卫星通信—第四讲 链路计算

北斗卫星通信在水利行业中的应用(DOC)

北斗卫星通信在水利行业中的应用

目录 1.北斗卫星系统简介 (3) 2.水利行业应用需求 (4) 2.1.水利工程测量 (4) 2.2.水情监测 (5) 2.3.水利设备监控 (6) 3.短报文通信在水情监测数据传输中的应用 (6) 3.1.短报文通信介绍 (7) 3.1.1.通信方式 (7) 3.1.2.通信优点 (8) 3.1.3.通信缺点 (8) 3.2.应用方案 (9) 3.2.1.硬件配置 (9) 3.2.2.服务提供 (9) 3.2.3.通信保障 (9) 3.2.4.系统整体结构 (10) 3.3.实际应用项目介绍 (10)

1.北斗卫星系统简介 北斗卫星是一个提供全中国范围内的卫星定位系统。它是中国自主开发的用于地面定位的卫星系统，现在已发展成为可供民用定位和数据通信的系统。系统包括“北斗一代”和“北斗二代”，北斗一代空间部分由两颗静止轨道卫星和一颗备份星组成；北斗二代空间部分由5 颗静止轨道卫星、27 颗中地球轨道卫星和3 颗倾斜同步轨道卫星组成。 北斗卫星系统由三个主要部分组成：空间卫星，地面站(LES)及分理平台（河南北斗卫星导航平台）和用户终端。 图1 北斗卫星系统结构 （1）空间卫星：空间卫星部分由2～3颗地球同步卫星组成，负责执行地面中心站与用户终端之间的双向无线电信号中继任务。每颗卫星的主要载荷是变频转发器，以及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。每颗卫星都有2个波束，定位在太平洋、印度洋二个区域。两颗工作卫星的波束分别为1、2、3、4。一颗备用星的波束为5、6。两颗卫星都可以覆盖中国全境。覆盖范围：北纬5～55度，东经70～145度。系统组成如图1所示。 （2）地面站：终端与终端之间相互通信的中转站。其功能是完成与卫星之间上、下行数据的处理；对各类用户发送的业务请求进行响应处理，完成全部用户定位数据的处理工

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.

铱(北斗)卫星通信终端使用说明_透传功能_

CT2013-0822-V1.0 铱卫星数据通讯终端使用说明 version1.0 2013-8-22 <图1>

声明 Copyright ? 2013 <>版权所有，保留所有权利未经北京xxxx通讯设备有限公司明确书面许可，任何单位或个人不得擅自仿制、复制、誊抄或转译本书部分或全部内容。不得以任何形式或任何方式（电子、机械、影印、录制或其他可能的方式）进行商品传播或用于任何商业、赢利目的。 本手册所提到的产品规格和资讯仅供参考，如有内容更新，恕不另行通知。除非有特殊约定，本手册仅作为使用指导，本手册中的所有陈述、信息等均不构成任何形式的担保。

目录 1产品概述 (4) 1.1产品简介 (4) 1.2产品特征 (4) 2硬件描述 (4) 2.1设备尺寸及重量 (4) 2.2正面面板 (4) 2.3右侧面板 (4) 2.3.1电源 (5) 2.3.2铱卫星天线 (5) 2.3.3GPS天线 (5) 2.4左侧面板 (5) 2.4.1用户串口 (6) 2.4.2LED指示灯 (6) 3快速使用指南 (7) 3.1GPS定位功能 (7) 3.1.1GPS定位功能信息详解 (7) 3.1.2GPS定位功能设置指令详解 (7) 3.2数据透明传输功能 (9) 3.2.1用户透传数据格式详解 (9) 4系统管理员指令 (11)

1产品概述 1.1产品简介 本产品是基于铱卫星系统的数据传输模块9602集成开发的一款卫星数据传输设备，可实现远程位置信息定时传输、短数据透明传输。支持远程更改发送时间间隔指令，支持无发送时休眠、自存储功能。 可应用于海洋环境下的浮标定位、短数据传输，无人区气象监测参数的数据传输，高空探测飞艇（气球）环境监测参数的数据传输，无人驾驶汽车的GPS定位监控，偏远地区特种车辆的GPS定位监控和指令互通等等。 我司也可根据客户具体需求集成定制设备（核心模块有9602、9603、9522B、9523等）。 1.2产品特征 宽电源输入：DC 9V-30V 采用卡口式电源连接方式，使用便捷，锁紧可靠 内部采用防电源反接电路，有效防止内部元器件的损坏 LED状态指示 上电待GPS信号可用后即发送一条定位信息，表明设备工作状态良好 提供了一个用户串口，通过串口，用户可轻松掌握设备运行状态以及进行数据透传 回传位置信息的时间间隔可根据需求设置 铱卫星信号强度实时检测功能 可以根据铱卫星信号强度的不同，决定信息是否发送，确保信息发送成功 在铱卫星信号强度不好的情况下，系统可自动存储100条用户信息，待铱卫星信号强度达到要求时依次发送 具有GPS秒连续检测功能，有效防止系统误动作 2硬件描述 2.1设备尺寸及重量 尺寸：100mm*50mm*23mm 重量：90g 2.2正面面板 <图2> 2.3右侧面板 <图3>

完整word版,1、卫星链路通信系统与SIMULINK仿真(上行链路)

卫星链路通信系统与SIMULINK仿真<上行链路） 一、实验内容 题目1 题目内容：理解信源编码在数字通信系统中的作用，研究SCPC系统中PCM编码方式。利用MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编写PCM信源编码/译码模块，完成语音信号的编码/译码过程。通过参数设置，完成基本的运行调试，得到相关的运行结果，验证仿真过程的正确性。 1.实现框图 图1PCM信源编码 2.实验结果与分析

图2接收端PCM 译码与发送端结果显示 从图2我们可以看出，PCM 解调得到的信号和发送端信号是相同的频率，验证了PCM 调制的有效性和可靠性，但是解调得到的信号和原有信号相比出现了时延的情况，这也说明在通信过程中此类情况无避免。题目2 题目内容：了解SCPC 系统中信号调制/解调的实现机制。利用MATLAB/SIMULINK 通信模块库提供的基本模块搭建、编写BPSK(QPSK>调制/解调模块，完成信号的调制/解调的过程，并输出调制/解调前后的星座图和频谱图。1. 实现框图 图3信号调制/解调过程 2. 实验结果与分析 Transmit Filter1Transmit Filter Modulator Baseband Demodulator Baseband Generator Channel

图4发送地球站端QPSK调制后的星座图 图5接收解调信号星座图 从图4和图5中可以看出，信号经过调制解调并叠加噪声之后，接收信号的星座图出现了明显的抖动，出现了不同程度的相位模糊，在不同信噪比情况下，信噪比的值越大，星座图点的分布越集中，与发送端信号相比，误码率也越低，相反，信噪比越小，星座图点的分布越分散，误码率也越低。 题目3

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

北斗卫星定位车载终端技术方案

北斗卫星定位车载终端技术方案

北斗卫星定位车载终端技术方案 三、技术原理 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统为用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，内置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，经过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，而且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，能够灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容当前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。

四、设计方案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合 系统采用成熟的高新科技，以当前较为先进的方法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间内具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合 在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有严格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 3、安全可靠性 在经济条件允许范围内，从系统结构、设计方案(考虑到非法用户及病毒入侵，数据采用纠错冗余技术)、技术保障等方面综合考虑；系统尽可能地采用成熟的技术、商品化的软硬件产品，保证系统可靠稳定运行。 4、实用性 整个系统的操作以方使、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计，统一操作，既充分体现快速反应的特点，又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于运输交通管理层及时了解各项统

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

北斗卫星通信概述及应用领域

目录 一、北斗卫星通信概述 (2) 二、北斗卫星通信应用领域 (2) 2.1北斗卫星通信在水利行业中的应用 (2) 2.2北斗卫星通信在水情监测数据传输中的应用 (3) 三、北斗卫星通信方式 (4) 3.1点对点双向通信 (4) 3.2多点对一点通信 (4) 四、北斗卫星通信的优缺点 (5) 4.1北斗卫星通信的优点 (5) 4.2北斗卫星通信的缺点 (5)

北斗卫星通信概述应用及优缺点 一、北斗卫星通信概述 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。 二、北斗卫星通信应用领域 2.1北斗卫星通信在水利行业中的应用 在水利工程勘测和设计中，经常会遇到山岭、江河、峡谷等自然环境的阻隔，传统测量仪器很难找到合适的测量点，工作量也比较大，影响测量的精确度和工程进度。 北斗是完全由我国自行研制的定位系统，目前已经广泛运用到各项我国基础工程各项测量和定位中，基于北斗定位的RTK（实时动态差分）测量相比较传统观的水利工程测量而言，

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

北斗卫星一代短报文通信技术原理和关键技术

北斗卫星一代短报文通信技术原理和关键技术【文章摘要】 介绍北斗卫星一代短报文通信技术原理和关键技术以及应用 【关键词】 北斗卫星一代；短报文；通信技术；应用 0 前言 北斗卫星的短报文通信功能是美国GPS 和俄罗斯GLONASS 都不具备的特殊功能，是全球首个在定位、授时之外具备报文通信为一体的卫星导航系统。 北斗卫星短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心间双向数字报文通信功能，一般的用户机可一次可传输36 个汉字，申请核准的可以达到传送120 个汉字或240 个代码。短报文不仅可点对点双向通信，而且其提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输，为各种平台应用提供了极大便利。 指挥端机收到用户机发来的短报文，通过串口与服务器连接并且以JAVA 或其它语言编写的通信服务解析数据，通过短信网关转发至普通手机，以及通过通信服务可实现普通手机往用户机发送短报文功能。 1 短报文通信特点 北斗报文通信相比较其它的卫星通信方式具有以下特点： （1）北斗通信申请的信道的分析 通信申请的用户机端通过“北斗”卫星与其他的用户机建立通信申请的链接，类似互联网通信的链路层，只不过北斗通信是通过卫星无线互连。“卫星TCP/IP 传输技术”中定义的链路层不仅仅指整个系统的通信链接，而是在其的基础上高了一个层次。“北斗”卫星通信的实际链路中并没有实现链路控制功能，类似与互联网的物理层。可以类比，数据丢失率类似链路的差错率，通信频度类似于传播延迟，信息往返同样也存在信道的不对称性。 （2）通信频度和通信量的限制 根据北斗卡的不同级别，北斗卡可以支持的报文通信可分为两个级别，普通用户通信频率为120 汉字/ 次；三级北斗卡发送短报文时间频率为1 分钟一次。 （3）数据格式的种类 根据需要，可以选择北斗通信申请的短报文两种数据类型，一种是通常汉字通信采用的ASCII 码的方式，另一种为BCD 码方式。

北斗卫星通信原理

简介 北斗卫星定位系统是由我国建立的区域导航定位系统。 该系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。 北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，授时精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。 美国的GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。 北斗一号导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。 三颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，第三颗是备用卫星。 北斗一号卫星定位系统的英文简称为BD，在ITU（国际电信联合会）登记的无线电频段为L波段（发射）和S波段（接收）。 北斗二代卫星定位系统的英文为Compass（即指南针），在ITU登记的无线电频段为L波段。

北斗一号系统的基本功能包括：定位、通信（短消息）[glow=255,red,2][/glow]和授时。 北斗二代系统的功能与GPS相同，即定位与授时。 系统工作原理： 北斗一号”卫星定位系出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。 另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。 从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。 “北斗一号”的覆盖范围是北纬5°一55°，东经70°一140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右。其定位精度为水平精度100米(1σ)， 设立标校站之后为20米 (类似差分状态)。 工作频率：2491.75MHz。系统能容纳的用户数为每小时540000户。

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

北斗卫星船舶定位及信息通信应用

海上船舶监控管理系统 一、用户需求 通过舰艇中的北斗终端机实时传输经纬度坐标，依托电子海图实时展现出舰艇所在方位，历史航迹等信息。 硬件要求 ?总计20艘舰艇，每艘舰艇根据实际情况安装北斗终端机； ?对每艘舰艇进行实际调研，制定改装方案。 ?定位模块、设备需要高可靠性，北斗长时间自动裕兴，无需人 为干预，能够应对海上恶劣环境； 软件要求 ?基础电子海图； ?海图分层，显示部队舰艇、地方船只； ?在海图中实时显示出舰艇所在位置； ?在海图中显示出舰艇历史航迹； 二、系统设计 2.1 系统结构

2.2 系统组成 图 主机外观 用户终端 北斗卫星/GPS 卫星 船载终端 船载终端 用户终端 数据库服务器 应用服务器 北斗指挥机 图1 船舶监控管理系统结构示意图

图天线外观 主要功能 代码指挥。为部集团用户、指挥车辆及人员提供代码指挥与管控功能； 标绘能力。提供自动、手动标绘能力； 位置监控。能够监收部队所辖北斗用户终端位置和短报文信息； 态势显示。提供基于电子地图的下属位置和状态等态势显示； 应急通信。为作战部队提供基于北斗短报文的基本应急通信保障手段； 具有初始化及自检能力； 能够通过软件进行故障检测，出现故障硬件能够进行报警； 具有对服务器授时能力，并能够提供时间同步服务。 主要技术指标 RDSS技术参数 1.接收链路主要技术参数

接收频点：2491.75MHz±4.08MHz； 接收通道：10； 接收灵敏度：-160.6dBW（误码率小于1×10E-5，前端低噪放噪声系数小于1.2dB）。 2.发射链路主要技术参数 发射频点：1615.68MHz±4.08MHz； 发射功率（EIRP）：6dBW~19dBW（仰角10°~ 90°）； 载波抑制：优于-30dB； BPSK调制相位误差：＜±3°。 3.其它技术参数 双向零值：1ms±10ns，方差≤10ns（1σ）； 定位成功率：99%（有线测试）； 通信成功率：99%（有线测试）； 最高发射频度：1秒（取决于RDSS_IC卡或RDSS_IC芯片）。RNSS技术参数 1.接收通道数： BD2 B1：12； BD2 B3：8。 2.接收灵敏度：-130dBm（前端低噪放噪声系数小于1.5dB）。 3.开机定位时间： 冷启动首次定位时间：≤45s； 热启动平均首次定位时间：≤20s。

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

新型导航通信设备——北斗卫星通信终端(卫星上网设备)

新型导航通信设备——北斗卫星通信终端（卫星 上网设备） 北斗卫星通信终端是以卫星通信技术为基础，与北斗导航相结合的新型导航通信设备。 北斗导航系统是我国独立自主建立的卫星导航系统，在2000年10月和2003年5月，我国3颗“北斗一号”卫星先后成功发射，运行至今，系统工作稳定，状态良好。目前，我国北斗二代卫星导航系统处于卫星密集发射建成阶段，预计到2012年具备亚太区覆盖导航服务能力，2020年实现全球覆盖。目前国内正在大力开发基于北斗导航的产品，但这些产品在深山密林或远海等GSM信号不能覆盖的地方，这种设备的应用受到了限制。卫星上网设备具有网络完备、覆盖面广、频率资源利用率高、可靠性高且方便实用等特点，使得人们可以在任何时间任何地点都能轻松的完成话音通信，通信终端的信息处理能力也得到了大幅度的提高。 基于北斗导航的北斗卫星通信终端不仅具有导航定位功能还具有卫星电话的语音通信、数据通信传真等功能，主要应用于中国大陆、东南亚、东亚、印度洋等地区，可以为船舶运输、公路交通、铁路运输和路线检测、野外作业、水文测报、森林防火、渔业生产、勘察设计、环境监测等众多行业以及其他有特殊调度指挥要求的单位提供导航定位、全球通讯和授时等综合服务。尤其是对遇险救助和陆地抗洪抢险等提供应急通信等，基于北斗导航的卫星通信终端有非常广阔的应用前景。

基于北斗导航的卫星通信终端是最新开发的卫星通信终端产品基础上开发的多功能通信导航设备，该终端使用北斗/GPS实现导航定位功能，结合卫星电话的语音通信和数据通信功能，该设备可以为船舶运输、公路交通、铁路运输和路线检测、野外作业、水文测报、森林防火、渔业生产、勘察设计、环境监测等众多行业以及其他有特殊调度指挥要求的单位提供导航定位、监控、授时、语音通信和数据通信等综合服务。

卫星链路通信系统与SIMULINK仿真(上行链路)

卫星链路通信系统与SIMULINK仿真（上行链路） 一、实验内容 题目1 题目内容：理解信源编码在数字通信系统中的作用，研究SCPC系统中PCM 编码方式。利用MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编写PCM信源编码/译码模块，完成语音信号的编码/译码过程。通过参数设置，完成基本的运行调试，得到相关的运行结果，验证仿真过程的正确性。 1.实现框图 图1 PCM信源编码 2.实验结果与分析

图2接收端PCM 译码与发送端结果显示 从图2我们可以看出，PCM 解调得到的信号和发送端信号是相同的频率，验证了PCM 调制的有效性和可靠性，但是解调得到的信号和原有信号相比出现了时延的情况，这也说明在通信过程中此类情况无避免。 题目2 题目内容：了解SCPC 系统中信号调制/解调的实现机制。利用MATLAB/SIMULINK 通信模块库提供的基本模块搭建、编写BPSK(QPSK)调制/解调模块，完成信号的调制/解调的过程，并输出调制/解调前后的星座图和频谱图。 1. 实现框图 图3信号调制/解调过程 2. 实验结果与分析 Transmit Filter1Transmit Filter Modulator Baseband Demodulator Baseband Generator Channel

图4发送地球站端QPSK调制后的星座图 图5接收解调信号星座图 从图4和图5中可以看出，信号经过调制解调并叠加噪声之后，接收信号的星座图出现了明显的抖动，出现了不同程度的相位模糊，在不同信噪比情况下，信噪比的值越大，星座图点的分布越集中，与发送端信号相比，误码率也越低，相反，信噪比越小，星座图点的分布越分散，误码率也越低。 题目3 题目内容：掌握SCPC系统中信道编码的实现过程，验证信道/译码在整个系统中的功能。利用MATLAB/SIMULINK通信模块库提供的基本模块搭建、编