卫星链路计算公式

卫星链路计算公式
卫星链路计算公式

卫星链路计算公式

天线的增益与波束宽度

有效全向辐射功率

自由空间传输损耗

转发器的工作点

噪声与损耗

1. 天线增益:G=收点收到的功率

无方向天线辐射时,接点收到的最大功率定向天线辐射时,接收 微波天线增益:G=

ηλπ24A 半功率角:)(7021

度D

λθ≈ 【半功率角是指主叶瓣上场强为主射方向场强的1/

2= 0.707时(即 功率下降1/2时),两个方向间的夹角。】

2. 接收点的功率密度(单位面积上的功率)为:)/(422m W d

G P W T T E

π= 接收天线收到的功率: 22)4(4d

G G P d A G P A W P R T T T T E R πλπηη==?=① f

R T T R L G G P P = ② 【式②一般性地描述通信线路中信号的传输,称之为“通信距离方程”】

3.自由空间传输损耗:

2)4(c

df L f π=时,式②与式①相等。此即自由空间传输损耗。 【物理解释 物理解释:由于电磁波在自由空间无方向性地辐射,使得只有少部分信号被接收点收到,而其他大部分无法被收到的能量即视为损耗。】

4.有效全向辐射功率:T T G P EIRP =

若考虑馈线损耗,则 F

T T L G P EIRP = 【物理解释:在接收点进行测量时,将T P 功率送入增益为T G 、最大辐射方向指向接收点的发射天线时所测得的结果与将T P T G 功率送入无方向性发射天线时所测得的结果是相同的。】

4. 转发器的工作参数:

工作点:

输入补偿

输出补偿

多载波与单载波工作时的输出功率

1) 44ππ?=?===f ES f T T f R T T R L EIRP L G P A L G G P A P W 即 )/)(4lg(10][[EIRP][W]22ES m dBW L f λπ+-=

【为使卫星转发器单载波饱和工作,在其接收天线的单位有效面积上应输入的功率,一般以W 或SFD 表示】

2)G/T 值:接收天线增益与接收系统总的等效噪声温度的比值称为地球站的G/T 值,也称性能因数或品质因数。

5. 噪声与损耗 噪声与损耗

噪声、干扰

热噪声

互调噪声

共信道干扰

交叉极化噪声

邻星、邻站干扰

邻道干扰

1) 热噪声功率谱密度:)/(0Hz W KT n =

【k 为玻耳兹曼常数,1.38054× 10-23J/K ;T 为电阻R 的绝对温度】

总的输出噪声功率:n p n B KTG B f H KT df f H KT N

===?∞|)(||)(|020 等效噪声带宽:p n G df f H f H df

f H B 202020|)(||)(||)(|??∞∞==

等效噪声温度:p n i G N B kT N

)(?+= 即:p n e i G B T T k N )(+= 【Te 即为网络的等效噪声温度】

2)减小互调噪声的方法:

① 使得转发器的工作点靠近线性区,但这将使转发器的发射功率不足(一般用于频带受限系统);

② 使各个载波按不等间隔排列,即力求产生的互调产物不会落在有用信号的频带内,这将使转发器的频带得不到充分利用(一般用于功率受限系统)。

6. 载波功率与噪声功率比:n

n n kB T C B n C B Tk C N C 1110?=?=?= 载波功率与噪声功率密度比:

6.228)(log 10)(0+=-=T

C k T C n C 【k=1.38054x10-23)】

7. 上行链路C/T 的计算:

1)单载波饱和工作:

方法一:

U

S S E L G EIRP C ?=? 得出:S U S E S U S S E U T

G L EIRP T L G EIRP T C )()(?=??=?? 用dB 形式表示为:S U S E U T G L EIRP T C ][][][][

+-=?

方法二:

24)(λ

πη??=?==S S S S S S R U T G W T A W T P T C

用dB 形式表示:S S U T G W T C ][4log 10][][2+-=λπ 【单位面积天线增益:η

λπ

A G =24】

2) 多载波工作时整个转发器的C/T

方法一:

S U i S E S U M E U T G L BO EIRP T G L EIRP T C ][][][][][][][+--=+-=??

方法二:

i

S S S S i S S R U BO T G W T BO A W T P T C ???=?==24/][λπη S i S U T

G BO W T C ][][4log 10][][2+--=λπ

8. 下行链路C/T 的计算:

1)单载波饱和工作:

E

D E S S D T L G EIRP T C ??=?)( 以dB 形式表示:

E D S S D T

G L EIRP T C ][][][][+-=? 若考虑降雨备余量:

][][][][][M T

G L EIRP T C E D S S D -+-=?

2)多载波工作

E D S S E D M S D T G L BO EIRP T G L EIRP T C ][][][][][][][][0+--=+-=?? 考虑到降雨备余量,则

][][][][][][][][][][0M T G L BO EIRP M T G L EIRP T C E D S S E D M S D -+--=-+-=??

9. 互调噪声部分的C/T :

卫星互调噪声功率谱密度: IMS n ][0

][][][][0k n EIRP T

C IMS M S IM +-=? 【此为多载波工作时总载波功率与T 的比值】

卫星链路计算软件Satmaster帮助(精)

上下行部分 Site Name / Location Enter the literal name of the site where the earth station is located up to a maximum of 40 characters (18 for country data files Example input for country data files (18 characters maximum "Liverpool" Example input for all other forms (40 characters maximum "Liverpool, Merseyside, England." 基站名称 输入基站所处位置的名称,最多 40个字母。 国家数据文件名举例(最多 18个字母 :liverpool 其他格式输入举例:"Liverpool, Merseyside, England." Site Latitude Enter the latitude of the site where the earth station is located. This must be entered in decimal degrees with the suffix N for north and S for South. No spaces are allowed. Examples 53.33N or 27.89S Important Note: When entering data into country data files latitudes are required in degrees and minutes format as obtained from maps and atlases. In this case the fractional part represents the number of minutes and cannot exceed 59. In all other cases input in decimal degrees are assumed. A conversion facility is provided under the calculate menu.

卫星通信信道链路参数计算与模拟

综合课程设计 卫星通信信道链路参数计算与模拟 姓名: 学号: 一、课程设计内容及基本参数

1、 设计目的 近年来互联网和移动通信飞速发展,使得网络终端用户数量不断扩大、新业务不断增加,这对通信技术的发展提出了新的挑战。卫星通信系统以其全球覆盖性、固定的广播能力、按需灵活分配带宽以及支持移动终端等优点,逐渐成为一种向全球用户提供互联网络和移动通信网络服务的补充方案。 本学期我们学习了《微波与卫星通信技术》这门课程,对于卫星通信技术有了基本的了解。本课程设计基于已学的的基本理论,对卫星通信信道链路参数进行计算和模拟,从而掌握卫星通信信道链路参数计算的基本方法,了解影响卫星通信信道性能的因素。同时熟悉Matlab 编程仿真过程,利于今后的学习和研究。 2、 基本参数列表 表1 根据学号得到的系统参数3、 涉及公式 1) ITU 法计算雨衰值: ),()(βα p p R L R K A =(dB) (1) 其中,p R 为降雨率,单位为mm/h ,β为仰角,可以通过以下经验公式获得 0779.041.1-?=f α (255.0≤≤f ) (2) 42 .251021.4f K ??=- (549.0≤≤f ) (3)

上式中频率f 的计算单位为GHz 。 雨衰距离: 14766.03]sin )108.1232.0(1041.7[),(---?-+?=ββp p p R R R L (km) (4) 2)ITU 法计算氧、水蒸气分子吸收损耗值: 氧分子损耗率,对于57GHZ 以下的频段,可以按下式近似计算 3230226.09 4.81[7.1910]100.227(57) 1.50 f f f γ--=?++??+-+(dB/km) (5) 对流层氧气的等效高度0h 和水蒸气的等效高度可分别按如下公式确定: 06(57)h km f GHz =< 因此,对于氧分子的吸收损耗为: 002h R O γ= (dB) (6) 水蒸气分子损耗率与频率和水蒸气密度 )/(3m g p w 有关,对于350GHz 以下频段,都可以用下式计算(dB/km): 242223.610.68.9[0.050.0021]10(22.7)8.5(183.3)9.0(325.4)26.3 w w w p f p f f f γ-=++++???-+-+-+ (7) 对流层水蒸气等效高度w h 可按如下公式确定: ]4 )4.325(5.26)3.183(0.55)2.22(0.31[2220+-++-++-+=f f f h h w w (km) (350f GHz <) (8) 其中,0w h 取2.1km 。 同样,对于水蒸气分子的吸收损耗为: w w O H h R γ=2 (dB) (9) 3)给出经纬度,计算卫星于地面距离及仰角β; 同步卫星的经度s θ,地心角θ定义为从地心点看卫星与卫星终端之间的夹角,卫星终端所在地的经度和纬度(L L φθ,),卫星距地球中心的距离近似为42164.2r km =,地球的平均赤道半径为6378.155e R km =。 )cos(cos cos S L L θθφθ-= (10) θcos 222r R r R d e e -+= (11) 如图1所示,A 为卫星,B 为地心,C 为地球站,仰角为地球站与卫星连线与水平 C

卫星链路计算公式

星通信载波的链路计算方法为,先分别计算上行和下行链路的载波功率与等效噪声温度比C/T或者载波与噪声功率比C/N、以及载波与干扰功率比C/I,再求出考虑干扰因素的系统载噪比C/(N+I) 和载波的系统余量。 上下行C/T 上行和下行C/T 的计算公式分别为 C/T U=EIRP E - Loss U + G/T sat C/T D = EIRP s —Loss D + G/T E/S 式中的EIRF E和EIRF S分别为载波的上行和下行EIRP, Loss u和L OSS D分别为总的上行和下行传输衰耗,G/T sat和G/T E/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。上式中的数据均为对数形式。 C/N 与C/T 的关系 C/N 与C/T 的关系式为 C/N = C/T - k - BW N = C/T + 228.6 - BW N 式中的k 为波兹曼常数,BW N 为载波噪声带宽。式中的数据均为对数形式。 C/I 与C/IM 卫星通信载波需要考虑的干扰因素主要有,上行和下行反极化干扰C/I XP_U^n C/I XP_D、以及上行和下行邻星干扰C/I AS_U和C/I AS_Do此外,还需考虑转发器在多载波工作条件下的交调干扰C/IM 。 C/N 与C/I 的合成 由多项C/N 和C/I 求取总的C/N、C/I 、以及C/(N+I) 的算式为 (C/N Total ) -1 = (C/N U ) -1 + (C/N D ) -1 - 1 -1 -1 -1 -1 -1 (C/I Total ) = (C/I XP_U) + (C/I AS_U) + (C/IM) + (C/I XP_D) + (C/I AS_D) (C/(N+I)) -1 = (C/N Total ) -1 + (C/I Total ) 上述三个算式中的数据均为真数形式。 由多项C/N 和C/I 求取总的C/(N+I) 的步骤也可为 (C/(N+I) u ) -1 = (C/N u ) -1 + (C/I XP_u) -1 + (C/I As_u) -1

卫星通信链路计算过程

卫星通信链路计算过程 星通信载波的链路计算方法为,先分别计算上行和下行链路的载波功率与等效噪声温度比CrT或者载波与噪声功率比C/N、以及载波与干扰功率比CzI ,再求出考虑干扰因素的系统载噪比C/(N+I) 和载波的系统余量。 上下行C/T 上行和下行C/T 的计算公式分别为 CZT u= EIRP E - LOSS U + G/T Sat C/T D = EIRP S - Loss D + GZT E/S 式中的EIRF E和EIRF S分别为载波的上行和下行EIRP, Loss u和L OSS D分别为总的上行和下行传输衰耗,G/T sat和G/T E/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。上式中的数据均为对数形式。 C/N 与C/T 的关系 C/N 与C/T 的关系式为 C/N = C/T - k - BW N = CZT + 228.6 - BW N 式中的k 为波兹曼常数, BW N 为载波噪声带宽。式中的数据均为对数形式。 C/I 与C/IM 卫星通信载波需要考虑的干扰因素主要有,上行和下行反极化干扰C/I XP_U^n C/I XP_D、以及上行和下行邻星干扰C/I ASJU和C/I AS_Do此外,还需考虑转发器在多载波工作条件下的交调干扰C/IM 。 C/N 与C/I 的合成 由多项C/N 和C/I 求取总的C/N、C/I 、以及C/(N+I) 的算式为 (C/N Total ) -1 = (C/N U ) -1 + (C/N D ) T (C/I Total ) -1 = (C/I XPJU) -1 + (C/I ASJU) -1 + (C∕IM) -1 + (C/I XPJD)-I + (C/I ASJD)-I -1 -1 - 1 (C/(N+I)) -1 = (C/N Total ) -1 + (C/I Total ) 上述三个算式中的数据均为真数形式。 由多项C/N 和C/I 求取总的C/(N+I) 的步骤也可为

链路计算总结

天线大小,功放大小则由链路预算提供 决定一条卫星通信线路传输质量的最主要的指标是,MODEM输入端的载波功率与噪声功率之比值,简称载噪比,用C/N来表示 对应不同的调制方式及编码方式,接收机都有自己不同的门限指标,即门槛SFD和EIRP使得桥的左右岸连通,是载波输入回退和载波输出回退使得这座桥严磁合缝地对接的 这是目前转发器通常采用的行波管的非线性决定的 因此多载波工作的转发器,首先转发器就必须有个输入和输出回退 由于卫星转发器的输入功率、输出功率都是按比例走的,故定好了租用带宽及调制编码方式后,发射站被允许的最大全向辐射功率就定了 卫星公司一般是不允许用户超功率使用的,只能小于此值不可能超出此值。接收端能否锁定载波,完全取决于自身接收天线大小,此时已和发射端无任何关系,不能指望靠发射端提高载波功率来使自己锁定。因此如接收余量不够,只能更换大的天线。 输入功率为PsG的全向辐射器也可以产生同样大小的通量密度,故PsG就是有效全向辐射功率,即:EIRP=PsG 通常EIRP用dB表示,即[EIRP]=[Ps]+[G] dBW 同样如用PE代表地面站天线馈源口的发射功率,G来表示发射天线增益,则EIRP的表达式同上是一样的,表示了地面站发射系统的能力。 G/T G为天线增益,T为卫星接收系统的噪声温度,单位为dB/K 。 ? 品质因数G/T是指接收天线增益与接收系统总的等效噪声温度之比;

? G/T反映了接收系统的质量; ? 表征了卫星对接收不同地理位置的信号的放大能力; ? G/T在链路预算中的主要作用是求上行载噪比; ? G/T和SFD反映卫星接收系统的性能,也就是与地面发射站有关; ? 地面站接收天线增益对接收系统噪声温度的比,也同样用G/T表示,其主要作用是求下行载噪比。 SFD SFD(单载波输入饱和通量密度)单位为dBW/ 。 ? 含义:为使卫星转发器处于单载波饱和状态工作,在其接收天线的单位有效面积上应输入的功率; ? 由于卫星覆盖区域不同,SFD表征了卫星对不同地理位置的信号接收的饱和程度,它也有与G/T基本相同的覆盖图; ? SFD在链路预算中的主要作用是求发射站的上行全向辐射功率,进而不断调配,计算得出发射站天线口径和功放大小; ? SFD的标称值不仅和衰减档有关,实际上还和G/T值有关。如无特别指明,SFD 值是指其在G/T=0dB/K时的值。 载波带宽 符号速率 前向纠错(FEC)编码率通常为:1/2、2/3、3/4、5/6和7/8; Reed-Solomon编码率常用:188/204,如无则RS=1; BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、32APSK及64QAM的调制因子分别为1、2、3、2.11.2 载波噪声带宽

卫星链路计算公式

卫星链路计算公式 天线的增益与波束宽度 有效全向辐射功率 自由空间传输损耗 转发器的工作点 噪声与损耗 1. 天线增益:G=收点收到的功率 无方向天线辐射时,接点收到的最大功率定向天线辐射时,接收 微波天线增益:G= ηλπ24A 半功率角:)(7021 度D λθ≈ 【半功率角是指主叶瓣上场强为主射方向场强的1/ 2= 0.707时(即 功率下降1/2时),两个方向间的夹角。】 2. 接收点的功率密度(单位面积上的功率)为:)/(422m W d G P W T T E π= 接收天线收到的功率: 22)4(4d G G P d A G P A W P R T T T T E R πλπηη==?=① f R T T R L G G P P = ② 【式②一般性地描述通信线路中信号的传输,称之为“通信距离方程”】 3.自由空间传输损耗: 2)4(c df L f π=时,式②与式①相等。此即自由空间传输损耗。 【物理解释 物理解释:由于电磁波在自由空间无方向性地辐射,使得只有少部分信号被接收点收到,而其他大部分无法被收到的能量即视为损耗。】 4.有效全向辐射功率:T T G P EIRP =

若考虑馈线损耗,则 F T T L G P EIRP = 【物理解释:在接收点进行测量时,将T P 功率送入增益为T G 、最大辐射方向指向接收点的发射天线时所测得的结果与将T P T G 功率送入无方向性发射天线时所测得的结果是相同的。】 4. 转发器的工作参数: 工作点: 输入补偿 输出补偿 多载波与单载波工作时的输出功率 1) 44ππ?=?===f ES f T T f R T T R L EIRP L G P A L G G P A P W 即 )/)(4lg(10][[EIRP][W]22ES m dBW L f λπ+-= 【为使卫星转发器单载波饱和工作,在其接收天线的单位有效面积上应输入的功率,一般以W 或SFD 表示】 2)G/T 值:接收天线增益与接收系统总的等效噪声温度的比值称为地球站的G/T 值,也称性能因数或品质因数。 5. 噪声与损耗 噪声与损耗 噪声、干扰 热噪声 互调噪声 共信道干扰 交叉极化噪声 邻星、邻站干扰 邻道干扰 1) 热噪声功率谱密度:)/(0Hz W KT n = 【k 为玻耳兹曼常数,1.38054× 10-23J/K ;T 为电阻R 的绝对温度】 总的输出噪声功率:n p n B KTG B f H KT df f H KT N ===?∞|)(||)(|020 等效噪声带宽:p n G df f H f H df f H B 202020|)(||)(||)(|??∞∞==

卫星广播电视传输链路的实用计算

卫星广播电视传输链路的实用计算 广州电子技术网――思维 对卫星广播电视传输链路进行计算的方法是:收集星载转发器和地面接收站的参数(包括地理的和设备的),必要时还要了解上行站的有关参数,利用公式进行计算。 本文中介绍的是有关卫星广播电视传输链路的一种实用而简捷的计算方法,涉及到单载波应用、多载波应用、模拟信号转发、数字信号转发几种情况,综合了传输链路中多方面的因素。与一般的计算方法相比,本文介绍的计算较为精确,且计算过程简捷。文中的例子是按已知卫星转发器的参数和接收站的状态参数来推断信号的质量。至于从给定的信号质量来推算有关接收站的参数,只需进行相反的计算。 1、接收功率的计算 根据电波传播理论,通信链路中电波的自由空间衰减为: L=(4πd/λ)2 (1) 其中λ为工作波长,在卫星通信中,d为卫星到接收站的距离: d=35786×103×{1+0.42×[1-cos(φs-φe)cosθ]}1/2 或 d=42146×103×[1.023-0.302cos(φs-φe)cosθ]1/2 式中φs为卫星星下点的经度,φe为地球站经度,θ为地球站纬度。 如果源点的发射功率为Pt,接收方向上发射天线的增益为Gt,接收天线的增益为Gr,下行链路的自由空间衰减为Ld,则接收到的功率为: Pr=Pt×Gt×Gr/Ld 用对数表示,则 [Pr]=[Pt]+[Gt]+[Gr]-[Ld](2) 在卫星通信中,Pt×Gt定义为等效全向辐射功率EIRP,该值由卫星公司提供,通常以等高线图或表格的形式提供给用户。并将大气闪烁损耗、天线指向误差和馈源极化调整误差对接收的影响归结为ΔLd(Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过10dB,而C波段最大雨衰量一般不超过1dB),则公式(2)变为: [P r]=[EIRP]+[Gr]-[Ld]-[ΔLd] (3) Gr=10lg[(πD/λ)2 η]确定,其中D为接收天线的直径(米),η为接收天线的效率,通常在50%~70%之间(偏馈天线为65%,前馈天线为55%)。 【例1】某卫星上1个C波段转发器在某地的[EIRP]值为36.7dBW,用3m天线接收,[Gr]为39.4dB,自由空间衰减[Ld]为195.96dB,如果[ΔLd]取1dB,则由公式(3),馈源口处接收到的信号功率为: [P r]=36.7+39.4-195.96-1=-120.86dBW 2、当采用SCPC方式使用一个转发器时(SCPC为单路单载波系统,即一路载波只含有一套节目,要传送多套节目就需要多个载波,其优点是可在不同的地点上星,适合上行站不在同一地点而需共用一个转发器的情况。MCPC多路单载波系统,即一路载波包含多套节目,优点是没有多载波谐波干扰,频带和功率利用率较高,适用于多路信号在同一地点上星),转发器的发射功率将在几个载波之间分配,如果这几个载波都是等幅的,则对每1路载波而言,其EIRP要考虑带宽因子: [S]=10lg(B/Br)其中B为整个转发器的带宽,Br则为某个已调载波占的带宽。如果1个星载转发器的带宽被n个载波均分,则带宽因子成为[S]=10lgn。 此外,在多载波使用时,总功率是多个载波的功率之和,所以每个载波需要有一定数值的功率回退。功率回退的目的是减小互调产物对转发器甚至是对其它转发器的干扰。功率回退的值[OPBO]由卫星公司提供。 综合上述几个因素,某1路载波的EIRP为: [EIRP]=[EIRP]-[S]-[OPBO] 接收天线接收到载波的功率为: [P r]=[EIRP]-[S]-[OPBO]+[Gr]-[Ld]-[ΔLd](4) 【例2】某卫星上1个C波段转发器在多载波应用时的输出功率回退为4.5dB,转发器带宽为36MHz,某信号载波占用带宽为12MHz。其它参数同例1,则由公式(4),该信号的

卫星链路跟功率计算

radar_wind 1、接收功率的计算 根据电波传播理论,通信链路中电波的自由空间衰减为: L=(4πd/λ)2 (1) 其中λ为工作波长,在卫星通信中,d为卫星到接收站的距离: d=35786×103×{1+0.42×[1-cos(φs-φe)cosθ]}1/2或 d=42146×103×[1.023-0.302cos(φs-φe)cosθ]1/2 式中φs为卫星星下点的经度,φe为地球站经度,θ为地球站纬度。 如果源点的发射功率为Pt,接收方向上发射天线的增益为Gt,接收天线的增益为Gr,下行链路的自由空间衰减为Ld,则接收到的功率为: Pr=Pt×Gt×Gr/Ld用对数表示,则 [Pr]=[Pt]+[Gt]+[Gr]-[Ld](2) 在卫星通信中,Pt×Gt定义为等效全向辐射功率EIRP,该值由卫星公司提供,通常以等高线图或表格的形式提供给用户。并将大气闪烁损耗、天线指向误差和馈源极化调整误差对接收的影响归结为ΔLd(Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过10dB,而C波段最大雨衰量一般不超过1dB),则公式(2)变为: [Pr]=[EIRP]+[Gr]-[Ld]-*ΔLd+ (3) Gr=10lg[(πD/λ)2 η]确定,其中D为接收天线的直径(米),η为接收天线的效率,通常在50%~70%之间(偏馈天线为65%,前馈天线为55%)。 2、当采用SCPC方式使用一个转发器时(SCPC为单路单载波系统,即一路载波只含有一套节目,要传送多套节目就需要多个载波,其优点是可在不同的地点上星,适合上行站不在同一地点而需共用一个转发器的情况。MCPC多路单载波系统,即一路载波包含多套节目,优点是没有多载波谐波干扰,频带和功率利用率较高,适用于多路信号在同一地点上星),转发器的发射功率将在几个载波之间分配,如果这几个载波都是等幅的,则对每1路载波而言,其EIRP要考虑带宽因子: [S]=10lg(B/Br)其中B为整个转发器的带宽,Br则为某个已调载波占的带宽。如果1个星载转发器的带宽被n个载波均分,则带宽因子成为[S]=10lgn。 此外,在多载波使用时,总功率是多个载波的功率之和,所以每个载波需要有一定数值的功率回退。功率回退的目的是减小互调产物对转发器甚至是对其它转发器的干扰。功率回退的值[OPBO]由卫星公司提供。 综合上述几个因素,某1路载波的EIRP为: [EIRP]=[EIRP]-[S]-[OPBO] 接收天线接收到载波的功率为: [Pr]=[EIRP]-[S]-[OPBO]+[Gr]-[Ld]-[ΔLd](4) 3、接收站的噪声温度和下行链路的载温比 如果接收天线的噪声温度为Ta,高频头的噪声温度为TLNB,则接收站的系统噪声温度大致(忽略了馈线的噪声温度)为: T=Ta+TLNB测定了噪声温度(现在有很多高频头给出的是噪声系数F单位是db,那么噪声系数和噪声温度TLNB的换算公式是: TLNB=(10F/10-1)T0 ,T0是常温下的绝对温度2900K),就可以得到下行链路的载温比C/T: [C/T]=[Gr/T]+[EIRP]-[Ld]-[ΔLd](5) 通常将[Gr/T]称为地球站的品质因数,它是用来描述卫星接收信号能力的一个重要指标。当多个载波使用1个转发器时,某1路载波的载温比为: [C/T]=[Gr/T]+[EIRP]-[S]-[OPBO]-[Ld]-[ΔLd](6)

怎样计算天线直径发射功率卫星租用带宽

怎样计算天线直径、发射功率、卫星租用带宽? 在卫星通信系统中,使用C波段或者Ku波段。假设,已选定某颗卫星,卫星参数已知,主站和远端站的位置和数量已经确定,卫星通信系统用于数据传输,并数据速率已确定。怎样计算VSAT天线直径和VSAT站的发射功率? 例:卫星通信系统主站位于A点,远端站位于B、C、D点,选定X卫星,球覆波束能覆盖A、B、C、D点,EIRP=35dB,卫星通信系统用于建立内部网(如某大型企业的内部网),最大数据速率为1M,试估算A、B、C、D点的地球站天线直径、发射功率、卫星租用带宽。 1、接收功率的计算 根据电波传播理论,通信链路中电波的自由空间衰减为: L=(4πd/λ)2 (1) 其中λ为工作波长,在卫星通信中,d为卫星到接收站的距离: d=35786×103×{1+0.42×[1-cos(φs-φe)cosθ]}1/2或 d=42146×103×[1.023-0.302cos(φs-φe)cosθ]1/2 式中φs为卫星星下点的经度,φe为地球站经度,θ为地球站纬度。 如果源点的发射功率为Pt,接收方向上发射天线的增益为Gt,接收天线的增益为Gr,下行链路的自由空间衰减为Ld,则接收到的功率为: Pr=Pt×Gt×Gr/Ld用对数表示,则 [Pr]=[Pt]+[Gt]+[Gr]-[Ld](2) 在卫星通信中,Pt×Gt定义为等效全向辐射功率EIRP,该值由卫星公司提供,通常以等高线图或表格的形式提供给用户。并将大气闪烁损耗、天线指向误差和馈源极化调整误差对接收的影响归结为ΔLd(Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过10dB,而C波段最大雨衰量一般不超过1dB),则公式(2)变为: [Pr]=[EIRP]+[Gr]-[Ld]-[ΔLd] (3) Gr=10lg[(πD/λ)2 η]确定,其中D为接收天线的直径(米),η为接收天线的效率,通常在50%~70%之间(偏馈天线为65%,前馈天线为55%)。 2、当采用SCPC方式使用一个转发器时(SCPC为单路单载波系统,即一路载波只含有一套节目,要传送多套节目就需要多个载波,其优点是可在不同的地点上星,适合上行站不在同一地点而需共用一个转发器的情况。MCPC多路单载波系统,即一路载波包含多套节目,优点是没有多载波谐波干扰,频带和功率利用率较高,适用于多路信号在同一地点上星),转发器的发射功率将在几个载波之间分配,如果这几个载波都是等幅的,则对每1路载波而言,其EIRP要考虑带宽因子: [S]=10lg(B/Br)其中B为整个转发器的带宽,Br则为某个已调载波占的带宽。如果1个星载转发器的带宽被n个载波均分,则带宽因子成为[S]=10lgn。 此外,在多载波使用时,总功率是多个载波的功率之和,所以每个载波需要有一定数值的功率回退。功率回退的目的是减小互调产物对转发器甚至是对其它转发器的干扰。功率回退的值[OPBO]由卫星公司提供。 综合上述几个因素,某1路载波的EIRP为: [EIRP]=[EIRP]-[S]-[OPBO] 接收天线接收到载波的功率为: [Pr]=[EIRP]-[S]-[OPBO]+[Gr]-[Ld]-[ΔLd](4)

卫星链路计算

卫星链路中C/N值的计算(2010-04-15 21:18:55) 转载 ▼ 标签: c/n g/t 卫星链路计算 杂谈 卫星链路中C/N值的计算 一、我们接收站所在位置接收中星九的方位角、仰角 我站所在地点的径纬度北纬40°03′(40.05°)、东径116°16′(116.27°) 直播星中星九号定点于92.2°E, 上式中地球站径度φ′=116.27°纬度θ=40.05° 卫星星下点径度φ=92.2°r是地球的半径r=6378Km,R是卫星同步轨道的半径R=42218Km代入数值得到 方位角 A=35.08°(南偏西) 仰角 E=37.48° 二、我站到中星九的距离 星站距离公式: d=√63782+422182-2×6378×42218×cos(92.2-116.27)cos40.05=38034(Km) 三、自由空间损耗 自由空间损失又叫扩散损失。在自由空间有一发射天线发射功率为PT,经自由空间传播到接收端时,由于能量分布空间加大,因而通过单位面积上的能量要减少,所以接收点接收到的功率将减少为Pc’,发射功率和接收功率之比就是自由空间传输损失,用Lf表示,即:

式中d是接收点与发射点之间的距离,以米为单位,λ是电波波长,以米单位。 用dB表示时: 那么中星九号卫星到我们地球站的自由空间损耗计算如下 上式中:λ=c/f f:载波频率=11750MHz c:光速300000 km/s d:星站距离38034×103m Ku波段的波长λ=300000×103/11750×106=0.0255 m 将上边数据代入 Lf(dB)=20㏒10〔4π×38034×103/0.0255〕=205.45dB 其它损耗:大气损耗 L1=0.5dB 指向误差损耗 L2=0.5dB 卫星非线性损耗L3=0.5dB 其它可能性损耗L4=0.5dB 考虑到天气好时,上边四项对自由相比较可以不记,这样总的空间损耗为Ls=Lf+L1+L2+L3+L4=205.45dB 四、有效全向辐射功率EIRP 实际上往往采用定向发射天线,使发射机发射功率集中在特定的方向,在这个特定的方向上能量大大增强。假设特定方向上的能量比无方向性天线增强了GT倍,在这方向上相当于发射功率扩大了GT倍,发射机输出功率和GT的乘积就是有效全向辐射功率,用EIRP表示: GT就是发射天线的增益,单位是倍。 如果EIRP、PT、GT都用dB表示,即: (EIRP)dB = (PT)dB + (GT)dB (dBw) (EIRP)dB一般用分贝瓦表示,记作dBw,以1瓦为0dBw;也可用分贝毫瓦表示,记作dBm,以1毫瓦为0dBm;它们之间相差30dB。直播星中星九号在北京的EIRP值为:53.1dBw 五、噪声温度 热噪声功率概念:导体中的电子不断作不规则的热运动,温度越高,这种运动就越强烈,由其产生的噪声也越强。热噪声功率为: 式中K为波尔兹曼常数,大小为1.38×10-23焦耳/°K,T为绝对温度,-273°C为绝对温度的0°K,B为频带宽度。因为热噪声功率与温度有关,所以我们常用等效噪声温度来表示噪声的大小。 六、噪声系数和等效噪声温度

亚洲卫星公司链路计算软件使用介绍_亚

2005亚洲卫星系统工程师资格认证培训
亚洲卫星公司链路计算软件 使用介绍
赵冬梅 高级系统工程师 亚洲卫星公司北京办事处
2005年11月 2005年 11月
南京
1
亚洲卫星公司 南京通信工程学院
Satmaster软件简介(1)
1. Windows界面,考虑完善,使用方便 2. 包括点对点和广播链路两类计算模块,界面略有不 同,适用于不同的业务类型,可在新建文件时进行 选择。
4 点对点链路(文件名:.upd):适于双向点对点业务,点击 “Link”可以互换上下行链路参数。 4 广播链路(文件名:.brd):适于单向广播业务,可预设每 转发器的载波个数,并据此分配转发器功率(如1个转发器 转发1个MCPC电视载波,将占用100%的转发器功率),有链 路自动优化功能。
2
2005亚洲卫星系统工程师资格认证培训

Satmaster软件简介(2)
4 需输入四类共数十个参数
1. 2. 3. 4. 地面站(发射站、接收站)参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
3
Uplink
Downlink
Satellite
Carriers and Modulation
4 如无特别指定,可以参考以下给出的参数默认取值
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1. 2. 3. 4.
地面站(发射站、接收站)参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
4
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卫星通信中的常见问题

卫星通信中的常见问题

问题: 5、降雨损耗及链路可用度 6、饱和通量密度 7、转发器的增益 8、连路计算 9、系统容量估算 5、降雨损耗及链路可用度: ①降雨对链路的影响:降雨会导致电磁波的散射并且会吸收无线电波的能量;降雨的衰减量随着频率的升高而增加,因此Ku波段的降雨衰减要比C波段严重;水平极化的降雨衰减要比垂直极化的降雨衰减要大;雨衰会产生噪声,衰减和噪声对卫星链路性能的影响在上、下行链路的雨衰余量中考虑。 降雨对天线罩的影响:对半球形的天线罩,降雨会产生一个厚度不均匀的水层,水层将导致吸收损耗和反射损耗(1mm厚的水层所产生的损耗是14dB)。 降雨会导致信号的去极化:雨滴通过大气层时略带椭圆形,主轴方向对电场分量的影响不同于次轴方向对电场分量的影响,其结果就是使电波变成了椭圆极化波;对圆极化波的影响大于线性极化波,为了弥补降雨引起的去极化,需要安装去极化装备。 ②链路可用度: 定义:在一年中% p的时间内,链路的误比特率不超过一个给定的门限值 p的概率,称为链路可用度。因此链路可用度表示含义是:一 b

年中经过该链路传输的误比特率性能优于门限b p 的时间百分比。为了使链路可用度达到要求,定义一个门限载噪比C/N []th 和余量[M],余量[M]包括雨衰余量、系统余量以及设备余量等,因此设计系统应该达到的载噪比为:[][M](dB)[]C C N N th =+。 6、饱和通量密度: 卫星转发器的行波管放大器(TWTA )存在输出功率饱和现象,由此定义:使TWTA 达到饱和时接收天线所要求的通量密度为饱和通量密度,用s ψ表示。卫星转发器的饱和通量密度也称为卫星转发器的灵敏度。 如果用[]EIRP S 表示能使卫星接收天线达到饱和通量密度所要求的地球站的有效全向辐射功率,则有: 2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =-+ 显然,2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =+-,这样,如果知道卫星接收系统 的设计参数s ψ以及系统的工作频率、各种传输损耗,就可以计算单一载波时地球站的[]EIRP S 。 7、转发器的增益: 卫星转发器的三个主要参数为[]G T 、S ψ与EIRP 。[]G T 和S ψ(饱和通量密度)反映卫星接收系统在其服务区内的性能,它们与卫星接收天线的增益分布线性相关。EIRP 反映转发器的下行功率,它与卫星发送天线的增益分布线性相关。 卫星天线增益随天线指向与工作频率而变。因此,转发器参数随服务

卫星链路预算解读

DIGITAL TV & IP MULTIMEDIA 链路预算有关具体注意事项  在链路预算中用户应重点关心如下结果: 收、发站天线大小及天线指向 功放大小及余量 载波分配带宽 接收系统余量 分配带宽占整个转发器带宽及占卫星有效全向辐射功率的百分比(%) 1、收、发站天线大小 如收、发站天线尺寸较大,安装位置不允许,链路预算应重新提交应综合考虑天线尺寸及所配置功放大小的成本。一般发射站天线配的大,功放就配的小;相反,天线配的小(在卫星公司允许情况下),则功放必须配的大些。在可能的情况下,考虑到今后扩容,应尽量选择天线大些。 如附表中,在发射站总的EIRP固定为58.53dBW的前提下,建议配置为 4.5米天线+17W功放。其实配置3.7米 +27W功放也可,6.2米+9W也可。显然 6.2米天线太大,3.7米和4.5米都可以, 但本着上述原则,还是选择4.5米更好 些。 如接收天线尺寸由于安装或其它原 因受限,只能选用小于链路预算中建议 的天线尺寸,则: 1、 改变调制方式、降低门限。由 于改变了调制方式,在信息速率不变的 情况下,会增加租用带宽,且会增加上 行功率; 2、 改变转发器的衰减档,使其更 加不灵敏,以此提高上行功率。但一般 卫星公司较少同意,除非用户租用整个 转发器。且即使改变衰减档,一般对下 行接收改善也有限,天线尺寸也小不了 多少。 3、 采用高增益天线,如偏馈天线+ 高质量低噪声放大器(LNB或LNA)+低 损耗电缆,此法一般改善也较小。 以上3法可行的还是第一种方法,具 有可操作性。 2、天线指向 用户应根据链路预算提供的天线方 位、俯仰角确定实际位置安装天线是否 有遮挡。如遮挡且又无其它合适位置, 则此星不可用,链路预算的其余部分已 不需再看。 如不遮挡,但如天线仰角≤5°,由 于此时地面热噪声将大量进入天线,且 载波受降雨及地面干扰的影响将会大大 增加,一般情况下也不建议使用。 3、功放大小及余量 功放大小决定了价格,应和天线综 合考虑成本。例如Ku-Band 4W BUC 和 根据用户需求,卫星公司或设备集成商会提供给用户一份链路预算表,类似于本文后面的附表。以下将对链路预算表的有关具体注意事项进行介绍,并对一些项进行解读。 由于链路预算表项目较多,专业术语较多,可能使人一时不知所措、如何下手。其实只要把握如下几个重点项就能将此表解读,其它项虽然还有很多,但已无关痛痒。 卫星链路预算解读 ◎ 亚太卫星公司 刘军 6 https://www.360docs.net/doc/6f1980178.html, | https://www.360docs.net/doc/6f1980178.html,/wscmbj

亚洲卫星公司链路计算

亚洲卫星公司链路计算软件使用介绍 姚凌峰客户服务经理 亚洲卫星公司北京办事处 2011中信卫星/亚洲卫星通信工程师资格认证培训 主要内容 链路计算要点回顾 亚洲卫星公司的链路计算软件-Satmaster 第 2页

链路计算要点回顾 链路计算的目的 链路计算所要遵守的原则 常用参数介绍 链路计算的一般步骤 第 3页 链路计算的目的 对新建卫星通信网络的配置提供建议 对原卫星通信网络新增站点的配置提供建议 对已建卫星通信网络的升级、改造提供建议 对已建卫星地面站设备的工作状态及系统验收提供依据为卫星通信网络中故障的定位提供依据 为卫星通信网的天线及电子设备入网认证提供依据 第 4页

第 5页 链路计算的所要遵守的原则 功带平衡的原则 使用转发器功率与转发器总功率的比值等于租用带宽与卫星转发器带宽的比值,即: 上、下行降雨不同时考虑的原则 适度保守的原则 转发器的总带宽 租用带宽 转发器的总功率使用转发器功率= 第 6页 链路计算的一般步骤 确定已知条件及所需计算的参数 建立卫星链路计算的数学模型 选择链路计算的基本方法 进行数学计算

第 7页 链路计算的实际应用范例 以亚洲3S 卫星C 波段转发器为例,假设发射站在上海6.2米天线。DVB 业务,信息速率为35.548Mbps ,QPSK ,FEC=3/4, RS=(204,188);单载波推满一个转发器;接收站位于北京,要求E b /N 0大于5.5dB 。请计算上行站需要的发射功率和1.2米天线接收时的链路余量。 第 8页 各种参数介绍 调制方式差错控制方式 卫星通信中的三种速率和两种带宽衡量卫星通信系统传输性能的唯一指标卫星链路中的常用术语卫星公司公布的常用卫星参数

卫星 链路 中C N值的计算

卫星链路中C N值的计算 卫星链路中C/N值的计算 一、我们接收站所在位置接收中星九的方位角、仰角 我站所在地点的径纬度北纬40°03′(40.05°)、东径116°16′ (116.27°) 直播星中星九号定点于92.2°E, 上式中地球站径度φ′=116.27°纬度θ=40.05°卫星星下点径度φ=92.2°r是地球的半径r=6378Km,R是卫星同步轨道的半径R=42218Km代入数值得到 方位角A=35.08°(南偏西) 仰角E=37.48° 二、我站到中星九的距离 星站距离公式: d=√63782+422182-2×6378×42218×cos(92.2- 116.27)cos40.05=38034(Km) 三、自由空间损耗 自由空间损失又叫扩散损失。在自由空间有一发射天线发射功率为PT,经 自由空间传播到接收端时,由于能量分布空间加大,因而通过单位面积上的能 量要减少,所以接收点接收到的功率将减少为Pc',发射功率和接收功率之比 就是自由空间传输损失,用Lf表示,即: 式中d是接收点与发射点之间的距离,以米为单位,λ是电波波长,以米 单位。用dB表示时: 那么中星九号卫星到我们地球站的自由空间损耗计算如下

上式中:λ=c/ff:载波频率=11750MHzc:光速300000km/sd:星站距离38034×103mKu波段的波长λ=300000×103/11750×106=0.0255m 将上边数据代入 Lf(dB)=20㏒10〔4π×38034×103/0.0255〕=205.45dB 其它损耗:大气损耗L1=0.5dB 指向误差损耗L2=0.5dB 卫星非线性损耗L3=0.5dB 其它可能性损耗L4=0.5dB 考虑到天气好时,上边四项对自由相比较可以不记,这样总的空间损耗为Ls=Lf+L1+L2+L3+L4=205.45dB 四、有效全向辐射功率EIRP 实际上往往采用定向发射天线,使发射机发射功率集中在特定的方向,在这个特定的方向上能量大大增强。假设特定方向上的能量比无方向性天线增强了GT倍,在这方向上相当于发射功率扩大了GT倍,发射机输出功率和GT的乘积就是有效全向辐射功率,用EIRP表示: GT就是发射天线的增益,单位是倍。如果EIRP、PT、GT都用dB表示,即:(EIRP)dB=(PT)dB+(GT)dB(dBw)(EIRP)dB一般用分贝瓦表示,记作dBw,以1瓦为0dBw;也可用分贝毫瓦表示,记作dBm,以1毫瓦为0dBm;它们之间相差30dB。直播星中星九号在北京的EIRP值为:53.1dBw 五、噪声温度 热噪声功率概念:导体中的电子不断作不规则的热运动,温度越高,这种运动就越强烈,由其产生的噪声也越强。热噪声功率为:

卫星地球站传输链路计算

卫星地球站传输链路计算 杨晓霞 甘肃省广播电影电视局,甘肃兰州730000 利用卫星转发广播电视信号,转发的质量如何,接收站的设备如何配置,都需要涉及传输链路的计算,它是设计地球站或接收站时进行的信号传输质量和各种技术参数的定量分析计算。以甘肃地球站为例,对卫星租用带宽、上行功率、天线接收系统等的计算作了全面的阐述。 卫星;广播电视;传输链路;计算 TN943.6 万方数据

万方数据

@@[ 1 ] Liu XH, Qiu GZ, Zhao Y, et al. Gallium oxide nanorods  by the conversion of gallium oxide hydroxide nanorods  [J]. J Alloys Compd,2007 ,439 :275 - 8. @@[2] Ogita M,Higo K,Nakanishi Y,et al. Ga2O3 thin film for  oxygen sensor at high temperature [ J ]. Appl Surf Sci, 2001,175:721 - 5. @@[3] Miyata T,Nakatani T, Minami T. Gallium oxide as host  material for multicolor emitting phosphors [ J ]. J Lumin, 2000,87 - 89:1183 - 5. @@[4] Nakagawa K,Kajita C,Okumura K,et al. Role of Carbon  Dioxide in the Dehydrogenation of Ethane over Gallium - Loaded Catalysts[J]. J Catal,2001,203 :87 - 93. @@[ 5 ] Xiao T, Kitai AH, Liu G, et al. Thin film electrolumines cence in highly arisotropic oxide materials [ J ] . Appl  Phys Lett, 1998,72:3356 - 8. @@[ 6] Huang CC, Yeh CS, Ho CJ. Laser Ablation Synthesis of  Spindle- like Gallium Oxide Hydroxide Nanoparticles  with the Presence of Cationic Cetyltrimethylammonium  Bromide[J] . J Phys Chem B,2004,108:4940 - 5. @@[7 ] Avivi S, Mastai Y, Hodes G. Sonochemical Hydrolysis of  Ga3+ Ions: Synthesis of Scroll - like Cylindrical Nanopar ticles of Gallium Oxide Hydroxide [ J ]. J Am Chem Soc, 1999,121:4196 - 9. @@[8] Tas AC,Majewski PJ, Aldinger F. Synthesis of Gallium  Oxide Hydroxide Crystals in Aqueous Solutions with or  without Urea and Their Calcination Behavior [ J ]. J Am  Ceram Soc,2002,85:1421 - 9. @@[9] Zhaag J,Liu ZG,Lin CK, et al. A simple method to syn thesize β - Ga2 O3 nanorods and their photoluminescence  properties[J]. J Cryst Growth,2005,280:99 - 106. @@[10] Zhang YC,Wu X,Hu XY,et al. A green hydrothermal  route to GaOOH nanorods [ J ]. Mater Lett, 2007,61 : 1497 - 9. @@[1]车晴,王京玲.数字卫星广播系统[M].北京广播学院 出版社,2000. 万方数据

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