影响卫星传输安全的因素及其应对措施

侯勇 李大为

【摘要】 卫星传输提高了节目传输的便捷性和质量，但由于自身特点的限制，传输安全也经常受到各种因素的影响。主要包括自然环境因素，电磁环境因素、人为恶意或无意干扰等，本文根据实际工作中遇到的问题，结合卫星传输的理论特点，总结出影响卫星传输的实际情况和相应的应对措施，并作了一定的概括总结。

【关键词】 卫星传输 安全 应对措施

我台利用广播卫星进行广播节目传输，卫星传输具有距离远、方便建立接收站、且传输音频质量高，大大改善了广播节目质量。但由于卫星传输的上下行信道为开放式，因此极易受到自然环境和人为的因素的影响，影响广播播出安全。

本文笔者主要结合实际实际工作中遇到的情况，针对卫星传输特点，对影响因素进行分析，并根据实际经验提出了一些卫星地球站的应对措施。

一、影响卫星传输安全的类型

影响卫星传输安全的种类很多，根据笔者实际工作经验，主要影响卫星传输安全的因素可分为三类。一是自然环境因素，二是地面电磁环境影响，三是邻星干扰或人为因素造成的影响等，下面本文就这三类因素进行逐一分析，并总结出实际可行的应对措施。

二、自然环境因素的影响及应对措施

影响卫星传输安全的自然环境主要有由于降雨、日凌、电离层闪烁、太阳磁暴等现象。由于自然环境的影响是自然界或者天文现象，人为无法预测，因此容易造成的卫星传输的突然中断。因此作为地球站值班员，应尽可能了解危害和相应的应对措施，减少对卫星传输的影响。

2.1降雨影响及应对措施

当电波穿过降雨区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，造成传输信号衰减，并改变卫星上下行信号的极化方式。在极端暴雨天气可造成卫星传输中断。这主要是因为雨衰的大小与雨滴的半径和电波的波长的比值有关。两者越接近，衰减值越大。因此Ku波段雨衰影响较大，而C波段卫星传输由于电波波长远大于雨滴直径，因此衰减较小，但也不能够忽略。

抗降雨影响的措施：（1）值班员应有预见性的在雨衰影响整个链路之前，提前增加上行站功率。（2）卫星地球站系统配备上行功率功放自动控制器。利用接收本站发出的信号自动计算上行链路的雨衰值，并相应增加发射功率，使得雨天到达卫星接收机的信号或者信噪比与晴天一样

2.2日凌影响及应对措施

日凌只影响卫星传输的下行链路，主要是提高了整个传输链路的噪声，降低系统的载噪比。严重时载噪比可能低于链路门限之下，造成传输中断。发生时间与接收点的地理位置和卫星的经度有关。

日凌的应对措施：先期计算出日凌时间，提前做好准备。卫星地球站可通过增大天线口径和提高接收系统的灵敏度来缩短日凌干扰的持续时间。同时在卫星公司许可的情况下适当增加上行站发射功率，提高下行站接收信号的载噪比。同时在日凌前，还应该检查备用信号传输手段的可靠性，确保卫星信号中断时，备用信号通道传输正常。

2.3电离层闪烁及应对措施

电离层闪烁主要发生在春分和秋分前后的上半夜，受影响的主要是C波段信号，特别是4GHz的下行信号，最大衰减峰值能够达到10dB 。下图是电离层影响较大区域图。

应对措施，每年春分和秋分前后，值班员要加强监测。在下行频谱信号出现起伏时，适当增加上行站发射功率，达到提高下行站接收信号电平，增加功率冗余度，来减小可能造成的传输影响。

三、地面电磁干扰影响及应对措施

当前地面电磁环境复杂，微波段的信号都可以对卫星广播传输造成影响。这些干扰对于地面接收站的影响尤其剧烈，这是因为地面接收站收到的卫星信号及其微弱，很容易淹没在电磁干扰的噪声中。因此要特别注意接收站地面电磁干扰状态。防止那些与卫星信号同频或者临频的地面信号会串入下行链路造成接收干扰，劣化卫星信号接收载噪比、误码率等指标，导致信号质量下降甚至中断。

应对措施有：

（1）对于接收站进行电磁测试，保证接收天线远离强磁场。

（2）在接受天线的LNB前端安装滤波器抑制干扰。

（3）当遇到强微波干扰时，可以采用搬迁接收站或者对接收站干扰方向进行屏蔽。

（4）接收天线选用单极化的高灵敏度的高频头。

四、人为原因造成的影响及应对措施

人为原因造成的影响又分为无意和恶意，无意主要是指卫星地球站的操作人员设置上行站参数（频率、功率）时出现人为失误，而对其他用户造成影响，一般可通过卫星测控站的人员沟通后解决。

恶意干扰则带有一定的政治和军事目的，由于目前的卫星转发器多为透明转发器，对地面传来的信号只是进行变频转发，而不进行任何的信号处理，因此给恶意干扰带来了方便。这也是我们重点要防范的干扰。

恶意干扰通常采取以下三种方法：

1、干扰方通过发射大功率单载波信号来干扰某一路载波，使该路载波的信噪比低于接收机门限，从而造成卫星传输中断。

2、强占转发器功率，干扰信号将转发器推向星上功放的非线性区乃至饱和区，严重干扰该转发器工作，造成卫星传输中断。

3、发射一个与被干扰信号相同的节目参数，并使干扰功率高于正常信号的功率，这样接收台站收到就是干扰的恶意非法信号

对抗恶意干扰主要措施：

1、地球站提高上行功率储备，一旦卫星受到干扰，可通过卫星测控站降低卫星转发器接收增益，加大上行站发射功率，利用大功率压制干扰信号。以减小干扰影响。

2、加大上行信号将转发器推至饱和点，尽量使用MCPC（多路单载波）信号。并使转发器工作在饱和状态，利用转发器在饱和状态对弱信号的抑制作用，减小非法信号干扰。

3、对要传输的数字信号进行加扰和加密。可避免接收站收到干扰信号。

4、采用可抗干扰的卫星进行传输。抗干扰卫星是卫星采用上行固定赋形波束接收、上行可变赋形波束接收、上行可动单点波束接收、上行固定多点波束接收、上行自适应波束调零接收等抗干扰技术，将干扰信号隔离在合法区域之外，有效保护卫星信号正常传输。

五、结束语

影响卫星信号传输安全的因素很多，在实际工作中，我们遇到最多的还是自然环境的影响，以及部分接收站受到外界电磁环境的影响。

当然每年还会发生几起转发器人为干扰。因此要完全保证卫星传输的安全，需要上行站和下行站认真总结影响安全传输的种类，并制定详细的预案，并在传输受到影响时，根据预案及时采取应对措施，将危害降到最低。

参 考 文 献

[1]蔡佳生.卫视接收中的微波干扰及其解决办法《卫星通信》总第24期

[2]潘攀.干扰广播电视卫星信号的因素与解决方案《声学技术》.2008（12）

[3]《卫星通信网络》电子工业出版社