第3章 卫星信道特性及链路设计 电子科技大学.ppt

（四）卫星信道仿真实现模型 色高斯噪声过程的仿真实现模型 Rice过程的统计分析模型 Rice过程的确定型仿真模型 色高斯噪声过程的仿真实现模型 色高斯噪声过程的实现模型：(a) 对WGN进行滤波；(b) 有限数量的加权正弦波叠加 Matthias Patzold, et al. “On the statistical properties of Deterministic Simulation Models for Mobile Fading Channels”, IEEE Trans. On Vehicular Technology, Vol. 47, No.1, 1998 Rice过程的统计分析模型 Jakes psd的Rice过程统计分析模型 Rice过程的统计分析模型（续） 频移高斯psd的Rice过程统计分析模型 Rice过程的确定型仿真模型 Jakes psd的Rice过程确定型仿真模型 Rice过程的确定型仿真模型（续） 频移高斯psd的Rice过程确定型模型 多普勒系数、频率、相位的拟合 N代表正弦波数目， 表示平均多径功率，fmax表示最大多普勒频移。 多普勒相位θn服从（0,2π）的均匀分布。仿真模型中的多普勒相位可以从标准矢量相位中选择。 卫星移动通信信道模拟器的理论模型框图 （五）卫星信道模拟器 Lutz衰落因子 卫星与终端之间的通信链路 卫星信道模拟器的硬件平台组成 工控机系统和信号处理平台的功能框图 作业 1、某Ku频段(12.2GHz)直播卫星电视系统，星上有16个转发器，每个转发器的输出功率为200W，带宽25MHz。卫星天线（轴向）增益为34dBi。地面接收机采用直径为0.5m的天线，噪声带宽20MHz，并假定传输距离为38500km。 （1）计算自由空间传播损耗和接收端天线增益。 （2）接收机处于卫星天线覆盖-3dB的等高线处（以轴向增益为 参考点），计算接收的信号功率(设大气损耗为0.5dB，其它 杂散损耗为0.5 dB)。 （3）若接收机的噪声温度为110K，试计算接收机的噪声功率。 （4）试计算接收机的C/N。若允许的最小C/N为10.0dB，链路余 量为多少？ （5）假定接收机所处地区约有0.3%的时间处于强降雨，强降雨 时路径损耗会增加2dB，系统噪声温度也增加到260K。试计 算强降雨时的C/N，以及门限为10dB时的链路余量。 2、14/11GHz卫星通信系统的卫星转发器带宽为54MHz、(线性工作点的)输出功率20W。卫星对某地球站的发射（11GHz）天线增益为30dBi，该链路损耗为206dB（含大气影响在内）。转发器采用FDMA方式支持500个BPSK话路信号的传输(一个话路/载波)，每话路编码后速率为50Kb/s，其等效噪声带宽为50KHz。若地球站天线增益为40dBi、噪声温度150K。试计算： （1）卫星转发器输出的每话路功率； （2）地球站接收的每路BPSK话音信号的C/N(假定卫星发 射的信号是无噪声的)； （3）信号门限为6dB，余量为多少？ 系统热噪声 热噪声：只要传导媒质不处于绝对温度的零度，其中的带电粒子就存在随机运动，产生对信号形成干扰的噪声，称为热噪声。 噪声功率谱密度n0： 其中，k为波耳兹曼常数，1.38×10-23J/K；T为噪声源的噪声温度，单位为K。噪声的功率谱密度与频率无关，为白噪声。 网络输出噪声功率N0： 其中，T0是输入匹配电阻的噪声温度 ，Te称为网络的等效噪声温度 ，A为网络增益，B为网络的带宽。 三、噪声和等效噪声温度 等效噪声温度与噪声系数 天线噪声温度：天线噪声温度是衡量通过天线进入接收机的噪声量的一个指标，通过对所有来自外部噪声源的噪声分量进行积分求得。随着损耗的增加，辐射噪声也相应增加。大气对地球站天线噪声温度的影响可以用下式计算： 其中，Ts为天线接收到的天电噪声温度（K）；Tm为传播媒质的有效温度（ K ）； L为路径损耗（dB）。 噪声系数NF：定义为输入信噪比与输出信噪比的比值 。 网络的等效噪声温度Te可以表示为： 有耗无源网络（馈线等）的等效噪声温度 在输入、输出端匹配的情况下，输出端负载得到的噪声功率No为 同时输出噪声功率还可以表示为输入噪声功率对输出的贡献，加上网络内部噪声对输出的贡献。假设无源网络的损耗为LF，增益为A=1/LF。则网络输出噪声功率为： 等效噪声温度（特