简说卫星链路预算
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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。
数字载波的链路预算(转载)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。
如果链路预算结果表明,在功率与带宽相平衡时所得的系统余量过大或不足,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。
表中列举了几种不同类型的业务,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编码率常用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。
部分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,但通常不被卫星操作者所接受。
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用行波管放大器(TWTA)或固态功率放大器(SSPA)。
这两种放大器在最大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,为了避免非线性放大器产生的交调干扰,必须使使放大器工作在线性状态。
这时,整个转发器的输出功率远低于最大功率。
采用TWTA的转发器在线性工作状态时的输出功率,通常比最大功率低4.5dB。
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。
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。
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/TG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。
SFDSFD(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。
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 SatC/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^nC/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/ITotal )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-1 -1 - 1 - 1(C∕(N+I) U ) = (C∕N u ) + (C/1 XP_U) + (C/1 AS_U)-1 -1 -1 -1 -1(C∕(N+I) D ) = (C∕N D ) + (C∕I XP_D) + (C∕I AS_D) + (C/IM)(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%)。
卫星通信链路计算过程集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-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。