【正文】 確定總載噪比。 實(shí)際上 ， 由于存在話(huà)音激活 ， 經(jīng)常同時(shí)工作的不過(guò) 320 路 ， 這樣有［ A］ =10 lg(800/320)= dB的好處 。 對(duì)于 ISⅣ 號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器 ， 實(shí)測(cè)輸出補(bǔ)償及載波互調(diào)干擾比與輸入補(bǔ)償?shù)年P(guān)系如圖 所示 。 設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)器功率均分給每個(gè)載波 ， 故每路上行鏈路的 ［ C/T］ U 值為 ［ 參閱式 ()］ dBW /lg104lg10][][ 2SISU??????????????????????????????? nTGBOWTC?? (2) 確定下行鏈路載噪比 。 試計(jì)算 ISⅣ 號(hào)衛(wèi)星 PCMPSKSCPC數(shù)字線(xiàn)路的主要通信參數(shù) 。 地球站品質(zhì)因數(shù) ［ G/T］ E= dB/K。又因?yàn)? ? ? ???????????????SRSEM TGLTCEIRP ][UUM 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 在 6GHz時(shí) ， 自由空間損耗為 200dB, 考慮到極化誤差損耗 ， 天線(xiàn)指向損耗和大氣損耗 ， 共約 , 即 ［ LU］ = 200+ = dB 故有 ? ? ? ?)(][][][EIRP TSRSUUM1E??????????????????????????? EanTGLTC 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 【 例 】 已知工作頻率為 6/4 GHz, 利用 ISⅣ 號(hào)衛(wèi)星 ， ［ EIRP］ SS= dBW, ［ WS］ = dBW/m2， 較標(biāo)稱(chēng)值 67dBW/m2 低 dB。 在實(shí)際計(jì)算中 ， 考慮到降雨的影響 ， 要留有一定的門(mén)限余量 ［ E］ ； 此外 ， 由于使用了話(huà)音激活 ， 在功率方面 ， 可有 a分貝的好處 ， 故轉(zhuǎn)發(fā)器通信容量用分貝表示時(shí) ， 由式 ()得 ][][][t1tMaETCTCn ????????????????() 式中，?。?a］為 4 dB，［ E］為 4dB，故有 ［ n］ = ++4 = dB (即 218) 若按 36 MHz帶寬計(jì)算，當(dāng)信道間隔為 45kHz時(shí)，有 8001045 1036 36????n 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (4) 每信道所需的衛(wèi)星及地球站的 ［ EIRP］ 。 取 ［ Ee］ = dB, [Eb/n0]th=(Pe=104), 而 Rb=64kb/s, 故有 ［ Rb］ =10lg64 103 = dB, 由式 ()可得 t1??????TCdBW/][][]k[ bt10bt1??????????????????????eERnETC應(yīng)指出 ， 這是一個(gè)功率受限系統(tǒng) ， 帶寬是寬裕的 ， 因而載波間隔較大 ， 鄰道干擾可以忽略 ， 故上述計(jì)算對(duì)此未考慮 。 為避免繁瑣 ， 這里僅代入一個(gè)［ BO］ I值進(jìn)行計(jì)算 。 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 解 (1) ［ C/T］ tM的計(jì)算。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)給定為：誤比特率 Pe為 104；信道調(diào)制方式為 QPSK；信道帶寬為 38 kHz；數(shù)據(jù)速率 Rb為 64 kb/s。lg10150 O1I??????????() 式中， n′為有效的載波數(shù)目，所以 OI][2150 BOTC ?????????() 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 再看 (C/T)t1, 在數(shù)字制情況下有 ][][][ eth0IEkRnETC bb ????????????????() 式中 ， ［ Eb/n0］ th為比特能量噪聲密度比門(mén)限值； Rb為比特速率； k為波耳茲曼常數(shù)； ［ Ee］ 是設(shè)備的備余量；在模擬制 (FM)情況下有 CHt1???????????????rWfN STC ? 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳輸一路 SCPC所占用的衛(wèi)星功率和地球站的功率分別為 [EIRP］ S1 = ［ EIRP］ SM［ n］ () ? ? ? ? ][EIRPSRSUUM1E nTGLTC ????????????????() 應(yīng)指出 ， 在上述關(guān)于 ［ n］ 、 ［ EIRP］ S ［ EIRP］ E1的公式中 ， 實(shí)際應(yīng)用時(shí) ， 都應(yīng)留下適當(dāng)?shù)挠嗔?。 其中 ， (C/T)DM用分貝表示為 ? ?DDRSMDM]EIRP[ LTGTC ???????????????() 式中 ， ［ EIRP］ SM=［ EIRP］ SS［ BO］ O。 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 對(duì)于給定的 SCPC衛(wèi)星通信系統(tǒng) ， 從轉(zhuǎn)發(fā)器功率分配的角度出發(fā) ， 其通信容量可用下式估算： 1)/()/(ttMTCTCn ?() 式中 ， (C/T)t1是按照 Pe或 S/N所要求的一個(gè)載波功率與線(xiàn)路總噪聲溫度之比； (C/T)tM則是在同一接收點(diǎn)將系統(tǒng)內(nèi)所有載波功率相加而得到的總載波功率與同一線(xiàn)路總噪聲溫度之比 。 它是衛(wèi)星通信系統(tǒng)工程的一個(gè)重要問(wèn)題 。 用分貝表示時(shí) ， 寫(xiě)為 M = 10 lg m dB 在衛(wèi)星通信中 ， 一般取 M=4~6 dB。 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 已知不降雨時(shí) Tt = TU+TI+TD =(1+r) TD )(DUITTTr ??此時(shí)有 D)1( TrCCt ?() 用分貝表示，有 )1lg(10DrTCTC ???????????????() 假設(shè)由于降雨影響 ， 使下行線(xiàn)路噪聲增加到原有噪聲的 m倍 ， 地球站接收系統(tǒng) (C/T)值正好降到門(mén)限值 ， 則 T’ t = TU+TI+mTD =(1+r) TD () 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 Dth )( TmrCTC????????() 用分貝表示，有 rmrrTCmrTCTC???????????????????????????1lg10)1lg(10)lg(10 DDth() 式 ()說(shuō)明 ， 降雨影響使總噪聲比不降雨時(shí)降低 。 在氣象條件變化中 ， 特別是雨雪引起的線(xiàn)路質(zhì)量下降 ， 在線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)必須留有一定的余量 ， 以保證降雨時(shí)仍能滿(mǎn)足對(duì)線(xiàn)路質(zhì)量的要求 ， 這個(gè)余量叫 “ 降雨余量 ” 。 而且會(huì)經(jīng)常受到氣象條件 、 轉(zhuǎn)發(fā)器和地球站設(shè)備某些不穩(wěn)定因素及天線(xiàn)指向誤差等方面的影響 。 為了更一般化起見(jiàn) ， 如果對(duì)通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量提出了一定的要求 ， 則可以規(guī)定滿(mǎn)足該質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求所容許的最小 S/N或 C/T值稱(chēng)為門(mén)限 ， 設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)必須使 C/T值大于 ［ C/T］ th值 。 對(duì)于不同的調(diào)制指數(shù) βFM, 門(mén)限值大致在 (S/N)th=8~11dB， 且與調(diào)制信號(hào)類(lèi)型幾乎無(wú)關(guān) 。 于是可以寫(xiě)出整個(gè)衛(wèi)星線(xiàn)路的總載噪比為 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??????????????????????DRDStRDSt1)(][EIRP)lg(10][EIRPTrGBkLBkTGLNC() 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ????????????????DRDSt )1(][]EIRP[ Tr GLTC() 因此 ????????????????DRDSt )1(][]EIRP[ Tr GLTC或 ????????????????? ????????????????????? 10/10/10/t101010lg10 DIU TCTCTCTC() () 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 圖 衛(wèi)星通信線(xiàn)路的噪聲及 C/T值 理想轉(zhuǎn)發(fā)器B 站A 站衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器tUTTC???1UTTC???TDDUTTTCTC???1tA 站 B 站下行熱噪聲上行熱噪聲UT ?1T ? 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5. 門(mén)限余量和降雨余量 在 FM中存在門(mén)限效應(yīng) ， 即當(dāng)鑒頻器的輸入信噪比 Si/Ni大于門(mén)限值 (S/N)th時(shí) ， 其輸出信噪比會(huì)得到改善 。 整個(gè)衛(wèi)星線(xiàn)路噪聲由上行線(xiàn)路噪聲 、 下行線(xiàn)路噪聲和互調(diào)噪聲三部分組成 ， 如圖 所示 。 實(shí)際上 ， 進(jìn)行衛(wèi)星通信是雙程的 ， 即由地球站 → 衛(wèi)星 → 地球站 。 第 3章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 圖 ［ C/T］與［ BO］ I的關(guān)系 10 020－ 150－ 140－ 130[ C / T ]I [ C / T ]U[ C / T ]D工作點(diǎn)[ C / T ]t＝衛(wèi)星線(xiàn)路總載