通信卫星链路计算.ppt

1、a，1，通信卫星链路计算，山东大学，a，2，执行摘要，卫星链路解释及其研究目的卫星链路的分类影响卫星链路的任务卫星链路计算的几个因素典型卫星通信系统的链路计算实例，a，3，卫星链路解释及其研究目的卫星通信的显著特点是通信距离长，传播过程中电磁波衰减大。仅自由空间的损失就达到200分贝，地球站接收的信号通常只有几微瓦。因此，噪声在卫星通信中的影响是一个非常重要的问题。链路计算的目的是尽可能有效地在两个地面站之间提供可靠和有效的连接手段。为此，当发送站发送的信号到达接收站时，它必须具有足够高的电平，并且必须保证必要的服务质量，而不管总噪声对通信质量的影响如何。链路所需的载波噪声比由下式表示。这取决

2、于具体的系统和系统的使用。载波噪声比与传输功率、两端天线增益、传输过程中的各种损耗、噪声和干扰、气象条件等因素有关。4、卫星链路的分类，卫星链路通常分为三类，即：固定卫星服务通信链路；移动通信卫星链路；星际卫星链接。5、卫星链路计算的任务，卫星通信链路计算通常分为两类：1。了解转发器和地球站的基本参数，计算地球站可以获得的载波噪声比和应该发射的信号。系统容量的计算，即一个中继器可以容纳多少载波(信道)，通常是从功率的角度和频带的角度来计算的，两个结果取最小的一个。功率角：一般根据应答器总数和每个载波要求；带宽角度：根据转发器的总带宽和每个载波所需的带宽。2.了解中继器的基本参数，并确定天线尺寸

3、、接收器噪声性能、传输功率等。根据接收机的输出信噪比或对的要求(或对的要求由门限和门限容差提出)。影响卫星链路质量的主要因素如下：自由空间传播损耗；链接中的各种噪音；电离层的法拉第效应：降雨损失；多路径和阴影掩蔽效应；多普勒频移；各种互调干扰。a，7，卫星链路计算，发射机，接收机，卫星，上行链路载波噪声比，下行链路载波噪声比，互调，干扰载波噪声比，待发射信号，接收信号，国际无线电咨询委员会(CCIR)规定卫星通信系统用作洲际通信的标准链路模型。链路模型：地球站-卫星-地球站，a，8，通常卫星链路由三部分组成：上行链路计算；下行链路计算；交换和干扰链路计算。其中它是真值，而不是分贝值，所以我们必

4、须注意计算。它们将在下面单独讨论。卫星链路计算，a，9，介绍几个关键因素，在计算卫星链路之前，介绍几个必要因素：天线增益g；卫星天线增益，地面站天线增益，天线增益，天线直径，天线效率，天线接收的无线电波长，a，10，几个关键因素的介绍，2。自由空间传输损耗(通信距离方程)在卫星通信中，无线电波主要在大气层外的自由空间中传播，而大气层只占很小一部分，因此首先研究的是自由空间传输损耗。自由空间损失由以下公式计算：d:卫星与地面站的距离(m)；电磁波波长(米)，用d(公里)、f(千兆赫)和分贝(即基于10的对数)、电磁波频率(赫兹)表示；C:光速。单位：分贝，a，11，介绍几个关键因素，3。有效各向

5、同性辐射功率下卫星通信系统的典型组成图如下图所示：发射机、地球站或通信卫星、接收机、通信卫星或地球站、有效各向同性辐射功率接收机的外部噪声主要包括以下几个方面：天线噪声。包括宇宙噪声、大气噪声、降雨噪声、天线损耗噪声、天空电噪声、天线罩噪声和天线旁瓣接收到的地面噪声等。干扰噪音。主要包括来自其他通信系统的干扰噪声和人为干扰噪声。转发器非线性引起的上行链路噪声和互调噪声。内部噪声主要来自馈线、放大器和下变频器。因此，输入端的噪声功率是Boltzmann常量：等效温度：等效带宽：a，13，接收器输入端的载波噪声比写成：因为噪声功率n是带宽b的函数，所以缺乏通用性，不便于比较不同带宽的系统。实际上，

6、它通常用于表示载波噪声比。称为质量因子，(1-01)，a，14，载波噪声比的三个表达式之间的关系，a，15，上行链路计算，上行链路自由空间损耗，来自上行链路的质量因子和地球站卫星天线的有效各向同性辐射功率的公式(1-01)，注：该公式计算单载波的情况，通常在计算上行链路载波噪声比时使用转发器灵敏度的概念。转发器灵敏度是指卫星转发器达到最大饱和输出时在输入端所需的信号功率。用功率密度表示，即单位面积的有效各向同性辐射功率。或以分贝表示为，a，16，上行链路计算。在FDMA系统中，中继器通常必须同时转发多个载波。为了降低互调引起的噪声，必须将总输入信号功率从饱和点降低一定值，即进行输入补偿，这意味

7、着中继器工作在线性部分。当中继器与单个载波一起工作时，中继器与多个载波一起工作的值应为。因此，最终获得多个载波的载波噪声比(a，17)，这类似于上行链路计算。得到了单载波的载波噪声比(SINR)、中继器在有效各向同性辐射功率下的下行自由传输损耗和地面站的天线质量因子。同样，在FDMA系统下，中继器的输出功率也有一定的输出补偿。因此，在多载波工作时，中继器的有效各向同性辐射功率为：单载波饱和工作时的有效各向同性辐射功率，a，18，计算上下行载波噪声比，a，19，计算上下行载波噪声比，卫星单载波饱和输出所需的地球站EIRP分贝，实际工作点，地球站EIRP之和分贝，输入补偿；卫星单载波饱和输出EIR

8、P分贝，卫星总输出EIRP分贝，卫星天线品质因数，地球站天线品质因数，输出补偿，a，20，上下行载波噪声比的计算，上下行载波噪声比的计算公式可归纳为以下统一公式：t:始发r:接收端，a，21，互调噪声，通常， 载波公共比和互调噪声平均功率谱密度比通过实验方法或计算机模拟方法获得，并通过等效噪声温度进行转换，即通常情况下，输入补偿值的变化会影响上行、下行和互调干扰的载波噪声比，下图清楚地显示了它们的关系，a，22。 通常，互调干扰载波噪声比是根据该图通过输入补偿值获得的。a、23、阈值裕量和阈值载波噪声比是解调器输出的恢复基带信号质量的最小要求值。然而，任何卫星通信系统建成后，其参数都不是静态的

9、，经常受到气象条件、转发器以及地球站设备的一些不稳定因素的影响。因此，为了在这些因素改变后正常工作，必须保留一定的余量。a，24，雨量余量，在上行链路中，卫星传输将一直由监测站监测，而地球站也将随时从监测站得到指令来调整传输功率。因此，可以容易地解决上行链路无线电波衰减对上行链路载波噪声比的影响。在下行链路中，特别是当地球站使用高增益天线和低噪声放大器时，噪声，a，25，降雨裕度，降雨裕度的含义是：在降雨期间，下行链路可以恶化多少次(表示为m次),或者应该允许多少裕度以将卫星通信链路保持在阈值水平。允许降雨量为：a，26。阈值容差和降雨容差之间的关系将R定义为转换到地面站接收机输入端的上行链路

10、和互调干扰噪声功率之和与下行链路噪声功率之比。结合门限裕度a，27，链路计算实例，本节分别给出了国际卫星通信系统模拟系统和数字系统的两个链路计算实例。仿真系统以SCPC调频FDM为例；数字系统以SCPC-PSK-时分多址为例。a，28，模拟系统，1，模拟系统电话链路标准CCIR是卫星通信系统在电话和电视传输中的标准参考链路。对于电话链路，在零相对电平点(即测试仪的信号电平在电话信道中为0 dBm的点)允许的噪声功率建议如下：任何时间的平均噪声功率不应超过10000 pw(加权值)；每分钟平均噪声功率在超过20昼夜内不超过10000 pw(加权值)；任何月份每分钟平均噪声功率不超过50 000

11、pw(加权值)，持续时间不超过0.3。在任何高于0.03的年份，积分时间为5毫秒的噪声功率不超过1 000 000pw(未加权值)。一、29、IS-，IS-，IS-系统噪声分布(pW0p)，在零相对电平点，噪声功率为10 000pW0p，转换为噪声电平，模拟系统，一、30、模拟系统，模拟卫星链路计算的一般步骤如下：根据要求的输出信噪比计算要求的载波比；计算阈值；计算卫星链路实际实现了什么；计算每个载波的和值；计算系统可以容纳的载波数量n。a，31，IS-卫星链路计算，IS-卫星的参数如下：卫星链路噪声取为7500 pw，a，32，IS-卫星链路计算，1，根据卫星噪声功率计算，知道压扩器的信噪比可以提高17 dB，那么，a，33，IS-卫星链路计算，2，计算门当多载波时，卫星输出的饱和有效各向同性辐射功率为：当多载波时，卫星饱和输入的有效各向同性辐射功率为a，35，并且根据IS-卫星的典型曲线找到上行链路、下行链路和互调的载波噪声比，因此总载波噪声比是：通过IS-卫星链路计算，每个载波的载波噪声比是a，36，4，因此地球站可以少发送25.9。 相应的都减少了25.9分贝。降低后，总的载波噪声比为：相应的阈值裕量为：IS-卫星链路计算，a，37，5，以及系统可以容纳的载波数，因此系统可以容纳389部电话。IS-38，数字系统卫星链路计算，数字系统卫星链路计算