卫星地球站抗干扰技术分析

2017-04-13陈健

数字传媒研究 2017年11期

关键词：解码器误码率载波

陈健

内蒙古新闻出版广电局501台内蒙古呼和浩特市 010050

引言

卫星广播电视地球站是卫星地球站中的关键部分。卫星地球站的信号传输质量高、辐射范围广且数据传送迅速。在实践中，由于卫星广播电视地球站系统的复杂性，因此，必须建立抗干扰监控系统，不断提高抗干扰技术水平，以保证我国卫星地球站的服务质量。

1 卫星地球站的信号干扰来源分析

1.1 邻星干扰

随着卫星通信技术研究力度的加大，世界上出现了越来越多的同步轨道通信卫星，比如，Ku频段卫星间隔密度已经非常密集，C频段卫星间隔密度已由五度左右降低到近一半的水平。卫星数量的增加，使得邻星干扰问题逐渐凸显，具体可分为下行干扰与上行干扰。（1）下行干扰，是指被干扰卫星与干扰卫星二者中间存在覆盖重叠区域，导致被干扰卫星地球站会接收到邻星信号，通讯质量下降。影响下行干扰的主要因素包括被干扰地球站天线尺寸的大小与下行信号功率的密度。（2）上行干扰，主要是指卫星地球站运行过程中，部分用户上行电平过高、天线偏向被干扰卫星、天线口径不大与过滤谱密度超出协调指标的现象，进而对卫星造成干扰。

1.2 自然干扰

自然干扰主要分为：（1）日凌。该现象大约在每年秋分或春分时出现，在此期间，卫星系统的位置在地球与太阳连线上，导致卫星地球站的天线很可能会接收到太阳黑子直接投射出的强烈电磁波，这种电磁波会产生噪声干扰进而降低信号通讯的质量，还可能导致卫星通讯信号中断。（2）雪衰与雨衰。卫星通讯信号在经过降雪或降雨区域时，雪花与雨水能够吸收并散射电波信号，进而对其造成影响。

1.3 误发信号干扰

在实践中，误发信号干扰的诱因主要是人为因素。如果工作人员无法保证技术操作的规范性，就会造成误发信号干扰现象。具体而言，部分工作人员不能按照标准程序测试即上星；技术操作时，在纠错、频率、调制与速率等的操作设置方面出现差错；部分用户偷发信息干扰信号；有些没有经验的工作人员在安装调试新设备时容易出现失误。总之，这些不符合技术规范的信号动作，都会对卫星地球站的正常运行产生不利影响。

1.4 相邻信道干扰

造成相邻信道干扰现象的因素主要分为以下两个层面：（1）噪底过高而出现副瓣，或相关部门未能选择符合规范的载波频谱特性。（2）相邻信号的频带与载波频率分配未能实现良好的配合，相关部门未能保证保护带宽的有效性。基于此，相关部门应该采取措施，时刻保障上行载波频谱处于既定的频带区域，进而使载波调制特性可以满足卫星地球站的基本需求。

2 干扰判断指标

误码率、载噪比和节目标识等都是下行信道参数的判断指标。要想实现卫星广播电视传输系统中下行信号的正常接收，那么相关部门必须要保证载噪比在规定范围内。如果载噪比超过范围，那么就会出现接收马赛克、图像劣化与黑屏现象。误码率的变化则能够显示出干扰的具体程度，因此其也是一个判断干扰的指标。［1］不同电视节目有一个身份识别，即节目标识。由于节目标识出现变化往往是由于信号干扰造成的，所以其也可以作为判断干扰的指标。同时，信号锁定状态与接收信号的强度等也是判断干扰的重要指标。

3 卫星地球站抗干扰关键技术

3.1 闭环控制技术

雨雪与日凌等自然干扰因素是闭环控制技术最重要的针对对象。自然干扰因素会对下行信号质量造成影响，降低通讯质量。实际情况中，信号传输质量的恶化是一个长期过程，同时系统天线的口径在一定范围内大小不同，这是造成信道指标路径变化的主导因素。相关部门若想降低这种干扰，需要调整上行功率，进而保证接收端图像质量与信号传输质量。如果信号受到干扰影响不大，那么卫星地球站只需要保证上行功率恢复到既定指标，就可保障信号质量。闭环控制技术适用于上行链路与信号源出现故障时，该技术能够通过调整上行功率，保证信号传输质量。

3.2 抗干扰算法

抗干扰算法是卫星广播电视地球站实现抗干扰功能的技术基础。在实际工作中，工作人员主要通过以下三方面进行对抗干扰计算：（1）如果解调器的门限值大于干扰造成误码率增高的幅度，那么解码器解码图像的能力就难以正常发挥，进而产生黑屏，这时系统会自动调整上行设备。（2）如果卫星广播电视地球站解调器的门限值低于下行接收信号误码率，那么抗干扰监控系统能够自行调控。［2］（3）如果干扰功率大于正常信号功率，那么干扰载波可能对信号造成干扰，影响图像质量，这时抗干扰监控系统也可以进行自动控制。

3.3 采用数字方式代替模拟方式

相较而言，数字广播电视信号方式更不容易受到信号源干扰，传统的数字广播电视信号方式在一定程度上可能会降低正常信号功率强度，还容易出现正常画面与非正常画面同时出现的情况。另一方面，数字广播电视信号受到干扰时，不会出现非正常信号画面，而是以黑屏的方式代替，这有利于保障信号接收强度处于标准范围内。此外，卫星广播电视地球站可以对广播电视信号进行加密。对信号进行加密，对于提高广播电视信号的安全性有重要作用。用户可以通过采用选择性接收的数字接收机（CA），提高广播电视接收信号的稳定性。

3.4 解码器技术

应用解码器技术有利于保障卫星广播电视地球站的抗干扰功能。解码器要有一定的针对性。现阶段，我国研制的解码器还存在一些问题亟待解决，比如，许多解码器只具备单纯音视频传输功能，抗干扰性能不强。因此，相关部门需要重视检测载噪比与误码率等判断指标。在实践中，研究部门还需要利用计算机和网络技术来提高信道参数算法的可靠性，并加大对抗干扰监控系统解码器技术的研究力度，以此提升卫星广播电视地球站的抗干扰能力。

3.5 加强不同类型波束天线的应用

一般而言，波束天线分为可移动式、固定以及可变式三种类型。（1）可移动式波束天线在卫星信号覆盖区以外的地区。（2）国内各省市电视台节目大多采用固定波束天线的方式播出。（3）可变式波束天线在避免发射地区干扰源方面独具优势，在各地区广播电视台中也有不可忽视的作用。为有效避免技术失误操作，相关部门可利用输入信号的认证装置，加密处理上行信号，以提高信号的稳定性。卫星广播电视地球站可采用多路多载波信号（MCPC）的上星方式，并积极采用高功率、大功放与宽口径的接收天线，实现广播电视信号的良好通信，提高天线的功率储备量。