技術(shù),同時能夠運用多種抗干擾技術(shù)來解決各種類型的干擾問題,且在組網(wǎng)能力以及業(yè)務(wù)支持上應(yīng)當(dāng)更加靈活。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)研究方面可以從以下三個方面提升:第一,智能天線技術(shù)的加強,該技術(shù)主要包含天線發(fā)射面的形狀設(shè)計,其設(shè)計目標(biāo)是獲得理想波束,加強微帶平面天線的研究等;第二,混合擴頻技術(shù)以及自適應(yīng)擴頻技術(shù)研究的加強;第三,根據(jù)衛(wèi)星信道的特征,找尋最佳的信號調(diào)整方式,加強對多制式、多數(shù)據(jù)率的調(diào)制解調(diào)器的研究。
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