4.1 传输方程
4.1.1 引言
图4-1绘出与链路设计有影响的、一个网络的主 要组成部分。由信号的始发站到终点站，从无 线电链路设计的目标来看，可以划分为：地球 站 ~ 卫星链路 (或上行链路)；卫星；卫星 ~ 地 球站 (或下行链路) 三部分。
图4-1 用于端对端链路设计的、 从信号始发站到终点站的无线电链路划分
BoO EIsR ,stu /P EIsR 1P
可得出：
C N uEIst R u 4fc u P du 2 G T u u k 1 B Bi 1 O L ' 1,
C N uP fd,st u4cf2 u2 G T u u k1 B Bi O 1,
4.1.2 传输方程
传输方程是设计无线电链路的基础。这个方程描 述发送地球站发送的射频功率，与接收地球站收 到的射频信号功率、传输频率、和发射机到接收 机之间距离的关系。
EIRP一般都用dBW单位来表示，即有： EIRP (dBW) = 10 lg GT + 10 lg PT
功率通量密度P f d 的分贝值为： P f d = EIRP – 10 lg 4πd2 (dBW / ㎡)
4.2.1 上行载噪比计算
图4-4 基本卫星链路 (睛天，卫星转发器是透明型)
上行载噪比为：
2
C NuE LuL I' R 4 P fcuduG Tu uk1B ,
C Nu
Pfd4cf2u2G Tuuk1B
C NC Nu1C Nd11
按物理意义用分贝数写出下行链路载噪 比为：
( C /N ) d Es I L p R d L m P G d 1 lo 0 k) g T d( B B
( C / N 0 ) d E s I L p R d L m G P d 1 lo k 0 )d T g H B (
4.3.2 进入或来自邻近卫星系统的干扰
来自地球站天线旁瓣进入到邻近卫星的 干扰，如图4-8所示。
图4-8 天线辐射方向性图
图4-9 (a) 一个地球站看到的两颗卫星之间的间距
图4-9 (b) 邻近卫星系统干扰
已知θ，β和d有下列关系
d2dA 2dB 22dA dBcos
BEt RBEu RBEd R
4.3 卫星链路干扰分析
假定所有干扰信号 (包括AWGN )，都是彼 此无关的广义平稳随机过程，其均值为零。
4.3.1 载波噪声干扰功率比
总的卫星链路的载波噪声干扰比为：
1
N C IN C Iu1N C Id1
用分贝形式表示有： C (dBW) = PT (dBW) + GT (dB) + GR (dB) – 20 lg (4π d/λ)
4.1.3 其它传输损耗
1. 馈线损耗 2. 天线未对准损耗 3. 大气层和离子层损耗 4. 法拉第旋转
4.2 基本卫星链路分析
就一定的信息比特率而言，欲达到要求 的信息传输质量，需要在信号调制类型 和卫星链路的载噪比之间加以折衷。卫 星链路的载噪比是本章讨论的重点。
整个卫星链路载噪比
C N
(E
(EIRS)P(c/4fddd)2(G/L") IRS)P(c/4fddd)2(G/L")(C/N)u1
kT
B
C Nu1 (ELI"RS)P(4fcddd )2(G T)(k1当天线口径 面积为A R 时，接收地球站收到的载波 功率为：
C = P f d AR (W)
实际上由于天线系统具有的各种损耗， 会损失某些功率，因而收到的载波功率 应改写为：
C = η P f d AR (W)
传输方程为： C = PT GT GR (λ/ 4πd)2
4.2.3 卫星上高功放的输入和输出回退量 用于单载波放大的HPA，典型的归一化 功率增益特性如图 4-5 所示。HPA输出功 率最大的工作点称为饱和点。
图4-5 卫星上高功放的输入和回退量
设BOi和BO0分别是输入和输出回退量， 它们定义为： BiO EIsR tu /E PIR 或1P BiO Pfd ,stu /Pfd1
C E
N d
IS,sR t u 4P fc ddd 2 G T k 1 B BoL O " 1,
4.2.5 再生型转发器的计算公式
当 (P e)u1 ,(P e)d1 时，给出的误比特 率为：
( P e ) t P e [ 1 u ( P e ) d ] P e [ 1 d ( P e ) u ] ( P e ) u ( P e ) d
卫星通信系统与技术
陈振国 杨鸿文 郭文彬 编著 北京邮电大学出版社
第四章 卫星链路设计
4.1 传输方程 4.2 基本卫星链路分析 4.3 卫星链路干扰分析 4.4 降雨衰减分析
4.5 信号阻挡和多径衰落 4.6 卫星系统的可用度和设计实例
第四章 卫星链路设计
4.5 信号阻挡和多径衰落 4.6 卫星系统的可用度和设计实例
4.2.2 下行载噪比和总的载噪比计算
设 EIRPS
为卫星重发载波
s
' u
(t
)
时的EIRP，
则有：
C/N(C/N)u, 或 NEIRS(PC/N)u.
在接收地球站，合成噪声功率为：
NE[n'(t)nd(t)2]E[n'2(t)nd2(t) ]N 'N d
E L "uIS R 4fc d P dd 2 G N 1G kTB