卫星传输计算

《卫星传输计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、卫星移动通信系统覆盖全球，能解决人口稀少、通信不发达地区的移动通信服务，是全球个人通信的重要组成部分。但是它的服务费用较高，目前还无法代替地面蜂窝移动通信系统。卫星移动通信系统的高速发展，给人们的生活带来越来越多的便利以及丰富的娱乐，同时也在特殊情况下起着不可或缺的重要作用。如何有效利用卫星通信资源，使其能够更好地在军事以及抢险救灾领域发挥更大的贡献，是我们今后一段时期内努力的方向之一。卫星通信的一个显著特点是电波传播的路径非常长，电磁波在传播过程中将受到极大的衰减。譬如静止卫星与地球站之间约有40000公里的路径，当工作频率为6GHz时，仅自由空间传播损耗就达20

2、0分贝之多。因此卫星或地球站接收的信号非常微弱。地球站接收到来自卫星的信号强度一般只有几个微微瓦。所以卫星通信中噪声的影响是一个非常突出的问题。决定一条卫星通信线路传输质量的主要指标是，接收系统输入端的载波功率与噪声功率之比值，简称载噪比。因为，对于模拟制卫星通信系统来说，载噪比决定了系统输出端的信号功率与噪声功率之比（信噪比）；对于数字制卫星通信系统来说，载噪比决定了系统输出端信号的误比特率，而信噪比与误比特率分别是这两类通信系统的关键性能指标，进行卫星通信线路的设计或分析，就必定要计算载噪比。这涉及到发射端的发射功率与天线增益、传输过程中的各种损耗、传输过程中所

3、引入的各种噪声与干扰以及接收系统的天线增益、噪声性能等因素。卫星通信线路计算一般分为以下两类：①已知转发器及地球站的基本参数，计算地球站能得到的载噪比以及其应发射的EIRP。②已知转发器的基本参数以及根据接收机输出信噪比〔S/N〕或〔Eb/n0〕所提出的对CNt要求（或是由门限CNth及门限备余量〔E〕所提出对CNt的要求），确定地球站天线尺寸、接收机噪声性能、发射功率等。以下是一个12/14GHz系统的计算举例，算的是单载波的情况。已知根据信噪比S/N的要求，在晴天的CNt应为14.8（dB），转发器饱和通量密度为-82(dBW/m2)，在14GHz,1m2有效面

4、积的天线增益为44.37(dB/m2)，卫星的GTS为3(dB/K)，27MHz噪声等效带宽（对应一个载波）为74.31(dBHz)（*射频三分贝带宽为24MHz，按24×1.12≈27MHz），而玻尔兹曼常数（k）为1.38×10-23W/KHz，已知(10lgk=-228.6)(dBW/K∙Hz)，可以根据上述已知条件算出上行线路热噪声的CNU的值。先根据已知的14GHz，1m2代入公式10log4πλ2中算出天线增益为44.37(dB/m2)，然后由公式CNU=WS-BOI-10lg4πλ2+GTS-B可以求出上行线路热噪声的载噪比为22.92（dB）。已知各

5、种干扰噪声的CNI为21.31（dB）（包含邻近卫星、邻近通道、交叉极化等干扰噪声），设门限载噪比CNth为10（dB），则可以算出要求的下行线路热噪声的载噪比CND，使用的公式为CNt-1=CNu-1+CNi-1+CNth-1+CND-1,将已知的CNI、CNth、CNt、CNU的值代入，就可以求出下行线路热噪声的载噪比CND为16.86（dB）。然后根据门限备余量公式E=CTt-CTth算出门限备余量为4.8（dB），然后可以根据r=CTt-1-CTD-1CTD-1算出噪声温度之比r为0.61，已知门限备余量与降雨备余量之间的真数关系为E=m+r1+r,则可以求

6、出降雨备余量为6.3（dB）（包含邻近卫星、邻近通道、交叉极化等干扰噪声）。已知卫星发射的EIRPS(一个载波)为43(dBW)，而在12GHz,下行传输损耗LD=92.45+20lgd+20lgf，求得LD=206.8（dB）。由公式〔CN〕=EIRPE+〔G/T〕-〔L〕-〔B〕+228.6可以推出〔G/T〕=〔CN〕-EIRPE+〔L〕+〔B〕-228.6，将已知带入上式可以算出要求的地球站GTE为26.37(dB/K)。然后设接收机噪声温度用290K场效应管放大器Te=300K，馈线损耗LF=0.1db，天线噪声温度10°仰角Te=47K，由已知代入公式Ts

7、=Ta+LF-1TI+LFTe中算出接收系统噪声温度Ts=360.7K，转换为贝分值为25.57(dB∙K)。根据上面已知求得地球站GTE=26.37(dB/K)则可以算出地球站接收天线增益G(12GHz)=51.94（dB），抛物面天线的电增益与几何尺寸的关系为GdB=20lgfMHz+20lgD(m)-42.28(η=0.7)，则由已知可以算出天线直径D（f=12GHz,η=0.7,并取最近标准值）为4(m)。然后通过公式LD=92.45+20lgd+20lgf求出在14GHz,上行传输损耗LU为208.3（dB）。已知一个载波的EIRPE=WS-BOi-1