衛(wèi)星網(wǎng)絡干擾分析與處理電子教案.ppt

1、與南海東部石油通信公司技術交流二零零九年十月,衛(wèi)星資源保障,衛(wèi)星通信技術與應用,衛(wèi)星網(wǎng)絡干擾分析與處理,內容提要,衛(wèi)星網(wǎng)絡干擾,一、概述 二、衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 三、干擾的應對 四、南海石油東部通信使用轉發(fā)器狀態(tài),一、概述,衛(wèi)星通信網(wǎng)工作在一個復雜的電磁環(huán)境中 衛(wèi)星通信網(wǎng)是一個廣域覆蓋的無線網(wǎng) 衛(wèi)星通信的大量使用 設備價格和工程投資的快速降低 干擾對衛(wèi)星通信網(wǎng)的影響 降低衛(wèi)星通信鏈路的通信質量 嚴重時，造成通信鏈路中斷，甚至網(wǎng)絡癱瘓,干擾,干擾是衛(wèi)星通信常見問題 干擾排除難點在于定位，有些需逐轉發(fā)器、逐站查找 干擾排除通常辦法 監(jiān)測：全面了解、掌握干擾特征 分析：辨識干擾類型，確定排查方法 處理

2、：采取措施，查找干擾源，排除,載波識別,BPSK、QPSK、MSK、QAM是類sin2x/x2形,濾 波,TDM,TDMA,FM,FTDMA,載波識別,地球站設備連接及干擾示意圖,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾,鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 - 鄰星干擾,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 上行干擾： 鄰星用戶天線偏向本星 鄰星網(wǎng)絡用戶電平過高 下行干擾： 用戶天線偏向鄰星

3、用戶天線口徑過小 鄰星個別載波電平超標,特征 幅度低 各種調制波 鄰星有相同載波,監(jiān)測 對鄰星同頻段進行掃描；,處理 與鄰星的軌道協(xié)調 定期鄰星干擾測試 上行干擾及時協(xié)調 下行干擾對星,鄰星干擾,鄰星干擾示意圖,有用信號,星間干擾,干擾信號,本衛(wèi)星,相鄰衛(wèi)星,有用信號,SINOSAT-1鄰星及覆蓋情況,軌道間隔2.5度,南方部分地區(qū)及東南亞覆蓋重疊,鄰星干擾案例,鄰星載波,用戶鄰星干擾,測控站監(jiān)測上行干擾,下行干擾,SINOSAT-1 地球站天線口徑限制,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日

4、凌,機理 上行干擾： 用戶發(fā)射極化未調整好 發(fā)射電平過高 下行干擾： 接收極化未調整好,特征 干擾幅度比正常載波低 反極化同頻有相同頻譜載波,監(jiān)測 觀察同頻正、反極化 對TDMA、FTDMA載波采用最大保持,處理 入網(wǎng)測試規(guī)范 滿足極化隔離和發(fā)射電平要求 發(fā)現(xiàn)干擾聯(lián)系干擾站排除,交叉極化干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 交叉極化干擾,交叉極化干擾案例,盜用載波 極化未調整,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日,機理 上行干擾： 多載波工作功放 功率儲備不足 下行干擾： 上行電平高轉發(fā)器進入非線性,特征

5、 窄載波可觀察 一般情況使噪底抬高,監(jiān)測 上行干擾： 觀察明顯互調產(chǎn)物 下行干擾： 觀察噪底 遙測參數(shù)和集合功率判定工作點,處理 入網(wǎng)規(guī)范保證上行回退 限定上行載波電平,互調干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 互調干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 互調干擾,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 載波之間保護帶不足 頻譜特性不合要求： 或過寬 或噪底過高 或射頻線路非線性使頻譜擴散,特征 載波與載波頻譜部分相重 干擾載波兩邊有臺階,監(jiān)測 載波占有帶寬 干擾載波兩邊噪底抬高,處理 審查頻率分配計劃 嚴格入網(wǎng)測

6、試規(guī)范 上行功放有足夠回退 不超標發(fā)射 糾正發(fā)超標干擾,相鄰信道干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 相鄰信道干擾,相鄰信道干擾案例,混頻器噪聲大 功放儲備不足 頻譜擴散 出現(xiàn)臺階,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 選址不當，電磁環(huán)境惡劣 竄入下行鏈路為下行干擾 竄入上行鏈路，發(fā)射上星為上行干擾 設備接地不合要求 電纜屏蔽性能差 電纜插頭接觸不良 鏈路電平配置不合理,特征 頻譜特性較雜 伴隨多種干擾并于當?shù)丨h(huán)境相符,監(jiān)測 測當?shù)仉姶怒h(huán)境 上行干擾監(jiān)測可辨認載波（TVFM），測定干擾源區(qū)域,處理

7、 站址進行電磁環(huán)境測試 機房、設備接地良好 電纜屏蔽、連接可靠 分析計算干擾載波，確定干擾源,電磁環(huán)境干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 電磁環(huán)境干擾,地球站電磁環(huán)境干擾（上行）,中頻竄擾 CCTV2頻道 調幅視頻 57.75MHz 被帶上星,CCTV2頻道 比視頻載波 高6.5MHz 調頻伴音 載波,地球站電磁環(huán)境干擾（上行）,地球站電磁環(huán)境干擾（上行）,中頻竄擾 調頻廣播 87108 MHz 被帶上衛(wèi)星,地面站電磁環(huán)境干擾（下行）,由于衛(wèi)星通信是一個開放性的通信系統(tǒng)，而衛(wèi)星轉發(fā)器的工作方式為透明型“彎管”轉發(fā)方式，不可避免地易受到各種各樣的干擾。 地面電磁環(huán)境中大功率工業(yè)電器、微波系統(tǒng)、雷達、高壓線等

8、設施，都可能對衛(wèi)星通信的接收造成一定的干擾，尤其是4/6GHz微波系統(tǒng)對于C頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)，很容易形成相互干擾。,地面站電磁環(huán)境干擾（下行）- 無線電設備,地面站電磁環(huán)境干擾（下行） - 干擾,有些地方有線電視營運單位，為抵制某些個人非法接收衛(wèi)星電視而發(fā)射的帶寬3700-4200MHz的干擾，對C頻段衛(wèi)星通信形成了嚴重的下行信號干擾。,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 設備性能差，雜波抑制不夠，產(chǎn)生雜波 載波失鎖 設備安裝、電纜屏蔽、連接不合理 電平配置不合理 中頻竄擾 接收信

9、號被轉發(fā),特征 設備雜波，多個共生，頻譜相同，一般對稱分布 失鎖為掃頻，多為中頻范圍 設備安裝雜波與電磁環(huán)境類相同,監(jiān)測 測定干擾頻段范圍 針對中頻竄擾，監(jiān)測可辨識載波 針對中頻轉發(fā)，采用單載波測定，簡單定位,處理 入網(wǎng)規(guī)范 設備改動重新入網(wǎng)測試 確定干擾源，進站排除,設備雜波干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 設備雜波干擾,地球站設備雜波干擾,載波,站內測試 中頻產(chǎn)生雜波,地球站設備雜波干擾,站內測試 ODU產(chǎn)生雜波,站內測試 ODU輸出雜波,地球站設備雜波干擾,收發(fā)中頻 竄擾 一次轉發(fā),二次 轉發(fā),地球站設備雜波干擾 地面轉發(fā),衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 誤發(fā),干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信

10、道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 操作不規(guī)范，或發(fā)錯極化 或頻率、速率、糾錯、調制設置錯誤,特征 單載波，或標準調制波。 幅度與載波相當 干擾時段不很長,監(jiān)測 對調制波，觀察載波特性、極化特性和頻率特性與入網(wǎng)用戶對比 對單載波看極化，判斷是否入網(wǎng),處理 強調入網(wǎng)規(guī)范 要求上星前通知測控站 了解新入網(wǎng)用戶 及時聯(lián)系可能用戶,不規(guī)范操作誤發(fā)干擾,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 非法載波,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 個別人無視法

11、規(guī)，盜用空間資源 惡意的不法分子干擾或進行非法宣傳,特征 非法盜用為規(guī)整的調制波，多在轉發(fā)器空閑處 惡意干擾或為窄帶或寬帶調制波 一般在被干擾載波中心位置,監(jiān)測 對盜用或惡意載波進行極化、載波頻譜特性、遙測數(shù)據(jù)監(jiān)測,處理 對比歷史記錄，判別是否入過鑫諾網(wǎng) 對惡意干擾進行設備能力估算，采取適當措施 請求無線電監(jiān)測中心定位,非法盜用和惡意攻擊,非法載波干擾案例,干擾類型 鄰星干擾 交叉極化干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地面站電磁環(huán)境干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾 非法盜用和惡意攻擊 日凌,機理 春分/秋分前后，太陽視圓盤進入天線波束，近一條直線，太陽熱噪聲致使接收噪聲抬高，影響通信線

12、路,特征 日凌發(fā)生期間，噪底升高 連續(xù)幾天，持續(xù)幾分鐘,監(jiān)測 在日凌期間巡檢噪底,處理 自然現(xiàn)象 日凌前發(fā)布日凌預告 用戶保持設備狀態(tài) 數(shù)分鐘后自然恢復,日凌,衛(wèi)星網(wǎng)絡常見干擾 日凌,日凌,-3dB,日凌期間 噪底抬高 載波C/N 驟降,日凌,日凌,日凌是不可避免的自然現(xiàn)象。在地球站受日凌干擾影響期間（幾分鐘到十幾分鐘），請用戶不要改變設備工作狀態(tài)。日凌干擾影響結束后，通信會自動恢復正常。 日凌干擾出現(xiàn)前一個月，鑫諾公司向用戶發(fā)出日凌預報，用戶可作好相關準備工作。 建議用戶根據(jù)天線自動跟蹤系統(tǒng)工作方式，確定在地球站受日凌干擾影響期間是否關閉自動跟蹤功能。,三、干擾的應對,干擾的排查 干擾的排除

13、 干擾的抑制 射頻接收干擾的測試和處理,干擾的排查,對各種載波頻譜特征有所了解。 通過監(jiān)測辨別干擾類型，對不同類型的干擾要采用不同的監(jiān)測方法；同時出現(xiàn)的多個干擾，首先監(jiān)測容易辨識的載波。例如雜波干擾，多數(shù)會帶上FM干擾；對FM監(jiān)聽，能快速定位。 操作上用由簡到繁的排除法識別干擾種類，例如進行極化測試、頻譜測試、鄰星干擾測試等。 對難于查找到干擾源的載波，需特殊設備進行定位。,干擾的排查 - 技術服務,與用戶密切配合，保障轉發(fā)器和用戶載波正常運行 發(fā)現(xiàn)問題時及時提醒用戶，協(xié)助用戶處理 用戶申告干擾時立即啟動干擾排查程序 了解相關情況 分析干擾影響 排查反極化干擾、相鄰用戶干擾、轉發(fā)器互調干擾 排

14、查AM/FM干擾、鄰星干擾 C/N與Eb/No背離時排查地面轉發(fā)干擾 干擾排除前為用戶提供備用頻段 不明干擾上報國家無線電監(jiān)測中心，申請定位,干擾的排查 - 轉發(fā)器及載波監(jiān)測,東北旺和沙河同時對SINOSAT-1進行監(jiān)測 24小時不間斷巡檢，及時向用戶通報異常情況 轉發(fā)器集合功率監(jiān)測 載波帶寬和功率監(jiān)測 地面轉發(fā)監(jiān)測 反極化干擾監(jiān)測 轉發(fā)器噪底和干擾監(jiān)測 密集巡檢周期為10分鐘左右，精確巡檢周期100分鐘左右 用戶載波出現(xiàn)較大波動時，啟動載波連續(xù)監(jiān)測 巡檢周期可降低到35分鐘 同時監(jiān)測參考載波，以便分析原因 用戶有特殊要求的載波監(jiān)測 巡檢周期可降低到1分鐘 為盡快確定干擾源，必要時需要用戶提供

15、地面站運行狀態(tài)變化情況（MODEM、中頻電纜、ODU、天線）和操作時間,系統(tǒng)組成 兩顆相鄰衛(wèi)星 檢測站 參考站 干擾源,干擾的排查 - 干擾源雙星定位技術簡介,雙星定位原理 提取干擾源至兩顆衛(wèi)星的傳輸時延差(對應距離差)和多普勒頻率差 (對應相對速度差) 通過相關處理技術從噪聲中檢測出微弱信號 利用參考站來修正星歷誤差、衛(wèi)星的轉發(fā)時延、地面站設備時延等誤差 相鄰衛(wèi)星選取的條件 與受干擾衛(wèi)星相隔的地心角的角距范圍宜小，Ku頻段最好為3-5度 衛(wèi)星上有與受干擾衛(wèi)星同頻段同極化的轉發(fā)器 衛(wèi)星接收服務區(qū)應覆蓋干擾源和參考站地理位置 衛(wèi)星發(fā)射服務區(qū)應覆蓋干擾源和檢測站地理位置,干擾的排查 - 干擾源雙星

16、定位技術簡介,干擾的排查 - 噪底異常的判斷和處理,判斷噪底異常的類型 區(qū)別噪底異常與干擾 不連續(xù)的噪底波動按干擾處理 排除接收鏈路波動影響 與載波變化具有一致性的噪底波動一般由接收鏈路波動引起 判斷是否為下行鏈路干擾 與鑫諾測控站監(jiān)測到的頻譜比較，若衛(wèi)星轉發(fā)器上沒有發(fā)現(xiàn)，則為下行鏈路干擾 判斷是否為鄰星下行干擾 與同一地區(qū)距離較遠的同一口徑其它站監(jiān)測到的頻譜比較，若沒有發(fā)現(xiàn)，則為地面干擾串入引起 判斷是否為地面轉發(fā)引起 在噪底異常頻段進行C/N與Eb/No相關性測試,干擾的排查 - 噪底異常的判斷和處理,依次排查噪底異常的原因 是否反極化干擾 是否相鄰載波帶外調制產(chǎn)物干擾 是否轉發(fā)器互調干擾

17、 是否其它載波互調產(chǎn)物干擾 是否與其它干擾相關 是否其它用戶運行狀態(tài)變化帶入的中頻串入、射頻雜散干擾 是否鄰星用戶上行干擾 不明干擾（偷用、惡意）,干擾的排除,反極化干擾的排除 上行反極化干擾其它用戶 受其它用戶上行反極化干擾 接收極化不好受干擾 鄰星干擾的排除 上行干擾鄰星用戶 受鄰星用戶上行干擾 接收天線方向圖不好受鄰星干擾,干擾的排除,地面站電磁環(huán)境干擾的排除 地面站天線選址前進行電磁環(huán)境測試 采取屏蔽、濾波等措施 日凌干擾的預防 日凌是不可避免的自然現(xiàn)象 根據(jù)日凌預報作好相關準備工作,干擾的排除,加強管理，排除以下干擾 互調干擾 相鄰信道干擾 地球站設備雜波干擾 不規(guī)范操作誤發(fā)干擾,干

18、擾的抑制,確保地面站建設工程質量 確保接地系統(tǒng)的質量和可靠性 室內外連接中頻電纜選用雙屏蔽電纜 確保中頻電纜連接牢固，電纜頭連接可靠 中頻支路各環(huán)節(jié)均可靠接地 合路器/分路器空閑端口接匹配器,干擾的抑制,采取合理的預防措施 正確的鏈路電平配置 在保證正常工作的條件下，盡可能降低射頻增益 定期維護設備和電纜，進行地面站干擾測試 發(fā)現(xiàn)問題及時處理,射頻接收干擾 - 電磁環(huán)境影響評估測試,在C頻段新天線投入使用前，進行工作狀態(tài)下實際影響評估。主要是在兩個指向（指向目標衛(wèi)星的方向、在上一個指向上仰角上偏5度）上分別對LNA/LNB輸出進行至少24小時最大保持： LNA：CF=3800MHz，SPAN=800MHz，RBW、VBW、ST均為Auto） LNB：CF=1350MHz，SPAN=800MHz，RBW、VBW、ST均為Auto） 分析其對正常轉發(fā)器噪底、地面站噪底產(chǎn)生的抬高量。 如判斷上述噪底產(chǎn)生的抬高量影響實際通信，則應同當?shù)責o線電管理部門協(xié)商解決辦法。,射頻接收干擾 - 處理措施,在天線的干擾源來向的一側架設屏蔽網(wǎng) 當這種干擾發(fā)生在衛(wèi)星天線前方時，天線側向屏蔽等處理措施不僅價格高、工程實施難度大，而且效果也有限，通常只能將工作載