LEO卫星系统对GSO卫星系统干扰规避技术研究

近年,低地轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星星座繁荣发展,LEO卫星系统和地球静止轨道(Geosynchronous Orbit,GSO)卫星系统同频共用情况非常普遍,同频段内LEO卫星系统需要规避GSO卫星系统的上下行干扰。LEO卫星系统对GSO卫星系统干扰规避方法和策略包含调整指向、更改频率、降低功率和关闭波束。在对系统干扰规避模式及干扰区域情况进行仿真基础上,结合LEO卫星系统特点,提出经过规避区域时切换信关站或者馈电链路关闭下行波束的方案。用户链路结合相控阵天线特点,信令波束通过上注星载相控阵天线波位表实现干扰规避;业务波束通过上注干扰规避区域对应的地面网格编码实现干扰规避,提出不同链路干扰规避实施方案和实现流程。

基于发射波束旁瓣零陷的低轨卫星干扰规避策略

随着宽带低轨卫星系统的迅速发展,Ku、Ka等通信频段逐渐趋于饱和,非静止轨道(NGSO)卫星在工作时难免对采用相同频率工作的静止轨道(GSO)卫星产生干扰。目前常采用空间隔离的策略来规避干扰,NGSO卫星始终会对共线区域产生最强的干扰,增大隔离角可以减少干扰但会大大损失卫星波束的有效覆盖范围。基于此,提出一种基于发射波束旁瓣零陷的干扰规避策略,通过建立LEO卫星坐标系将天线阵面按行、列阵元划分,在列阵元维度上采用稳健LCMV算法实现宽零陷,在行阵元维度上结合波束指向进行扩展,最终在共线区域方向上形成一条“零陷带”。通过仿真分析,所提策略能在规避共线干扰的同时有效减少LEO卫星的干扰规避隔离区,算法复杂度低,在卫星上易于实现。

基于参数调整的电磁干扰自动规避技术研究

电磁干扰是无线网络优化的重要内容,但目前存在干扰排查时效性差和突发干扰应对难等问题。本文提出一种干扰自动规避技术,可快速确定受干扰影响性能劣化小区,并根据干扰功率强度关联干扰规避参数设置,实现边缘用户向邻区或同覆盖小区的自动迁移。外场测试验证结果显示,本文所提方案可实现干扰问题的快速响应,有效降低干扰影响,保障用户感知。

700MHz频段5G通信质量测试数据分析及干扰规避对策

随着中国移动700MHz频段5G基站建设的不断推进,该“黄金频段”在网络部署方面覆盖范围广、穿透能力强、绕射能力出众等特点逐渐显现出来,大幅提升了5G网络的通信质量,同时也对无线电管理工作提出了更高要求。本文从与晋城移动开展700MHz频段联合测试工作的实际出发,提出了5G通信质量测试数据分析的方法,以及避免其受干扰的相关对策。

基于NS3-gym框架的智能干扰规避系统设计与实现

多智能体构建的无线通信网络在受到外部恶意干扰时,智能体需要与环境进行大量交互来学习干扰规律和优化抗干扰策略。为了有效模拟和验证智能体与外部干扰环境的学习交互过程,需要构建智能干扰规避仿真系统。提出了一种基于NS3-gym框架的智能干扰规避系统,NS3模拟智能通信网络场景并将感知到的网络状态数据作为智能体的输入,智能体对输入数据进行学习分析得到干扰规避决策,并通过gym与NS3之间的交互将其返回到NS3中的仿真网络进行抗干扰策略部署。NS3-gym框架提供了NS3和OpenAI gym之间进行信息交互的接口。在Ubuntu20.04系统下搭建了智能干扰规避系统的仿真平台,分别验证了Q学习算法以及WoLF-PHC算法在扫频干扰、贪婪随机策略干扰、跟随干扰、随机干扰四种场景下的抗干扰性能。仿真结果证明了所提系统架构与仿真平台的正确性和有效性。

700MHz频段干扰规避优化算法研究

为解决广播电视信号对700 MHz小区的干扰问题,除了加速推动广播电视进行移频,可通过主动规避广播电视信号干扰,配合广播电视移频进度和各省市不同的清频策略,提高频谱利用效率,持续提升5G网络质量。本文提出的智能算法,通过计算干扰的频谱特征,生成合理的干扰规避方案,达到主动规避干扰频道和提高频谱利用效率的目的。经验证,该方法能有效提升了干扰分析优化效率,降低了广播电视信号对无线信号质量的干扰,整体性能指标提升明显。

NGSO星座Q/V波段星间链路干扰规避技术

随着大规模星座系统的发展,近地轨道空间频轨资源越来越紧缺。随之而来的星载通信链路干扰风险不容忽视,已成为今后星座系统设计需要重点考量的指标之一。在规避干扰的前提下,保证星座系统的工作性能至关重要。针对大规模非静止轨道(NGSO)星座系统星间链路存在的干扰风险问题,提出了基于干扰、受扰链路夹角的干扰规避方法。以Starlink的Q/V波段星间链路为例,定义了系统效率与工作效率,研究不同干扰规避方法与建链策略下系统的鲁棒性。仿真结果表明,基于受扰链路夹角的干扰规避方法能够在不同建链策略下将系统干扰噪声比I/N超限时长分别从5.79%和16.75%降至0,并且不影响工作链路。这种仿真方法对于类似具有星间链路的大规模NGSO星座系统的干扰规避具有借鉴意义。

基于LSTM与注意力机制的卫星透明转发器频率干扰规避方法

针对卫星通信系统中的透明转发器频率资源干扰问题,设计了基于LSTM的卫星透明转发器频率干扰规避方法。通过LSTM+Attention模型识别频率干扰类别并进行分层处置,同时实现了将长期和短期频率干扰规避相结合的优化策略。策略利用载波监视采样的卫星频谱干扰信息,通过运控、网管和网控系统进行干扰处置,实验结果表明,该方法有效降低了网络的可分资源受扰率的同时提高了正常可用资源量。该干扰规避策略具有实时性高、受扰率低、可有效提高资源利用效率的优势。

Wi-Fi认证中的干扰规避技术分析与测试

《关于加强和规范2400 MHz、5100 MHz和5800 MHz频段无线电管理有关事宜的通知》中增加了对无线电发射设备需具备干扰规避技术的要求,这对相关无线电产品的认证提出了新的要求。文章通过对当前802.11协议、主流Wi-Fi应用方案的基于帧和基于负载的2种干扰避让技术的分析,结合EN 300328标准中关于产品自适应测试的方法,搭建出满足干扰避让技术要求的测试方案,从而实现对无线电发射设备的干扰避让技术的验证,并针对测试未通过的情况给出了原因分析和解决问题的方向。

5G大气波导干扰分析和解决方案研究

随着5G基站和终端的逐步商用,以及用户数的增加,5G的干扰研究已经成为热点话题。介绍了5GTDD系统中常见的大气波导干扰的形成条件,着重分析了5G大气波导干扰的来源和特征,给出了5G大气波导干扰解决的整体方案流程,提炼出4个重要步骤:干扰识别、干扰缓解、干扰规避和干扰源定位,并对每个步骤中的具体解决措施进行了详细分析,为5G大气波导干扰解决提供参考。

多平台协同的数据链路干扰规避方法研究

为了保证多平台间的稳定通信,提出一种基于规则的数据链路干扰规避方法。当某个数据链路的工作频点受到干扰后,结合频点空闲时间、频点被干扰次数、在用频点兼容性以及频率跳变最大原则等干扰规避原则,自适应地选择下一个最佳工作频点。仿真结果表明,所提的干扰规避方法可以快速计算出满足原则的最佳工作频点,提升了多平台协同工作效率。

面向无人集群通信的干扰感知及电磁干扰自动规避方法

为提升无人机在复杂电磁环境条件下的通信可靠性,在无人机载通信系统基础之上,研究基于电子战特征的无人机通信干扰感知方法,感知环境电磁特性及干扰信号特征,根据干扰识别结果智能决策自动规避干扰,在最优信道上进行数据通信,能够大幅度提升复杂电磁环境下无人机通信系统的抗干扰传输能力。并构建干扰感知与自动规避的测试验证原理样机,进行外场测试验证,实现无人机(群)对杂波环境的智能化适应,满足日益增长的无人机应用需求。

采用m-W复合序列的直扩系统规避窄带干扰的研究

针对直接序列扩频系统中窄带干扰抑制的问题,提出了利用m-Walsh(m-W)复合序列规避窄带干扰的方法.该方法根据m-W复合序列的直扩-跳频(DS-FH)特性,通过改变m、Walsh序列的周期和Walsh函数序列的序数控制信号能量主瓣在频域的位置和带宽来避开已知的单频干扰和部分频带干扰,使受干扰的信号能量较少,在抑制窄带干扰的同时,使信号损失最小.仿真结果表明,在未经过频域陷波前,m-W复合序列的误比特率可比常规的m序列降低3～4个数量级;在经过频域陷波后,在相同误比特率时,信噪比可降低0.5～1dB.

基于快速强化学习的无线通信干扰规避策略

针对无线通信环境中存在未知且动态变化的干扰,该文联合考虑通信信道接入和发射功率控制提出了基于快速强化学习的未知干扰规避策略,以确保通信收发端的可靠通信。将干扰规避问题建模为马尔可夫决策过程,其优化目标为在保证通信质量的前提下同时降低系统发射功率和减少信道切换次数。随后,提出一种赢或学习快速策略爬山(WoLF-PHC)学习方法的干扰规避方案,从而实现快速规避干扰的目的。仿真结果表明,在不同干扰模式下,所提WoLF-PHC算法的抗干扰性能、收敛速度均优于传统的随机选择方法和Q学习算法。

基于相控阵自适应零陷的大规模NGSO星座间干扰规避策略研究

针对大规模非静止轨道(Non-Geo Stationary Orbit,NGSO)通信星座系统间同频干扰的实时性和突发性问题,将自适应波束成形技术的变步长LMS(Least Mean Square,最小均方误差)算法应用于NGSO间干扰场景。分析自适应波束成形技术的适用场景,选取OneWeb星座系统与Starlink星座系统的馈线链路间下行干扰场景进行仿真。通过对现有算法进行系统收敛速度、稳健性的性能比较,当NLMS(Normalization Least Mean Square,归一化最小均方误差)算法的参数μ0=0.6时,算法具有较快的收敛速度以及较小的稳态误差,因此运算量小、易于星上硬件实现。分别利用固定步长LMS算法、ENLMS(Error Normalization Least Mean Square,误差归一化最小均方误差)算法以及μ0=0.6的NLMS算法计算最优权向量,并应用于干扰仿真场景。结果表明,μ0=0.6的NLMS算法最能有效规避NGSO通信星座系统间的同频干扰,ENLMS算法次之,固定LMS算法的干扰规避效果最差。

FDMA卫星通信系统的频率资源分配和干扰规避设计

为了高效利用卫星通信的频率资源,文章提供了一种频率资源自动分配和规避干扰的方法,并采用软硬件相结合,利用计算机技术进行软件设计,能够自动、准确地完成卫星通信系统频率资源的分配,并对通信干扰实施快速有效的规避。

基于基站协作的5G与NGSO星座系统间干扰规避方法研究

针对Q/V频段5G基站与非静止轨道(NGSO)卫星星座系统地球站之间的同频干扰问题,提出了一种基于5G基站协作的干扰规避方法。由多个5G基站组成基站簇,通过簇内基站间协作设置空间隔离来减缓5G基站对地球站的有害干扰。以OneWeb星座系统作为受扰系统,验证了所提方法的干扰减缓效果。结果表明,当干噪比门限值为-12.2 dB时,所提方法能够将OneWeb地球站的干扰发生概率减小30%。

星地混合移动回传系统的干扰规避和减缓技术

为了更有效地利用稀缺的频谱资源,最好的办法之一是让卫星和地面共享频谱。考虑在星地混合移动回传系统中加入诸如天线阵列、多天线通信技术、智能回传节点、干扰感知功率分配和授权共享访问等干扰规避和减缓技术来阐述如何增强系统容量且无干扰地共享频谱。通过对所提系统的理论分析和数值仿真,说明使用上述干扰规避和减缓技术可以达到满足未来回传网络容量需求、减轻地面传输负担、减轻同信道间干扰、节省硬件成本、降低能耗以及改善频谱使用效率的目的。

基于深度强化学习的多域联合干扰规避

无线通信系统的信道开放性使其极易受到外部恶意干扰、通信链路质量难以保证,针对以上问题,本文设计了一种基于深度强化学习的多域联合干扰规避决策方法。该方法联合频域、功率域、调制编码域三个域的抗干扰手段进行干扰规避,在考虑系统性能的同时实现可靠通信。首先,将联合智能干扰规避问题建模为一个马尔可夫决策过程(MDP,Markov Decision Process),动作空间包含切换信道、功率控制、改变调制编码方式。然后,采用基于剪裁的近端策略优化算法(PPO-Clip,Proximal Policy Optimization-Clip)求解获得系统的最优联合干扰规避策略。PPO-Clip算法在多回合训练中以小数量样本迭代更新,避免了策略梯度算法中步长难以确定和更新差异过大的问题。最后,分别在扫频干扰、随机扫频干扰和智能阻塞干扰环境下验证了所提算法的有效性和可靠性。

低轨卫星系统频谱干扰及其规避仿真与分析

随着空间科学的发展,低轨(LEO)卫星的宽带业务需求不断增大,其使用频段向Ka等高频段扩展,不可避免地与静止轨道(GEO)卫星系统产生同频干扰。文中对GEO卫星系统受到LEO卫星系统的干扰及其规避措施进行了研究,通过建立上、下行同频干扰模型,对GEO卫星系统受到的干扰进行了仿真分析;进而,提出了基于空间隔离角和基于屏蔽最大干扰LEO卫星的两种干扰规避策略,并对其进行了仿真分析。结果表明,基于空间隔离角的策略可减小EPFD值干扰,但效果与空间隔离角阈值的选取有关,而基于屏蔽最大干扰LEO卫星的策略可将EPFD干扰控制在规定门限值之内。