第3章卫星通信链路设计.ppt

4.1 传输方程 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。 传输方程为： C = PT GT GR (λ/ 4πd)2 　　18．在某QPSK/TDMA系统中［EIRP］SS=40 dBW，工作频率为6/4 GHz，［LD］=196.7 dB(f=4 GHz)，［Eb/n0］=11.4 dB，收端地球站性能因数［GRE/TD］=35 dB/K，其它衰减［Lr］=2 dB。试计算卫星链路的信息传输速率。　　19.已知某TDMA系统卫星链路的信息速率为60 Mb/s，采用ADPCM编码后，每话路的比特率为32 kb/s，共有20个站，帧周期为750 ms，每个分帧内报头所含的比特数为150。试计算其系统容量(单向话路数)。 　　20.已知某SCPC/FDMA卫星通信系统工作频段为6/4 GHz，卫星行波管单波饱和输出功率为10 W，卫星天线增益为26 dB；(含馈线损耗)，［GRS/TS］=－4.5 dB/K，［BO］I=7.5 dB和［BO］O=2.5 dB，［LV］=201.4 dB，［LP］=197 dB，转发器在匹配条件下功率增益为105 dB，转发器带宽为36 MHz，［GRE/TD］=23 dB/K，链路标准取Pe≤10－4，采用QPSK调制，信道带宽为38 kHz，数据传输速率Rb=64 kb/s，［M］th=4 dB。试计算： 　　(1)［C/T］tM和每载波的［C/T］t1；　　(2)不计邻道干扰条件下的信道容量n；　　(3)每通路所需卫星和地球站的［EIRP］S1和［EIRP］E1。 　　1.归一化信噪比Eb/n0　　当接收数字信号时，载波接收功率与噪声功率之比C/N可以写成 (3-35)式中，Eb为每单位比特信息能量；ES为每个数字波形能量，对于M进制，则有ES=EblbM；RS为码元传输速率(波特速率)；Rb为比特速率，且Rb=RSlbM；B为接收系统等效带宽；n0为单边噪声功率谱密度。 　　2.误码率与归一化信噪比的关系　　对于2PSK或QPSK，有如下关系： (3-36)当Pe=10－4时，归一化理想门限信噪比为 (3-37) (3-38) 3.门限余量　　当仅考虑热噪声时，为保证误码率Pe=10－4，必须的理想门限归一化信噪比为8.4 dB，则门限余量［M］th可由下式来确定： (3-39) 考虑到TDMA地球站接收系统和卫星转发器等设备特性不完善所引起的性能恶化，必须采取门限余量作为保障措施。 　　4.接收系统最佳频带宽度B　　接收系统的频带特性是根据误码率最小的原则确定的。根据奈奎斯特速率准则，在频带宽度(简称带宽)为B的理想信道中，无码间串扰时码字的极限传输速率为2B波特。由于PSK信号具有对称的两个边带，其频带宽度为基带信号频带宽度的两倍。因此，为了实现对PSK信号的理想解调，系统理想带宽应等于波形传输速率(波特速率)RS。但为了减小码间干扰，一般要求选取较大的频带宽度。通常取最佳带宽为 (3-40) 5.C/T值　　满足传输速率和误码率要求所需的C/T值为 (3-41)用分贝表示为 (3-42) 3.3.2 PSK/TDMA方式　　1.数字链路参数的计算　　例3-3 已知工作频率为6/4 GHz，利用IS-Ⅳ卫星，卫星转发器［G/T］S＝－18.6 dB/K，［WS］＝－72 dBW/m2，［EIRP］SS＝23.5 dBW，上行传播衰减为200.6 dB，下行传播衰减为196.7 dB。考虑到卫星行波管存在AM/AM和AM/PM转换等非线性特性的影响会使误码率变坏，为此采取一些必要的输入、输出补偿，取［BO］I＝6 dB，［BO］O＝2 dB。又知标准地球站［GRE/TD］＝40.7 dB/K，链路标准取误码率Pe≤10－4，d＝40000 km，Rb＝60 Mb/s。试计算QPSK-TDMA数字链路的参数。 　　解：(1)求接收系统的最佳带宽B。　　根据式(3-40)，可得则取B＝35 MHz。 　　(2)确定满足传输速率和误码率要求所需的［C/T］th值。　　当要求Pe≤10－4时，有［Eb/n0］≥8.