基于CCSDS的深空通信链路预算的设计-论文.pdf

《基于CCSDS的深空通信链路预算的设计-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、通信技术·CommunicationsTechnology基于CCSDS的深空通信链路预算的设计文／王心一刘智大气吸收损耗、探测器及地面站天线损耗、通等效噪声温(K)，B为等效噪声带宽(w)。信信道损耗等，采用符合CCSDS协议相关规2．12自由空间损耗定的调制方式、调制指数、编码方式等实现链当电波在大气层以外空间传播时，可等路设计的优化。效为自由空间的传播。无线电波在自由空间中2．1通信链路各种损耗的计算传播的损耗为Lf：(T4xd)z(47rdf)／LC，(、2．7)2．1．1探测器及地面站天线损耗式中，d为链路的距离，单

2、位km；f为频【关键词】通信链路地面站探测器通信信地面站参数包括发射天线直径、天线功率，单位MHz。道CCSDS率、天线仰角、天线效率等。天线增益指天线2．1．3大气损耗将发射功率往指定方向发射能力，公式为大气损耗指当射频载波穿越大气层，由Help—information：IdentifyapplicableG：鲁P(2⋯．3)于大气层的吸收、散射、反射导致信号衰减sponsor／shere(sponsors)P表示用无方向性天线发射时所需输入大气衰落与地面站位置、天线仰角及天气可用功率，Pt表示采用定向天线。度相关1深宰空；

3、通甬信链昭路稀预笪算‘崖利天。等效全向辐射功率表示了地面站发射系降雨衰耗为无线电波在穿过雨区时所受上行链路指无线电信号经由深空测控地统的能力。到的衰减量计算平均年度中p％时间可能达到面站天线发射到探测器的链路’反之称为下行脚G(2．4)的降雨损耗链路。上行下行链路各类调制信号包括控制指式中P，为探测器发射功率，G为天线增益。：(2．8)令、遥测数据及传送的信息。品质因数G，T是指接收天线增益与接收式中：7为雨衰率，dB／km单位；Ls为载噪[匕是．总载波功率与噪声功率}匕值，系统总的等效噪声温度批单位为dB／K，电磁波在雨区的

4、穿越斜径，单位km；rP为路是决定深空探测器通信链路性能最基本参数。表征了探测器对来自不同位置的信号的放大能径缩短因子。地面站接收到的噪声和有用信号的功率比为：力，反映了接收系统的质量，其作用主要是求大气的折射率变化会使天线波束产生散NUNDCc／口=C／+c／口y=(C]九+(CD‘)上行载噪比。焦衰减，对于所有纬度，仰角小于5。时的年半功率波束宽度指在功率方向图中，在某均散焦损耗如下(((rf，2_21圳瞅焉tuI’一包含主瓣最大辐射方向平面内，相对最大辐上式为链路预算基本公式，C为地面站发：2．27—1．161g(1+)

5、(2．9)射方向功率通量密度降到一半处两点间夹角。射功率，为功率衰减倍数，N为探测器噪纬度小于53。，仰角小于6。地区，平均散声功率，p为经由探测器噪声放大倍数，T为⋯。去：潭焦损耗如下：0为天线半功率波束带宽；单位弧度；在下行链路衰减倍数，N。为地面站噪声。链=13—6．41g(1+0)(2．10)D(m)为抛物面天线主反射器i21径直径；T1为路预算即预算出通信信道中各种损耗并且量化大气中分子有磁偶极子，水蒸气分子有天线效率；G为天线增益。为电平值，通过已知参数的加减，得到接收端电偶分子，均能从电磁波中吸收能量，使电磁天线

6、指向损耗发生在接收天线偏离发射波产生相应的损耗的载噪比值。。大气吸收损耗为氧分子吸天线最大增益方向时收损耗及水蒸气吸收损耗之和。通信链路的预算包含了自由空间损耗、277(旦)2oo5(2．6)氧分子损耗率计算如下e式中，k为波尔兹曼常数，Te为接收机的52·电子技术与软件工程ElectronicTechnology＆SoftwareEngineeringCommunicationsTechnology·通信技术一xuz+而6．09+]1(2．11)载波频率、要求的信噪比f]限、信息速率等。u1。lg(2*Besse驴(，1)。

7、B—e(’0))通常CCSDS仅推荐使用相位调制(PM)作为(2．19)水蒸气损耗率计算如下地面深空站发射的载波调制方式；载波波形推式中：m。为上行链路数据信道调制指荐使用正弦副载波。编码方式是指已调载波信数，m为上行链路测距信道调制指数。：

8、I005+01．00621p+z：3．68．9I．fJ2．p．10~(2．12)l(，一l833)+9’(，一3254)+26．3j号表示的方法，如NRZ．M，NRZ．M，SP—L等。3结论载波带宽的计算：首先要计算出符号速式中P：水蒸气密度(m)本文针对深空环境建立了通信链路预算率，与

9、被传输的信息速率、纠错码率和调制方的流程，对通信系统各种损耗进行了分析，并式有关，计算公式为在CCSDS协议基础上指导收发端参数的选型：一FECM(2．17)配置。本文对提高深空通信系统设计的可靠性式中M。为信息速率；S为符号速率；及稳定性具有充分参考价值。FEC为前向纠错，