载波卫星通信论文

摘要：内部和外部的变电站综合自动化系统通信网络的可靠性，稳定性的关键是根据变电站自动化系统的整体需求，确保合理选择软件的基础上，系统的可靠性和稳定性变电站的安全稳定运行和硬件设备，通信信道，通信接口和通信协议。关键词：变电站；综合自动化；通信方式；探讨。今天小编给大家找来了《载波卫星通信论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

载波卫星通信论文 篇1：

卫星通信网络终端多载波干扰分析

摘要：在卫星通信网络终端体系架构中，每一个终端都能够同时接收多个不同频段的载波信息，卫星和终端的相对运动等因素而引起的频率偏移将会导致多载波间相互干扰。本文分析终端载干比、信噪比损失等性能因素与频率偏移的关系，仿真结果表明，这种干扰会导致终端的载干比下降、信噪比损失增加、误码率升高。分析与仿真结果将为下一步消除载波间干扰提供理论依据。

关键词：卫星终端;频率偏移;多载波干扰;载干比

1引言

卫星通信网络可以在任何地方为终端提供接入服务，其灵活方便性是地面通信网不可替代的。随着低轨卫星通信技术的迅速发展，每颗低轨卫星可以支持多个频段载波的终端进行相互通信，由于卫星相对于终端的高速运动，这将会导致载波间的频率发生偏移，相邻载波的频率信息将落入其他载波的频段范围内而产生相互间的干扰，这种干扰会导致终端接收到的有效信号的功率产生衰减，带来了信噪比的下降，误码率也会进一步的增加[1-2]，就目前情况而言，针对卫星通信终端多载波干扰的研究相对较少。因此，本文以终端同时接收不同频段的载波信息为背景，对载波频偏引起的载波间的相互干扰进行分析。

2卫星通信网络多载波终端系统

卫星通信网络多载波终端系统具有全球覆盖性和链接性。第一代卫星终端可支持商用卫星的C、Ku频段。由于卫星星座的出现，第二代卫星终端也应运而生，该终端可以提供更优的性能保障、互操作性、链接性，容量性能也得到了提升。随着卫星通信技术的迅速发展，卫星在一个波段内所支持的终端数目将不断增加，这些终端通过发送不同频率的载波信息进行相互间的通信。美国国防部目前要求，对于未来的终端架构体系，上行链路最少可以支持48种不同频率的载波信息，最多可达到96种，而下行链路则至少可以接收56种不同频率的载波信息，最多可达112种，每一个终端只需发送一个载波(这些载波的频率各异)即可，因此载波的数目将大大减少[3]。比如终端的数目为5个，则这5个终端能提供的总的载波的数目为20个，而在未来的终端体系中，每个终端只需要发送一个载波，因此所提供的总的载波的数目为5。由此看来发送的载波的数目将大大减少，这样可以防止带宽的进一步损耗，准确来说可以节省整个网络70%的带宽资源，带宽利用率大大增强。图1为卫星通信网络多载波终端系统图。

在卫星通信网络多载波终端系统的接收端可以同时接收来自不同终端不同频段的载波信息。为了使得接收机能用滤波器方法将其分离、提取，这些频带之间必须有足够的间隔，从而避免频谱之间发生混叠，载波之间也不会发生偏移，而间隔的选取取决于频谱效率和抗频偏能力上。如果载波之间的间隔越小，系统的频谱效率就会越高。但同时，过小的载波间隔对多普勒频移会非常敏感，由于卫星和终端之间的相对运动，会很容易造成载波间的频率偏移，引起相互干扰。因此，载波间隔的选择原则应该是在保持足够大的抗频偏能力的条件下采用尽可能小的载波间隔[4]。

4仿真实现和结果分析

根据上文的分析，在系统发射功率一定得情况下，本文主要仿真了终端系统载干比、干扰信号的功率、有用信号的功率以及系统信噪比损失随归一化载波频偏的变化情况。图2表明了当归一化载波频率偏移为0.05时，载波干扰比大约为20dB，当归一化载波频偏增至0.1时，载波干扰比约为15 dB，此时载波干扰比减少5dB，随着归一化载波频率偏移的不断增加，载波干扰比将不断减少。从图3，图4可以看出，当归一化载波频率偏移从0增加到1时，有效信号的功率将不断减少，干扰信号的功率将不断增大，这说明载波频偏引起的载波间的相互干扰使得系统的性能不断恶化。

图5分别给出了信噪比在10dB，20dB，30dB的情况下，解调端损失的信噪比随归一化载波频偏的变化趋势。从图中可以看出，信噪比损失随着归一化载波频偏的增加而增大，并且在相同载波频偏的条件下，信噪比越大，系统损失的信噪比也就越多。这就意味着如果仅仅采用提高发射功率来提高信噪比的话，并不一定实现，也并不一定改善系统的性能。同时本文采用BPSK调制方式，仿真分析了信噪比和误码率与归一化载波频偏的关系，如图6所示。

图6显示了在BPSK调制方式下，载波偏移量为0.05，0.1，0.15的情况下，信噪比和误码率的变化关系曲线。从图中可以看出，随着信噪比的增加，误码率将不断减小，当载波间出现相互干扰时，在信噪比一定得情况下，如果载波的偏移量越大，则误码率就越高，系统性能恶化的程度就越大。

5结束语

卫星终端在同时接收多个频率载波的时候，由于卫星和终端的相对运动，载波会发生偏移，引起载波间的相互干扰。本文对载波频偏对载干比、信噪比等性能进行了分析，仿真结果表明，载波频偏会使载干比下降，误码率升高，接收信号的有效成分将减小，干扰信号的功率将不断增加，系统性能下降，多载波间的相互干扰会给接收端造成不必要的影响，因此，研究干扰的消除方法将是下一步工作需要考虑的。

参考文献

[1]RuginiI， BanelliP. BER of OFDM systems in paired by carrier frequency offset in multipath fading channels[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications， 2005， 4(5)： 2279-2288.

[2]Chi-H siao Y ih. BER Analysis of OFDM Systems Impaired by DC Offset and Carrier Frequency Offset in Mulitipath Fading Channels[J]. IEEE Communications Letters， 2007， 11(11)： 842-8444.

[3]Beljour H， Hoffmann R， Michael G， Shields J， Sumit I， Swenson C，Willson A. Concept for an all-digital satellite communications earth terminal[J]. Military Communications Conference，2009， 53： 1-5.

[4]彭章友，刘艳艳，张兴. 高速移动正交频分复用协同系统子载波间干扰消除的信干比判断方法[J]. 上海大学学报，2010，16(6)：608-613.

[5]徐敬，张生. 对卫星通信链路干扰仿真分析 [J]. 指挥控制与仿真，2010，32(4)：82-85.

[6]庞宗山，李小民，郑宗贵. 载波频偏对OFDM系统的影响分析及仿真[J]. 信息技术，2011，2：12-15.

[7]KOBRAVI A， SHIKH-BAHAEI M R， LAMBOTHARAN S. Multiuser interference cancellation technology in the presence of multiple frequency offsets[J]. IET Communication， 2007， 1(1)： 7-14.

[8]CORVAJA R， ARMADA A G. Joint channel and phase noise compensation for OFDM Iin fastfading multipath applications[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology， 2009， 58 (2)： 636-643.

作者：刘海燕　焦栋　别玉霞

载波卫星通信论文 篇2：

变电站综合自动化系统通信方式的探讨

摘要：内部和外部的变电站综合自动化系统通信网络的可靠性，稳定性的关键是根据变电站自动化系统的整体需求，确保合理选择软件的基础上，系统的可靠性和稳定性变电站的安全稳定运行和硬件设备，通信信道，通信接口和通信协议。

关键词：变电站;综合自动化;通信方式;探讨。

一、引言

变电站综合自动化系统本质上是一个分层分布式控制系统由多台计算机的几个子系统，包括监测，保护装置电能质量自动控制系统组成。在每个子系统中，由多个智能模块来构成，如计算机的保护，变压器保护，电容器保护和各种线路保护。因此，在综合自动化系统当中，我们必须要在每个子系统当中来进行信息的交换，这样可以减少重复，而且还可以简化各变电站二次设备之间的互连配置，从而提高各子系统之间数据通信的安全性。

二、变电站综合自动化系统通信网络应用

1.1变电站自动化系统通信网络的要求

根据变电站综合自动化系统对于操作环境的特殊要求，数据网络在变电站自动化系统应符合下列要求：①快速的实时响应能力; ②可靠性高; ③良好的电磁兼容性; ④层状结构。变电站通信网络的信息应该是随着时间的国际标准相一致的：在设备层和隔离层之间，在各个装置之间的间距，间隔层是1毫秒?各单元间100ms的间隔;间隔层和变电站层之间10毫秒? 1000毫秒;个人站级设备之间，变电站和控制中心之间≥ 1000毫秒。

1.2变电站通信网络

1.2.1 RS-422/485总线

隔离层的功能RS-422/485各种数据总线结构实际上是由一个IPC完成时，IPC接收的智能卡外围设备接口RS-422/485通信和处理直接显示为背景监测后收集RS-232串行智能电子设备，并通过对主计划串口发送。RS- 485是一种低成本，操作半双工总线结构简单，在实际应用中，RS422和RS485串行传输速率是好的指标的100kbps的1000米的传输速率，短距离速度可以达到10Mbps ; RS422串行端口全双工， RS485串行端口设置为半双工，主要是从问题和答案的介质访问方法，是一种总线结构。但由于缺乏这样的网络结构的是，触点的数目相对较小，无法实现多主冗余，有瓶颈，RS422点到点的工作中，PC通信端口可以只挑最多10个节点，RS485串行形式多主从只挑选32个节点，但在实际应用过程中仍存在干扰，自适应，通信效率和缺陷的其它方面，数据通信的响应命令，数据传输效率降低，特别是错误处理能力不强，同时在当前终端出现异常，数据不能立即下载，此时，一个信号的中间节点与其他问题所反映的数字在每个通信端口的节点都将小于理论值。

1.2.2 CAN总线

CAN总线是用于在网络层和隔离层变电站的结构特征之间的CAN总线结构，以国际标准ISO11898 CAN网络协议进行数据交换，间隔层和总线结构的过程之间，是在内部协议之间进行数据交换的。

1.2.3 LonWorks网络

LonWorks网络结构在两种不同的方法：第一结构是用来隔离层和过程层LONWORK网络技术LonTalk协议，可以通过LONWORK协议在数据共享和变电站层之间来进行直接的隔离层相连，并在智能电子设备当中进行数据交换，通信站之间串行通信。第二个结构是利用变电站级和与调度中心直接串行通信之间的隔离层，通过串行协议转换站使用MOXA卡或直接的智能电子设备和通信，以及使用LONWORK网络之间的隔离层的技术和工艺层， LonTalk协议来交换数据。

1.2.4高速以太网

高速以太网网络体系结构有两种不同的方法：所述第一结构层和间隔层变电站共享以太网络，省去了传统的通信单元。使用以太网自愈光纤骨干网络结构，间隔层，直接用双绞线明星的方式来访问的骨干，具有TCP / IP网络协议通信过程层设备。对于其他智能电子设备具有以太网接口，可直接接入骨干网，否则转换是通过网关协议接入系统实现的。自愈光纤环的原则分配到的信号的所有设备流向相反的两个环，通常只在主环，戒指在备份状态;环某处时，光纤断裂或节点出现故障时，的其主环相邻节点，自动备份环环回，这一次，环仍然是一个闭环，通信链路保持开放。故障点链路恢复后，备份环回到备份状态。这自愈环网光纤大大提高了通信的可靠性。第二种结构是用于变电站层和间隔层之间是以太网结构为TCP / IP网络协议的通信，间隔层和过程层设备使用485总线结构的方式厂家POLLING内部协议进行数据交换。

1.3 通信网络的功能比较

通过多种通信网络的上述结构分析，由于侧重点不同，设计思路通信网络应用环境是不同的，在实际操作中，也有自己的优点和缺点，下面具体列出：

三、变电站综合自动化系统常用的通信介质

变电站自动化系统包括一个共同的通信介质屏蔽线，同轴电缆，光纤，微波，电力线载波，卫星通信信道。

(1)屏蔽电缆。是多对由一组特定的规则扭曲排列线，双绞线电缆外包装由塑料或铅皮的。主要应用与内部变电站间隔之间的通讯设备，智能IED设备，如后台监控计算见。

(2)同轴电缆。同轴结构的内导体和外导体，还有一个层的内部和外部导体之间的介质隔离，以防止所述内导体和外导体之间的径向泄漏电流。塑料的外导体层的外侧包裹保护盖，以保护导线不受损坏。主要用于框架内的高频设备机架之间的跳线，天线，馈线及其他通讯。

(3)纤维。是作为光信号的衰减和抗干扰性能的载波信号传输的通信手段是比电信号传输更好。

(4)微波。一种微波被用作通信装置发送的信息载体中，微波的波长的1毫米的1m长，300M或高频电磁天Z- 3006Hz 。

(5)卫星通信。卫星通信也正在在微波波段，像与地面相微波通信，但是它是利用高空卫星通信。

(6)电力线载波。通信是用于数据传输的高电压传输线的一个装置，该信号的频率通常为40 K时天Z- 500KHz的之间。

结束语

本文研究的主要目的是要实现以变电站自动化微处理器为核心的保护和控制装置来以取代传统的变电站保护测控装置，关键是要实现信息交换和共享，实现无人值守变电站/少人值守，提高水平电网运行的自动化。因此，综合自动化系统，网络技术，通信协议标准，分布式控制技术，数据共享等问题，将不可避免地成为综合自动化系统的关键问题。

参考文献

[1] 张泉.变电站综合自动化系统的设计和研究[D].天津大学2005.

[2] 叶雷.变电站自动化系统通信结构及规约的研究[D].华北电力大学(北京)2006.

[3] 程雷.嵌入式以太网在变电站自动化通信中的应用[D].东南大学2006.

作者：刘开文

载波卫星通信论文 篇3：

卫星通信抗干扰技术的优化策略

大庆钻探工程公司地质录井一公司信息中心，黑龙江大庆 163411

摘 要 卫星通信技术是我国广泛应用的主要的通信方式之一，如今，卫星通信技术的有效应用极大地提升了我国的通讯能力，如何针对卫星通信中面对的干扰威胁进行有效的抵御，正是卫星通信抗干扰技术研究的最主要目的。文章通过我国目前卫星通信过程中容易遭受到的干扰因素进行分析，并總结出我国卫星通信抗干扰技术的常见方法，规划出我国卫星通信抗干扰技术未来的发展前景及优化策略，希望通过这些优化策略能使卫星通信技术更快发展，并节省大量的人力物力研发成本，从而为我国卫星通信技术的进一步提高略尽微薄之力。

关键词 卫星通信;通信技术;抗干扰技术;优化策略;发展前景

卫星通信作为新的媒体传播工具，在电视、广播和通信等媒体传播过程中得到了广泛的应用，已经成为我国广泛使用的主要通信方式之一。不过，在进行媒体传播过程中，卫星通信信号容易受到各种不确定因素的干扰，使得媒体传播效果变差，甚至使媒体传播信号消失。而通过抗干扰技术的有效研发和应用，保障了卫星通信在媒体传播方面的有效性和快速性，因此如何通过优化卫星通信抗干扰技术，来保障卫星通信在媒体传播过程中的正常运行，正是本文接下来要阐述的内容。

1 目前我国卫星通信容易受到的干扰因素

卫星通信技术，即由天上的卫星对地面发射信号，以实现地面通讯的目的，其具备覆盖范围大、通讯速度快、不受周边环境限制等优势。但正因为卫星是在天上进行通信的，所以，便更容易受到电磁信号的干扰，另外还有一些军用飞机、卫星等设施都会产生一定的电磁干扰源，致使卫星通信的上行链路和下行链路受到干扰。干扰类型也是多种多样，对干扰信号的类别也有相应的区分，比如欺骗性干扰、压制性干扰、连续搜索干扰、瞄准式干扰等。当卫星的下行链路受到干扰时，由于卫星转发器的缘故，虽然干扰信号的干扰功率和干扰距离有明显优势，但覆盖面却不够大，容易被地面站等采用多种的抗干扰措施，例如旁瓣遮挡技术将干扰源消弥于无形。不过，卫星的上行链路受到干扰源的干扰问题却比较难以排除。致使成为卫星通信的一大弱点。所以，研发卫星上行链路的抗干扰技术势在必行。

2 关于卫星通信抗干扰技术的最常见手段

由于外国其他国家对源电子干扰技术的创新和研发，使干扰源的干扰频率范围进一步加大，并且在同一时间内可以发出多种类型的干扰源，致使卫星通信受到的干扰程度也在逐步加重。如何保障卫星通信的抗干扰能力，也正是卫星通信技术研究的重中之中。通过优化抗干扰技术，将多种抗干扰技术进行有效的结合，降低干扰的压制比例，增强干扰的容限，才能从根本上解决卫星通信的干扰难题。

2.1 天线抗干扰技术

天线抗干扰技术在我国卫星通信技术是应用最广泛的抗干扰技术之一，由于我国卫星通信的覆盖范围极大，这就容易受到敌方干扰源对卫星信号的干扰，而天线抗干扰技术通过对卫星覆盖范围进行相应的灵活优化，从而使卫星信号能够达到最大程度的接收。这样，即使干扰源对某个方向的卫星信号信行干扰，也能够保障卫星信号的顺利接收。天线抗干扰技术包含MBA(多波束天线技术)、智能天线技术、自适应调零天线技术等三方面的技术，MBA能够控制卫星的发射天线，从而实现方向调节，并且其中的相控阵多波束天线技术，更是能对卫星天线的波束进行调节，从根本上提高卫星的抗干扰性能。由于MBA技术发展较为成熟，因此得到了最广泛的应用。智能天线技术是在卫星的信号入口部位安装一种天线，这种天线能够抑制干扰，并且能对天线阵列的信号和方向进行控制和优化，通过对天线阵的多个子波束的指向和零点控制优化，使卫星的抗干扰能力更强。自适应调零天线也能够对天线阵元进行自适用加权来控制和优化，从而使信号干扰调零化，抑制干扰性能极佳，收敛速度也特别快，智能天线技术便是从自适应调零天线技术的基础上深化出来的。

2.2 扩展频谱抗干扰技术

扩展频谱抗干扰技术是卫星通信抗干扰技术中最至关重要的技术之一，扩展频谱抗干扰技术包含DS和FH，DS是直接序列扩频技术，它可将卫星信号进行解扩，并形成窄带信号。也可将窄带干扰信号进行解扩，并形成宽带信号，然后由窄带滤波器对信号的能量进行过滤，以达到降低对卫星信号的干扰。由于DS(直接序列扩频技术)的理论比较成熟，因此在卫星通信抗干扰系统中获得了广泛的使用。而FH是跳频技术，他能够对多种的载波频率进行切换，通过随机的形式来提升卫星通信的抗干扰能力，而且FH(跳频技术)在带宽较宽的情况时要比DS(直接序列扩频技术)更加实用。

2.3 编码调制抗干扰技术

在卫星进行通信过程中，对通信数据的控制难免会产生差错，而FEC技术的前向纠错，能够有效解决这一难题。FEC前向纠错能够在卫星受到干扰源的干扰时，利用级联编码方案将干扰问题解决。FEC前向纠错技术主要是通过卷积码进行译码的，FEC级联编码技术的有效采用，能够获得更高的编码增益。并且，数字化卫星通信系统随着科技时代的不断发展，级联码的使用就更加广泛了。编码调制技术能够有限提升卫星通信技术的抗干扰容限。

2.4 星上处理抗干扰技术

卫星通信系统的抗干扰技术中，透明转发器是其中最重要也是最脆弱的部分，如果敌方干扰源针对透明转发器进行干扰，便很容易将其摧毁。而星上处理技术则很好地解决了透明转发器的弊端，星上处理技术能够将卫星上行链路和下行链路进行去耦处理，将上行链路与下行链路的关联去除，饱障透明转发器在受到干扰时受到推向饱和，以避免透明转发器被敌方干扰源摧毁。目前，星上处理技术的发展不仅已经成为了通信卫星抗干扰技术未来的发展趋势，也将成为未来卫星通信抗干扰技术中最主要的关键技术。

2.5 限幅和线性化抗干扰技术

限幅技术是根据星上处理技术的原理研发出来的，如今已成为我国卫星通信抗干扰技术中广泛应用的一种技术。限幅技术能够避免信号源干扰上行链路时对透明转发器中功率放大器推向飽和。限幅技术有软、硬限幅之分，软限幅的转发器能够在限幅区和线性区进行工作，它能对大信号进行压缩，压缩比受到干信比、干扰信号类型、限幅门限的制约。硬限幅的转发器能够在非线性状态进行工作，也同样是对大信号进行压缩，不过，它只是受到干信比和干扰信号类型的制约。限幅技术的运用能够对干扰源的功率进行掠夺，使扩频信号的抗干扰性能降低，从而使透明转发器受到的干扰容限达不到饱和值，通过提高转发器功率线性范围，实现提升卫星通信的抗干扰性能。

3 卫星通信抗干扰技术的发展前景及优化策略

卫星通信抗干扰技术的创新发展，有利于保障卫星通信能力的提升，使卫星通信系统的稳定性更强，抗干扰性能更加突出。而通过研发干抗和抗干扰技术，更是成为世界各国军事卫星通信未来的重要目标。我国在卫星通信抗干扰技术的研究，应建立健全的卫星通信抗干扰体系，通过多种抗干扰技术的灵活结合，建立相应的抗干扰体系网络，以完成抗干扰技术体系建设。对智能天线抗干扰技术的优化应对相控阵MBA(波多束天线技术)和盲波束技术进行研究创新，以达到波束的理想化目标。扩展频谱抗干扰技术应对混合扩频、自适应扩频进行更加深入的研究和创新，以实现卫星通信扩频抗干扰性能的提升。对卫星通信系统的信道建设增进研究，并优化创新相应的信号调制方法，加强对星上处理技术和限幅线性化技术的研发创新，对多种卫星通信抗干扰技术进行完善和整合，使其不断相互结合，从而构建出健全完善的卫星通信抗干扰体系，以使卫星通信能力的稳定发展提供更有利的条件，使卫星通信技术的发展前景更加美好。

4 结束语

本文通过对卫星通信系统容易受到的干扰因素进行分析，并指出我国目前卫星通信中比较常用的抗干扰技术，从而总结出我国卫星通信抗干扰技术的优化策略，通过多种抗干扰技术的不断创新和整合，将多种抗干扰技术有机结合起来，从而建立卫星通信抗干扰体系，并指出抗干扰技术的发展前景，从而为我国卫星通信能力的进一步发展，创造坚实的基础。

参考文献

[1]谷春燕，陈新富，易克初.卫星通信抗干扰技术的发展趋势[J].系统工程与电子技术，2004(12)：17-21.

[2]王志军，白旭平，刘琼俐，等.卫星通信系统中的抗干扰技术研究[J].通信技术，2012(7)：5-9.

[3]杜祥春.关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究[J].新媒体研究，2016(16)：23-27.

作者：梁海龙