廣播電視衛(wèi)星地球站抗干擾監(jiān)控技術(shù)研究

吐爾遜·克依木 新疆維吾爾自治區(qū)廣電局652臺

由于廣播電視衛(wèi)星是以地球的同步衛(wèi)星作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)站對信號進(jìn)行以點對面的無線傳輸方式，所以具有覆蓋范圍廣，經(jīng)濟(jì)成本低，傳輸效果好，傳輸距離大，傳輸容量大等特點，以至于在廣播電視行業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用，，但廣播電視衛(wèi)星信號也會容易受到非法信號的干擾，所以，保證衛(wèi)星信號運輸和信號播出方式的穩(wěn)定非常重要。

一、廣播電視衛(wèi)星站干擾原因分析

（一）干擾原因。凡事都會利弊，衛(wèi)星通信也不例外，容易被非法的信號干擾就是衛(wèi)星通信不可避免的缺點。由于有限的資源，所以，廣播電視衛(wèi)星的傳輸信號通道通常采用的工作方式就是開放式而且使用透明的轉(zhuǎn)發(fā)器。透明的轉(zhuǎn)發(fā)器和單波束縛型的收發(fā)天線是國內(nèi)廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)所普遍采用的，由于地球靜止軌道的位置資源和無線頻率資源不是十分充足，以致于各國需要向國際電聯(lián)申報衛(wèi)星的空間位置和工作頻率，并要符合國家的相關(guān)規(guī)定，其中有一些包括電視信號的編碼方式和一些參數(shù)都是對外公開的。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器并沒有識別區(qū)分信號的是否合法能力，所以只要有符合要求的寬帶，功率或是載波頻率，都可以通過衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和接收。

（二）干擾類型。常見的干擾類型主要分為：（1）自然現(xiàn)象干擾，（2）設(shè)備故障干擾，（3）地面電磁環(huán)境干擾，（4）臨星干擾，（5）人為原因造成的干擾

1.自然現(xiàn)象干擾。自然現(xiàn)象的干擾主要是日凌干擾以及雨雪衰干擾，其中，針對日凌干擾沒有很好的規(guī)避措施，如果出現(xiàn)日凌干擾，廣播電視衛(wèi)星公司會提前將日凌干擾時間告訴當(dāng)?shù)氐挠脩簦鎸θ樟韪蓴_我們并不是什么都做不了，但可以盡量減少日凌干擾的時間，比如增大地球站的天線口徑或接收信號的靈敏度。雨雪衰會使接收信號逐漸惡化，面對這種情況，我們可以對上行鏈數(shù)的雨雪衰進(jìn)行補償，并為下行鏈數(shù)的雨雪衰就出足夠的量，以此降低雨雪衰所帶來的損失和不便。

2.設(shè)備故障干擾。設(shè)備故障的干擾主要是衛(wèi)星故障的干擾和地面設(shè)備的故障干擾兩種干擾方式，這些故障可以通過人為的方式來盡可能的降低干擾次數(shù)及時間，如可以用切換備份器件及時應(yīng)對衛(wèi)星故障的干擾，如果遇到嚴(yán)重的衛(wèi)星故障則可以通過轉(zhuǎn)星或更換轉(zhuǎn)發(fā)器應(yīng)對這些故障。另一種地面的設(shè)備故障主要是地面調(diào)頻廣播干擾、交調(diào)干擾、中頻轉(zhuǎn)發(fā)干擾、雜散干擾等干擾方式。地面調(diào)頻廣播干擾、中頻轉(zhuǎn)發(fā)干擾皆為中頻引入的干擾，衛(wèi)星公司常通過協(xié)助排查干擾源、地球站做好相應(yīng)系統(tǒng)、利用電磁屏蔽傳輸線路等方式方法盡可能減少收到的干擾信號，采取設(shè)置已經(jīng)受到影響轉(zhuǎn)發(fā)器的增益檔地球站相應(yīng)的提高上行動率來減小影響是衛(wèi)星公司應(yīng)對雜散干擾的常用措施。

3.地面電磁環(huán)境干擾。地面的電磁環(huán)境干擾主要是雷達(dá)通信干擾和微波通信中繼信號干擾，通常使用電磁檢測和頻率協(xié)調(diào)及電磁屏蔽等手段來解決問題。

4.臨星干擾。臨星干擾主要有臨星上行干擾和臨星下行干擾兩種方式。上行干擾可以通過廣播電視衛(wèi)星公司和臨星運營商共同合作解決問題。下行干擾可以利用地球站改變天線的指向或改變天線方向圖的性能解決，也可以降低上行功率。

5.人為原因造成的干擾。人為的干擾原因有很多種，主要是人為失誤，同極化和反極化的干擾，轉(zhuǎn)發(fā)器被盜用或惡意的干擾，人為失誤的干擾可以通過完善相應(yīng)的管理制度以及制定一套比較全面細(xì)致的故障預(yù)案來避免干擾，同時增強(qiáng)衛(wèi)星系統(tǒng)的智能化和自動化，可以有效避免人為失誤的干擾。

二、廣播電視衛(wèi)星地球站抗干擾技術(shù)

（一）信號隔離。信號隔離主要分為：（1）上行加直接序列擴(kuò)頻；（2）上行加跳頻式擴(kuò)頻；（3）上行家信號處理裝置。以上三種其目的皆為抑制外來干擾信號的特點來抑制非法信號的干擾。

（二）頻率隔離。通過變更上行信號的頻率進(jìn)行頻率隔離技術(shù)，也可以說是上行線路備份頻率通道法。其原理是在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的接收機(jī)在受到信號干擾的時候，轉(zhuǎn)發(fā)器的接收機(jī)可以通過控制信號并馬上改變接收信號的頻率。這樣就可以拒收干擾信號，與此同時，給定地面上行站的發(fā)射頻率也會隨之改變，這樣，轉(zhuǎn)發(fā)器的接收機(jī)就可以仍舊接收并轉(zhuǎn)發(fā)合法的上行信號。頻率值的改變范圍可以是原來頻段的空余頻率，跨波段頻率和擴(kuò)展波段頻率。

（三）空間隔離。空間隔離技術(shù)主要有五種，第一，通過上行固定賦形波束的接收來減少鄰近地區(qū)干擾信號的影響。第二，通過上行自適應(yīng)波束凋零的接收抑制干擾，或大致監(jiān)測干擾源所在的方位。第三，利用上行可動單點波束的接收，縮小服務(wù)區(qū)避免干擾源所在地區(qū)。第四，根據(jù)上行固定多點波束的接收盡量避開最有可能產(chǎn)生干擾的地區(qū)。第五，遇到可以避開的干擾源發(fā)射區(qū)，使用上行可變賦形波束進(jìn)行接收。

（四）功率爭奪。利用高強(qiáng)度的上行信號來進(jìn)行功率爭奪技術(shù)，其原理是利用廣播電視衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器在進(jìn)行彎管式的工作時，利用轉(zhuǎn)發(fā)器功率放大器在線性區(qū)內(nèi)使用，這樣信號的輸出就會和地球站的上行等效全向輻射功率形成正比它接收站所收到信號的Eb/No只有高于某一定值，才能接受到符合質(zhì)量要求的圖像以及伴音。如果廣播電視信號受到干擾站的干擾，上行地球站會相對設(shè)置大功率的發(fā)射機(jī)，通過自動或人工的形式增大上行站的射頻信號功率強(qiáng)度，轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入信號干比也會隨之增強(qiáng)，就會在很大程度上減小非法信號的干擾，甚至不受非法信號的影響。

任何一種廣播電視衛(wèi)星地球站的抗干擾技術(shù)都不是十分完美的，不同的抗干擾技術(shù)會受到其本身的系統(tǒng)應(yīng)用背景或造價等方面的制約，比如多數(shù)先進(jìn)的抗干擾技術(shù)的復(fù)雜程度和成本也會相對很高，在選擇抗干擾方案時，應(yīng)該充分考慮到各種必要性以及可能性。比如高ETRP上行發(fā)射就是廣播電視衛(wèi)星地球站比較理想的抗干擾途徑，它既簡單有效，又不會增加衛(wèi)星的復(fù)雜度和成本，更不會對接收用戶增加其它的要求和負(fù)擔(dān)。