[发明专利]一种基于基站解码的卫星转发器干扰定位新方法

说明书

本发明公开了一种基于基站解码的卫星转发器干扰定位新方法，用于解决基站串扰型卫星上行站干扰的问题。本发明方法包括：对卫星转发信号的频谱图进行时频分析，根据带宽和频谱特征查找是否存在串扰GSM信号；对存在的GSM信号的基站小区识别码解码；根据基站小区识别码映射基站位置；在基站位置处查找疑似干扰源，定位存在基带传输线缆泄漏的卫星地球站。本发明打破传统双星定位方法定位干扰源的思路，可快速、准确地完成干扰卫星上行站的定位和排查，并能取得良好的干扰源定位效果。

技术领域

本发明涉及无线电管理技术领域，主要涉及卫星转发器被移动通信基站串扰进入转发器中并对转发器产生干扰情况下，采用全新的技术进行定位的方法。

背景技术

近年来，随着移动通信业务的快速增长，各地基站数量显著增多，在这当中，除3G/4G基站数量显著增长外，移动、联通两大运营商的GSM(全球移动通信系统)基站也在不断扩容。随着卫星通信业务的蓬勃发展，卫星地球站的数量也快速增长，因此，由于选址不当引起的电磁兼容问题就日益凸显。但由于卫星地球站发射天线的方向性极强，故一般不会对移动通信业务造成影响；然而，若基站距离卫星地球站较近，且地球站的L频段传输电缆屏蔽不好的话，则会出现基站信号串扰入传输电缆，并被发射上星的情况，如图1所示，此时卫星转发器资源则会被占用，合法用户的权益难以得到保障。因此，必须找到一个行之有效的技术方案，准确确定基站串扰的地理位置，以便能够快速完成干扰的排查工作。

目前国内对转发器干扰都是采用双星、三星定位技术，即通过计算干扰经过两个符合条件的卫星产生TDoA(到达时间差)和FDoA(到达频率差)值反推干扰源的原理。这种方法的前提条件是在同一个频点干扰信号是来自于同一个发射源，对于类似GSM等具有时分多址(TDMA)特点的信号无法计算其对应发射时序的TDoA和FDoA值，则无法实现定位。采用这种通过对基站信息解码的方式反推地理位置的方法还没有研究。目前相关接近的论文都是采用TDoA和FDoA等方法，或者是利用多个TDoA的方法。如，参考文件1(李安平魏梅英刘恩亚,利用两颗静止轨道卫星摄动产生的多TDOA值进行干扰源定位的方法研究,[M].中国无线电,2019年11期60页-63页)中提出了一种新的利用两颗静止轨道卫星相对运动造成不同时刻有不同到达时差的因素进行干扰源定位的方法。该方法首先分析并计算了在不同时刻由于卫星本身的摄动及控制所引起卫星运动并导致不同信号经由该两颗静止轨道卫星所产生的时间差TDoA的变化规律，研究了静止轨道卫星稳定的链路下对信号经由不同信道所产生的时间差进行精确估计的方法，并根据估计值设计反推对应的地球表面区域的算法；然后，通过不同时段的估计，得出一簇曲线，结合统计概率分布特性，最终得出一个基于置信度的定位椭圆；最后仿真分析了卫星在不同运动半径情况下可实现的定位精度。参考文件2(纪惠郭恒恒孙鹏张更新，卫星干扰源定位方法综述[C].第十五届卫星通信学术年会论文集，2019年)中记载，随着信息化社会的到来，国际国内无线电通信技术飞速发展，用户对无线电通信的需求不断扩大，卫星通信以其频带宽、容量大、适用于多种业务等优势广泛应用于国际通信、移动通信以及广播电视等领域，然而由于干扰源的存在，使卫星通信存在严重的安全问题，因此对干扰源目标位置快速有效的定位具有十分重要的意义。而无源定位技术因具备良好的隐蔽性、远作用距离等优势，目前在军用和民用系统中占据着越发关键的地位，是当今定位领域的研究热点。参考文件2中主要介绍了卫星干扰源定位系统以及几种定位方法的原理和算法，卫星定位系统的新算法与新技术，最后对卫星干扰源定位的未来发展提出设想。参考文件3(赵宏伟刘波刘恒，用于卫星干扰源定位的压缩感知DOA估计方法[M].火力与指挥控制.2016年10期第25-28页)针对传统测向方法的实际应用性能较差，提出一种基于压缩感知(CS)的卫星干扰源定位方法，根据干扰信号方位角的空间稀疏性，建立了压缩感知波达方向(DOA)估计模型，通过协方差矩阵的高阶幂逼近信号子空间和矩阵的共轭对称特征，利用高阶幂矩阵的主对角线下左下角列向量进行波达方向估计。经仿真实验验证，参考文件3的方法不需要已知干扰源数，具有较高的精度和较好的分辨力，且能满足对相干干扰信号的估计，对压缩感知DOA估计在卫星干扰源定位中的应用具有一定参考意义。