+ 張榮建 廣電總局無(wú)線電臺(tái)管理局

一、前言

衛(wèi)星是我國(guó)廣播電視節(jié)目傳輸?shù)闹匾乐?。但衛(wèi)星通信受自身特點(diǎn)的限制和環(huán)境的影響，不可避免地會(huì)遇到各種干擾。特別是常見通信衛(wèi)星采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器，更容易受到一些不可預(yù)見的干擾。

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，衛(wèi)星信號(hào)傳輸路徑上的干擾將越來(lái)越多，干擾類型也越來(lái)越復(fù)雜，需要對(duì)此進(jìn)行分析研究以便采取一定的措施進(jìn)行識(shí)別和克服。

二、干擾的種類和原因及危害程度

根據(jù)干擾的來(lái)源和危害程度，干擾的種類主要可分為地面干擾、空間段各類自然噪聲干擾、空間不明無(wú)意干擾、空間惡意干擾等。

1.地面干擾

（1）地球站設(shè)備的雜波干擾

對(duì)于上行系統(tǒng)設(shè)備，雜散指標(biāo)不合格，工作載波中攜帶有雜波或諧波；調(diào)制器、上變頻器輸出電平過(guò)高，或者“高功放”工作在非線性狀態(tài)，出現(xiàn)頻譜擴(kuò)散；上變頻器、高功放的工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，造成載波噪聲抬高；上變頻器頻率漂移等等都會(huì)引起干擾，嚴(yán)重影響上行信號(hào)傳輸質(zhì)量。

典型事例1：某地球站數(shù)字電視節(jié)目因不明原因最大功率上行時(shí)，造成臨近衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)目載波信號(hào)質(zhì)量下降從而提升功率，經(jīng)查，該地球站大功率上行時(shí)，其帶外雜散嚴(yán)重超標(biāo)，更換高功放速調(diào)管通道后雜散消失，確認(rèn)為速調(diào)管該通道指標(biāo)下降引起。

（2）電磁干擾

對(duì)于衛(wèi)星通信，特別是C頻段，由于地面存在著大量的微波、雷達(dá)、無(wú)線電視、調(diào)頻廣播、尋呼業(yè)務(wù)、工業(yè)電磁噪聲等干擾。這些干擾源很容易串入地球站上行鏈路發(fā)射上星，造成上行干擾。串入下行鏈路造成接收干擾。地球站播出設(shè)備接地不良，接地電阻過(guò)高，串入交流噪聲；電纜屏蔽性能差，電纜插頭接地不良；鏈路電平配置不合理，引起某些設(shè)備產(chǎn)生自激等等，都可能在有用頻帶內(nèi)串入調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生雜波干擾，這種現(xiàn)象在調(diào)頻電臺(tái)附近的地球站會(huì)經(jīng)常會(huì)遇到。

典型事例2：某地球站模擬電視節(jié)目大功率上行時(shí)，引起臨近衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)目載波信號(hào)受擾質(zhì)量下降。根據(jù)衛(wèi)星公司安排逐地球站排查原因，發(fā)現(xiàn)本站高功放輸出有較高雜散輸出，斷開高功放輸入激勵(lì)，雜散消失，應(yīng)為輸入信號(hào)引起，排除高功放本身因素。后經(jīng)過(guò)逐環(huán)節(jié)測(cè)試，最終確定為因信號(hào)電纜屏蔽不好，使解碼器50Hz交流電源信號(hào)串入引起，重做信號(hào)線后恢復(fù)正常。

典型事例3：某地球站發(fā)現(xiàn)本站的中頻節(jié)目源出現(xiàn)中斷。經(jīng)測(cè)試，中頻光端機(jī)收端輸出的70MHz調(diào)制信號(hào)存在嚴(yán)重雜散干擾，應(yīng)為節(jié)目源前端引起。與前端聯(lián)系后，在中頻光端機(jī)發(fā)端耦合口測(cè)試即發(fā)現(xiàn)存在雜散干擾。經(jīng)排查，中頻光端機(jī)未接地線，引入了本地發(fā)射的調(diào)頻機(jī)信號(hào)，連接地線后雜散消失。

2.空間段各類自然噪聲干擾

地球站接收系統(tǒng)的空間段各類比較常見的自然噪聲主要有：宇宙噪聲、大氣噪聲、太陽(yáng)噪聲、天電噪聲以及衛(wèi)星天線內(nèi)部噪聲；衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器多載波工作時(shí)產(chǎn)生的交調(diào)噪聲；比較明顯的情況為雨雪衰、日凌干擾、太陽(yáng)磁暴等引起的影響。上述自然噪聲會(huì)不同程度影響衛(wèi)星信號(hào)的傳輸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸中斷。

目前國(guó)內(nèi)各省級(jí)地球站大多為窄帶調(diào)制信號(hào)上行，以頻分多址方式共享轉(zhuǎn)發(fā)器。一旦受擾，各地球站均提升功率，使轉(zhuǎn)發(fā)器趨于飽和，產(chǎn)生交調(diào)，各省級(jí)衛(wèi)視的下行接收會(huì)出現(xiàn)裂化，嚴(yán)重時(shí)節(jié)目將中斷。上述情況在過(guò)去幾年中多次發(fā)生。

比較常見的空間段自然噪聲干擾是日凌干擾。每年春分和秋分左右，衛(wèi)星均會(huì)進(jìn)入日凌期，對(duì)衛(wèi)星廣播電視節(jié)目的下行接收造成影響，嚴(yán)重時(shí)衛(wèi)星廣播電視節(jié)目會(huì)發(fā)生中斷現(xiàn)象。目前一般采用大口徑接收天線減短日凌受擾時(shí)間，或者采用雙星備份方式避免日凌的影響。

3.空間不明無(wú)意干擾

空間不明無(wú)意干擾會(huì)使正常傳輸信號(hào)質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成信號(hào)傳輸中斷。

（1）靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)干擾

它是因靜止軌道位置／頻率資源緊張而造成的相鄰軌道位置同頻率工作衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)之間的干擾。

（2）非靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)干擾

與靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)同頻率工作的各種非靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)一起運(yùn)行而引起的干擾。

（3）地面通信網(wǎng)絡(luò)干擾

與靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)同頻率工作的各種地面通信網(wǎng)絡(luò)一起運(yùn)行而引起的干擾。

（4）反極化干擾

反極化用戶上行天線發(fā)射交叉極化隔離度不夠或上行功率過(guò)大引起的反極化干擾。

典型事例4：某氣象地面站使用與某地球站微波線路相同的頻段，又恰好處于地球站微波線路的正向，每次工作都會(huì)受到微波的影響，現(xiàn)在正在協(xié)調(diào)更換工作頻段。

典型事例5：某地球站在轉(zhuǎn)星過(guò)程中，忘記與衛(wèi)星公司聯(lián)系調(diào)整上行天線極化。在節(jié)目發(fā)射上行后，對(duì)反極化正常播出的節(jié)目造成干擾，致使信號(hào)中斷。該地球站及時(shí)發(fā)現(xiàn)后下行節(jié)目載波，使影響時(shí)間縮短，后調(diào)整天線極化后可正常上行。

4、空間惡意干擾

惡意干擾亦稱人為干擾。

（1）盜用轉(zhuǎn)發(fā)器頻率／功率資源

干擾方利用上行地球站天線，對(duì)準(zhǔn)選定的某顆靜止衛(wèi)星，發(fā)射已調(diào)制的射頻信號(hào)，盜用該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率／功率資源，非法進(jìn)行信號(hào)傳輸。這種情形一般發(fā)生在空閑轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶上。此種干擾較常見。

（2）未經(jīng)衛(wèi)星公司或相關(guān)部門批準(zhǔn)的衛(wèi)星上行測(cè)試

這可能會(huì)形影響正常信號(hào)傳輸質(zhì)量。

（3）破壞衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器正常信號(hào)傳輸

干擾方利用上行地球站天線，對(duì)準(zhǔn)選定的某顆靜止衛(wèi)星，發(fā)射已調(diào)制或未調(diào)制的大功率射頻信號(hào)，阻塞該衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器，以使正常的信號(hào)傳輸不能進(jìn)行或傳輸質(zhì)量下降。

（4）強(qiáng)行通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸非法信號(hào)

干擾方利用上行地球站天線，對(duì)準(zhǔn)選定的某顆靜止衛(wèi)星，發(fā)射比正常信號(hào)功率大得多的、同調(diào)制的射頻信號(hào)，強(qiáng)行通過(guò)透明衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸非法信號(hào)。并在破譯密碼基礎(chǔ)上使用戶接收機(jī)收到非授權(quán)的非法信號(hào)所含的圖像聲音等信息。

典型事例6：上述情況的發(fā)生在2008年之前經(jīng)常發(fā)生，比如2002年以來(lái)，非法信號(hào)對(duì)鑫諾1號(hào)衛(wèi)星、亞洲3S衛(wèi)星等多顆衛(wèi)星上傳輸?shù)膹V播電視節(jié)目進(jìn)行的多次攻擊，均屬于惡意干擾。

三、干擾的分析及可能采取的處理措施

對(duì)于衛(wèi)星通信中存在的各種干擾，可采取不同的方法加以解決。特別是空間段惡意干擾，可能引起數(shù)字信號(hào)誤碼率增多不影響通信、較多馬賽克、黑屏、靜幀、非正常畫面等等，因其具有突發(fā)性、高電平、政治性危害最大的特點(diǎn)，必須立即識(shí)別，緊急定位，采取必要措施進(jìn)行抑制，保證正常信號(hào)的可靠通信。

處理好地球站自身干擾，需要嚴(yán)格做好設(shè)備的入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試，確保雜波功率限制在規(guī)定的范圍之內(nèi)；認(rèn)真研究設(shè)備的使用操作說(shuō)明，正確設(shè)置設(shè)備的工作點(diǎn)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整或更換設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理匹配組合，連接好各個(gè)接頭，消除超標(biāo)雜波；嚴(yán)格按照入網(wǎng)測(cè)試時(shí)標(biāo)定的頻率和功率電平工作，定期進(jìn)行各環(huán)節(jié)測(cè)試；設(shè)備更新時(shí)必須先通電測(cè)試，確認(rèn)技術(shù)指標(biāo)合格經(jīng)入網(wǎng)驗(yàn)證后再投入使用。

處理好地球站電磁干擾，主要是對(duì)衛(wèi)星地球站選址時(shí)進(jìn)行環(huán)境電磁測(cè)試，應(yīng)該符合建站要求。但隨著社會(huì)的發(fā)展，城市建設(shè)的擴(kuò)張，一些原來(lái)處于市郊、電磁環(huán)境比較好的地球站受到干擾會(huì)越來(lái)越多。目前常見的電磁干擾主要有中波干擾、短波干擾、手機(jī)基站干擾、雷達(dá)干擾、電焊機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾、地面微波干擾等。

中波干擾主要影響地球站的基帶處理系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，主要的克服措施是良好的系統(tǒng)或機(jī)房屏蔽及屏蔽接地；短波干擾主要影響高速數(shù)字基帶系統(tǒng)和L頻段窄帶傳輸線路，對(duì)于采用L頻段ODU的地球站，由于該種設(shè)備一般需要由室內(nèi)單元饋送一個(gè)L頻段的本振信號(hào)，單頻本振信號(hào)往往由于受短波干擾而給整個(gè)上行系統(tǒng)引入強(qiáng)大噪聲，嚴(yán)重影響系統(tǒng)信噪比指標(biāo)，比較有效的措施是機(jī)房屏蔽和饋線屏蔽，或采用半鋼(銅皮屏蔽)電纜；雷達(dá)干擾多表現(xiàn)為對(duì)衛(wèi)星C頻段下行信號(hào)(4GHz)的干擾，由于此類干擾信號(hào)直接由接收天線引入衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，地球站或衛(wèi)星單收站一般無(wú)法克服，只能通過(guò)無(wú)線電管理部門的頻率協(xié)調(diào)解決，如果地球站或衛(wèi)星單收站離干擾源較遠(yuǎn)且有一定夾角，也可通過(guò)適當(dāng)加大接收天線口徑解決；電焊機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻電磁輻射，較近時(shí)會(huì)對(duì)衛(wèi)星接收L頻段的信號(hào)產(chǎn)生干擾，正常傳輸時(shí)一般應(yīng)避免電焊機(jī)在衛(wèi)星接收區(qū)近距離工作；C頻段衛(wèi)星信號(hào)很可能受到地面微波信號(hào)的于擾，由于無(wú)線電管理部門一般對(duì)上行站和微波信道有總體規(guī)劃和建站時(shí)協(xié)調(diào)，所以這種情況較少發(fā)生。

在日常工作中應(yīng)經(jīng)常檢查所有設(shè)備接地是否可靠、機(jī)房總接地電阻是否滿足設(shè)備要求、站內(nèi)連接室內(nèi)外設(shè)備的電纜必須具有良好的屏蔽性能，應(yīng)采用雙屏蔽電纜，接頭連接良好，防止出現(xiàn)串?dāng)_。

空間段自然噪聲干擾可通過(guò)采用MCPC方式傳送衛(wèi)星廣播電視或其他信號(hào)，減少SCPC方式傳輸時(shí)引起的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器載波互調(diào)干擾；異地建設(shè)備份地球站，可避免雨雪等引起的信號(hào)上行衰減，或者加裝除雪裝置等及時(shí)清除積雪，防止在融雪過(guò)程中對(duì)天線增益的影響；無(wú)法避免的電離層閃爍、太陽(yáng)活動(dòng)等影響，考慮增加系統(tǒng)上行和接收余量；為了減小日凌對(duì)廣播電視傳輸?shù)挠绊?，地面站可適當(dāng)增大接收天線口徑，減少日凌持續(xù)干擾時(shí)間，同時(shí)發(fā)生日凌時(shí)用戶可以利用地面?zhèn)浞菔侄稳绻饫|、微波傳輸信號(hào)作為有效節(jié)目源，克服日凌造成的中斷，也可采用雙星備份手段，即用兩顆軌位相差較大的衛(wèi)星(4度以上)或使用C、KU兩種頻段衛(wèi)星同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)相同內(nèi)容信號(hào)，地面站在對(duì)某顆衛(wèi)星發(fā)生日凌中斷前就將信道轉(zhuǎn)接到另一顆衛(wèi)星上，以克服日凌對(duì)衛(wèi)星節(jié)目傳輸?shù)挠绊憽?/p>

對(duì)于空間段不明無(wú)意干擾，來(lái)自靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的干擾，可以通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)間的技術(shù)協(xié)調(diào)等措施來(lái)解決；來(lái)自非靜止軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的干擾，通常是對(duì)非靜止軌道衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行約束或采用其它措施來(lái)解決；來(lái)自地面通信網(wǎng)絡(luò)的干擾，主要通過(guò)頻率和空間隔離及技術(shù)協(xié)調(diào)等措施來(lái)解決；衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器反極化干擾，可通過(guò)調(diào)整該反極化地球站發(fā)射天線極化或降低上行功率來(lái)得到解決。

對(duì)于空間段惡意干擾，除了與國(guó)際相關(guān)組織進(jìn)行外交協(xié)調(diào)和國(guó)家強(qiáng)制行政干預(yù)外，為做好衛(wèi)星廣播電視傳輸安全，還可從衛(wèi)星、上行地球站及節(jié)目發(fā)送設(shè)備、有條件接收裝置等三方面采取改進(jìn)措施。

對(duì)衛(wèi)星可能的改進(jìn)措施主要有：適當(dāng)減小衛(wèi)星全國(guó)波束接收天線覆蓋區(qū)；增設(shè)可移動(dòng)單點(diǎn)波束接收天線；增設(shè)固定多點(diǎn)波束接收天線；合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)器接收機(jī)增益變化范圍和最小值；按照惡意干擾源區(qū)域的分布，可在衛(wèi)星上采取過(guò)零點(diǎn)抑制技術(shù)等，增大衛(wèi)星信號(hào)上行的隔離度；亦可采用星上處理技術(shù)，隱藏地球站上行的相關(guān)參數(shù)，同時(shí)加入身份識(shí)別技術(shù)，達(dá)到抑制干擾信號(hào)的目的。

對(duì)上行地球站可能的改進(jìn)措施主要有：使用大功率發(fā)射機(jī)、低損短距離饋線、高增益發(fā)射天線；使用MCPC方式大功率上行信號(hào)將轉(zhuǎn)發(fā)器推至飽和點(diǎn)；增強(qiáng)節(jié)目地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)安全性。

對(duì)條件接收裝置可能的改進(jìn)措施主要有：對(duì)廣播電視信號(hào)進(jìn)行加擾和加密；對(duì)廣播電視信號(hào)的節(jié)目源增設(shè)加密認(rèn)證。

四、干擾信號(hào)的可能檢測(cè)方法

從上面分析可知，空間段衛(wèi)星信號(hào)干擾的處置協(xié)調(diào)相對(duì)比較復(fù)雜，可分為無(wú)意干擾和有意干擾。有意干擾又分兩類：信道層干擾和碼流層干擾。信道層干擾是降低正常信號(hào)的信噪比，用噪聲來(lái)淹沒信號(hào)；碼流層干擾是通過(guò)用非法內(nèi)容的調(diào)制信號(hào)高功率壓制正常的調(diào)制信號(hào)后，進(jìn)行內(nèi)容碼流的替換。

從遇到的情況來(lái)看，干擾信號(hào)的頻譜類型主要有雷達(dá)信號(hào)、掃頻信號(hào)、單載波信號(hào)、同調(diào)制載波信號(hào)等等。

針對(duì)不明的衛(wèi)星信號(hào)干擾，可在正常節(jié)目?jī)?nèi)容中加入水印等識(shí)別信息判斷內(nèi)容變化情況；從碼流層和信道層檢測(cè)干擾的程度；采用數(shù)字頻譜儀測(cè)量干擾信號(hào)的類型。根據(jù)綜合判斷結(jié)果，發(fā)布指令及時(shí)提高地球站上行EIRP，達(dá)到抑制不明干擾，恢復(fù)正常通信的目的。