RNSS信号的干扰分析

本文介绍了卫星无线电导航业务对频率资源的使用情况和受干扰的现状，并对工作在L频段及S频段的卫星导航通用接收机进行了干扰分析。基于卫星无线电导航业务接收地面站的特性，对落在RNSS信号的同频、邻频、中频、镜频的情况分别作出估计，并分别针对连续型干扰和脉冲干扰参考国际电联相关文献提供了干扰计算方法，最后通过举例计算的方法验证了分析方法的正确性。为RNSS的干扰评估和频率保护提供参考。

【关键词】RNSS 同频干扰 邻频干扰 镜频干扰 脉冲干扰 连续干扰

1 前言

近年来，以GPS为代表的全球导航系统发展迅猛，目前已经投入运营或即将投入运营的有美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗、欧洲GALILEO、日本QZSS、以及印度IRNSS等。卫星导航系统已经成为当今国民经济和国防建设的重要基础设施，然而全球导航系统所处频段频谱资源非常紧张，各系统之间频谱存在冲突和竞争，而且与一些卫星固定、卫星无线电测定、卫星移动、空间操作、地面雷达、民航塔康、民用4G等系统存在频率邻近干扰，甚至是频率重叠。卫星导航信号受到严重的干扰，特别是国内4G网络的大量部署，给GNSS的S频段带来了巨大压力，对RNSS信号的干扰进行分析，从而实现对无线电导航频率的保护成为一个迫切需要解决的问题。本文从频域和时域对RNSS信号的干扰问题进行量化分析，为RNSS与其它无线系统的互操作性提供一种分析方法。

2 RNSS信号特征及保护限定参数

2.1 RNSS信号参数

如表1所示。

2.2 RNSS信号抗干扰门限

影响RNSS信号抗干扰门限的因素有：RNSS接收机类型、RNSS信号所处频段、RNSS接收机前端预选滤波器、RNSS接收机型号（厂家不同）等。表2假定了某型RNSS接收机的抗干扰参数，供后续分析计算。其它场合需要参考本文分析方法时，应结合实际情况对表2提到的门限值进行修订。

由于各厂家的滤波器参数不同，因此表2的RNSS抗干扰门限定义为无前端预选滤波器时抗干扰指标，在对RNSS信号进行干扰分析时，应结合RNSS接收机预选滤波器指标进行综合评估。

2.3 RNSS接收机预选滤波器参数

表3中RNSS接收机前端预选滤波器指标为假定值，供分析计算使用。具体分析中应结合参与分析的RNSS接收机指标为准。

3 干扰信号频域分析

3.1 同频干扰

4.2 RNSS干扰信号主要为脉冲干扰信号时的评估方法

RNSS信号为扩频信号体制，RNSS接收机中通过相关器的处理，对于非相关信号具有频谱扩展效应，外来干扰信号被做了扩频处理，对于非相关脉冲信号而言，其功率谱进一步展宽，可以近似看作一个带限的宽带高斯噪声，因此可以引入等效功率密度谱密度恶化来评估对RNSS信号的干扰。脉冲干扰信号的重复周期、脉宽、强度等以及RNSS接收机类型（消隐or饱和）决定了评估方法的准确程度，尤其是脉冲信号的参数达到什么参数时，不再适合本方法，需要进行进一步研究。

本文以RNSS消隐型接收机为样本进行分析评估。

5 干扰举例

5.1 同频干扰

例如某通信设备工作在780M，信号为窄带连续，其2次谐波为1560MHz，该谐波对工作频点为1561.098MHz的RNSS接收机构成干扰，则要求其2次谐波落入RNSS接收机工作频段的谐波电平要求不能高于RNSS正常信号40dB。

5.2 邻频干扰

邻频干扰主要是结合RNSS抗干扰指标和前端预选滤波器指标来进行评估计算。例如某潜在干扰信号偏离RNSS工作频段1561.098MHz为30MHz，预选滤波器的对f处的抑制为20dB，则对邻频干扰干信比门限变为40+20+X（X为RNSS带内带外抗干扰能力的差值）。

5.3 中频/镜频干扰

中频/镜频干扰是指潜在干扰源的频率成份处于RNSS接收机带内，从而对RNSS接收机构成潜在干扰，由于前端预选滤波器的存在，抗干扰干信比变为140dB（100+40）。假设某RNSS接收机中频为500MHz、工作频率1561.098MHz，本振信号为1061.098M，则镜频频率为561.098MHz。如果在561.098M±1.023M带内存在其他通信设备的频率分量，则会对RNSS接收机构成镜频干扰。如果在500±1.023M带内存在其他通信设备的频率分量，则会对RNSS接收机构成中频干扰。

5.4 互调干扰

当多个潜在干扰源存在时，多个频率组合可能形成互调干扰。互调干扰的影响程度取决于干扰源的功率、频率组合以及RNSS接收机本身的互调指标。互调干扰一般考虑3阶产物，如果干扰源信号强度很大，需要考虑更高阶。例如：RNSS接收机工作了1561.098MHz，附件有另外两个设备，工作频点分别为1558MHz、1555MHz，（2*1558-1555=1561），当两个潜在干扰设备功率较强时，会在RNSS接收机接收放大器端形成互调干扰，干扰频率为1561MHz，该干扰信号落入1561.098MHz工作频段内，形成互调干扰。

5.5 脉冲干扰

假定一个RNSS参考接收机在一台单脉冲雷达附近工作，接收机工作于消隐模式，雷达信号在该频段内的信号具有如下的干扰参数：

PDC=0.0765（脉冲占空比），

=0.1（相关器后门限下集总脉冲干扰与接收机热噪声功率密度比），

RNSS接收机的工作参数为：

=1.0us（过载恢复时间）

则现有工作状态下的接收机的等效噪声参照公式（7）计算，由于本例中无连续干扰，因此/=0，且=0.8，因此，等效噪声相对接收机热噪声增加了1/（1-0.0765）×1.1=1.19108倍，即接收信噪比相对无脉冲干扰时恶化了10log10（1.19108）=0.759dB。

6 结束语

本文对RNSS信号的潜在干扰进行了分析，提出了干扰评估方法，在RNSS的发展过程中，需要持续跟踪RNSS与其它无线系统的户操作性问题，逐步完善修正干扰评估方法，逐步建立干扰评估模型，为RNSS的良好应用提供技术支撑保障。

参考文献

[1]Hein G.W，Toward a GNSS system of systems，The institute of navigation GNSS，2007：22-30.

[2]Titus B M，Betz J M，Hegarty J，et al，Intersystem and intrasystem interference analysis methodology， The Institute of navigation GNSS，Portlan，OR，2003：2061-2069.

作者单位

中国电子科技集团公司第七研究所 广东省广州市 510310