卫星链路预算初步通俗解析_中_刘军

表示10Log X 斜体 表示10X/10c=2.998e8 光速地球赤道半径 h=35793km 卫星离地面高度K=1.38×10-23J/K 波尔兹曼常数 为单位面积理想天线增益G 0Noise(K)=290×[Noise(dB)-1]D =()()f cos 222e e e e R h R h R R +-++ 天线与卫星的距离 Free space loss =32.4+20Log(D ×f ) 自由空间传输损耗（注：D 单位km ；f 单位MHz ）Symbol rate =Date rate /（M ×FEC code rate ） 符号率(MBaud)占用带宽(MHz) Spread factor=1.2噪声带宽(dB.Hz)Allocated transponder bandwidth = (Symbol rate ×Carrier spacing factor )+ Bandwidth allocation step size转发器分配带宽(MHz) 上行链路功放功率与天线选择：EIRP US = Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint loss U +SFD 上行饱和等效全向辐射功率dBWEIPR U = EIRP US -IBO载波在卫星天线口面上的通量密度dBW(PFD)Total HPA power required= EIRP U - Antenna gain - (Coupling loss)U 所需功放功率W （也可以固定功率来确定天线尺寸）(C/N 0)U =EIRPU -( Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint lossU (G/T)S(C/N)U = (C/N=SFD IBO (G/T)S - Noise bandwidthAntenna efficiency =Antenna gain ×c 2/(πRf)2 天线增益效率（注：c 单位m ；f 单位Hz ；R 单位m ）Antenna noise =⎰⎰πππ200sin ),(),(41f q q f q f q d d T R =⎰⎰Ωπ42),(),(1d A T B f q f q λ 以波长为单位，天线有效面积为权重的亮温度对全天空的积分≈15×Antenna efficiency+(1-Antenna efficiency )×[15×sin θ/(cos θ+sin θ)+(140+θ)×cos θ/(cos θ+sin θ)]G/T= Antenna gainEIRP D = EIRP S -OBO(C/No)D =EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T(C/N)D =(C/No)D -Noise bandwidth=EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T -Noise bandwidthC/(N+I)C/(N+I) = C/(No+Io) - Noise bandwidthEb/(No+Io)频谱仪读到的MARKE DELTA= C/(N+I) +1=(C+N+I)/(N+I)Es/N 0一、转发器参数SFD、G/T、EIRP、载波输入回退CIBO(Carrier InputBackoff)和载波输出回退COBO(Carrier Output Backoff)G/T 被称为figure of merit，即接收系统的品质因素。

Ku频段卫星通信链路计算李子龙;娄景艺;屈晓旭【摘要】卫星通信具有容量大、成本低、抗干扰性能强、覆盖面积广和通信距离远等优势,已成为舰船通信的重要手段.针对Ku频段卫星通信的特点,提出了一种链路计算方法,并给出了岸基发送站、卫星转发器和接收系统的参数,通过实例分析,计算上行发送站的EIRP、接收站天线的方位、链路降雨衰减、链路载噪比及链路余量等,从而设计出合理的链路预算.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)006【总页数】5页(P662-666)【关键词】Ku频段;卫星通信;链路计算;雨衰;载噪比【作者】李子龙;娄景艺;屈晓旭【作者单位】海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033【正文语种】中文Key words：Ku-band；satellite communication; link-budget calculation; rain attenuation; carriernoise ratio在研究Ku频段卫星通信系统时，链路计算是设计的基础。

在进行链路设计时涉及以下几点：(1)是上行发送站的EIRP，描述了射频信号的发射能力，是高功放的输出功率和天线增益的乘积，而且要考虑馈线损耗;(2)是降雨衰减，由于Ku频段电磁波的波长为十几毫米，而雨滴的直径为数毫米，其穿过雨区时会受到传输损耗，根据ITU-R雨衰模型，计算雨致衰减量;(3)是噪声影响，卫星通信接收的载波电平较低，因此对噪声非常敏感，要分析各种噪声源对通信系统的影响。

1.1 自由链路损耗、大气衰减、天线未对准衰减自由链路损耗[1]指自由空间损耗，其与传输距离和频率成正比为：上行大气层吸收衰减一般为Lau=0.14d B，下行大气层吸收衰减一般为Lad=0.12 dB。

天线未对准衰减，指卫星天线和地球站天线的偏轴衰减，一般为Lpu=0.5 dB。

卫星通信系统链路预算软件研制的开题报告一、选题背景卫星通信系统是一种先进的通信方式，在远距离和没有能源和资源的地方扮演着重要的角色。

由于卫星通信系统的可靠性和覆盖范围较大，因此越来越多的应用程序正在使用卫星通信系统进行数据传输和通信。

从传统的军事通信到移动电话，从电视传输到天气预报，卫星通信系统可以被广泛地应用。

卫星通信链路预算是衡量卫星通信系统质量和可靠性等指标的重要手段，在卫星通信设计和改进过程中占据着至关重要的地位。

本文将开发一款卫星通信系统链路预算软件。

二、选题意义随着卫星通信技术不断发展和应用日益广泛，越来越多的卫星通信系统被设计和开放。

在目前的卫星通信系统中，预算链路中的各项参数对于卫星通信连接的可靠性和性能都有着至关重要的作用，这些参数包括天线增益、频率、处理增益、信噪比等等。

卫星通信系统链路预算软件的开发，可以为工程师们提供一个可靠、有效的手段来提高卫星通信系统的可靠性和性能，避免因参数设计不恰当造成的故障和性能问题，从而提高卫星通信系统的质量和效率。

三、研究内容与方法本文的研究内容是卫星通信系统链路预算软件的研制。

该软件将以 MATLAB 软件为基础，采用 BP 神经网络算法来实现卫星通信系统的链路预算。

软件的主要功能包括卫星和地面站信号间的调制、发射、传输、接收等操作的设计；根据设定的参数，计算卫星通信链路中的天线增益、频率、处理增益、信噪比等，同时提供图形化界面以支持用户操作；根据链路预算结果，进一步进行数据分析和比较，挖掘卫星通信系统设计中的问题，从而更好地指导卫星通信系统的设计和优化。

四、预期成果本文的预期成果是通过开发一款可靠、有效的卫星通信系统链路预算软件来提高卫星通信系统的质量和效率。

该软件能够满足用户对卫星通信系统链路预算的各种需求和要求，提供可视化、直观化的图形化用户界面。

通过软件的应用，用户可以快速、准确地获取卫星通信系统中的各种参数，并进行数据分析、比较、优化。

卫星链路雨衰估算(下)
刘军
【期刊名称】《卫星与网络》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】@@ 具体计算rn3.1采用Ku频段rn全国35个主要城市分别对76.5°E 亚太IIR卫星和105.5°E亚洲-3S卫星,当上行为水平极化、发射频率为
14250MHz、可用度分别为3个9和4个9时,经计算雨衰值如表7所示,供参考.【总页数】2页(P70-71)
【作者】刘军
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.卫星链路雨衰估算数据准备详解-Step By Step [J], 刘军
2.卫星链路雨衰估算(上) [J], 刘军
3.卫星链路雨衰估算(中) [J], 刘军
4.近地卫星Ka频段数传链路抗雨衰自适应模式设计 [J], 张颖; 熊蔚明; 王竹刚
5.Ka频段卫星动中通链路雨衰预测与对策分析 [J], 刘杉;江卫民;文郑杰;宋忠海;周伟;张建勋
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简说卫星链路预算】卫星中继数据链链路预算链路预算的目的和作用卫星链路预算的目的和作用,简洁的讲就是关怀新用户经济合理地选配收发站的硬件配置,帮助老用户确认转变线路的可行性,给出合理性建议,即做到少花钱多办事、不多花冤枉钱。

什么时候需要链路预算下面以新用户组建卫星XX为例说明什么时候需要用到链路预算。

1、首先用户依据实际状况及需求选定XX络结构由于目前甚小口径终端VST的迅猛进展、普及,使得VST一词几乎成了卫星通信的代名词。

一般小于4.5m天线的地面站被认为是VST站,但在VSTXX中有时中心站HUB的配置又很高(天线:6m-20m),可能是大、中型站,因此也难怪人们提到卫星通信就自然地认为是VST系统。

VSTXX络有如下几种结构,通常XX络越冗杂,投入的本钱越高,租用的卫星带宽越多。

2、既已选定XX络结构,下面该选择通信卫星和工作频段了卫星的选择主要是看朝向卫星方向有无遮挡及卫星覆盖是否满足要求。

由于目前几大卫星制造商所制造的卫星从性能指标上基本相差不大,针对ZG区域的卫星覆盖也大同小异,且不同卫星的对比测试较难实现相同的测试条件,故即使测试,结果也并不能说明问题――孰优孰劣,因此说对卫星的选择很大一部分是由市场因素确定的。

工作频段的选择主要看业务形式。

C波段的主要优势就是不易受降水影响,缺点就是天线口径较大,Ku波段则正好相反。

故对通信保障要求严格,系统可用度要求高的业务应尽量选择C波段,如防洪、抢险、救灾等应急及机要通信,越是下雨越是需要保障通信。

对于系统可用度要求不高,但对于便携性、敏捷性要求高,如SNG、动中通等业务则宜选用Ku波段。

3、用户初步接触设备商提出要求,设备商提供组XX配置建议4、用户依据设备商建议向卫星公司提供相关信息,盼望其提供有关链路预算有关信息包括:、站址信息――发射、接收站的经纬度、海拔;B、载波信息――信息速率、调制方式、编码方式、接收门限、滚降系数等;C、用户期望信息――盼望的天线的尺寸、功放大小、占用带宽等。

卫星传输系统链路的计算简析作者：周轩宇来源：《硅谷》2012年第21期摘要：首先针对卫星传输系统中链路计算的相关概念做出必要阐述，而后介绍在链路计算中涉及到的几个主要参数，最后针对工作中需要确定的相关计算量给出计算表达式。

关键词：卫星；传输；链路；计算科技和社会的发展，推动的卫星通信事业的不断向前推进。

相对于传统的有线或无线通信方式而言，卫星通信有着覆盖广、通信容量大、不惧距离、地理环境限制弱等优点，与光纤通信以及数字微波通信一同成为当前我国远距离数字传输的三大支柱。

1卫星传输系统中链路计算的相关概念卫星通信的本质，是以人造通信卫星作为通信中继站而展开的微波中继通信。

在这种通信方式中，信号从发送端出发，经过卫星的接收和放大，然后传送到接收端，因此可以有效实现横跨地域较大的信号传输，而不必过多考虑地理情况，从而其传输成本不在与地理距离正相关。

但是应当注意到，通过卫星中继进行的数据传输，虽然受到地理影响很弱，但是由于信号需要穿透大气层，因此受到气象因素影响相对严重，且传输时延和功损都不能忽视。

这就从客观上要求链路计算的出现。

在针对地球站进行设计和工作的过程中，用户需要对信号传输质量和时间等问题提前作出判断，因此需要进行各种参数展开定量分析判断，以便通过参数的合理选择来实现数字传输的最优化，这就是所谓的链路计算。

链路计算工作包括对于卫星上行以及下行过程中各个环节进行详细推敲和计算，包括诸如天线大小增益、调制方式、对于LNA或LNB的选择等多个方面，其目的在于满足对于整个数据传输过程的质量、价格以及可扩展性等方面的要求。

2卫星传输系统链路计算过程中的主要参数卫星传输系统中，信号的传输质量受到多方面的影响，因此对链路计算是实施有效传输的必要途径。

在链路计算过程中，首先应当明确几个必要的参数，包括天线增益、自由空间传输损耗以及全向辐射功率。

在卫星通信系统中，一般使用定向天线，这种天线能够将电磁能量集中朝向某一特定方向辐射，天线增益定义可以表达为：对于抛物面天线以及其他类似天线而言，增益的表达式为：在上式中。

卫星通信链路裕度分配策略一、卫星通信链路裕度分配策略概述卫星通信作为一种重要的全球通信手段，具有覆盖范围广、不受地理限制等优势。

随着通信技术的发展和应用需求的增长，如何合理分配卫星通信链路的裕度，以确保通信的可靠性和效率，已成为一个关键问题。

本文将探讨卫星通信链路裕度分配策略的重要性、挑战以及实现途径。

1.1 卫星通信链路裕度的概念卫星通信链路裕度指的是在通信链路设计中预留的额外容量或性能，以应对信号衰减、干扰、设备故障等不确定性因素，确保通信链路的稳定性和可靠性。

裕度分配策略是决定如何合理分配这些额外资源的方法。

1.2 卫星通信链路裕度分配策略的应用场景卫星通信链路裕度分配策略的应用场景广泛，包括但不限于以下几个方面：- 事通信：在事领域，通信的可靠性至关重要，裕度分配策略需要确保在极端条件下也能保持通信链路的稳定。

- 紧急救援：在自然灾害等紧急情况下，卫星通信是关键的通信手段，裕度分配策略需要保证通信链路的快速恢复和稳定运行。

- 商业通信：商业卫星通信服务需要满足不同客户的需求，裕度分配策略需要在保证服务质量的同时，实现资源的最优利用。

二、卫星通信链路裕度分配策略的制定卫星通信链路裕度分配策略的制定是一个系统化的过程，需要综合考虑多种因素，以实现资源的最优配置。

2.1 卫星通信链路裕度分配的基本原则制定卫星通信链路裕度分配策略时，需要遵循以下基本原则：- 可靠性原则：确保通信链路在各种条件下都能保持稳定运行。

- 效率原则：在满足可靠性的前提下，尽可能提高资源的利用效率。

- 灵活性原则：策略需要能够适应不同的通信需求和环境变化。

2.2 卫星通信链路裕度分配的关键技术卫星通信链路裕度分配策略的制定涉及到以下关键技术：- 信号预测技术：准确预测信号在传输过程中的衰减和变化，为裕度分配提供依据。

- 干扰管理技术：识别和评估各种干扰源，制定相应的干扰抑制措施。

- 资源调度技术：根据通信需求和链路状态，动态调整资源分配。

自中央、各省广播电视节目上卫星传输以来，许多电视台都配置了车载式卫星上行站。

车载式卫星上行站是把采集到的视频和音频信号进行数字压缩处理后再进行卫星传送的电视采集系统，该系统尺寸、重量、造价都比固定上行站大大减小。

通信卫星传送同传统的微波传送方式相比，避免了城市高大建筑物的阻挡，打破了传统对应用地形和区域的限制，能更快，更方便地转播重要的以及突发性新闻事件。

固定式卫星上行站一般采用大口径的发射天线，链路有较大的余量，而车载式上行站，天线直径一般不大，又多采用Ku波段工作频率，链路余量不大，在不同的地点采用多大的发射和接收天线，进行链路预算就显得十分必要。

本文提供一个简单的使用Excel对链路进行预算的方法。

当今21世纪是信息时代，尤其是无纸化办公的推广，使得计算机应用广泛。

微软办公套件软件功能强大，涉及日常工作的方方面面，加上对系统要求不高，兼容性强，因此已经几乎是所有计算机的标准配置。

Excel就是微软办公套件中的制表软件，它具有兼容性强，操作简便等特点，目前已具有龙头制表软件的趋势，其他制表软件都要向它兼容。

因此我这次选用Excel来进行链路预算。

微软办公套件软件对于初学者来说，仅仅只有其中的宏概念不太好理解，但是此次并没有涉及宏，因此对于如何建立表格，如何设计计算公式等不再赘述，我们只是谈谈具体上下行链路的预算方法。

系统整体框图如下，为节省存储空间和传输带宽，我们要在电视节目源端进行信源编码，在传输之前进行信道编码。

编码：MPEG-2在系统和传送方面作了详细的规定，特别适用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为SDTV和HDTV的编码标准。

视频信号和音频信号输入至编码器，进行MPEG-2压缩编码，输出MPEG-2 DVB码流信号。

较常见的两种MPEG-2压缩编码方式为4：2：2和4：2：0。

相比较，4：2：2方式比4：2：0方式具有较高的图像质量，但信号码率也高，适用于须经多次编码的信号。

卫星通信链路计算过程之欧侯瑞魂创作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 SatC/T D = EIRP S– Loss D + G/T E/S式中的EIRP E和EIRP S分别为载波的上行和下行EIRP，Loss U和Loss 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和C/I XP_D、以及上行和下行邻星干扰C/I AS_U和C/I AS_D。

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(C/I Total )-1 = (C/I XP_U )-1 + (C/I AS_U )–1 + (C/IM)-1 + (C/I XP_D )-1 + (C/I AS_D )-1(C/(N+I))-1 = (C/N Total )-1 + (C/I Total )–1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)的步调也可为(C/(N+I)U )-1 = (C/N U )-1 + (C/I XP_U )–1 + (C/I AS_U )–1(C/(N+I)D )-1 = (C/N D )-1 + (C/I XP_D )-1 + (C/I AS_D )-1 + (C/IM)-1 (C/(N+I))-1 = (C/(N+I)U )-1 + (C/(N+I)D )–1上述两种分歧计算步调所得到的结果是相同的。

卫星通信链路总结目录前言 (1)1 .天线增益,等效辐射功率和接收功率 (1)2 . 传输损耗 (3)3 .系统噪声温度 (3)4 .载噪比 (8)5 .上行链路 (9)6,下行链路 (10)7 .雨水衰减 (10)8 .联合载噪比 (11)9 .互调噪声 (12)前言1.空间链路狭义上分为上行链路和下行链路，如果不考虑卫星组网的情况，就是一颗卫星做中继，两个地面终端通信的场景。

上行链路和下行链路都有很大的损耗，计算这些损耗和衰落，是设计卫星通信产品的重要指标。

2.整个通信过程可以大致理解为地面站一一卫星转发器一一地面站3.接下来我们就从地面的发射机天线讲起，将整个链路讲清楚4.在工程中，我们经常将数值转换为db的形式，在本文中口则为某数据的db 值例如天线增益G为10410Λ4,贝∣J[G]=101gG=40dB[G]=101gG=40dB1.天线增益,等效辐射功率和接收功率为了提高天线定向辐射的能力，通信天线的定向性都很强，但计算中不容易。

我们会引入线的增益的概念。

假如现有一个定向天线，它的输出功率为PsP_s,增益为GG就意味着该天线等效为一个输出功率为PsGP.sG的各向同性天线。

将天线等效为各向同性天线后，这个天线在空间中等距离球面的各点辐射相同。

在发射天线和接收天线对准的情况下，等效全向天线的计算结果和原定向天线的计算结果相同。

举例来说就是发射天线输出功率PsP-S,那么发射天线的等效全向辐射功率(11)E1RP=GtPsEIRP=GJP_s∖tag{1-1}发射天线辐射的电磁波强度至于距离有关，辐射功率通量密度(1・2)①m=EIRP4πr2\Phi_m=\frac{EIRP}{4\pir^2}∖tag{1-2}接收天线的增益GrG_r接收天线的有效面积(1-3)Se=λ2Gr4五S-e=∖frac{∖1ambda^2G_r}{4∖pi}∖tag{1-3}发射天线的接收功率(1-4)Pr=ΦmSe=GtGrPs(入44r)2P_r=\Phi_mS_e=G_tG_rP_s(\frac{\1ambda}{4\pir})^2∖tag{1-4}用分贝的语言表示(1-5)[EIRP]=[Gt]+[Ps][EIRP]=[G.t]+[P.s]∖tag{1-5}(1-6)[Pr]=[EIRP]+[Gr]d10Ig(4πrλ)2[P_r]=[EIRP]+[G_r]-101g(\frac{4\pir}{∖1ambda})^2∖tag{1-6}其中等号右边第三项被称为自由空间损耗[FS1](1-7)[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g4πc[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g∖frac{4∖pi}{c}∖tag{1-7}其中频率单位为MHz,距离单位为km,FS1为比值无单位则光速单位为km*MHz=109m∕s1(P9m∕s,所以c=0.3km*MHzc=0.3km*MHz(1-7)的第三项(1-8)201g4πc=201g4*3.140.3=32.4201g∖frac{4∖pi}{c}=201g∖frac{4*3.14}{0.3}=32.4∖tag{1-8}自由空间损耗FS1的计算(1-9)[FS1]=201gf+201gr+32.4[FS1]=201gf+201gr+32.4∖tag{1-9}补充天线增益的计算公式，在卫星通信中，反射面天线的使用尤为广泛，近年来有向微带天线等体积更小，增益更大的阵列天线发展的趋势，但我们只在此介绍反射面天线的增益的计算公式(I-IO)G=η(πDλ)2=η(πfDc)2G=∖eta(∖frac{∖piD}{∖1ambda})λ2=∖eta(∖frac{∖pifD}{c})λ2∖tag{1-10}参数表中频率比波长更常见,公式(1-10)中n∖eta是孔径效率，有两个典型值，0.55和0.72.D是反射面口径当频率单位GHz,反射面口径单位m,光速单位m*GHz=109m∕s10^9m∕s,c=3×IO-ImGHzc=3∖times1O^{-1}m∖cdotGHz将常数带入：(I-I1)G=η(10.47fD)2G=\eta(10.47fD)A2\tag{1-11}根据(1・6)我们得到了一条链路的两端，计算出了最后接收功率。

卫星链路预算解读
刘军
【期刊名称】《卫视传媒》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】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引表解读，其它项虽然还有很多，但已无关痛痒。

【总页数】3页(P64-66)
【作者】刘军
【作者单位】亚太卫星公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.533
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