第六章 卫星传输的基本理论.ppt

第六章 卫星传输的基本理论 内容提要 卫星通信概述 卫星传输线路 卫星通信的多址连接 卫星传输系统的应用 6.1 卫星通信概述 6.1.1卫星通信的基本概念 1.卫星通信? 卫星通信的示意图 3.立即转发式卫星通信？ 在只用一颗卫星工作的情况下,只有那些(如A、B两地球站)能同时“看”到卫星的地球站方可利用卫星相互转发无线电信号进行实时通信. 称为立即转发式卫星通信。 4.延迟转发式卫星通信？ 当两个地球站，若不能能同时“看”到卫星,又要利用卫星进行通信时, 只能采用延迟转发式. 5.同步(静止)卫星全球通信系统 用三颗静止卫星的等间隔配置在地球赤道平面内,这样三颗卫星就可覆盖整个地球表面,只有南北极附近存在盲区. 这三颗卫星运行周期为24小时, 运行轨道在赤道所决定的平面内，定点高度约为35800Km，卫星与地球作切线,其夹角17.340的卫星组成。 6.1.2卫星通信的特点 1.卫星通信的优点 (1)通信距离远，覆盖区域大 (2)可进行多址通信 (3)通信频带宽，传输容量大。由于卫星通信使用的是微波频段（300MHz以上），因而可用频带宽、传输容量大，目前，卫星通信的传输带宽可达500MHz，可传送10万路以上的电话信号。 (4)机动灵活 (5)通信线路稳定可靠，传输质量高 6.1.3 卫星通信的使用频段 国际电联给卫星通信的频段分配为1--300GHZ 1.特高频 （UHF）波段 400／200GHz 2.L波段 1.6／1.5GHz; 3.C波段 6／4GHz; 4.X波段 8／7GHz; 5.Ku波段 14／11GHz，14／12GHz 6.Ka波段 30／20GHz 波段使用 1.早期使用C波段（4/6 GHz）:目前大部分民用通信卫星，尤其是商用卫星使用 4／6 GHz频段，上行为 5.925~6.425 GHz，下行为3.7~ 4.2GHz，转发器带宽为500 MHz。 许多国家的政府和军事卫星使用7／8GHz，上行为7.9~8.4 GHz，下行为7.25~7.75 GHz。 2.近期扩展的Ku波段（11／14GHz）:上行采用14~14.5 GHz，下行采用11.7~12．2 GHz，或10.95~11.2 GHz， 3.实验使用Ka波段（20／30GHz）：上行为27.5~31GHz，下行为17.7~21．2 GHz。 6.2 卫星传输线路 6.2.1 卫星传输系统中存在的噪声和干扰 6.2.2 接收机的载噪比C/N与地球站性能因素G/T值 接收点的信号功率为 ： 2.接收机输入端的噪声功率N 由电子线路分析可知，当接收机阻抗匹配时，外部噪声折算到接收机输入端的噪声功率为： 3.接收机输入载噪比C/N和地球站性能品质因数G／T值 （1）接收机输入端的信号载波功率，线路噪声之比为载噪比： （2）上行线路［C／N］U ［C/N］u=［EIRP］g +［GRS］-［LPU］-［kTsatBsat］ 式中：［EIRP］g为地球站有效全向辐射功率，［ GRS］为卫星接收天线增益，［ LPU ］为上行传播衰减；Tsat为卫星接收系统的噪声温度；Bsat为卫星接收系统的带宽。 （3）下行线路［C／N］D [C/N］D=［EIRP］s+［GR］-［LpD］ -［kTtB］ 式中：［EIPR］S为卫星转发器的有效全向辐射功率，［LPD］为下行传播衰减，［GR］为地球站天线接收增益，Tt为地球站接收系统的噪声温度；B为地球站接收系统带宽。 由上式可以看出，当设计好卫星转发器的有效全向辐射功率[EIRP]s之后，若地球站的工作频率、接收系统带宽以及下行线路传输衰减 数值一定，则接收系统输入端载噪比 将由 决定,因而称 为地球站性能因素，简写 。 值越大， 值也越大，表现出地球站接收系统性能越好。 (4)整个卫星线路的C/N 若考虑整个卫星线路时，［C/N］中噪声温度扩展为地球站输入端的噪声三部分之和 T=Tu+Ti+TD 或以噪声功率方式可表示为： N=kTB=k(Tu+ TD+Ti)B 式中: Tu: 上行线路噪声温度; Ti: 卫星转发器的交调噪声温度;TD: 下行线路噪声温度. 6.2.3卫星通信的 （接收系统的品质因素） 模拟通信系统强调信噪比S／N，数字通信系统强调载噪比C／N,它们的值是带宽函数。缺乏一般性,对不同带宽的系统不便比较，改用C／T(与带宽无关)值表示。 C/T= C/N·k·B T是接收系统的等效噪声温度，包括TU，TD，Ti 。 1.热噪声对上下行线路C／T的影