自適應(yīng)跳頻在衛(wèi)星通信抗干擾中的應(yīng)用分析

常福松

[摘 要]現(xiàn)階段我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中多頻時(shí)分多址技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，是當(dāng)下抗干擾效果最好的一種技術(shù)，具備較好的跳頻能力。本文主要以多頻時(shí)分多址技術(shù)為基點(diǎn)，研究我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的抗干擾技術(shù)，并分析自適應(yīng)跳頻在衛(wèi)星通信抗干擾中的實(shí)際應(yīng)用，使我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)更加完善。

[關(guān)鍵詞]自適應(yīng)跳頻；衛(wèi)星通信系統(tǒng)；抗干擾；實(shí)際應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）20-0270-01

多頻時(shí)分多址技術(shù)本身其實(shí)沒(méi)有抗干擾的能力，但是為了實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用效果，在實(shí)際工作中經(jīng)常與跳頻相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)抗干擾的能力。自適應(yīng)跳頻主要是在應(yīng)用的過(guò)程中完成自適應(yīng)，避免一些頻點(diǎn)的干擾，從而保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常工作。所以本文針對(duì)自適應(yīng)跳頻在衛(wèi)星通信抗干擾中的應(yīng)用進(jìn)行分析，保證衛(wèi)星通信的質(zhì)量。

1 概述

1.1多頻時(shí)分多址技術(shù)

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中為了保證衛(wèi)星通信的順利進(jìn)行，通常會(huì)將多頻時(shí)分多址中的載波通道分為若干個(gè)時(shí)間幀，時(shí)間幀也會(huì)根據(jù)衛(wèi)星通信的實(shí)際應(yīng)用情況分成一些小的時(shí)隙。而衛(wèi)星在通信過(guò)程中載波通道的運(yùn)行速率不同，從而使用戶與業(yè)務(wù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中具有更大的靈活性，不僅能夠滿足用戶的基本需求，同時(shí)還能大大提高衛(wèi)星通信的利用率。

多頻時(shí)分多址技術(shù)具備的另一大特點(diǎn)就是具備較高的時(shí)間基準(zhǔn)，且這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在全國(guó)范圍內(nèi)是統(tǒng)一的，不會(huì)根據(jù)地域和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的不同而改變。衛(wèi)星在傳輸過(guò)程中會(huì)遇到類似功率、頻率等控制，這時(shí)國(guó)內(nèi)終端會(huì)在時(shí)隙中選擇合適的載波完成接收工作，在接收的過(guò)程中該技術(shù)與跳頻技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信抗干擾的目標(biāo)。

1.2自適應(yīng)跳頻技術(shù)

目前我國(guó)衛(wèi)星抗干擾的方法主要是鏈路干擾，且該方法主要分為上行和下行兩種形式。而如果該方法是根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)進(jìn)行分類，則可以分為寬帶、多頻連續(xù)波、部分頻帶以及頻率跟蹤等四種類型。與上述抗干擾方法相比，自適應(yīng)跳頻技術(shù)擁有更強(qiáng)大的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的削弱和抑制作用。主要由于該技術(shù)在接收終端安置了干擾檢測(cè)裝置，能夠在終端對(duì)通信質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，如果信號(hào)不能達(dá)到理想的接收效果，則會(huì)通過(guò)自適應(yīng)的方式來(lái)躲避干擾。

自適應(yīng)跳頻技術(shù)與多頻時(shí)分多址技術(shù)的結(jié)合也并不是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用之前需要對(duì)兩種技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，只有達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)抗干擾的目標(biāo)，同時(shí)自適應(yīng)技術(shù)也能選擇最佳的躲避方式躲避干擾。在對(duì)干擾頻點(diǎn)進(jìn)行躲避的過(guò)程中，要以多頻時(shí)分多址技術(shù)為基點(diǎn)，選擇最科學(xué)的調(diào)頻圖案，這樣才能實(shí)現(xiàn)最高效的躲避。在跳頻過(guò)程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)幀結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵幀有效的保護(hù)，通常會(huì)采取在空間時(shí)隙中進(jìn)行啞數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送，當(dāng)然啞數(shù)據(jù)的發(fā)送也會(huì)根據(jù)空間時(shí)隙運(yùn)作的規(guī)律進(jìn)行。

2 衛(wèi)星通信過(guò)程中的干擾檢測(cè)

在衛(wèi)星通信過(guò)程中要想實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跳頻，主要包括以下幾個(gè)方面：首先要對(duì)干擾因素進(jìn)行評(píng)估和檢測(cè)，目前在我國(guó)比較常用的評(píng)估方法是FFT功率檢測(cè)、誤碼特性和信噪比判別三種方式。在通信傳播時(shí)，自適應(yīng)跳頻技術(shù)會(huì)對(duì)信息進(jìn)行有效的識(shí)別和提取，上述三種方法中FFT功率檢測(cè)因其自身檢測(cè)速度快和檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)在抗干擾檢測(cè)中應(yīng)用的最為廣泛。當(dāng)然，在一些特殊情況下也可以采取另外兩種檢測(cè)方法實(shí)行輔助檢測(cè)，提高檢測(cè)的精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻點(diǎn)的高效識(shí)別和提取。

在跳頻通信過(guò)程中，干擾檢測(cè)設(shè)備會(huì)對(duì)頻帶中所有的信噪比和功率進(jìn)行檢測(cè)和分析，尋找出與各個(gè)頻點(diǎn)相適應(yīng)的干擾檢測(cè)門限。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收時(shí)，還會(huì)對(duì)FFT功率檢測(cè)中不符合信號(hào)頻點(diǎn)的所有功率進(jìn)行二次檢測(cè)，從而確定干擾頻點(diǎn)。如果在對(duì)通信頻點(diǎn)進(jìn)行接收時(shí)，接收機(jī)沒(méi)有足夠的信息處理能力對(duì)頻點(diǎn)進(jìn)行接收，就可以采取逐頻帶分析的方法確定干擾頻點(diǎn)。

自適應(yīng)跳頻在衛(wèi)星通信抗干擾的應(yīng)用中一般不使用一個(gè)解調(diào)器，目的在于在大站與小站之間建立完善的組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的順利傳輸，同時(shí)也能在自身接收能力的基礎(chǔ)之上進(jìn)行拓展。另外，還可以對(duì)多載波中的突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)多個(gè)解調(diào)器完成對(duì)干擾頻點(diǎn)的檢測(cè)和評(píng)估，杜絕一切干擾因素。

3 自適應(yīng)跳頻的躲避

3.1自適應(yīng)跳頻的躲避方法

自適應(yīng)要想完成對(duì)干擾的躲避，主要通過(guò)集中控制和分布控制兩種方法。首先是集中控制方法，這種方法主要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行干擾檢測(cè)，同時(shí)也要檢測(cè)信道的狀態(tài)，對(duì)控制或廣播中的突發(fā)頻點(diǎn)進(jìn)行下發(fā)。如果接收終端接收了干擾頻點(diǎn)，也可以在跳頻頻率中對(duì)干擾頻點(diǎn)進(jìn)行屏蔽，通過(guò)這種方式也可以實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)干擾頻點(diǎn)的躲避效果。該方法最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要業(yè)務(wù)站的進(jìn)入便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾頻點(diǎn)的檢測(cè)，另外操作過(guò)程中只需要一臺(tái)抗干擾檢測(cè)設(shè)備，很大程度上可以降低成本，不僅可以完成基本的檢測(cè)任務(wù)，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。其次是分布控制的方法，這種方法主要是根據(jù)業(yè)務(wù)站的數(shù)量將干擾檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行劃分，在下行鏈路的路上對(duì)干擾頻點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收過(guò)程中頻點(diǎn)的檢測(cè)與下一突發(fā)進(jìn)行檢測(cè)的雙檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)中的干擾頻點(diǎn)進(jìn)行躲避，這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)用性強(qiáng)，即便在檢測(cè)的過(guò)程中出現(xiàn)了一些突發(fā)狀況，也能及時(shí)做出反應(yīng)完成對(duì)頻點(diǎn)的檢測(cè)。

3.2自適應(yīng)跳頻躲避方法存在的不足

自適應(yīng)跳頻對(duì)干擾頻點(diǎn)躲避的兩種方法存在的最大問(wèn)題就是能夠?qū)ι闲墟溌愤M(jìn)行良好的干擾躲避，但是對(duì)下行鏈路的干擾躲避效果不明顯。如果實(shí)行集中控制的方法，只能對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域業(yè)務(wù)站中的下行鏈路進(jìn)行干擾躲避，而對(duì)其他區(qū)域下行鏈路沒(méi)有作用。而一旦主站中的下行鏈路不能正常工作，則會(huì)對(duì)其他業(yè)務(wù)站的干擾頻點(diǎn)產(chǎn)生不利影響。另一方面，如果實(shí)行分布控制的方法，雙方在進(jìn)行通信檢測(cè)時(shí)很可能都會(huì)出現(xiàn)偏差，甚至出現(xiàn)丟幀的嚴(yán)重情況。

3.3解決方案

為了解決上述自適應(yīng)跳頻躲避方法中存在的問(wèn)題，可以以分布控制為基礎(chǔ)，提出與自適應(yīng)跳頻多頻時(shí)分多址相適應(yīng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾頻點(diǎn)的有效檢測(cè)和躲避。如果是網(wǎng)內(nèi)的業(yè)務(wù)站，主要運(yùn)用干擾檢測(cè)設(shè)備對(duì)信道中受干擾的情況進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行分析。不僅保留了分布控制的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送到主站，主站會(huì)采取最佳的方式對(duì)上行和下行干擾進(jìn)行識(shí)別。

如果是突發(fā)情況，主站檢測(cè)出的是上行干擾，則會(huì)做出下發(fā)處理，同時(shí)主站也會(huì)在這個(gè)時(shí)間對(duì)干擾頻點(diǎn)進(jìn)行評(píng)比。如果主站檢測(cè)出的是下行干擾，會(huì)對(duì)系統(tǒng)中所有受到干擾的頻點(diǎn)進(jìn)行記錄，同時(shí)也會(huì)對(duì)時(shí)隙頻點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，將目的站中顯示出的被干擾的頻點(diǎn)進(jìn)行時(shí)隙調(diào)整和改善分配，通過(guò)上述做法完成對(duì)干擾的躲避。這種方式不僅能夠檢測(cè)中全網(wǎng)中的干擾頻點(diǎn)，同時(shí)也能全面掌握干擾分布的狀態(tài)，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)對(duì)其他地區(qū)的業(yè)務(wù)不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)難以滿足社會(huì)發(fā)展的需求，本文基于分布控制的優(yōu)勢(shì)，對(duì)全網(wǎng)中的干擾分布進(jìn)行綜合分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上行和下行干擾頻點(diǎn)的高效躲避，提高抗干擾的效率。與傳統(tǒng)技術(shù)相比能夠大大降低干擾對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的不利影響，是迄今為止最佳的衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)。

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