第1章 概述

1.1 卫星通信抗干扰技术的背景与需求

1.1.1 卫星通信抗干扰技术的背景

20世纪90年代以来，各国经济的发展和科技的进步以及中低轨道移动卫星的出现和发展，大幅度加速了卫星通信的研究进程。我国大力发展高、中、低轨卫星系统的建设，建立健全国家重大空间信息基础设施，这从侧面体现了我国作为现代化大国的综合国力和国际地位。

卫星通信系统通常由空间段、地面段和用户段组成。卫星通信系统框架如图1-1所示。空间段是指卫星平台及星上载荷。地面段是指对卫星进行控制、网络管理的信关站、网络控制中心等。用户段是指各种类型的用户终端。

卫星通信具有传输距离远、覆盖面积广、部署快速、不受地理环境限制、通信频带宽、容量大等特点[1]，被广泛应用于水利、渔业、畜牧业、森林防火、防灾救灾等方面，卫星通信的高效应用保障人们的生活有序进行。受限于卫星自身特点及所处环境的影响，正常的卫星通信容易被来自地面无意或人为的射频信号干扰，因此卫星通信的可靠性和安全性存在极大的隐患。

从无线通信的角度来看，通信卫星采用电磁波作为信息传输的媒介，电磁波在暴露的无线信道中传输。一方面，暴露的电磁环境复杂多变，无线通信信道的状态极不稳定且异常嘈杂，不仅存在日凌中断、卫星蚀和雨衰等自然影响因素，还有大量无关信号会窜入其中；另一方面，星地之间的通信距离非常遥远，极大的路径损耗导致接收端接收信号的强度微弱，容易受到大功率干扰的压制。

图1-1 卫星通信系统框架

从卫星平台的开放性来看，通信卫星的转发器以广播的方式工作，这使其自身位置容易暴露，更糟糕的是，多数通信卫星所处的空间位置相对地面是静止的，这使得干扰设备可以轻易地瞄准星体，针对星体或所在通信链路实施恶意干扰。同时，由于卫星的中继服务对象数量多且分散在较广阔的区域内，为了接收到不同时间、频率、地域的用户信号，卫星的天线需要在宽泛的接收区域内进行扫描，这也使得干扰信号更容易进入卫星天线。

1.1.2 卫星通信抗干扰技术的需求

随着通信对抗技术的发展，未来通信系统面临着多种通信信号交互、人为恶意多干扰源和多种干扰样式组成的越来越复杂的电磁干扰环境。对于基于开放平台的卫星通信系统而言，有效的抗干扰方法被提出的同时必然会有更多新式干扰手段被创造出来。对卫星通信干扰方式的了解和掌握，有助于我们从容应对更复杂难解的干扰信号挑战。

在对干扰感知的基础上，根据卫星通信系统的体制及资源，将人工智能技术应用于抗干扰决策，自适应选择抗干扰波形，在强干扰对抗环境下，可保证信息的安全可靠传输，同时提高频谱和功率利用效率。