43卫星链路干扰分析.PPT

卫星通信系统与技术 陈振国 杨鸿文 郭文彬 编著 北京邮电大学出版社 第四章 卫星链路设计 4.1 传输方程 4.2 基本卫星链路分析 4.3 卫星链路干扰分析 4.4 降雨衰减分析 4.5 信号阻挡和多径衰落 4.6 卫星系统的可用度和设计实例 第四章 卫星链路设计 4.5 信号阻挡和多径衰落 4.6 卫星系统的可用度和设计实例 4.1 传输方程 4.1.1 引言 图4-1绘出与链路设计有影响的、一个网络的主要组成部分。由信号的始发站到终点站，从无线电链路设计的目标来看，可以划分为：地球站 ~ 卫星链路 (或上行链路)；卫星；卫星 ~ 地球站 (或下行链路) 三部分。 4.1.2 传输方程 传输方程是设计无线电链路的基础。这个方程描述发送地球站发送的射频功率，与接收地球站收到的射频信号功率、传输频率、和发射机到接收机之间距离的关系。 EIRP一般都用dBW单位来表示，即有： EIRP (dBW) = 10 lg GT + 10 lg PT 功率通量密度P f d 的分贝值为： P f d = EIRP – 10 lg 4πd2 (dBW / ㎡) 使用距离d处的P f d 表示式，当天线口径面积为A R 时，接收地球站收到的载波功率为： C = P f d AR (W) 实际上由于天线系统具有的各种损耗，会损失某些功率，因而收到的载波功率应改写为： C = η P f d AR (W) 传输方程为： C = PT GT GR (λ/ 4πd)2 4.1.3 其它传输损耗 1. 馈线损耗 2. 天线未对准损耗 3. 大气层和离子层损耗 4. 法拉第旋转 4.2 基本卫星链路分析 就一定的信息比特率而言，欲达到要求的信息传输质量，需要在信号调制类型和卫星链路的载噪比之间加以折衷。卫星链路的载噪比是本章讨论的重点。 4.2.1 上行载噪比计算 上行载噪比为： 4.2.2 下行载噪比和总的载噪比计算 设 为卫星重发载波 时的EIRP，则有： 或 在接收地球站，合成噪声功率为： 整个卫星链路载噪比 链路总载噪比为： 按物理意义用分贝数写出下行链路载噪比为： 4.2.3 卫星上高功放的输入和输出回退量 用于单载波放大的HPA，典型的归一化功率增益特性如图 4-5 所示。HPA输出功率最大的工作点称为饱和点。 设BOi和BO0分别是输入和输出回退量，它们定义为： 或 可得出： 4.2.5 再生型转发器的计算公式 当 时，给出的误比特率为： 4.3 卫星链路干扰分析 假定所有干扰信号 (包括AWGN )，都是彼此无关的广义平稳随机过程，其均值为零。 4.3.1 载波噪声干扰功率比 总的卫星链路的载波噪声干扰比为： 4.3.2 进入或来自邻近卫星系统的干扰 来自地球站天线旁瓣进入到邻近卫星的干扰，如图4-8所示。 已知θ，β和d有下列关系 从地球站A2到卫星A的上行载波干扰比为 从地球站A到卫星A1的下行载波干扰比为 邻近卫星系统引起的总载波干扰比为 4.3.3 地面微波等其它干扰 1. 地面微波干扰 2. 正交极化干扰 3. 邻近信道干扰 4.3.4 交调干扰产生的噪声 1. FDMA多址联接时的交调干扰 2. 交调干扰的导出 3. 高功放的最佳工作点 4.4 降雨衰减分析 系统设计人员为了真实地确定链路的有效性，建立链路余量、并提供防止降雨作用的有效方法，需要可靠地预测降雨衰减的大小。 4.4.1 降雨衰减预测和计算 1. 降雨衰减预测 2. 降雨衰减计算 ITU 推荐的降雨衰减计算公式为 4.4.2 降雨衰减对系统噪声温度的影响 由衰减因子A r引起的噪声温度增量为： 4.4.3 降雨引起的去极化效应 在采用双极化运行、实现正交极化频率再用时，为补偿降雨去极化，可能不得不采取某些措施。 地球站天线运行盖有屏蔽罩时，降雨对罩子的影响也必须考虑。 4.4.4 缓解降雨衰减的方法 1. 站址分集 2. 上行功率控制 3. 加信道纠错编码 4.6 卫星系统的可用度和设计实例 4.6.1 卫星系统的可用度 通常定义系统的可用度为从发送地球站经过卫星，再到接收地球站的整个系统的可用度。如地球站故障和链路故障是互相独立的，则系统可用度为： PA = PA1 PA2 PAL PAS 4.6.2 一般卫星链路设计思路