卫星链路预算(带公式计算)

E
C T t
CT th
h
23
降雨余量
在上行链路时，卫星发射会时刻受到监控站的监控，地球站也将随时得 到监控站的指令，对发射功率加以调整。因此，上行链路电波的衰减对上行 载噪比的影响较容易得到解决。
在下行链路时，特别是地球站使用高增益天线及低噪声放大器时，下行 链路本身的噪声在正常工作时已不是很大，而降雨、降雪等气象因素对下行 链路就产生了显著影
响。故系统设计中的降雨余量备份是针对下行链路 提
出的，而认为降雨对上行链路 的影响不予考虑。
C
T
U
h
C
T
D
24
降雨余量
降雨余量的含义是：降雨时下行线路的 或说应有多大的余量才能使卫星
C 可容许恶化 多T D 少 倍（用m倍表示）
通信链路总的 仍保 C 持 在门限的水平上。 降雨备余量为： T t
2，自由空间传输损耗（通信距离方程）
在卫星通信中，电波主要是在大气层以外的自由空间传播，大气层只占 很小的一部分，因此首先研究的是自由空间传播损耗，在此基础上再考虑大 气层及其他损耗。自由空间损耗用下式计算：
Lf
4d2 4cdf
2
d:卫星-地面站距离(m)；
：电磁波波长(m)
f:电磁波频率(Hz) ；c: 光速。
表示 。是随特定的系统和系统的用途而异。 载噪比涉及到发端功率，收发两端天线增益，传输过程中的 各种损耗、噪声及干扰、气象条件等因素。
C T
h
3
卫星链路的分类
卫星链路通常分为三大类，分别是： 1. 固定卫星业务通信链路； 2. 移动通信卫星链路； 3. 星际卫星链路。
h
4
卫星链路计算的任务

卫星通信链路计算过程文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]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/TU = EIRPE– LossU+ G/TSatC/TD = EIRPS– LossD+ G/TE/S式中的EIRPE 和EIRPS分别为载波的上行和下行EIRP，LossU和LossD分别为总的上行和下行传输衰耗，G/TSat 和G/TE/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 – BWN = C/T + 228.6 – BWN式中的k为波兹曼常数，BWN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)的步骤也可为 (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 上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。

４ ０ｌｄＢＷ ； ４．
［ Ｅ ：地球站 的发射天线增 益 ，单位是 ｄ Ｇ】 Ｂ；
】Ｏ Ｔ（） ＝ ｌ几 Ｂ １ ｆ １ ｇ １ｄ
Ｄ：天线 口径 ，单 位 ｍ ， 站 发 射天 线 采 用 的 是 １ 我 ｌ
【 ： Ｍ］下行链路降雨衰减 备余量 ，为 ６ ３ ｄ ． Ｂ；
第 二步 求下行链路载波噪 声比ｆ ｃ／Ｎ】 Ｄ
【 ／ Ｄ 【Ｉ ］ Ｍ ＋ Ｙ ⅡＤ ［／ Ｉ—Ｎ】 Ｃ Ｔ】 ＝ ＥＲＰｓ ． 【 卜 ］＋ Ｇ Ｔ Ｅ Ｉ
［ Ｉ Ｐ ＥＳ Ｅ Ｒ ］．：地球 站的等效全 向辐射功率 ，单位是
ｄＢ ：
［ ＲＰ］． ：为转发 器饱 和 等效 全 向辐射 功 率 ＥＩ ＳＭ
【 摘 要 】本文 以 内蒙古 卫星地 球站 到长 沙 的卫星链 路 为例 阐述 卫星链 路 计算 的步骤 、算 法 。以及通 过 链 路计 算 能达到 的 目的等 内容 。
【 键 词 】Ｅ Ｒ Ｃ Ｎ Ｇ 关 ＩＰ ／ Ｅ
利 用 卫 星进 行广 播 电视 信 号 的转 发 ， 要 涉 及 到 传
ｆ Ｔ】 ：接 收 天 线 的 品 质 因数 ； Ｇ／ Ｅ
ｌ ］ ＬＤ ：下行链路 自由空 间损耗 ［ｆ］ １ １ （ ｄ ＬＤ＝ ０ｇ ４丌 ／入）
入＝ｃ ｆ ／ ＝３ × １ （ × １ ＝ ０ ０ ５ｍ ０／ ４ ０１ ．７
米 卡塞格 伦天 线 。 Ｔ：天线效率 ，上行天线的效率一般可按 ０ ７ ｄ １ ． Ｂ 估算 ，也可 用 已知使 用天线 的 实际效率 带入 。
地球站的等效全 向辐射功率 【 Ｉ Ｓ Ｅ ＲＰ 公式 如下 ：
输链 路的计算 问题 。通过对 卫星 传输链路进 行计算 ， 可以对卫 星通信 网络 的配置 、升 级 、改造提 供建议 ；

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/TU = EIRPE– LossU+ G/TSatC/TD = EIRPS– LossD+ G/TE/S式中的EIRPE 和EIRPS分别为载波的上行和下行EIRP，LossU和LossD分别为总的上行和下行传输衰耗，G/TSat 和G/TE/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 – BWN = C/T + 228.6 – BWN式中的k为波兹曼常数，BWN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/IXP_U和C/IXP_D 、以及上行和下行邻星干扰C/IAS_U和C/IAS_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/NTotal )-1 = (C/NU)-1 + (C/ND)–1(C/ITotal )-1 = (C/IXP_U)-1 + (C/IAS_U)–1 + (C/IM)-1 + (C/IXP_D)-1 + (C/IAS_D)-1(C/(N+I))-1 = (C/NTotal )-1 + (C/ITotal)–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)的步骤也可为(C/(N+I)U )-1 = (C/NU)-1 + (C/IXP_U)–1 + (C/IAS_U)–1(C/(N+I)D )-1 = (C/ND)-1 + (C/IXP_D)-1 + (C/IAS_D)-1 + (C/IM)-1(C/(N+I))-1 = (C/(N+I)U )-1 + (C/(N+I)D)–1上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。

微纳卫星测控系统链路预算与仿真1. 内容概述本文档旨在详细介绍微纳卫星测控系统链路预算与仿真的相关知识和技术。

随着微纳卫星技术的不断发展，其在通信、导航、遥感等领域的应用越来越广泛。

为了提高微纳卫星的性能和可靠性，对其测控系统的链路预算与仿真进行研究具有重要意义。

本文档首先介绍了微纳卫星测控系统的基本概念和组成，包括通信链路、控制链路、数据链路等。

然后详细阐述了链路预算的概念和方法，包括链路预算的计算步骤、参数设置、性能评估等。

本文对微纳卫星测控系统的链路预算与仿真进行了实例分析，通过具体的实验数据和仿真结果，验证了链路预算方法的有效性。

本文档还讨论了微纳卫星测控系统中的关键技术，如信道编码、多址接入、干扰抑制等，并提出了相应的解决方案。

本文对微纳卫星测控系统链路预算与仿真的未来发展趋势进行了展望，包括采用新型算法、优化设计方法、提高仿真精度等方面的研究。

1.1 研究背景与意义随着航天技术的迅速发展，微纳卫星作为一种低成本、高效率的航天器解决方案，已成为当今航天领域的研究热点。

微纳卫星具有体积小、质量轻、研制周期短等特点，广泛应用于科研实验、通信技术、地球观测等多个领域。

而微纳卫星测控系统作为保障微纳卫星正常运行的关键组成部分，其性能优劣直接影响到微纳卫星的任务执行效果。

在当前复杂的航天环境中，微纳卫星测控系统面临着诸多挑战，如通信链路不稳定、能源管理困难、控制精度要求高等。

为了解决这些问题，对微纳卫星测控系统的链路预算与仿真研究显得尤为重要。

通过对测控系统的链路进行全面预算，可以评估系统性能，预测潜在问题，并优化资源配置。

仿真技术的运用能够在不实际制造卫星的情况下模拟测控系统的运行情况，从而验证设计的合理性和可行性，降低研发风险。

深入研究微纳卫星测控系统的链路预算与仿真技术具有十分重要的意义。

这不仅有助于提升微纳卫星的整体性能，还能推动航天测控技术的进步，为未来的航天事业发展提供有力支撑。

1.2 国内外研究现状随着微纳卫星技术的飞速发展，微纳卫星测控系统及其链路预算在空间探索领域受到了越来越多的关注。

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
的小 ；相反 ，天线 配的小 （ 卫星 公 司 在
增加 ，一般情况下也不 建议使用 。
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
◆解 读
１１ 对发／ 核 收站地 址 Ｕｐｉｋｅ ｒｈｓａ ｉｎ ：Ｂ ｉｎ ｌ ａｔ ｔｔ ｎ ｏ ｅｊ ｇ ｉ Ｄ ｗｎｉｋｅ ｒｈｓａ ｉｎ・ Ｂ ｉ ｇ ｏ ｌ ａｔ ｔｔ ｎ ｏ ｅｊ ｉ ｎ １２磁偏 角 Ｍａ ｎ ｔ ａｉｔ ｎ ｇ ｅｉ ｖ ｒ ｉ ｃ ａｏ
＋７ ２ Ｗ功 放也可 ，６２ ＋ Ｗ也可 。显然 损耗电缆 ，此法一般 改善也较小。 ．米 ９
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
６２ ．米天线 太大 ，３ ７ 米和４ ５ 都可 以 ， ．米
以上３ 可行 的还 是第一种 方法 ，具 法
但 本 着 上述 原 则 ，还 是选 择 ４ ５ 更好 有 可操作性 。 ．米
有遮挡 。如 遮挡且 又无其 它 合适位置 ，
１ 、收、发站天线大小
如 收 、发 站 天 线 尺 寸 较 大 ，安 装
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
则 此星 不可 用 ，链 路预算 的其 余部分 已
不需再看。
位 置不 允许 ，链路预 算应 重新 提交应 综
Ｂ ＳＫ ＱＰ Ｋ ８ Ｓ 、 １ ＱＡＭ 、３ ＡＰ Ｋ ６ ＱＡＭ Ｐ 、 Ｓ 、 Ｐ Ｋ ６ ２ Ｓ及 ４

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)的步骤也可为(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上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。

卫星通信链路计算过程卫星通信链路是指卫星与地面站之间的通信路径，主要用于传输语音、数据和视频等信息。

在设计卫星通信链路时，需要考虑到多种因素，包括传输距离、频率选择、传输速率、信道容量和信号质量等，并进行相应的计算和分析。

首先，为了计算卫星通信链路的传输距离，需要确定地面站到卫星的距离。

这一距离通常通过地面站和卫星之间的视距来估算。

视距的计算可以使用下述公式：视距=√(2Rh+H^2)其中，R为地球半径，H为卫星的轨道高度。

接下来，为了确定适当的频率选择，需要对卫星通信链路的频带进行计算。

频带的选择通常由频率规划规定。

在进行频带计算时，需要考虑传输的数据速率和卫星通信系统的要求。

一般来说，高速数据传输需要使用高频段，而低速数据传输可以使用低频段。

传输速率的计算是卫星通信链路设计的重要一环。

传输速率通常受到频带宽度和调制方式的限制。

传输速率的计算可以使用香农公式来估算：C=Blog2(1+SNR)其中，C为信道容量，B为频带宽度，SNR为信噪比。

信道容量是指在给定的频带宽度下，信号可以传输的最大速率。

在进行信道容量计算时，必须考虑到信噪比、调制方式以及频带宽度等因素。

常见的调制方式包括调幅调制（AM）、频移键控调制（FSK）和相移键控调制（PSK）等。

最后，信号质量的计算可以通过信号功率的计算来完成。

可通过对信号功率进行估计，以评估信号在传输过程中的衰减情况。

P=P0GtGr(λ/4πR)^2其中，P为接收信号的功率，P0为发射功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，λ为信号波长，R为传输距离。

通过上述计算过程，可以得到卫星通信链路的关键参数，从而确定适当的设备和调整相关参数。

这些计算和分析能够为卫星通信系统的设计、优化和运维提供重要的依据。

总结起来，卫星通信链路的计算过程包括传输距离的估算、频率选择和频带计算、传输速率的估算、信道容量的计算以及信号质量的估计。

这些计算过程是卫星通信链路设计中的重要一环，能够帮助优化卫星通信系统的性能和可靠性。

卫星通信链路计算过程欧阳家百（2021.03.07）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)的步骤也可为(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上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。

卫星通信链路计算过程之勘阻及广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.另外, 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)的步伐也可为(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伐所获得的结果是相同的.系统所需的Eb/N0与C/N数字载波解调器对载波的每bit能量与噪声密度之比Eb/N0通常有一个最低要求, 由此数据可以求出系统所需要的最低C/N.[C/N] = [Eb/N0] + 20log(R Data) – [BW N]上式中的R Data为真数形式的载波数据速率或信息速率, 其余的数据均为对数形式.系统余量系统余量为系统的C/(N+I)与系统所需最低C/N之差值.数字载波的链路预算设计卫星通信线路时, 通常先选定通信卫星和工作频段, 根据卫星转发器的性能参数和用户需求, 选择系统所用的天线口径、调制和编码方式, 然后通过链路计算, 验证所设计线路的可行性与合理性.合理的设计应保证系统略有余量, 同时使系统所占用的转发器功率资源与带宽资源相平衡.如果链路预算结果标明, 在功率与带宽相平衡时所得的系统余量过年夜或缺乏, 可以改变天线口径, 或调制、编码参数, 对系统进行优化.考虑到目前的话音、数据通信和电视广播的主流是数字化, 这里只介绍数字载波的链路预算表.表中列举了几种分歧类型的业务, 它们共用一个36MHz带宽的C波段转发器.载波带宽计算载波带宽时, 通常按下式先从被传输的信息速率、纠错码率和调制方式, 求出符号速率.符号速率 = （信息速率 / FEC编码率 / R-S编码率）* 调制因子如果有报头的话, 应将其计入信息速率中.前向纠错(FEC)编码率通常为1/2、2/3、3/4、5/6和7/8, Reed-Solomon编码率经常使用188/204.BPSK、QPSK、8PSK和16QAM的调制因子分别为1、1/2、1/3和1/4.载波噪声带宽和占用带宽的取值应分别为符号速率的 1.2倍和1.4倍.部份设备商强调其调制波的占用带宽可压缩到符号速率的1.35倍甚至1.3倍, 但通常不被卫星把持者所接受.在链路预算中, 载波噪声带宽将被用于计算C/T、C/N和E b/N0之间的关系, 占用带宽将被用于决定载波工作频率, 以及计算载波的输出和输入回退量.输出和输入回退通信转发器的功放级多采纳行波管放年夜器(TWTA)或固态功率放年夜器(SSPA).这两种放年夜器在最年夜输出功率点附近的输出/输入关系曲线为非线性.多载波工作于同一个转发器时, 为了防止非线性放年夜器发生的交调干扰, 必需使使放年夜器工作在线性状态.这时, 整个转发器的输出功率远低于最年夜功率.采纳TWTA 的转发器在线性工作状态时的输出功率, 通常比最年夜功率低4.5dB.也就是说, 整个转发器的输出线性回退约为4.5dB.转发器的输入回退量可根据输出回退量, 在放年夜器输出/输入关系曲线中查得.对采纳TWTA的转发器, 输入回退量一般比输出回退年夜6dB上下.对应于4.5dB的输出线性回退, 转发器的输入线性回退约为10.5dB.在链路预算中, 载波输出回退和输入回退将分别被用于计算载波的下行和上行EIRP.用户载波的功率分配功率和带宽同为转发器的重要资源.用户所能占用的转发器功率应与他向卫星公司租用的转发器带宽相平衡.在一般情况下, 用户载波所占用的转发器功率与转发器总功率的比值, 应该和用户租用带宽占转发器总带宽的比例年夜致相等.载波功率的输出回退值与转发器线性回退之差值, 即为载波占用转发器功率的比例.当载波在转发器中的功率占用率与带宽占用率相平衡时,OBO C = OBO Xpd + 10 lg (BW Xpd / BW C)式中, OBO C为载波的输出回退值, OBO Xpd为转发器的线性输出回退值, BW Xpd和BW C分别为转发器带宽和载波租用带宽.上式标明, 转发器的线性输出回退值越低, 或者载波带宽越宽, 载波所分配到的功率就越高；转发器带宽越宽, 载波所分配到的功率就越低. SFD与上行EIRP转发器的饱和通量密度SFD反映卫星信道的接收灵敏度.接收灵敏度越高, 所要求的上行功率就越低.不外, 一味提高SFD其实不是好事.因为降低上行功率的同时, 也将相应降低上行载噪比和上行抗干扰能力.值得一提的是, 通过调整转发器信道单位中的可变衰耗器, 可以改变SFD的数值.因此, 在转发器参数表中, 一般会注明SFD是某个衰减档的对应值.在取用SFD参数时, 应该根据参数表中的参考衰减档与转发器以后所用衰减档的差值, 对参数表中的SFD数值加以修正.上行载波的EIRP可按下式求得,EIRP E = SFD - 载波输入回退 - G0 + 上行传输损耗式中的G0为单位面积的标准天线增益.载波的上行EIRP用于计算上行G/T与上行站的天线发送增益和功放输出功率.上行和下行C/TC/T为载波功率与等效噪声温度之比, 上行与下行C/T的计算公式均为,C/T = EIRP - 传输损耗 + G/T计算上行C/T时, 上式中的EIRP为载波的上行EIRP, 传输损耗为上行损耗, G/T为转发器参数 .计算下行C/T时, 上式中的EIRP为载波的下行EIRP, 传输损耗为下行损耗, G/T为空中接收系统的参数.链路预算的对象也可以是C/N, 它与C/T的关系为,C/N = C/T - BW N - k式中, BW N为载波噪声带宽, k为波兹曼常数.三项干扰因素的估算在链路预算中, 除上行与下行的C/T或C/N外, 通常还需考虑反极化干扰、邻星干扰和交调干扰等因素.这三项干扰因素的计算, 因数据缺乏而很难获得准确的结果.由于它们对链路预算结果的影响很有限, 为此, 通常只采纳简化的估算方法.反极化干扰应考虑被干扰信号与反极化干扰信号的功率谱密度之比, 以及空中天线和卫星收发天线的极化隔离度的综合影响.假设两个极化的转发器的工作状态相同, 两个极化的载波都只占用转发器平均功率, 反极化干扰的载波干扰比C/I即可简化为天线极化隔离度的综合影响.一般而言, 在邻星干扰中, 下行干扰起决定作用.邻星干扰的C/I 年夜致由双方载波在接收站点的下行EIRP谱密度之比与接收天线的偏轴增益差（空中天线指向所用卫星的最年夜接收增益与指向邻星的偏轴接收增益之差值）决定.卫星把持者通常都要求用户为发送多载波的上行站功放预留足够的线性回退.因此, 交调干扰可以只考虑由转发器引起的部份.交调干扰的C/I年夜致由转发器的线性回退量和相邻载波与被计算载波的功率谱密度之比决定.链路载噪比与系统余量链路预算需要综合考虑上行C/N与下行C/N、以及各种干扰所发生的C/I, 最后求得相关载波链路的系统C/N.相关算式为 (C/N)Total-1 = (C/(N+I))Up-1 + (C/(N+I))Dn-1= ((C/N)Up-1+ (C/I)XpdUp-1+ (C/I)AdjUp-1) + ((C/N)Dn-1+ (C/I)XpdDn-1 + (C/I)AdjDn-1 + (C/I)IM-1)上式中, (C/(N+I))Up和(C/(N+I))Dn分别为上行和下行的载波与噪声干扰比, (C/I)XpdUp和(C/I)XpdDn分别为上行和下行的载波与反极化干扰比, (C/I)AdjUp和(C/I)AdjDn分别为上行和下行的载波与邻星干扰比, (C/I)IM为下行载波与交调干扰比.上式中, 所有的原为对数形式的载波噪声比和载波干扰比, 都需在换算为真数后, 再进行倒数求和计算.由此获得的系统C/N, 还得再次换算为经常使用的对数形式, 单位为dB.采纳分歧的调制和编码方式的数字载波, 都对应有一个最低要求的E b/N0值.通过换算, 可以求得相关载波所需的最低C/N值.载波链路的系统C/N估算值与载波所需的最低C/N值之差 , 为相关载波的系统余量.在不考虑降雨衰耗时, 系统余量以1到2dB较为合适.余量太低时, 系统工作将不够稳定；余量过高时, 将增加不需要的设备本钱.干扰估算的简化处置上一节中, 系统C/N也可通过综合上下行C/N与上下行C/I求得.算式可以相应变动为(C/N)Total-1 = (C/N)Up&Dn-1 + (C/I)Up&Dn-1= ((C/N)Up-1+ (C/N)Dn-1) + ((C/I)XpdUp-1+ (C/I)AdjUp-1+ (C/I)XpdDn-1 + (C/I)AdjDn-1 + (C/I)IM-1)一般说来, 载波噪声比(C/N)Up&Dn的估算结果较为准确, 而载波干扰比(C/I)Up&Dn的估算结果较为粗拙.实践中发现, 当C频段的接收天线口径不小于3米时, (C/N)Up&Dn 与(C/N)Total的差值通常为0.5到1dB；当Ku频段的接收天线口径不小于1.2米时, (C/N)Up&Dn与(C/N)Total的差值通常为1到2dB.为此, 在上述接收天线口径条件下, 可以省略原本就有些自欺欺人的载波干扰比估算.链路估算时, 可以只计算上下行链路的综合C/N, 然后减去0.5到2dB的干扰因素.如此的链路估算结果, 与各家卫星公司所算得的高低分歧的结果相比, 误差多半在1dB以内.Ku频段的雨衰备余和上行功率控制上述链路预算表中, 只计算晴空条件下的结果.用于C频段时, 系统余量可为1.5dB, 或略高.用于Ku频段时, 还需考虑雨衰备余量.中国各地在99.9%可用度的雨衰量可参考Ku频段雨衰表.对下行站而言, 凑合雨衰只能用预留备余量的消极法子.工作于Ku频段的上行站应尽可能采纳上行功率控制, 以抵消雨衰的影响.。

0.148 f 2 v1m.43
式中频率f的单位为(GHz),
能见度νm 的单位为(m)
密雾 Vm < 50m 浓雾 50<Vm<200m 中等 200<Vm<500m
大气折射影响
• 波束上翘且起伏 • 散焦损耗Lde和漫射损耗Ldi • 大气闪烁 • 这些都是对低仰角
< 5o 系统影响较大
天线方向跟踪误差损耗
Pr (dBW) = EIRP+ Gr − Lf − La − Lde − Ldi − LTr − Lp
大气损耗
•电离层中电子和离子的吸收 •对流层中氧分子 水蒸汽分 子的吸收和散射 •云 雾 雨 雪的吸收和 散射
雨 云 雾所引起的损耗
云,雾引起的电波损耗 可用如下经验公式计算: 损耗强度(云,雾)=
=
Pt Gt Gr
λ 4πR
2
• 自由空间传播损耗(路程损耗)
Lf
=
4π R λ
2
=
4π fR c
2
Pr
=
Pt G t G r Lf
(常称通信距离方程)
当用d(m), λ(m)表示时,
[ ]L f = 22 + 20 lg d − 20 lg λ
( dB)
当用d(m), f(GHz) 表示时
(dB)
[ ] [ ] L f
d
=
Lf
u + 20 lg
4 = 200.05 − 3.52 = 196.53 6
(dB)
• 有效全向辐射功率EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
EIRP = PtGt
(W)

卫星通信链路计算过程星通信载波得链路计算方法为,先分别计算上行与下行链路得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得系统载噪比Ｃ/（N＋I）与载波得系统余量。

上下行C/T上行与下行C/T得计算公式分别为C／ＴＵ= EIRPＥ–ＬｏｓsＵ+ G/ＴＳatC/ＴＤ= ＥIＲPS– LｏssD＋ G/ＴE/S式中得EIRPE 与EIRPS分别为载波得上行与下行EIRＰ，ＬossU与LosｓD分别为总得上行与下行传输衰耗,G/ＴSat 与Ｇ/TE/S分别为卫星转发器与地球站得接收系统品质因数。

上式中得数据均为对数形式. C/N与C/T 得关系Ｃ/N与Ｃ／Ｔ得关系式为Ｃ/Ｎ= C/T –ｋ– BWN = C/T ＋2２8、6 –BＷN式中得k为波兹曼常数，BWN为载波噪声带宽.式中得数据均为对数形式.C/I与Ｃ／ＩＭ卫星通信载波需要考虑得干扰因素主要有，上行与下行反极化干扰C/IXP_U与Ｃ／IＸP_Ｄ、以及上行与下行邻星干扰C／IAＳ_Ｕ与C/ＩAS_D.此外,还需考虑转发器在多载波工作条件下得交调干扰 C／IＭ。

C/N与C/I得合成由多项C/N与C/I求取总得C/N、C/Ｉ、以及C/（N+I）得算式为(C／NTotａl ）—１＝ (C/NU）—1 + （Ｃ/ＮD)–1（Ｃ/ITotal )－１ = （Ｃ/IXP_U）—1 + （C/IＡS_U)–1 + (C／ＩM）-１＋ (Ｃ/IXP_D）-1 + （C／ＩAS_D)-1（C/(N+I))-1 = （C/NTotal ）—1+ （C/ITｏtal）–1上述三个算式中得数据均为真数形式。

由多项C/Ｎ与C／I求取总得C/（N＋Ｉ）得步骤也可为(C／（N＋I）Ｕ）—1 = （C/NU)-１ + （C/IＸＰ_Ｕ）–1+ （C／IAS_Ｕ）–1（Ｃ／（N+I）D )－1= (Ｃ/ND）—1+ (C/ＩXＰ_D)—1＋（C/IAＳ＿D）-1 + (C／IM)—1（C/（N+I）)—1＝ (Ｃ／（N+I）U ）-1＋ (C/（N＋I)D）–１上述两种不同计算步骤所得到得结果就是相同得。

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)的步骤也可为(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上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。

dB
g.链路余量
5.10
5.94
5.02
5.94
5.20
6.25
dB
F.偏轴发射EIRP密度
1.发射天线口径
0.60
4.50
0.60
4.50
0.60
4.50
meters
2.载波上行EIRP
52.00
62.70
51.90
62.70
49.10
58.65
dBw
3.传输E.S.天线最大增益
36.75
54.25
dBi
l.寻星方式
自动
手动
自动
手动
自动
手动
手动或自动
m.天线类型
可移动
固定
可移动
固定
可移动
固定
固定或可移动
2.接收
a.天线口径
4.50
0.60
4.50
0.60
4.50
0.60
meter
b. E.S.位置
呼和浩特
呼和浩特
乌兰察布
乌兰察布
兴安盟
兴安盟
c.经度
111.70
111.70
113.00
113.00
205.82
205.82
205.82
205.90
205.90
dBW
e.接收天线指向误差
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
dB
f.接收天线G/T
30.09
12.59
30.09
12.59
30.09
12.59
dB/k
g.下行C/T
-146.63