馬 慧，吳彥鴻

(中國人民解放軍裝備學(xué)院 光電裝備系，北京 101416)

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跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

馬 慧，吳彥鴻

(中國人民解放軍裝備學(xué)院 光電裝備系，北京 101416)

隨著目前信息化局勢的日益復(fù)雜，外層空間必將成為未來國際信息權(quán)爭奪的重要戰(zhàn)場，保證TDRSS具有優(yōu)良的抗干擾性能，意味著能夠在天基對抗中取得了主動權(quán)。介紹了TDRSS系統(tǒng)組成以及發(fā)展現(xiàn)狀，針對TDRSS目前主要面臨的干擾體制進(jìn)行重點(diǎn)討論并仿真模擬，列舉了可采用的抗干擾技術(shù)。分別在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面和信號處理層面總結(jié)比較抗干擾技術(shù)現(xiàn)狀和優(yōu)劣性，并對未來的研究方向進(jìn)行展望。

TDRSS系統(tǒng)；抗干擾技術(shù)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；信號處理

20世紀(jì)80年代以來，跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(tracking and data relay satellite system,TDRSS)的成功在軌運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了低軌衛(wèi)星的高覆蓋率通信，標(biāo)志著天基測控通信時(shí)代的到來?；谔旎O(shè)計(jì)的TDRSS與地面站相比，從根本上解決了可靠性、傳輸效率以及覆蓋率方面的問題，因此在載人航天、衛(wèi)星平臺等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。但在電磁環(huán)境日益惡劣的通信條件下，如何抑制惡意干擾，提升通信系統(tǒng)的抗干擾能力十分必要。如今星地鏈路和星間鏈路的配合使用已催生“無人作戰(zhàn)”這種新型作戰(zhàn)樣式，可見現(xiàn)代戰(zhàn)爭的信息優(yōu)勢極大程度上取決于空間信息鏈路，一旦空間信息鏈路無法正常通信，軍隊(duì)作戰(zhàn)能力將明顯降低。

1 TDRSS及其干擾技術(shù)概述

1.1 中繼衛(wèi)星系統(tǒng)概述

TDRS是通過同步衛(wèi)星和地面測控站對中低軌航天器進(jìn)行高覆蓋率測控管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男l(wèi)星通信系統(tǒng)[1]。TDRSS包括中繼衛(wèi)星、用戶航天器、地面終端站以及地面組網(wǎng)。其中中繼衛(wèi)星屬于TDRSS的核心部分，起著透明轉(zhuǎn)發(fā)作用，能夠?qū)⒌孛孢b控指令，測距信號以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶傳輸，轉(zhuǎn)發(fā)給用戶航天器終端。用戶航天器接收指令后進(jìn)行信號檢測，并執(zhí)行指令內(nèi)容，然后返回中繼衛(wèi)星所需的測距信號和數(shù)據(jù)。中繼衛(wèi)星再將信號轉(zhuǎn)發(fā)到地面終端站，實(shí)現(xiàn)測距測速以及數(shù)據(jù)通信。TDRSS的傳輸鏈路類似 “彎管”狀，包括前向鏈路和反向鏈路，而每條鏈路包含地面站與中繼衛(wèi)星之間的星地鏈路(SGL)以及中繼衛(wèi)星與用戶航天器之間的星間鏈路(SSL)這兩部分，能夠?yàn)橛脩籼峁㏒SA(S波段單址)、SMA(S波段多址)、KSA(Ka波段單址)服務(wù)。目前的國際中繼衛(wèi)星系統(tǒng)均是以天基系統(tǒng)為支撐，為中、低軌用戶提供跟蹤與通信服務(wù)。由于其在未來數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù)領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略地位，使得以干擾、破壞和摧毀中繼衛(wèi)星系統(tǒng)為目的的國際電子戰(zhàn)成為謀求戰(zhàn)場優(yōu)勢的有效作戰(zhàn)手段。

1.2 中繼衛(wèi)星干擾現(xiàn)狀分析

因?yàn)門DRSS通信信道開放的特點(diǎn)，以及中繼衛(wèi)星位于系統(tǒng)前向鏈路以及反向鏈路的必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，所以對于星地鏈路及星間鏈路中存在的干擾必然會影響中繼衛(wèi)星。許多文獻(xiàn)資料對地面干擾、低軌道干擾和伴星式干擾進(jìn)行對比分析，得出等功率下伴星式干擾產(chǎn)生的干擾效果較強(qiáng)[2-4]，因此圍繞伴星式干擾展開分析TDRSS干擾現(xiàn)狀十分必要。TDRSS數(shù)據(jù)傳輸鏈路和測控鏈路分別采取直接傳輸和直接序列擴(kuò)頻(DS)方式進(jìn)行星地通信和星間數(shù)據(jù)通信[1]。本節(jié)重點(diǎn)針對TDRSS擴(kuò)頻測控體制的干擾樣式進(jìn)行分析梳理，主要考慮壓制式干擾和欺騙式干擾，為后續(xù)抗干擾技術(shù)研究提供理論依據(jù)。

1) 欺騙式干擾

欺騙式干擾是由位于地面站或者機(jī)載、星載干擾機(jī)發(fā)射的與TDRSS地面終端站(或用戶航天器)發(fā)射信號相似，甚至功率更強(qiáng)的干擾信號，造成接收終端跟蹤錯誤信息，產(chǎn)生誤判的結(jié)果[2]。對于TDRSS航天測控信號施加的欺騙式干擾中，轉(zhuǎn)發(fā)式寬帶干擾是一種較為有效的干擾方式。干擾機(jī)對于截獲的TDRSS信號，先將其反轉(zhuǎn)放大，再進(jìn)行延時(shí)處理并轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)信號能量大于有用信號時(shí)，就會對TDRSS造成干擾。但是針對伴星式干擾時(shí)，當(dāng)TDRSS同步完成之后的干擾效果還是有限的。

2) 壓制式干擾

基于國際間對于安全技術(shù)的保密性，國外關(guān)于TDRSS安全性防護(hù)相關(guān)文獻(xiàn)資料相對較少，但是可以借鑒美國的MILISTAR和AEHF系統(tǒng)[3-4]。壓制式干擾同欺騙式干擾相比，具有易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此國內(nèi)的干擾研究主是要圍繞壓制式干擾展開。近幾年研究較為普遍的壓制式干擾樣式包括寬帶干擾(掃頻干擾和噪聲調(diào)頻干擾)、音頻干擾以及脈沖干擾，能夠?qū)敵銮?、返向鏈路信號進(jìn)行實(shí)時(shí)和分時(shí)干擾。

3) 音頻干擾

基于天基系統(tǒng)的TDRSS信號傳輸中，無論是用戶終端還是地面終端站接收到的信號都極其微弱，通常低于噪聲20 dB左右。音頻干擾作為一種可同時(shí)干擾多個通信信道的攔阻式干擾，適用范圍廣泛，干擾效果較好。當(dāng)音頻窄帶干擾的信號干擾比達(dá)到80 dB時(shí)，低功率的測控信號將會完全被壓制，使得接收端無法正確解調(diào)出傳輸信息，造成鏈路錯誤概率增加。音頻干擾主要有單音干擾和多音干擾[5]，本文以多音信號為例，進(jìn)行討論分析；音頻干擾表達(dá)式為

(1)

其中fj表示干擾信號頻率；Δf表示各信號之間的頻率差；θi表示信號對應(yīng)的隨機(jī)相位，均勻分布在[0,2π)。如圖1所示是單個窄帶帶寬為500 Hz，單個載波頻率為18 kHz、20 kHz、22 kHz、24 kHz、26 kHz和28 kHz的音頻干擾頻譜圖，能量比較集中，實(shí)現(xiàn)難度不高。當(dāng)干擾信號頻率等于TDRSS傳輸信號頻率時(shí)，干擾效果達(dá)到最好，并且TDRSS受干擾的程度隨著干擾信號的中心頻率偏離程度的增大而降低。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)頻接收機(jī)受到單音干擾時(shí)，常見的干擾抑制技術(shù)是時(shí)/頻域處理技術(shù)。其中處理效果較好的主要2D-CDMA(時(shí)頻二維擴(kuò)頻)技術(shù)和多載波技術(shù)。其中，2D-CDMA通過解擴(kuò)非相關(guān)二維擴(kuò)頻矩陣處理音頻干擾[6]。針對窄帶音頻信號只能干擾部分TDRSS信號的特點(diǎn)，多載波技術(shù)例如OFDM技術(shù)可通過優(yōu)化分配多個子載波信號有效抑制音頻干擾，滿足TDRSS可靠性和高數(shù)傳速率的要求[7]。

圖1 多音干擾的時(shí)域和頻域

4) 窄脈沖干擾

窄脈沖干擾信號實(shí)質(zhì)上是一種矩形脈沖序列，其能量大多數(shù)分布在主瓣內(nèi)[8]。脈沖干擾不同于連續(xù)波干擾，是一種新型干擾樣式。干擾信號表達(dá)式為

(2)

式中：Aj表示干擾信號幅度值；Tr表示序列的脈沖重復(fù)周期；g(t)表示具有一定脈沖寬度的矩形脈沖。脈沖干擾的頻譜表達(dá)式為

(3)

式中：τ表示信號g(t)的脈沖寬度；G(f)表示矩形信號的傅里葉變換頻譜。窄脈沖干擾的頻譜是包絡(luò)為Sa函數(shù)的離散譜，其時(shí)域和頻域波形圖如圖2所示。由圖2可知，脈沖干擾的特點(diǎn)是干擾信號瞬時(shí)輸出功率高于平均輸出功率2～3個數(shù)量級。因此，突發(fā)的脈沖干擾信號很可能使TDRSS測控系統(tǒng)中的中繼衛(wèi)星很快達(dá)到飽和狀態(tài)，造成前、返向鏈路通信比特錯誤率顯著增大直至通信中斷[9]。針對強(qiáng)阻塞的脈沖干擾，合適的處理方式是SMART-AGC(自動增益控制系統(tǒng))，通過移動線性放大器產(chǎn)生干擾零區(qū)對干擾限幅[10]。

圖2 窄脈沖干擾的時(shí)域和頻域

5) 掃頻干擾

寬帶噪聲干擾通常是由寬帶掃頻干擾和噪聲調(diào)頻干擾相結(jié)合組成，能夠?qū)δ愁l段產(chǎn)生阻塞式干擾。其中掃頻干擾是在一定周期內(nèi)，信號幅度和本振頻率在較寬的頻帶范圍內(nèi)隨時(shí)間成比例變化[8]得到的一種分時(shí)干擾樣式。掃頻干擾的表達(dá)式為

j(t)=Aj(t)cos(ωjt+φ(t)+θ)=

Aj(t)cos(ωjt+φ(t))

(4)

式中：Aj(t)表示干擾信號幅度變化函數(shù)；ωj表示干擾信號初始頻率；θ表示干擾信號初始相位。該干擾信號載波的瞬時(shí)頻率為

(5)

頻譜圖如圖3所示，干擾頻率不斷進(jìn)行變化，在某些頻段內(nèi)呈現(xiàn)波動狀態(tài)。并且可以看出掃頻信號能量主要均勻分布在帶寬之中，載頻為10 kHz，而TDRSS中由于擴(kuò)頻增益的存在，接收端能夠?qū)Ω蓴_進(jìn)行一定的擴(kuò)展。針對屬于非平穩(wěn)過程的掃頻干擾，較有效的處理技術(shù)是變換域處理技術(shù)[11]。

圖3 掃頻干擾的時(shí)域和頻域

6) 噪聲調(diào)頻干擾

噪聲調(diào)頻干擾作為寬帶壓制式干擾的一種，其干擾頻率依據(jù)基帶噪聲發(fā)生變化。其時(shí)域表達(dá)式為

(6)

式中：Aj表示干擾信號幅度值；ωj表示干擾中心頻率；un(t)表示服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)噪聲；θ表示干擾信號初始相位，在[0,2π)服從均勻分布。如圖4所示是中心頻率為100 MHz，調(diào)頻指數(shù)為0.4的噪聲調(diào)頻干擾的頻譜圖。噪聲調(diào)頻干擾的使用一般與掃頻干擾相結(jié)合，可產(chǎn)生全面阻塞式干擾。因?yàn)門DRSS鏈路擴(kuò)頻處理增益受到一定限制，干擾方通常使用傾向于這種寬帶干擾。針對噪聲調(diào)頻干擾的抑制技術(shù)，比較合適的是天線抗干擾技術(shù)，調(diào)整天線波束對準(zhǔn)方向以避開干擾[12]。

圖4 噪聲調(diào)頻干擾的時(shí)域和頻域

2 TDRSS抗干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀

作為天基測控系統(tǒng)的重要組成部分，提高TDRSS的抗干擾能力、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸十分必要。本文依據(jù)抗干擾策略運(yùn)用方式的不同，將其按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號處理這兩大層面進(jìn)行研究。首先圍繞這兩個層面的代表技術(shù)進(jìn)行綜述，其次詳細(xì)分析各種抗干擾技術(shù)的適用類型和優(yōu)劣性能。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面抗干擾技術(shù)

1) 擴(kuò)譜技術(shù)

擴(kuò)展頻譜技術(shù)作為衛(wèi)星通信抗干擾的常用技術(shù)之一，通過偽隨機(jī)序列特有的大冗余度提高干擾容限，符合衛(wèi)星通信信道的穩(wěn)定性和隱蔽安全需求。擴(kuò)譜技術(shù)包括跳頻擴(kuò)譜(FH)、直接序列擴(kuò)譜(DSSS)以及混合擴(kuò)頻(DS/FH)[13]。文獻(xiàn)[14]對自適應(yīng)跳頻技術(shù)進(jìn)行分析，對于寬帶噪聲干擾和音頻干擾抑制性能有明顯改善。而擴(kuò)譜技術(shù)的兼容性使得擴(kuò)譜技術(shù)能夠和多種技術(shù)相融合，包括DS-CDMA、OFDM-CDMA技術(shù)，保證盡可能利用頻譜資源，但在一定程度上受到系統(tǒng)發(fā)射功率的限制。運(yùn)用擴(kuò)譜技術(shù)需要重點(diǎn)關(guān)注的問題是接收站的時(shí)鐘同步問題，要求克服系統(tǒng)傳輸過程中的抖動和時(shí)延現(xiàn)象，保證衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定時(shí)精確。

2) 編碼調(diào)制技術(shù)

TDRSS目前數(shù)字調(diào)制技術(shù)以MPSK(多進(jìn)制相移鍵控)為主，主要為BPSK、QPSK以及8PSK技術(shù)，編碼技術(shù)包括BCH編碼、RS編碼以及級聯(lián)碼。但是隨著中繼衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信的任務(wù)需求，采用頻譜利用率高且干擾抑制能力強(qiáng)的編碼調(diào)制方式已亟不可待。Cham等人針對軍事通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率有限問題，提出使用MBOK(多進(jìn)制正交鍵控)調(diào)制方式，驗(yàn)證了其在脈沖干擾及噪聲干擾情況下較原有波形性更優(yōu)[15]。李春霞等人針對衛(wèi)星導(dǎo)航信號，采用BOC(二進(jìn)制偏移副載波)技術(shù)進(jìn)一步改善了載波跟蹤抗干擾效果[16]。美國的JTIDS(聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分布)系統(tǒng)就在使用MSK調(diào)制方式的基礎(chǔ)上，建立多層糾檢錯編碼方式，提高通信系統(tǒng)性能。到目前位置，LDPC(低密度奇偶校驗(yàn))編碼因?yàn)榫哂薪咏戕r(nóng)極限的優(yōu)勢，使得其在衛(wèi)星通信領(lǐng)域使用廣泛，但是會受到結(jié)構(gòu)上隨機(jī)性的限制。針對這種情況，有學(xué)者提出了具有準(zhǔn)循環(huán)特性的QC-LDPC(準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn))碼[17]。文獻(xiàn)[18]提出將該碼與MIMO技術(shù)相級聯(lián)，既可以提升信息速率又可以保證較好的魯棒性。而Maleki等學(xué)者提出，對于鏈路中干擾情況可利用認(rèn)知無線電技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜感知，保證鏈路狀態(tài)和通信環(huán)境最大化匹配，兼顧考慮通信鏈路的吞吐量和可靠性[19]。

3) 天線抗干擾技術(shù)

HPLC-QAMS同時(shí)測定復(fù)方黃芩片中6種活性成分的含量……………………………………………………… 胡 丹（11）：1510

在天線端采取相應(yīng)措施，分離出有用信號，也是一種較為普遍的方法。天線抗干擾方面主要的抗干擾技術(shù)包括自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)、DFB(自適應(yīng)數(shù)字波束形成)技術(shù)、SMART AGC技術(shù)。自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)是利用自適應(yīng)加權(quán)操作對干擾信號進(jìn)行陷波處理，降低信號受干擾程度?，F(xiàn)有的自適應(yīng)濾波算法中，Compton學(xué)者提出的功率倒置算法[20]應(yīng)用極為廣泛，但是自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)對于實(shí)時(shí)性要求較高[21]。DFB技術(shù)是指運(yùn)用自適應(yīng)算法對射頻信號進(jìn)行加權(quán)更新處理的陣列天線控制技術(shù)[22]。SMART AGC技術(shù)利用干擾信號與測控信號各自的包絡(luò)特點(diǎn)通過自動調(diào)整零區(qū)，達(dá)到抑制干擾能量的效果[23]。

4) 星上處理技術(shù)

中繼衛(wèi)星位置固定，屬于TDRSS中的重要部分也是脆弱部分，因而采取星上處理技術(shù)十分必要。星上處理技術(shù)主要作用于前向鏈路和反向鏈路上，以減少TDRSS傳輸時(shí)所受干擾。目前常用的星上處理技術(shù)包括星上基帶處理技術(shù)、星上編碼及交織技術(shù)、信號復(fù)用技術(shù)等[24]。美國的Milstar衛(wèi)星采用星上處理技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)操作，簡化地面站設(shè)備復(fù)雜度的同時(shí)提高衛(wèi)星的信號保密性[25]。而針對再生式星上處理技術(shù)存在的應(yīng)用復(fù)雜問題，楊烊等人基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)，設(shè)計(jì)了非再生式星上處理技術(shù)，在一定程度上降低技術(shù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度[26]。文獻(xiàn)[27]對WCDMA星上處理技術(shù)進(jìn)行討論。

5) 激光通信鏈路的組建

采用激光通信技術(shù)能夠在滿足未來天基高數(shù)據(jù)傳輸率的同時(shí)，也能有效避免電磁波信號的干擾。目前美國等國家逐步確定在2017年前發(fā)射激光數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，而且已經(jīng)獲得部分成果[28-30]。目前我國關(guān)于激光通信非相干體制通信的研究取得一定進(jìn)展[20]，但至今還未得到實(shí)際驗(yàn)證?；诩す馔ㄐ旁趥鬏斎萘糠矫娴膬?yōu)勢，著重發(fā)展我國的星間激光通信很有必要。

2.2 信號處理抗干擾技術(shù)

1) 變換域處理技術(shù)

變換域處理通過將信號變換到其他域以獲得信號的有用特征信息，取得更好的抑制結(jié)果。最初通過FFT變換技術(shù)提出變換域?yàn)V波技術(shù)，能夠有效抑制干擾，但是受限于頻譜泄露的約束。有學(xué)者對此進(jìn)行優(yōu)化，提出濾波器組變換域技術(shù)，一定程度上克制了頻譜受限的約束。但是基于塊變換的處理技術(shù)都對頻率波動比較敏感，魯棒性一般。因此學(xué)者Jones提出了重疊變換的處理技術(shù)并加以研究分析，應(yīng)用結(jié)果顯示重疊變換能夠較好地抑制平穩(wěn)窄帶干擾，但是對于非平穩(wěn)過程適用性差[31]。還有學(xué)者對基于小波變換的處理技術(shù)進(jìn)行研究，能夠?qū)?shí)時(shí)變化的干擾信號起到抑制效果，魯棒性較好[32]。

ADP(幅度域處理)技術(shù)是基于干擾信號的概率密度函數(shù)，對輸入信號的幅值重新設(shè)定，達(dá)到改善信噪比的結(jié)果。文獻(xiàn)[33]基于干擾信號幅度的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行干擾抑制研究，處理過程相對易于實(shí)現(xiàn)，對于連續(xù)波干擾、脈沖干擾以及線性調(diào)頻干擾抑制效果較好，但不適于高斯白噪聲干擾。然而研究表明，幅度域?yàn)V波在有些干擾場景下具有一定的局限性，針對此文獻(xiàn)[34]提出將幅度域?yàn)V波應(yīng)用于頻域處理干擾，針對擴(kuò)頻信號的抗干擾可靠性進(jìn)一步提高。但在一定程度上會導(dǎo)致頻譜泄露，對此張?zhí)鞓虻热藝@重疊加窗思想對頻域處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并針對計(jì)算過程進(jìn)一步簡化，降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度[35]。

3) 鏈路自適應(yīng)技術(shù)

目前TDRSS星地和星間鏈路都是恒定傳輸速率，給系統(tǒng)的抗干擾能力帶來很大的局限性。為保 證信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，鏈路調(diào)制體制需要具備自適應(yīng)匹配環(huán)境狀態(tài)的能力。鏈路自適應(yīng)技術(shù)包括功率自適應(yīng)技術(shù)和數(shù)據(jù)速率自適應(yīng)技術(shù)[36]，

自適應(yīng)功率控制技術(shù)就是根據(jù)信號在通信鏈路傳輸過程中的損耗大小自適應(yīng)調(diào)整地面測控站的功率發(fā)送，盡量減少鏈路受干擾程度。工作形式包括開環(huán)、閉環(huán)和反饋環(huán)路三種。而數(shù)據(jù)速率自適應(yīng)技術(shù)可對功率控制技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，用信息傳輸速率的降低換取信號的分集能力，在保證鏈路裕量的前提下降低中斷率。兼顧通信鏈路的頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率方面，已在EDGE、GPRS、OFDM、DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)方面具有較好的應(yīng)用前景[37-39]。如今自適應(yīng)無線技術(shù)發(fā)展日益成熟，翟政安等學(xué)者提出鏈路參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的理念，中繼衛(wèi)星可根據(jù)鏈路干擾進(jìn)行即時(shí)調(diào)整，相比固定調(diào)制體制而言，能夠提供更大的干擾容限，達(dá)到降低鏈路的誤碼率和中斷可能性的目的[40]。

通過在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號處理角度進(jìn)行干擾抑制手段的分析，對于TDRSS未來安全防護(hù)技術(shù)具有重要意義。為更好地保證系統(tǒng)的隱蔽性、低截獲能力，對各種干擾抑制手段的代表技術(shù)進(jìn)行具體分析，并且列出其具體應(yīng)用場景，以及對各自算法的優(yōu)劣性進(jìn)行列表對比。如表1所示，表1為更好實(shí)現(xiàn)TDRSS功能，盡可能降低軍事干擾提供理論依據(jù)和具體參考。

表1 干擾抑制技術(shù)及優(yōu)劣性對比

3 進(jìn)一步的研究方向

盡管目前的通信抗干擾技術(shù)發(fā)展迅速，對于優(yōu)化TDRSS性能有很大意義，但現(xiàn)有抗干擾技術(shù)仍存在適用范圍局限、抑制效果一般，抗干擾體制還存在一定的缺陷。因此基于現(xiàn)有的通信抗干擾方法，結(jié)合新型算法和科學(xué)技術(shù)，研究出保障力更強(qiáng)的通信體制很有必要。目前，仍存在一些方面值得重點(diǎn)研究：

1) 設(shè)計(jì)高抗干擾容限的衛(wèi)星通信傳輸體制。對現(xiàn)有的空時(shí)域處理、幅度域處理和編碼域處理等技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合研究，從TDRSS鏈路實(shí)際要求出發(fā)，綜合提高系統(tǒng)抗干擾能力。目前在寬帶測控、智能組網(wǎng)方面研究仍處于空白狀態(tài)，因此建立完善的抗干擾體制必不可少。從安全防護(hù)角度進(jìn)行考慮，不僅要對系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗干擾研究，還需考慮研究系統(tǒng)鏈路或者通信設(shè)置。

2) 對混合擴(kuò)頻和自適應(yīng)擴(kuò)頻編碼進(jìn)行進(jìn)一步研究。DS/FH電子對抗手段還不成熟，混沌序列和密碼序列作為新型編碼算法，具有良好的處理增益。同時(shí)對于采用擴(kuò)頻技術(shù)時(shí)產(chǎn)生的互調(diào)分量的影響，要進(jìn)行針對性的抑制。

3) 依據(jù)衛(wèi)星信道實(shí)時(shí)狀態(tài)，選擇合適的調(diào)整方式，對多調(diào)制方式、多編碼方式進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)鏈路自適應(yīng)調(diào)整。在保證通信系統(tǒng)抗干擾性能良好的同時(shí)，達(dá)到盡可能大的數(shù)據(jù)傳輸速率。

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(責(zé)任編輯 楊繼森)

Research on Tracking and Data Relay Satellite System Anti-Jamming Technology

MA Hui, WU Yanhong

(Institute of photo-electricity Equipment, Academy of Equipment of PLA, Beijing 101416, China)

With the increasing complexity of information situation, the outer space will be an important battlefield for the future international information rights competition. And it’s important to ensure that TDRSS(tracking and data relay satellite system) has excellent anti-jamming performance which means that it can take the initiative in space confrontation. Firstly, the composition and development status of TDRSS system are briefly introduced. Secondly, the interference system of TDRSS is mainly discussed and simulated, and the anti-jamming technologies which can be used are put forward. Finally, the current research situation of anti-jamming technology is analyzed at the system design level and the signal processing level, and the advantages and disadvantages of different technical means are discussed respectively. The future research direction of relay satellite anti-jamming technology is prospected.

TDRSS system; anti-jamming technology; system design; signal processing

10.11809/scbgxb2017.07.027

2017-03-18；

2017-04-25

馬慧(1993—)，女，碩士研究生，主要從事現(xiàn)代信號處理的研究。

format:MA Hui, WU Yanhong.Research on Tracking and Data Relay Satellite System Anti-Jamming Technology[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(7):123-128.

TN911.4

A

2096-2304(2017)07-0123-06

本文引用格式：馬慧，吳彥鴻.跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2017(7):123-128.