卫星通信链路计算过程(2)

2019-04-01 20:03

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、以及各种干扰所产生的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。由此得到的系统C/N,还得再次换算为常用的对数形式,单位为dB。

采用不同的调制和编码方式的数字载波,都对应有一个最低要求的Eb/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,将增加不必要的设备成本。

干扰估算的简化处理

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。算式可以相应变化为

(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的估算结果较为粗糙。

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,可以省略本来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不同的结果相比,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,对付雨衰只能用预留备余量的消极办法。工作于Ku频段的上行站应尽可能采用上行功率控制,以抵消雨衰的影响。


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