王少杰

摘要 衛(wèi)星廣播通信過程中，電波傳播會受自然環(huán)境的影響，有關自然環(huán)境對于衛(wèi)星廣播通信信號傳播影響的研究是保證衛(wèi)星廣播通信系統高效工作的重要環(huán)節(jié)，為此，在地面端就必須建立完備的自然環(huán)境情況數據庫，對于自然氣候更好的記錄，掌握其發(fā)生規(guī)律，并以此為基礎針對性的對衛(wèi)星廣播通信技術做出技術性規(guī)避，減少氣候的影響，提高衛(wèi)星廣播通信的效率以及準確性。本文著重介紹了其中雨衰減部分的內容，通過研究地域性雨水規(guī)律，比照地區(qū)的衛(wèi)星通信電波信號衰減情況，對其動態(tài)特性，產生機制，預測等方面做詳細分析，并以此為基礎提出相應的抗衰減策略，更好的實現衛(wèi)星通信高效運行，合理的對資源配對優(yōu)化，提高工作效率。

關鍵詞 衛(wèi)星；廣播通信；抗衰落

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）159-0087-02

現如今，衛(wèi)星廣播通信技術已經成熟，已經普適化投入應用，市場對于衛(wèi)星通信的需求空前巨大，衛(wèi)星廣播通信發(fā)展迅速，隨之而來的是，低頻段衛(wèi)星已經接近滿負荷狀態(tài)。高頻段的廣泛投入應用是大勢所趨，然而，高頻段雖然應用范圍廣，但是其可靠性容易受到自然環(huán)境的影響，雨、雪、云、霧等各種復雜自然氣候容易對高頻段衛(wèi)星的電信號產生干擾，容易被吸收，產生散射、去極化等不良效應，這些不良效應對于保證高頻段電波信號的質量威脅很大，尤其是降雨，嚴重情況下可能會中斷系統工作。降雨和冰晶層的和散射還可引起地面電路和空電路間的同頻干擾，進而引起信號的附加時延u-。因此，對于衛(wèi)星廣播通信在流層中受自然環(huán)境影響而衰減的探究重要性也就不言而喻。

1 衛(wèi)星廣播通信系統設計

通常情況下，廣播衛(wèi)星系統在設定工作過程中，默認條件最適宜的天氣，以此為基礎得出具體的電波數據，同時，考慮惡劣天氣環(huán)境的影響，在經歷降雨等自然環(huán)境衰減后仍能達到要求的所要求的目標電波質量。與此同時，在研究衛(wèi)星廣播終端設備對電波的具體接受狀況時，也是基于正常天氣環(huán)境下的計算，只是對于天氣衰減部分值會包括在內，確保接收到的通信信號能夠滿足目標的要求。通過對典型衛(wèi)星廣播系統的分析可以發(fā)現，傳播分析是系統設計、應用的必要環(huán)節(jié)，傳播分析的準確度決定了所設計衛(wèi)星系統的置信度的可靠性。

對于低頻段干擾較小的雨衰減，衰減作用通常情況會在0.01%左右，對Ku頻段的衛(wèi)星系統則較為嚴重，某些情況會影響衛(wèi)星系統的正常工作。

2 衛(wèi)星廣播通信雨衰減機理及影響

影響衛(wèi)星通信的傳輸影響有很多，對于高頻段來說，主要是雨衰減作用造成的損失，空氣中的雨滴能夠對穿過的電磁波進行吸收，同時由于雨滴的物理特性，使其可以散射電磁波，在電波的地球到太空傳輸路途中會經眾多損耗過程，折射效應，天空的噪聲輻射，降雨云，去極化過程，融化層，電力層等。這些影響因素并不是一成不變的，很多程度上取決于氣候。對于雨衰減得作用，當電波傳輸過程中經過降雨地區(qū)時，雨滴對電波產生吸收，散射等作用，進一步衰減電波，這個衰減的強度是不定的，水滴的形狀，極化的具體過程，電波的波長等這些都時影響因素，因此，對于電波雨衰減的數值計算是一項極其復雜的工作。對于云層來說，云層不一定隨時存在，但是絕大多數地方30%時間是存在云層的，并且，云中結冰的顆粒隨著云層濃濃度不斷增大，顆粒將會降低高度同時當達到融化溫度時便會融化，因此，電波傳輸在經歷這些過層時衰減將會增強。甚至，當空氣中的物理條件達到降雨要求后，便會出現降雨現象，這會使得電波的衰減量增大。

根據以往的研究結果，降雨對電波傳輸過程中的影響主要有3種方式，分別是吸收、散射以及輻射作用，電波的具體衰減情況根據地理位置特點和雨水強度大小以及電波的自身頻率相關聯，其產生結果有以下幾種：1）削弱傳輸電波的功率，使得信號的電平到達終端設備時有所降低。2）增加接收系統的噪聲溫度，降低接收系統G/T值。3）改變信號極化，降低信號交叉極化鑒別率（XPD）。在實際的衛(wèi)星廣播系統中，需要考慮實際應用過程中雨衰會對系統造成的影響，避免“峭壁效應”現象的產生。

3 抗雨衰策略

為了提升衛(wèi)星廣播系統的穩(wěn)定性，保證傳輸信號的質量，對于電波在傳輸過程中受到的損耗需要進行一定程度上的補償，保證傳輸信號的切實可用，當前，對于雨衰的補償途徑主要分為以下幾種。

3.1 功率控制技術

功率控制技術根據作用對象不同可分為兩種，應用于地面終端設備的成為上行鏈控制技術（ULPC），應用于衛(wèi)星上的成為下行鏈控制技術，本文主要講述前者。

ULPC即考慮到電波在實際傳輸過程中所產生的損耗，在地面發(fā)射端做出改進，改變地面發(fā)射端的功率，彌補雨水對于電波的影響，認為的降低自然環(huán)境的影響，使系統接收到的信號為無天氣影響環(huán)境下的數據，保證整個系統的質量。該技術的具體工作過程分為以下幾種：開環(huán)功率控制、閉環(huán)控制、反饋環(huán)控制。

開環(huán)控制技術，即通過接收到的具體衰減值，根據具體的公式劃算轉換，得到在傳輸過程中的衰減值，并上傳相應的處理單元，和正常天氣條件下的信號比對，進而進行具體的功率處理，以此來彌補雨水對傳輸過程中的衰減作用所產生的影響。

3.2 分集技術

該技術的處理核心思想為：在發(fā)射信號時，發(fā)射多個“備份信息”，這些信號同樣攜帶有效信息，并且互不干擾，這樣，在衛(wèi)星上接收到的信號就會多樣化，衛(wèi)星可以根據實際需求進行篩選和重新組合，從而達到降低雨水的衰減作用。分集技術的原理為：不同信號在傳輸過程中所受影響不同，有了大批次的信號就可以進行篩選，選出質量最為好的信號，這個過程中的核心環(huán)節(jié)為要保證發(fā)射的信號間沒有相關性，同時衛(wèi)星接收端能夠接受不同頻段的電波信號，以此來保證信號完整傳輸的可能性。

4 結論

高頻段的衛(wèi)星廣播通信是未來衛(wèi)星通信發(fā)展的方向，但是，雨衰減是穩(wěn)定性的極不穩(wěn)定因素，為了保證高頻段衛(wèi)星通信系統的可靠性，雨衰減問題是時必須攻克的難題。同時，我們應當完備提升衛(wèi)星通訊產業(yè)各環(huán)節(jié)能力，力爭早日達到合理布局運用衛(wèi)星通信系統的要求，提升系統性能。