卫星通信中的常见问题
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浅谈卫星通信中的常见干扰及其处理措施关键词: 卫星通信措施卫星通信具有传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、通信频带宽、容量大等优势,在军事通信中得到广泛应用。
但卫星通信受自身特点的限制和环境的影响,不可避免地存在各种干扰,特别是其开放式的系统,使用透明转发器,更容易受到一些不可预见的恶意干扰,下面谈谈常见的几种干扰及其处理措施。
1、地面干扰(1)地球站设备的杂波干扰。
产生干扰的原因包括:设备杂散指标不合格,工作载波中带有杂波或谐波;调制器、上变频器输出电平过高,或者“功放”工作非线性,出频谱扩散;上变频器、功放的工作点设置不当,造成载波噪声。
处理好这类干扰需要严格做好设备的入网验证测试,确保杂波功率限制在规定的范围之内。
认真研究设备的使用操作说明,正确设置设备的工作点、调整或更换设备,对设备进行合理匹配组合,消除超标杂波。
严格按照入网测试时标定功率电平工作,定期进行各环节测试。
设备更新时先通电经测试确认指标合格再投入使用。
(2)电磁干扰。
由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、工业电噪声等,这些干扰源串入用户站,通过上行链路发射上星造成上行干扰或串入下行链路造成接收干扰。
用户站设备接地不良,接地电阻过高;电缆屏蔽性能差,电缆插头接地不良;链路电平配置不合理。
所有的卫星地球站在选址时都已经进行过环境电磁测试,都应该符合建站要求。
但随着社会的发展,城市建设的扩张,一些原来处于市郊、电磁环境比较好的地球站受到的干扰会越来越多,对于接收用户站来说,所处的环境更是复杂多样,受到电磁干扰随处可见。
在日常工作中应经常检查所有设备接地是否可靠,机房总接地电阻满足设备要求,站内连接室内外设备的电缆必须具有良好的屏蔽性能,应采用双屏蔽电缆,接头连接良好。
发现干扰及时分析判断,查出干扰来源点,缩小查找范围。
(3)互调干扰。
一般存在于上行站处于多载波工作状态时,由于功放容量储备不足,回退不够,三阶互调分量超过规定,或上行发射功率超标,使卫星转发器被推至非线性工作区,导致下行互调特性恶化。
卫星通信中的常见干扰及其处理措施摘要:随着科学技术的日益发展,卫星通信经越来越多地被利用在信号的传递方面,对于传输广播电视信号起到了极为重要的作用。
信号传递领域已经开始广泛应用到卫星通讯,这对于提高传输广播电视信号具有极其重要的现实意义。
但是卫星通信的过程中仍然有很多干扰因素,本文主要介绍了相关干扰因素的情况,并且提出了相应的处理措施。
关键词:卫星通信;干扰;处理措施引言卫星通信系统是一个开放式的系统,然而在卫星通信中的干扰有自然原因也有一定的人为原因,本文对卫星通信中的常见干扰的原因进行了探讨,旨在通过分析探讨把造成卫星通信干扰的因素尽可能的降低或者避免。
一、卫星通信的基础知识卫星通信简单地说就是地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。
卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。
卫星通信系统以通信卫星为中继站,与其它通信系统相比较,卫星通信有如下特点:(1)覆盖区域大,通信距离远;(2)具有多址连接能力。
地面微波中继的通信区域基本上是一条线路,而卫星通信可在通信卫星所覆盖的区域内,所有四面八方的地面站都能利用这一卫星进行相互间的通信;(3)频带宽,通信容量大。
卫星通信采用微波频段,传输容量主要由终端站决定,卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率,而且一颗卫星可设置多个转发器,故通信容量很大;(4)通信质量好,可靠性高。
卫星通信的电波主要在自由(宇宙)空间传播,传输电波十分稳定,而且通常只经过卫星一次转接,其噪声影响较小,通信质量好;(5)通信机动灵活。
卫星通信系统的建立不受地理条件的限制,地面站可以建立在边远山区、海岛、汽车、飞机和舰艇上;(6)电路使用费用与通信距离无关。
地面微波中继或光缆通信系统,其建设投资和维护使用费用都随距离而增加。
而卫星通信的地面站至空间转发器这一区间并不需要投资,因此线路使用费用与通信距离无关。
二、卫星通信中的常见的干扰及其处理措施(1)地面干扰。
广播卫星信号接收中的干扰与应对措施广播卫星信号接收中的干扰问题是卫星通信中常见的一个难题。
干扰可以是因天气、电磁辐射、人为干扰等多种原因引起的。
在接收卫星信号时,干扰会导致信号质量下降、信噪比减小、误码率增大等问题,影响到用户的正常收听和观看。
1.调整天线的方向和角度:天线的方向和角度的微小调整可以使得接收到的信号质量提高,从而减小干扰带来的影响。
可以通过使用天线指示器来辅助调整。
2.增加天线增益:增加天线的增益可以提高信号的接收强度,使得信号质量更好,同时也能增加对干扰信号的抑制能力。
可以通过更换天线或者增加天线的栅增益来实现。
3.使用宽频带滤波器:宽频带滤波器可以帮助滤除掉非目标频率的干扰信号,保留目标频率的信号。
可以根据实际情况选择合适的滤波器进行使用。
4.使用自动增益控制(AGC)技术:AGC技术可以根据接收到的信号强度自动调整接收机的增益,保持信号处于合适的范围内,避免过强或过弱的信号。
可以有效地减少干扰的影响。
5.增加误码纠正技术:在数字广播中,可以通过采用编码、解码和纠错等技术来提高信号的可靠性,减小干扰对信号的影响。
可以根据具体的编码规范选择合适的纠错技术进行应用。
6.提高接收机的技术参数:通过提高接收机的技术参数,如灵敏度、动态范围等,可以提高接收机对信号的敏感度和抗干扰能力,从而强化对干扰信号的抑制能力。
7.加强管理和监测:加强对卫星通信系统的管理和监测,及时发现和处理干扰问题。
可以建立干扰监测系统,观测和分析干扰信号,追踪干扰源,并采取相应的对策。
广播卫星信号接收中的干扰问题是一个复杂的问题,需要综合运用多种技术手段来解决。
通过调整天线、增加天线增益、使用滤波器、采用自动增益控制、增加误码纠正技术、提高接收机的技术参数等方法,可以有效地减小干扰对广播卫星信号接收的影响,提高接收质量和稳定性,保证用户的正常使用体验。
加强管理和监测,及时处理干扰问题,也是解决干扰问题的重要一环。
卫星通信常见故障以及日常维护内容一、日凌现象的发生及干扰日凌现象一般每年发生两次,每次连续至6天,每天最长时间可达10分钟。
北半球的一般发生在春分日前,秋分日后的两三天内。
数字卫星电视接收机一旦因日凌信号中断有时会造成死机,一般需要维护人员手工重启。
二、太阳黑子对卫星信号的影响如果太阳黑子的活动能量大、时间长,会使卫星电视信号立即中断,当太阳黑子活动消失,卫星电视信号的强度将逐渐恢复。
三、卫星接收机无法锁定信号1.卫星接收天线的角度有偏差,及时手动调整卫星天线各方位角度2.高频头损坏,及时更换3.高频头与馈线没有连接好,重新连接4.功分器损坏、功分器与其连接的馈线没有连接好,及时更换已坏备件四、定期进行系统检查五、要定期检查卫星接收系统连接是否正确可靠,接地、接电是否良好。
定期检查室外单元,如:天线所有螺钉有无松动;方位、仰角有无偏离;天线接地是否良好;防雷卡子是否连接良好;馈线连接部分防水是否良好、以及防水有无老化;天线任意部分是否有生锈现象等。
发现问题需要及时解决。
六、定期进行信号检查七、对人线信号质量要求每隔半年进行一次检查。
可通过频谱仪观察信号参考电平值,并通过接收机查看信号参数,包括电平、信噪比、余量、误码率等。
如果信号质量较差,比如参考电平低达-50dbm、或者余量只有2-3db时,应该及时对天线进行校准。
八、定期进行喷漆和润滑维护九、卫星接收天线最多每两年应进行一次喷漆维护,包括天线面、天线立柱、天线基座等,以防锈蚀损坏。
并定期对天线调节部位加油,以防锈蚀卡死十、每次雨雪天气过后,要及时清除天线面及馈源上的积雪十一、每半年应对所有的卫星接收天线和卫星数字接收机及所有的卫星相关部件再进行一次巡检。
卫星通信网络中的网络安全问题研究在当今数字化时代,全球卫星通信网络已成为各行各业通信交流的重要手段。
然而,随着卫星通信网络的运用不断扩大,网络安全问题也愈加突出。
在卫星通信网络中,网络安全问题研究尤为重要、必不可少。
一、卫星通信网络中的网络安全面临的威胁1. 难以防范的物理攻击与互联网相比,卫星通信网络的基础设施更为复杂。
卫星、地面站、终端设备等各类设施分布广泛,被攻击的面非常大。
同时,由于这些设施都是由大量的硬件设备组成,并且许多地方都孤立,因此保护其免受物理攻击是很困难的。
2. 网络监听和数据窃取卫星通信网络中有许多数据非常重要且敏感,比如交通、财务和安全等方面的信息。
因此,的确存在众多恶意攻击者会利用这些数据泄露网络信息,从而实施入侵和破坏。
3. 攻击者入侵并利用漏洞攻击卫星通信网络也无法避免遭到黑客的攻击,特别是那些具有攻击技能的攻击者。
物理攻击或网络监听可能会泄露关键信息,而漏洞攻击可能会对系统造成永久性损害。
二、卫星网络安全问题解决方案1. 加强数据传输的加密卫星通信网络传输的数据较大,容易被黑客攻击获取信息,因此卫星通信网络安全方案必须采用加密技术确保安全性。
加密技术可以有效防止数据被篡改、窃取和网络监听等问题。
2. 对卫星通信网络进行物理安全加固卫星通信网络系统的安全性不仅仅关乎软件安全,硬件设备安全同样重要。
只有保证卫星通信网络的硬件设备的安全性才能保证网络整体的安全性。
可以对卫星、终端设备等设备进行物理安全加固,避免因物理攻击造成的永久性损害。
3. 建立防御攻击的安全策略对卫星通信网络进行系统的安全保护,建立适应的网路安全策略是非常关键的。
网络保护可以包括防火墙、入侵检查和其他防御机制来保护卫星通信网络的安全性。
三、卫星网络安全问题的未来研究方向1. 人工智能技术在卫星通信网络安全领域的研究随着卫星通信网络规模的不断扩大和攻击手段的不断更新,传统的安全技术会面临越来越大的困难。
卫星现象名词解释病理
卫星现象,也称为卫星定位故障,是一种在卫星通信系统中常见的故障,可能导致信号中断或数据传输错误。
它是由于卫星信号受到干扰或阻挡而产生的,这些干扰或阻挡可能来自地面设备、天气、卫星本身或其他因素。
在卫星通信系统中,卫星信号通过无线电波传输到地面,然后通过天线接收。
当卫星信号受到卫星本身或地面设备的干扰时,信号的质量可能会下降,导致数据传输错误或中断。
这种干扰可能来自多个方面,例如卫星的机械故障、气象灾害、地面设备的干扰等等。
除了故障本身,卫星现象还可能受到其他因素的影响,例如天气条件,例如强风、暴雨等,这可能会对卫星信号产生负面影响,导致数据传输错误或中断。
为了应对卫星现象,卫星通信系统通常采用多种技术来减少干扰和阻挡。
例如,卫星信号通过多路复用技术来同时传输多个数据流,以减少干扰的影响。
此外,卫星通信系统还采用抗干扰滤波器、自适应调制和解调技术等技术来增强信号的质量和稳定性。
卫星现象是一种影响卫星通信系统正常运行的重要因素。
通过采取有效的技术措施和预防措施,可以减少卫星现象的发生,提高数据传输的可靠性和稳定性。
2021年第01期39卫星通信中常见的干扰因素及抗扰技术探析姜海涵,王 军 武警辽宁省总队,辽宁 沈阳 110034摘要:随着信息化技术的发展,卫星通信技术开始应用于通信、探测等多个领域中,发挥出十分关键的作用。
提升抗干扰能力是正常发挥卫星通信技术作用的重要保障。
基于此,文章对当前卫星通信常见的干扰类型进行分析,针对常见的卫星通信干扰类型,提出了加强干扰源处理、扩展频谱抗干扰技术等抗干扰技术。
文章希望通过抗扰技术解决卫星通信中的干扰影响,以此促进卫星通信的长远发展。
关键词:卫星通信;干扰因素;抗扰技术中图分类号:TN927作者简介:姜海涵(1981—),女,辽宁沈阳人,本科,助理工程师,研究方向为有线通信。
0 引言卫星通信是一种新型的无线通信方式,为适应当前社会发展日益增长的通信需求,卫星通信技术的成熟度不断提升,应用也愈发广泛。
然而在实际应用的过程中,卫星通信难免会受到各种类型的干扰,影响整体通信的安全性与稳定性。
因此,应不断加强对卫星通信抗干扰技术的研究,为提升卫星通信抗干扰能力奠定基础。
1 卫星通信中常见的干扰类型就当前的发展情况来看,卫星通信中常见的干扰因素主要包括自然现象、地面环境、传输空间以及设备故障。
1.1 自然现象所引发的干扰自然现象所引发的干扰是现阶段卫星通信最主要的干扰,其主要的类型包括日凌、雨衰和雪衰,在发生的时候具备一定的随机性。
其中,日凌主要是指由太阳引发的干扰,当卫星绕太阳运动,卫星出现在地球和太阳之间时,太阳产生的电磁辐射会对卫星信号造成干扰,进而导致链路恶化或中断。
雨衰是指降雨引起的电磁波衰减,如果电磁波波长和雨滴直径比较相似就会引起雨粒共振,进而造成电磁波最大化的衰减。
实践证明,当Ku 波段电波波长在2.5 cm 左右的时候,受降雨的影响最大,可以达到20 DB [1]。
而雪衰是指降雪对卫星信号传输造成了干扰,其最主要的表现为在降雪的过程中,会破坏卫星天线口面场分布的均匀性,进而导致天线增益降低,接收性能G/T 值也会显著减小。
通信工程师:卫星通信考点(题库版)1、单选传输卫星电话时通常是采用在链路中加()来克服回波的干扰。
A.DCMEB.回波抑制器C.扰码器D.均衡器正确答案:B2、名词解释频分多址联接正确答案:各地球站使用不同频率的(江南博哥)载波实现多址联接的通信方式。
3、单选星温控制分消极温度控制和积极温度控制,下面消极的温控方法是()A.卫星表现采用涂层B.利用双金属簧电应力的变化来开关隔离册C.利用垫敏元件来开关加垫或制冷器.正确答案:A4、单选国际卫星组织要求的14/11GHz频段标准地球站工作仰角不小于()°。
A.3B.5C.8D.10正确答案:D5、问答题宽带VSAT系统端站具有何种工作方式?正确答案:宽带VSAT系统端站具有S-TDMA和SCPC方式两种工作方式,平时工作于S-TDMA方式,需要传输电视会议、IP电话、大文件传输等需要较宽的带宽或实时性要求较高的业务时,系统自动将相关端站的工作方式转换为SCPC。
6、多选宽带VSAT车载站视频会议系统中,常用故障诊断方法为()?A.声音测试B.色条测试C.网络测试D.回环测试正确答案:A, B, C, D7、单选卫星通信TDMA方式中,系统同步信号发自()A.各地球站B.地球基准站C.卫星转发器正确答案:B8、单选CDMA卫星中继应急入网系统应用中,卫星频段资源一般由()进行统一调度和管理。
A.卫星公司B.系统主控站端C.系统基站端D.随机正确答案:B9、单选全国公用应急宽带VSAT网在有应急业务传输时,采用()多址方式。
A.STDMA/TDMB.TDM/SCPCC.TDM/STDMAD.FDM/STDMA正确答案:B10、单选进行调制特性测试时,一般用QPSK、FEC=3/4、S/R=8.448MB/s的调制载波,所以频谱仪设置中,RBW=30kHz,SPAN=()。
A.5MB.10MC.20MD.50M正确答案:B11、单选宽带VSAT系统应急业务传输时采用()方式。
· 211 · 2023年3月10日第40卷第5期运营维护技术DOI:10.19399/j.cnki.tpt.2023.05.067卫星通信系统中的干扰因素及解决措施赵向乾(河北远东通信系统工程有限公司,河北 石家庄 050200)摘要:我国经济正处于快速发展的重要时期,各领域对于卫星通信质量提出了更高的要求,因此将卫星通信系统作为研究对象,叙述其基础分类,分析其应用优势,对常见的干扰类型做简要概述,并从相关干扰因素出发,提出较为具体的解决措施,旨在为更多卫星通信相关单位提供参考,提升卫星通信质量,助推我国各个领域的可持续发展。
关键词:卫星通信系统;通信干扰;解决措施Interference in Satellite Communication System and SolutionsZHAO Xiangqian(Hebei Far East Communication System Engineering Co., Ltd., Shijiazhuang 050200, China)Abstract: China ’s economy is in an important period of rapid development, and various fields have put forward higher standards for communication quality, which requires in-depth research. This paper takes satellite communication system as the research object, briefly describes its basic classification, analyzes its application advantages, and briefly summarizes common types of concentrated interference. Finally, starting from the analysis of ground environment, natural environment, equipment failure, space and other interference factors, it provides specific measures to solve the interference factors of satellite communication system, aiming to provide more units related to satellite communication with thinking direction and improve the quality of satellite communication, promote sustainable development in all fields of China.Keywords: satellite communication system; interference of communication; solution1 卫星通信系统基础分类卫星通信系统在进行具体划分的过程中,根据其运行特性可以分为近地轨道(Low Earth Orbit ,LEO )卫星通信系统、中地球轨道(Middle Earth Orbit ,MEO )卫星通信系统以及地球同步轨道(Geosynchronous Eearth Orbit ,GEO )卫星通信系统。
2020年第08期75卫星通信常见的干扰分析及抗扰措施杨贯荣32369部队,北京 100042摘要:随着卫星通信技术的发展,卫星应用日益凸现其独特的优势。
卫星干扰一方面会给卫星业务的正常开展造成巨大危害;另一方面,由于卫星应用往往具有国际性、战略性和全局性,卫星干扰还可能造成无法估量的国际影响和社会影响。
文章归纳梳理了常见的卫星通信干扰类型,并提出解决措施。
关键词:卫星通信;干扰分析;抗扰措施中图分类号:TN927.20 引言与其他通信手段相比,卫星通信有极高的性价比,因此得到了迅速推广与应用。
但卫星通信受设备本身客观因素、社会因素、自然环境和人为因素的影响,会存在各种干扰,影响系统传输质量和稳定性。
下面总结几种常见干扰及处理措施。
1 常见的干扰类型1.1 地面干扰1.1.1 杂波干扰理想的卫星通信系统是无干扰的载波信号传输,但在实际中,由于设备本身制造原因、器件制造工艺差别,使载波信号中串入一些无用的杂波或谐波,导致杂散指标不达标,影响通信效果;也有的地球站中频设备或射频设备经过长时间运行,频率、功率稳定度等技术指标发生变化,出现频率偏移、功率增大的现象[1]。
1.1.2 电磁干扰目前的电磁干扰主要由于广播电视发射设备增多,功率增大,地面上存在雷达、载波等信号,以及陆地微波通信系统同频信号相互干扰。
另外,工业、科研、医疗使用的检测仪器越来越多,频率也越来越高,有些接近卫星通信的载波频率,高压线路、高铁和轻轨电气化等设备在使用中产生干扰信号,这些信号如果存在于卫星地球站周围,就会对卫星通信系统产生干扰。
还有的地球站建在飞机的航线上,当飞机飞越地球站天线主波束时,由于要阻挡一部分电磁波,使电磁能量发生散射,在一定程度上会对通信产生影响;也有地球站设备接地电阻过高,未达到规定指标,一些中频电缆屏蔽性差导致信号串入也会产生电磁干扰。
1.1.3 互调干扰当卫星通信链路采用单载波工作状态时,不会产生互调干扰;当通信链路中有2个或多个不同频率的载波信号时,会产生谐波和组合频率分量,一些与载波信号相近的组合频率分量就会形成干扰;也有一些上行发射功率过大,把卫星转发器推至非线性工作区,使下行互调特性恶化,造成干扰[2]。
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 NN 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:24[][][]10lg()s s s LOSS EIRP πψλ=-+显然,24[][][]10lg()s s s LOSS EIRP πψλ=+-,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[]GT、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,转发器参数随服务区内的不同地点而变,同一地点的不同转发器参数也有差异。
特定地点的转发器参数可从城市参数列表或等值线分布图中查到 。
[]GT为接收系统的品质因数(figure of merit )。
它是接收天线增益G 与接收系统噪声温度T 之比值,单位为/dB k 。
[]G T的计算公式为:[][][]S R GG T T=- 式中的R G 为卫星天线的接收增益,S T 为卫星接收系统的噪声温度。
饱和通量密度S ψ为,当转发器被推到饱和工作点时,上行载波在接收天线口面所达到的通量密度。
它反映卫星转发器对上行功率的需求量,单位为2/dBw m 。
S ψ与[]GT的关系为:[][constant][attn][]s G Tψ=+- 式中的[constant]为反映转发器增益的计算常数,其数值多在-100与-90之间,[constant]越小,转发器的增益就越高;[attn]为转发器的增益调整量,它可由地面遥控改变,用于调整S ψ的灵敏度。
用户在作链路计算时,应向卫星公司了解相关转发器[attn]的当前设置值,并且据此对从图表查到的S ψ数据作修正。
有效全向辐射功率EIRP 为卫星转发器在指定方向上的辐射功率。
它为天线增益与功放输出功率之对数和,单位为dBw 。
EIRP 的计算公式为: [EIRP][P][LOSSES][]T G =-+式中的[P]为放大器的输出功率,[LOSSES]为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗,[]T G 为卫星天线的发送增益。
由对比同一颗通信卫星的C 频段EIRP 分布图和Ku 频段EIRP 分布图可知,C 频段转发器的服务区大,通常覆盖几乎所有的可见陆地,适用于远距离的国际或洲际业务;Ku 频段转发器的服务区小,通常只覆盖一个大国或数个小国,只适用于国内业务。
C 频段转发器的EIRP 通常为36到42dBw ,[]GT通常为-5到+1/dB k ,地面天线的口径一般不小于1.8米;Ku 频段转发器的EIRP 通常为44到56dBw ,[]G T通常为-2到+8/dB k ,地面天线口径有可能小于1米。
另一方面,C 频段因为电波传播通常不受气候条件的影响,适用于可靠性较高的业务;Ku 频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响,只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。
8、链路计算:① 上行链路: A 、0[]C N 的计算公式:一条卫星链路的上行链路是由地球站向卫星传输信号的链路,即地球站发送信号卫星接收信号。
端到端的载噪比计算公式可以用于上行链路的计算,通常用下表U 表示这是上行链路,因此有:[K](dBHz)EIRP LOSSES 0[][][][]UUUUC G N T=+--B 、卫星接收的功率通量密度:在计算0[]UC N 时,经常采用卫星接收到的通量密度而不是地球站的EIRP ,这样就需要对上式进行修改;仅考虑自由空间传输时,距离发送天线d 处的通量密度为:24M EIRP d ψπ=,2[][EIRP]10lg(4)Md πψ=-已知自由空间的传输损耗为:224[FSL]10lg()10lg(4)d ππλ=+,因此, 24[][EIRP][FSL]10lg()M πψλ=-+。
如果考虑其他损耗传输损耗: 24[][EIRP][]10lg()M LOSSES πψλ=-+。
增上所述可得:卫星接收到的通量密度等于地球站发送的有效全向辐射功率减去传输过程中的损耗(不含馈线损耗)再加上接收天线单位面积的增益。
C 、饱和通量密度D 、输入补偿:当TWTA 中只有单载波时可以选择工作在饱和点,但是TWTA 中有多个载波同时通过时,为了减小互调失真的影响,工作点必须从饱和点推到TWTA 传输特性的线性区,将饱和点所需的输入功率与工作点所需的输入功率之差称为输入补偿,用[]i BO 表示。
假设单载波工作时的饱和通量密度已知,那么根据单载波的饱和电平可以确定多载波工作时的输入补偿值。
这时所有地球站的上行EIRP 的和等于使转发器达到饱和通量密度时所需的EIRP 值减去补偿值[]i BO ,即:[]EIRP [][]i U U BO EIRP s =-。
可以用饱和通量密度计算载波与噪声谱密度之比:[K](dBHz)EIRP LOSSES 0[][][][]UUUUC G N T=+--24[[][LOSSES]10lg()[]]i U s EIRP BO πψλ=+--24[]10lg()[][K]0[][]i s UUC GBO N T πψλ⇒=-+-- E 、地球站高功放HPA :地球站高功放的发送功率中应该包括传输馈线损耗。
传输馈线损耗记为TEL 。
TEL 中包括HPA 输出端与发射天线之间的波导、滤波器和耦合损耗。
HPA 的输出功率由下式计算:[][][TFL]EIRP []HPA T U G P =-+,该式包括了卫星所需的输入补偿。
此外,地球站本身也可能会发送多个载波,它的输出需要对应的补偿,记为[]HPA BO ,这样地球站的额定饱和输出功率就由下式给出:,S [][][]HPA HPA HPA BO P P =-。
②下行链路:A 、0[]C N 的计算公式:卫星下行链路是卫星向地球站方向传输信号的链路。
端到端的载噪比计算公式为:[K]EIRP LOSSES 0[][][][]DDDDC G N T=+--计算结果是地球站接收机入口的载波与噪声谱密度之比。
如果要计算载波噪声功率比而不是载波与噪声谱密度之比时,就要用到等效噪声带宽。
假设信号带宽B 等于噪声带宽N B ,则上式变为:[K][]EIRP LOSSES 0[][][][]N DDDDC G B N T=+---B 、输出补偿:定义:单载波饱和输出功率与工作点对应的输出功率之差。
输出补偿值的确定方法:根据输入补偿的范围定出补偿后的工作点,线性外推至某个点(该点比饱和输出功率大5dB ),则该点对应的实际输出功率减5dB 后与补偿后的工作点对应的输出功率差即为输出补偿。
如果饱和条件下卫星的输出EIRP 定义为EIRP []D ,则有:[][][EIRP]EIRP o s D D BO -= ,并且0[]C N 的计算公式变为:[][K]LOSSES EIRP 0[][][][]o s DDDDC GBO N T =-+--。
C 、卫星TWTA 的输出:卫星功率放大器通常采用行波管放大器(TWTA ),必须提供包括发送馈线损耗在内的发射功率。
这些馈线损耗来自TWTA 与卫星天线之间的波导、滤波器及耦合器。
TWTA 的输出功率为: [][EIRP][][TFL]TWTA T D D D P G =-+。
一旦[]TWTA P 的值确定,那么就可以计算TWTA 的包和功率输出值:[][][]TWTA o TWTA s BO P P =+。
9、系统容量估算:卫星系统容量是指满足一定约束条件的前提下,系统支持同时发射的载波数。
系统容量主要与要求的传输质量、带宽扩展因子、系统抗干扰能力以及地球站的传输能力等因素有关。
卫星系统信道容量受到热噪声和同频干扰的影响而损失。
通常情况下,产生干扰的主要原因有:多频干扰和临波束干扰以及多卫星的同频干扰。
在用户端上行链路中,设系统的一个波束内具有T (T <13)个子频带,用户密度为β,波束内一个子载波能提供的用户数为C N ,则/C C N A β=,C A 是此波束覆盖的小区面积,在功率控制下,卫星接收天线将不同用户的信号功率控制为同一的量值C 。
这就使得在本小区内部,其他用户对被度量的用户干扰功率也得到了“补偿”,放大了C ,进而得到同一小区内部被度量的用户受其他用户干扰(仅考虑同一子频带上的用户)的功率为:(1)OWN C C N N I αα=-≈C,其中α为平均话音激活率。
周围其他小区内的用户信号因为功率控制因子也得到了放大,对于他们自己波束的接收天线来说,也补偿到了相同功率C 。
卫星干扰示意图如下图所示:图1:卫星网络干扰设()C C G θ和()i i G θ分别为被度量的用户和干扰方波束的天线特性增益。
对于被度量的用户,这些用户发出的干扰功率变为:()()C i other other i iother G C d I A G ψαβθ=⎰⎰ 其中()()C i other i iother G C d A G ψβθ⎰⎰为其他小区接收到干扰用户信号后,采用功率控制并等效至干扰方波束中心,得到其对被度量用户的干扰积累。