自适应跳频在卫星通信抗干扰中的应用分析
   来源:中国科技博览     2021年04月23日 12:41

常福松

[摘 要]现阶段我国卫星通信系统中多频时分多址技术应用极为广泛,是当下抗干扰效果最好的一种技术,具备较好的跳频能力。本文主要以多频时分多址技术为基点,研究我国卫星通信系统中的抗干扰技术,并分析自适应跳频在卫星通信抗干扰中的实际应用,使我国卫星通信系统更加完善。

[关键词]自适应跳频;卫星通信系统;抗干扰;实际应用

中图分类号:TN927.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0270-01

多频时分多址技术本身其实没有抗干扰的能力,但是为了实现更好的应用效果,在实际工作中经常与跳频相结合,实现抗干扰的能力。自适应跳频主要是在应用的过程中完成自适应,避免一些频点的干扰,从而保证卫星通信系统正常工作。所以本文针对自适应跳频在卫星通信抗干扰中的应用进行分析,保证卫星通信的质量。

1 概述

1.1多频时分多址技术

在卫星通信系统中为了保证卫星通信的顺利进行,通常会将多频时分多址中的载波通道分为若干个时间帧,时间帧也会根据卫星通信的实际应用情况分成一些小的时隙。而卫星在通信过程中载波通道的运行速率不同,从而使用户与业务在传输的过程中具有更大的灵活性,不仅能够满足用户的基本需求,同时还能大大提高卫星通信的利用率。

多频时分多址技术具备的另一大特点就是具备较高的时间基准,且这个标准在全国范围内是统一的,不会根据地域和经济发展状况的不同而改变。卫星在传输过程中会遇到类似功率、频率等控制,这时国内终端会在时隙中选择合适的载波完成接收工作,在接收的过程中该技术与跳频技术有机的结合在一起,实现卫星通信抗干扰的目标。

1.2自适应跳频技术

目前我国卫星抗干扰的方法主要是链路干扰,且该方法主要分为上行和下行两种形式。而如果该方法是根据信号特点进行分类,则可以分为宽带、多频连续波、部分频带以及频率跟踪等四种类型。与上述抗干扰方法相比,自适应跳频技术拥有更强大的抗干扰能力,能够实现对信号的削弱和抑制作用。主要由于该技术在接收终端安置了干扰检测装置,能够在终端对通信质量进行检测和评估,如果信号不能达到理想的接收效果,则会通过自适应的方式来躲避干扰。

自适应跳频技术与多频时分多址技术的结合也并不是没有标准,在应用之前需要对两种技术进行检测,只有达到规定的质量标准才能应用,实现抗干扰的目标,同时自适应技术也能选择最佳的躲避方式躲避干扰。在对干扰频点进行躲避的过程中,要以多频时分多址技术为基点,选择最科学的调频图案,这样才能实现最高效的躲避。在跳频过程中为了实现对帧结构以及关键帧有效的保护,通常会采取在空间时隙中进行哑数据的实时发送,当然哑数据的发送也会根据空间时隙运作的规律进行。

2 卫星通信过程中的干扰检测

在卫星通信过程中要想实现自适应跳频,主要包括以下几个方面:首先要对干扰因素进行评估和检测,目前在我国比较常用的评估方法是FFT功率检测、误码特性和信噪比判别三种方式。在通信传播时,自适应跳频技术会对信息进行有效的识别和提取,上述三种方法中FFT功率检测因其自身检测速度快和检测结果准确率高的特点在抗干扰检测中应用的最为广泛。当然,在一些特殊情况下也可以采取另外两种检测方法实行辅助检测,提高检测的精准度,实现对频点的高效识别和提取。

在跳频通信过程中,干扰检测设备会对频带中所有的信噪比和功率进行检测和分析,寻找出与各个频点相适应的干扰检测门限。在对数据进行接收时,还会对FFT功率检测中不符合信号频点的所有功率进行二次检测,从而确定干扰频点。如果在对通信频点进行接收时,接收机没有足够的信息处理能力对频点进行接收,就可以采取逐频带分析的方法确定干扰频点。

自适应跳频在卫星通信抗干扰的应用中一般不使用一个解调器,目的在于在大站与小站之间建立完善的组网,实现信息的顺利传输,同时也能在自身接收能力的基础之上进行拓展。另外,还可以对多载波中的突发数据进行检测,通过多个解调器完成对干扰频点的检测和评估,杜绝一切干扰因素。

3 自适应跳频的躲避

3.1自适应跳频的躲避方法

自适应要想完成对干扰的躲避,主要通过集中控制和分布控制两种方法。首先是集中控制方法,这种方法主要对相关设备进行干扰检测,同时也要检测信道的状态,对控制或广播中的突发频点进行下发。如果接收终端接收了干扰频点,也可以在跳频频率中对干扰频点进行屏蔽,通过这种方式也可以实现良好的对干扰频点的躲避效果。该方法最大的优势在于不需要业务站的进入便可以实现对干扰频点的检测,另外操作过程中只需要一台抗干扰检测设备,很大程度上可以降低成本,不仅可以完成基本的检测任务,同时也能实现更高的经济效益。其次是分布控制的方法,这种方法主要是根据业务站的数量将干扰检测设备进行划分,在下行链路的路上对干扰频点进行检测。该方法可以实现对接收过程中频点的检测与下一突发进行检测的双检测,并对检测中的干扰频点进行躲避,这种方法最大的优点就是实用性强,即便在检测的过程中出现了一些突发状况,也能及时做出反应完成对频点的检测。

3.2自适应跳频躲避方法存在的不足

自适应跳频对干扰频点躲避的两种方法存在的最大问题就是能够对上行链路进行良好的干扰躲避,但是对下行链路的干扰躲避效果不明显。如果实行集中控制的方法,只能对当地区域业务站中的下行链路进行干扰躲避,而对其他区域下行链路没有作用。而一旦主站中的下行链路不能正常工作,则会对其他业务站的干扰频点产生不利影响。另一方面,如果实行分布控制的方法,双方在进行通信检测时很可能都会出现偏差,甚至出现丢帧的严重情况。

3.3解决方案

为了解决上述自适应跳频躲避方法中存在的问题,可以以分布控制为基础,提出与自适应跳频多频时分多址相适应的技术,实现对干扰频点的有效检测和躲避。如果是网内的业务站,主要运用干扰检测设备对信道中受干扰的情况进行检测并进行分析。不仅保留了分布控制的优势,同时还能在出现突发情况时将检测结果发送到主站,主站会采取最佳的方式对上行和下行干扰进行识别。

如果是突发情况,主站检测出的是上行干扰,则会做出下发处理,同时主站也会在这个时间对干扰频点进行评比。如果主站检测出的是下行干扰,会对系统中所有受到干扰的频点进行记录,同时也会对时隙频点进行计算,将目的站中显示出的被干扰的频点进行时隙调整和改善分配,通过上述做法完成对干扰的躲避。这种方式不仅能够检测中全网中的干扰频点,同时也能全面掌握干扰分布的状态,具有较强的实时性,同时对其他地区的业务不会产生不利的影响。

4 结束语

随着科学技术的进步,传统的卫星通信抗干扰技术难以满足社会发展的需求,本文基于分布控制的优势,对全网中的干扰分布进行综合分析,能够实现对上行和下行干扰频点的高效躲避,提高抗干扰的效率。与传统技术相比能够大大降低干扰对卫星通信系统的不利影响,是迄今为止最佳的卫星通信抗干扰技术。

参考文献

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[2] 吴果,米丽.自适应跳频MF-TDMA抗干扰卫星通信技术[J].计算机与网络,2012,38(14):763-765.

[3] 王甲琛,王凡.卫星通信抗干扰技术的发展与扩频技术[J].硅谷,2010,(5):118-119.

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