(发展趋势论文)卫星通信抗干扰技术发展趋势

【发展趋势论文】卫星通信抗干扰技术发展趋势卫星通信技术已经在通信、探测、定位、导航等不同方面都有了较大的应用，近些年来，人们对卫星通信技术的关注度也在持续提升，从而促进了卫星通信技术的不断发展。卫星通信技术具有频带宽、容量大、业务种类多、覆盖面积大、不受任何地理条件限制等多方面的优势，但是必须要通过一定的卫星通信抗干扰技术来实现，这也是卫星通信在应用过程中的重要问题。通过抗干扰技术来确保卫星通信的稳定性、安全性，因此本文就主要分析了卫星通信的影响因素以及目前的卫星通信抗干扰技术，对其发展趋势进行了展望，希望能够对卫星通信抗干扰技术的发展提供一定的参考价值。卫星通信是利用地球轨道上的卫星实现中继通信的一种通信方式，卫星通信技术覆盖面广，而且不受地理条件的限制。随着人们生活水平的日益提高，加上科学技术的发展，人们对通信需求量日益增加，这就使得卫星通信技术在近些年来得到了迅速的发展，相关的技术也越来越成熟，在全世界范围内，卫星通信技术的应用也越来越广泛。卫星通信技术有较大的优势，但是由于通信卫星大多采用的是静止同步轨道，受到同步轨道的唯一性的限制，导致卫星的部署数量受到了非常大的限制，这就使得频率资源方面非常有限，卫星通信技术与当前呈现爆发式增长的通信服务需求之间存在着矛盾，无法匹配，要在应用过程中尽量减少卫星通信系统所造成的各种干扰，要尽量减少这些因素对卫星通信的干扰，确保卫星通信的安全性和稳定性。1目前我们国家卫星通信技术的发展状况1.1宽带多媒体卫星通信近些年来我们国家的经济发展水平得到了大幅度的提升，对卫星通信技术方面的重视程度也在不断提升，在卫星通信技术研发方面投入了大量的人力、资金和技术等，促进了我们国家卫星通信技术的进一步发展，使卫星通信技术能够与我们国家的战略建设需要相匹配[1]。目前我们国家卫星通信技术发展主要包括两种：一种是宽带多媒体卫星通信技术；另一种是频段同步轨道移动通信系统。所谓宽带多媒体卫星通信技术就是通过将卫星广播技术、数字多媒体技术与网络技术之间的结合，构建一种高速率的传输媒体业务通讯方式，就是所谓的宽带多媒体卫星通信，宽带多媒体卫星通信技术可以将图像、视频以及声音等不同资源融合在一起，能够有效地降低用户的使用成本，并且可以为用户提供大流量分组数据服务，获得了较多用户的满意，这种宽带多媒体卫星通信技术已经被广泛的应用于卫星的产业当中。1.2S频段同步轨道移动通信系统除了宽带多媒体卫星通信的发展之外，另一个就是S频段同步轨道移动通信系统的发展，虽然说我们国家近些年来已经加大在卫星通信技术方面的经济投资，资源投资和人力投资使得卫星通信技术得到了较大的发展，但是与国外相比还是那样属于起步较晚，因此目前我们国家并没有独立的卫星移动通信系统，这就导致了国内依然需要通过外国的卫星来完成资源的转发，对于我们国家的卫星通信技术发展而言是不利的，在一定程度上可能会限制我们国家卫星通信技术的发展[2]。通过S频段同步轨道移动通信系统的发展，就可以有效地帮助我们国家卫星移动通信方面的发展，为我们国家卫星移动通信方面创造更大的经济效益，更有效地为我们国家信息技术方面的建设做出更多的贡献。相信未来随着我们国家对卫星通信技术方面的大力支持，必然会促进更多的卫星通信技术的发展，创造更大的经济效益，更好的服务于人民生活。2对卫星通信造成干扰的主要因素2.1通信系统之间的相互干扰通过卫星通信技术可以有效的避免一些地理方面的影响，而且可以有较大的覆盖面积，但是由于在运行时性，这就会导致卫星通信技术在运行中会受到多方面的干扰，根据链路差异性，可以将这些干扰分为星间干扰、上行干扰以及下行干扰。具体的上行干扰以及下行干扰指的就是当干扰方侦查到有上行的信号支持，就从下方进行干扰，反之，如果干扰方侦查到下行的信号支持，就从下方进行干扰，而星间干扰就是由于卫星的度和轨道位置对其进行下行链路的干扰[3]。除了这些干扰之外，卫星在运行过程中也会受到一些电磁干扰的影响，具体划分就包括有电磁干扰、自然环境当中的干扰、人为因素的干扰，以及通信系统之间的相互干扰。通信系统之间的相互干扰主要是卫星通信系统是一项比较复杂的系统工程，由于卫星在通信过程中必须要搭建通信系统，通过通信卫星来进行信号传输，对这些信号进行处理的设备主要就位于通信转发器，通过通信转发器来进行卫星信号下行和上行的传输，但是在实际的应用过程中，目前科学技术发展并不够完善，这就导致了通信卫星的频率资源并不完善，从而使不同的卫星在进行信号传输的过程中，非常有可能会使用相同的信号频率，且在实际的应用过程中，多数卫星所使用的通信频率都是相同的，这些通信频率之间往往只是进行不同极化与不同调制方式来进行反复利用，这种反复使用的现象，如果在卫星距离度不够的情况下，就会导致两个卫星系统之间很容易产生干扰，这也就是所谓的卫星系统之间通信干扰，这一部分的干扰也是卫星通信效果变差的主要原因之一。2.2社会环境当中的一些电磁干扰除了卫星系统之间的通信干扰之外，对卫星通信效果影响的另一个因素就是人类生产生活当中的一些电磁干扰，这也是影响卫星通信质量的一个典型因素。在目前的时代背景下，由于电子信息技术方面的不断发展与创新，就会使得电子设备已经完全渗透到人类社会的各个角落，大量的电磁设备遍布于生活的方方面面，从而导致了整个地球范围内，无时无刻不在产生大量的电磁信号，且随着电子设备的不断增加，就会导致电磁信号越来越强，甚至可能会形成电磁波束，电磁波数的形成比较多的是广播信号、微波通信信号等，以及一些工业生产和医疗行业方面使用的仪器等都会产生电磁波，这都会干扰到卫星信号的正常传输，而且工业生产和医疗行业方面一些仪器使用不当也会造成一些杂波，会形成比较强的电磁干扰，就是电磁干扰当中的重要干扰项来源，而且这些电磁干扰是无法忽视的，所产生的影响会影响到整个卫星信号传输质量。2.3自然环境当中的一些干扰因素自然环境对卫星通信方面的干扰是最常见的也是根本无法避免的一类干扰，卫星所处的环境主要是位于宇宙当中，在宇宙当中处于一个相对开放的环境当中，所以无论是太阳的噪声、行星的运动或者是大气层微粒的散射、电离层的闪烁、太阳黑子异常等这些行为，都可能会产生一些高能的电磁波束，而且这些高能的电磁波束所覆盖的范围是非常广的，因此卫星通信系统正常运行当中，很有可能会受到这些环境当中无法避免的电磁波速的影响，导致卫星信号传输质量的下降，想要有效地避免自然干扰对卫星通信系统方面的干扰，就必须要不断提升卫星通信抗干扰的技术，才能够有效地避免这种方面的影响。2.4人为因素的影响所谓人为因素的干扰，主要是由于卫星通信信号在传输过程中需要通过透明转发器进行信号的变频转发来处理信号，这样一来，如果缺少对信号的处理，就必须要通过人工操作来进行信号的处理，如果人工操作方面出现一些误差，比如说输出大功率的上行信号等，这些行为都会导致信号干扰，从而影响到正常输出的信号，而且可能会存在一些不法分子为了获取一些经济效益，破坏卫星通信的信号设备、对信号进行改路等，这些都会导致卫星通信信号的不稳定，给卫星通信的安全性埋下一定的隐患。如果说自然因素就是无法避免的对卫星通信系统的干扰，那么对于自然干扰因素来说，人为因素往往可以通过一些科技手段进行控制，从而减少对卫星通信技术的影响，在卫星通信的发展当中，必须要有效地控制人为因素的影响。3当前阶段主要的卫星通信抗干扰技术类型3.1天线抗干扰技术影响卫星通信信号传输质量的因素是非常复杂而且多样的，具备比较强的不确定性，如果想要有效地提高卫星通信系统的安全性与稳定性，就必须要强化卫星通信系统方面的抗干扰技术研发，有效地确保卫星通信系统建设的稳定。目前在卫星通信系统抗干扰技术当中应用比较广泛的就是天线抗干扰技术，天线干扰技术就是使卫星通信处于一种相对稳定的合理空间，能够保证卫星通信技术实现比较理想的信号状态。通过天线抗干扰技术在卫星通信系统当中的应用，就可以在有一个干扰源或多个干扰源进行干扰的情况下，有效地保障卫星通信信号接收工作的顺利进行。天线抗干扰技术主要包括有自适调零技术、多波束天线技术、智能天线技术等多种，分别具有不同的功能，自适调零技术可以有效的控制天线的阵源，实现信息干扰调零化，多波束天线技术则可以通过控制卫星发射天线，实现比较具有针对性的波数调整，智能天线技术则是安装在卫星信号入口部位的一种特殊的天线，可以抵抗干扰因素的影响，可以实现对天线多个波速和零点的优化。3.2扩展频谱抗干扰技术扩展频谱抗干扰技术在我们国家的卫星通信抗干扰当中取得了比较好的应用效果，扩展频谱抗干扰技术主要需要了解DS和HF两个技术形式，其中DS系数就是一种直接序列的扩频技术，可以对信号进行扩展，从而实现对宽带信号和窄带信号之间的转换，有效地可以过滤信号上的能量减少干扰的因素，而FH就是一种跳频技术，使用这种技术对信号进行处理时，主要是通过切换载波频率来降低干扰量，一般适用于比较宽的宽带。3.3编码调制抗干扰技术编码调制抗干扰技术在卫星通信系统当中抗干扰的应用，主要作用是纠错，主要是针对在信号传输过程当中出现的数据误差进行纠正，十分是卫星通信系统受到外界干扰就会容易出现信号数据的错误过失，因此就可以通过编码调制抗干扰技术来进行错误过失校正，由于形成的卷积码要进行破译，来确保编码工作的效果更好，编码调制抗干扰技术目前主要应用在数字化卫星通信系统当中，在数字化卫星通信系统当中具有更大的应用优势。3.4星上处理抗干扰技术星上处理抗干扰技术主要是为了保障透明转发器的正常使用，在卫星通信系统当中，透明转发器的使用是非常容易受到干扰的，而通过星上处理抗干扰技术，就能够有效地完善透明转发器的信号处理功能，可以更好的完善透明转发器处理上下行的信号，减少透明转发器在使用过程中受到的干扰影响，即便是受到干扰也可以将其推向饱和。结合星上处理抗干扰技术，目前在卫星通信系统当中的应用是非常具有优势的，很有可能会成为卫星通信抗干扰技术发展的必然选择。3.5限幅与线性抗干扰技术通过对星上处理抗干扰技术的改善和研究发展得到限幅与线性的抗干扰技术，限幅与线性抗干扰技术主要就可以规避上行链路对透明转发器正常使用所产生的影响。软限幅转发器主要是对卫星的通信信号进行压缩处理，硬限幅转发器则是对一些比较大的信号进行压缩处理，同样具备一些抗干扰能力，但是与软限幅转发器相比来说比较弱，总体来说，通过限幅与线性抗干扰技术在卫星通信系统当中的应用，可以有效的扩大透明转发器功率线性范围，从而起到抗干扰的作用。4卫星通信抗干扰技术的发展趋势卫星通信抗干扰技术是一项非常艰巨的任务，目前虽然我们国家的卫星通信抗干扰技术已经得到了一定的发展，随着我们国家未来科学技术与信息技术方面的不断发展，卫星通信抗干扰技术的发展，势必会迎来新的发展力。在进行卫星通信抗干扰技术方面的研究中，就必须要结合我们国家的卫星通信发展的实际来有效地提高卫星通信抗干扰技术，发展出更多适合我们国家的抗干扰技术。在未来的卫星通信抗干扰技术的研究过程中，势必要注意这几个方面：〔1〕要加强新技术和新理论的引入，关注智能天线开发利用的效率，研究重点为通信天线的波瓣控制和微反射弧等方面，通过这些方面的研究来提升卫星通信信号的传输速度；〔2〕要加强对星上抗干扰调制剂的开发与利用，开发一些前沿技术，便于应对更加复杂多变的外部环境，从而有效的提升卫星通信抗干扰系统的抗干扰能力；〔3〕要重视对扩频技术和自适应扩频技术的研究力度，通过对密码序列设计以及混沌序列等理论方面的研究来构建更加适合我们国家发展的跳扩频码，进行卫星信道特点的全面分析，调整信号的方式，拓展卫星通信系统的频率资源。综上所述，对卫星通信工程而言，卫星通信的抗干扰技术具有非常重要的现实意义，通过对各