第5章卫星通信线路计算课件.ppt

第5章 卫星通信线路计算 概述 卫星通信线路计算的基本公式 卫星通信线路中的载波功率与噪声功率比 5.1 概述 卫星通信网络结构 信号传输的主要技术指标 5.1.1 卫星通信网络结构 任何一个卫星通信系统都要组成一定的网络结构，以便使多个地球站按一定的连接方式通过卫星进行通信。根据卫星通信系统使用目的和要求的不同，可以组成各种不同的卫星通信网。例如国际卫星通信网、海事卫星通信网等等。对于大量分散、稀路由、低速的数字卫星通信系统，还可以组成VSAT卫星通信网。根据业务性质、容量和特点的不同，组成的网络结构也将有所不同。 系统的工作过及标准线路模型 5.1.2 信号传输的主要技术指标 5.2 卫星通信线路计算的基本公式 接收信号功率 传输损耗 噪声与干扰 5.2.1 接收信号功率 5.2.2 通信距离方程 当以PT功率发射，同时发信天线的功率增益为GT时，那么接收站所接收的信号功率C可用下式表示：  其中Lp=（4πd/λ）2为自由空间的传输衰减。 馈线损耗为lk(馈线输入输出功率的比值) 5.2.2 传输损耗 自由空间传输损耗Lf 大气损耗 多径衰落 自由空间传输损耗Lf 自由空间传输损耗Lf 大气损耗 所谓大气吸收损耗是指信号穿过大气层时，受到电离层中自由电子、离子以及对流层中的氧分子、水蒸汽分子等的吸收而产生的损耗。用La表示。 大气吸收损耗是信号频率和信号穿过对流层长度的函数，而信号穿过对流层长度又是地球站对卫星的仰角的函数，因而，大气吸收损耗是信号频率和地球站对卫星的仰角的函数。 多径衰落 多径衰落含义及其度量 大致应用于三种情况： ★一般的漫反射情况 ★镜面反射情况 ★有遮蔽情况 多径衰落备余量 典型的备余量为6dB 减小多径衰落影响的措施 5.2.3 噪声与干扰 热噪声 等效噪声带宽 等效噪声温度 交调噪声 天线噪声 其他干扰： 一种：由频率重复使用引起的共信道干扰与交叉极化干扰；一种：邻近卫星通信系统或邻近微波中继系统的干扰。 根据研究的角度不同，卫星通信系统的噪声又可分为两种主要类型：热噪声和交扰调制噪声。无论是天线噪声，还是由馈线，放大器等产生的噪声，都可以等效为热噪声处理，或者本身就是热噪声。交扰调制噪声，又称交调噪声。它是系统的非线性引起的。 比如；天线接到的信号是多个载波被调制的信号，由于收、发设备中放大器、调制解调器以及变频器的非线性等，都将产生交扰调制噪声。 5.3 卫星通信线路中的载波功率与噪声功率比 载波功率 载噪比计算 卫星通信线路中几个相关技术参数的计算 5.3.1 载波功率 载波发射功率 载波接收功率 例题 在IS-IV号卫星通信系统中,一个传送1872路C波段模拟电话的调频波被卫星和地球站的接收机接收,其卫星有效全向辐射功率[EIRPS]=34.2dBW,接收天线增益[GRS]=16.7dB。又知道某发射地球站发射天线增益[GTE]=63.1dB，馈线损耗[LFTE]=0.4dB，发射机输出功率PTE=3.9kW，接收机地球站接收天线增益[GRE]=60dB，接收馈线损耗[LFRE]=0.05dB。试计算卫星接收机输入端的载波接收功率[CS]和地球站接收机输入端的载波接收功率[CE]。 解： [Lf]u=92.45+92.04+15.56=200.05dB [Lf]d= [Lf]u+20lg4/6=196.53dB [EIRPE]=[PTE]-[LFTE]+[GTE]=10lg3900+63.1-0.4=98.6dBW [CS]=[EIRPE]+[GRS]-[Lf]u=-84.74dBW [CE]=[EIRPS]+[GRE]-[Lf]d-[LFRE]=- 102.37dBW 5.3.2 载噪比计算 上行载噪比计算 下行载噪比计算 5.3.3 卫星通信线路中几个相关参数的计算 门限载噪比[C/N]th 地理增益 接收系统品质因数G/T与卫星转发器饱和通量密度WS C/N的门限备余量 FDM/FM/FDMA系统中的卫星线路参数设计 在FDM/FM/FDMA系统中，某基站欲与系统中的另一个基站进行通话时，首先将所要传输的多路信号复用到基带中的相应位置，然后用基带信号对本站的发射载频进行调频，最后通过其上行链路向卫星发送。 TDMA系统中的卫星线路参数设计及容量计算 1.卫星线路参数设计 由TDMA工作方式决定了该方式适合于数字通信系统。对于数字通信系统而言，衡量其系统性能的技术指标是误码率和传输速率，其卫星线路参数设计过程如下。 2.容量计算 在采用TDMA方式的系统中，卫星转发器既可以工作于功率受限情