影響衛星傳輸安全的因素及其應對措施

侯勇 李大為

【摘要】 衛星傳輸提高了節目傳輸的便捷性和質量，但由于自身特點的限制，傳輸安全也經常受到各種因素的影響。主要包括自然環境因素，電磁環境因素、人為惡意或無意干擾等，本文根據實際工作中遇到的問題，結合衛星傳輸的理論特點，總結出影響衛星傳輸的實際情況和相應的應對措施，并作了一定的概括總結。

【關鍵詞】 衛星傳輸 安全 應對措施

我臺利用廣播衛星進行廣播節目傳輸，衛星傳輸具有距離遠、方便建立接收站、且傳輸音頻質量高，大大改善了廣播節目質量。但由于衛星傳輸的上下行信道為開放式，因此極易受到自然環境和人為的因素的影響，影響廣播播出安全。

本文筆者主要結合實際實際工作中遇到的情況，針對衛星傳輸特點，對影響因素進行分析，并根據實際經驗提出了一些衛星地球站的應對措施。

一、影響衛星傳輸安全的類型

影響衛星傳輸安全的種類很多，根據筆者實際工作經驗，主要影響衛星傳輸安全的因素可分為三類。一是自然環境因素，二是地面電磁環境影響，三是鄰星干擾或人為因素造成的影響等，下面本文就這三類因素進行逐一分析，并總結出實際可行的應對措施。

二、自然環境因素的影響及應對措施

影響衛星傳輸安全的自然環境主要有由于降雨、日凌、電離層閃爍、太陽磁暴等現象。由于自然環境的影響是自然界或者天文現象，人為無法預測，因此容易造成的衛星傳輸的突然中斷。因此作為地球站值班員，應盡可能了解危害和相應的應對措施，減少對衛星傳輸的影響。

2.1降雨影響及應對措施

當電波穿過降雨區域時，雨滴會對電波產生吸收和散射，造成傳輸信號衰減，并改變衛星上下行信號的極化方式。在極端暴雨天氣可造成衛星傳輸中斷。這主要是因為雨衰的大小與雨滴的半徑和電波的波長的比值有關。兩者越接近，衰減值越大。因此Ku波段雨衰影響較大，而C波段衛星傳輸由于電波波長遠大于雨滴直徑，因此衰減較小，但也不能夠忽略。

抗降雨影響的措施：（1）值班員應有預見性的在雨衰影響整個鏈路之前，提前增加上行站功率。（2）衛星地球站系統配備上行功率功放自動控制器。利用接收本站發出的信號自動計算上行鏈路的雨衰值，并相應增加發射功率，使得雨天到達衛星接收機的信號或者信噪比與晴天一樣

2.2日凌影響及應對措施

日凌只影響衛星傳輸的下行鏈路，主要是提高了整個傳輸鏈路的噪聲，降低系統的載噪比。嚴重時載噪比可能低于鏈路門限之下，造成傳輸中斷。發生時間與接收點的地理位置和衛星的經度有關。

日凌的應對措施：先期計算出日凌時間，提前做好準備。衛星地球站可通過增大天線口徑和提高接收系統的靈敏度來縮短日凌干擾的持續時間。同時在衛星公司許可的情況下適當增加上行站發射功率，提高下行站接收信號的載噪比。同時在日凌前，還應該檢查備用信號傳輸手段的可靠性，確保衛星信號中斷時，備用信號通道傳輸正常。

2.3電離層閃爍及應對措施

電離層閃爍主要發生在春分和秋分前后的上半夜，受影響的主要是C波段信號，特別是4GHz的下行信號，最大衰減峰值能夠達到10dB 。下圖是電離層影響較大區域圖。

應對措施，每年春分和秋分前后，值班員要加強監測。在下行頻譜信號出現起伏時，適當增加上行站發射功率，達到提高下行站接收信號電平，增加功率冗余度，來減小可能造成的傳輸影響。

三、地面電磁干擾影響及應對措施

當前地面電磁環境復雜，微波段的信號都可以對衛星廣播傳輸造成影響。這些干擾對于地面接收站的影響尤其劇烈，這是因為地面接收站收到的衛星信號及其微弱，很容易淹沒在電磁干擾的噪聲中。因此要特別注意接收站地面電磁干擾狀態。防止那些與衛星信號同頻或者臨頻的地面信號會串入下行鏈路造成接收干擾，劣化衛星信號接收載噪比、誤碼率等指標，導致信號質量下降甚至中斷。

應對措施有：

（1）對于接收站進行電磁測試，保證接收天線遠離強磁場。

（2）在接受天線的LNB前端安裝濾波器抑制干擾。

（3）當遇到強微波干擾時，可以采用搬遷接收站或者對接收站干擾方向進行屏蔽。

（4）接收天線選用單極化的高靈敏度的高頻頭。

四、人為原因造成的影響及應對措施

人為原因造成的影響又分為無意和惡意，無意主要是指衛星地球站的操作人員設置上行站參數（頻率、功率）時出現人為失誤，而對其他用戶造成影響，一般可通過衛星測控站的人員溝通后解決。

惡意干擾則帶有一定的政治和軍事目的，由于目前的衛星轉發器多為透明轉發器，對地面傳來的信號只是進行變頻轉發，而不進行任何的信號處理，因此給惡意干擾帶來了方便。這也是我們重點要防范的干擾。

惡意干擾通常采取以下三種方法：

1、干擾方通過發射大功率單載波信號來干擾某一路載波，使該路載波的信噪比低于接收機門限，從而造成衛星傳輸中斷。

2、強占轉發器功率，干擾信號將轉發器推向星上功放的非線性區乃至飽和區，嚴重干擾該轉發器工作，造成衛星傳輸中斷。

3、發射一個與被干擾信號相同的節目參數，并使干擾功率高于正常信號的功率，這樣接收臺站收到就是干擾的惡意非法信號

對抗惡意干擾主要措施：

1、地球站提高上行功率儲備，一旦衛星受到干擾，可通過衛星測控站降低衛星轉發器接收增益，加大上行站發射功率，利用大功率壓制干擾信號。以減小干擾影響。

2、加大上行信號將轉發器推至飽和點，盡量使用MCPC（多路單載波）信號。并使轉發器工作在飽和狀態，利用轉發器在飽和狀態對弱信號的抑制作用，減小非法信號干擾。

3、對要傳輸的數字信號進行加擾和加密。可避免接收站收到干擾信號。

4、采用可抗干擾的衛星進行傳輸。抗干擾衛星是衛星采用上行固定賦形波束接收、上行可變賦形波束接收、上行可動單點波束接收、上行固定多點波束接收、上行自適應波束調零接收等抗干擾技術，將干擾信號隔離在合法區域之外，有效保護衛星信號正常傳輸。

五、結束語

影響衛星信號傳輸安全的因素很多，在實際工作中，我們遇到最多的還是自然環境的影響，以及部分接收站受到外界電磁環境的影響。

當然每年還會發生幾起轉發器人為干擾。因此要完全保證衛星傳輸的安全，需要上行站和下行站認真總結影響安全傳輸的種類，并制定詳細的預案，并在傳輸受到影響時，根據預案及時采取應對措施，將危害降到最低。

參 考 文 獻

[1]蔡佳生.衛視接收中的微波干擾及其解決辦法《衛星通信》總第24期

[2]潘攀.干擾廣播電視衛星信號的因素與解決方案《聲學技術》.2008（12）

[3]《衛星通信網絡》電子工業出版社