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1、第第6章章 微波与卫星通信的线微波与卫星通信的线路噪声及线路参数计算路噪声及线路参数计算6.1 数字微波通信的假想参考通道与误码性能指标数字微波通信的假想参考通道与误码性能指标6.2 数字微波的信道噪声与噪声指标分配数字微波的信道噪声与噪声指标分配6.3 数字微波信道线路参数计算数字微波信道线路参数计算6.4 卫星接收机载噪比与卫星接收机载噪比与G/T值的计算值的计算6.5 卫星通信线路的卫星通信线路的C/T值值6.6 FDM/FM/FDMA系统中的卫星线路参数设计系统中的卫星线路参数设计6.7 TDMA系统中的卫星线路参数设计及容量计算系统中的卫星线路参数设计及容量计算 数字信道是指对话音信
2、号进行数字信道是指对话音信号进行PCM处处理后的数字化语音信号经过多路复用的信理后的数字化语音信号经过多路复用的信道。通常一个数字通道是指与交换机或终道。通常一个数字通道是指与交换机或终端设备相连接的两个数字配线架端设备相连接的两个数字配线架DDF或等或等效设备（如效设备（如DXC设备）间的全部传输手段，设备）间的全部传输手段，一般含概了一个或几个数字段。一般含概了一个或几个数字段。6.1 数字微波通信的假想参数字微波通信的假想参考通道与误码性能指标考通道与误码性能指标6.1.1 SDH体体制制下下的的数数字字微波通信微波通信 在在PDH系统中，信息是以串行比系统中，信息是以串行比特流的形式传
3、输的，可用严重误码秒、特流的形式传输的，可用严重误码秒、误码秒来衡量系统误码性能。误码秒来衡量系统误码性能。1.假设参考数字连接模型假设参考数字连接模型（1）假设参考数字连接（）假设参考数字连接（HRX）ITU-T规定，在全球范围内任意两个用户间规定，在全球范围内任意两个用户间的最长假想数字通道的长度为的最长假想数字通道的长度为27500km，其中包其中包括国内部分；最长假想参考数字通道的长度为括国内部分；最长假想参考数字通道的长度为6900km，这部分又可分为长途网、中继网和用这部分又可分为长途网、中继网和用户网（接入网）三部分。可见户网（接入网）三部分。可见ITU-T建议的一个建议的一个标
4、准的最长标准的最长HRX包含包含14个假设参考数字链路和个假设参考数字链路和13个交换节点。个交换节点。（2）假假想想参参考考数数字字链链路路（或或通通道道）（HRDL）为了简化数字传输系统的研究，把为了简化数字传输系统的研究，把HRX中的中的两个相邻交换点的数字配线架间所有的传输系统、两个相邻交换点的数字配线架间所有的传输系统、复接和分接设备等各种传输单元（不包括交换），复接和分接设备等各种传输单元（不包括交换），用假想参考数字链路（用假想参考数字链路（HRDL）表示。表示。（3）假设参考数字段（）假设参考数字段（HRDS）一个假想参考链路（一个假想参考链路（HRDL）是由多个假想是由多个假
5、想参考数字段（参考数字段（HRDS）构成的。而一个假想参考构成的。而一个假想参考数字段数字段HRDS是指两个相邻的数字配线架是指两个相邻的数字配线架DDF或或等效设备（例如两个分插复用器等效设备（例如两个分插复用器ADM）之间用之间用来传输特定速率的数字信号的线路及设备。来传输特定速率的数字信号的线路及设备。2.SDH网络的误码评定参数网络的误码评定参数 表表表表6-16-1高比特率通道的端到端误码性能要求高比特率通道的端到端误码性能要求高比特率通道的端到端误码性能要求高比特率通道的端到端误码性能要求（1）误块（）误块（EB）由于由于SDH帧结构采用块状结构，因而当同一帧结构采用块状结构，因而
6、当同一块内的任意比特发生差错时，则认为该块出现差块内的任意比特发生差错时，则认为该块出现差错，通常称该块为差错块，或误块。错，通常称该块为差错块，或误块。（2）误码性能参数）误码性能参数 误块秒比（误块秒比（误块秒比（误块秒比（ESRESR）严重误块秒比（严重误块秒比（严重误块秒比（严重误块秒比（SESRSESR）背景误块比（背景误块比（背景误块比（背景误块比（BBERBBER）6.1.2 误码性能规范误码性能规范1.全程误码指标全程误码指标 由假设参考通道模型可知，对于由假设参考通道模型可知，对于STM-1数字微波通信系统，其最长的假设参考数数字微波通信系统，其最长的假设参考数字通道为字通道
7、为27500km，这样其全程端到端的这样其全程端到端的误码特性应满足表误码特性应满足表6-1的要求。的要求。2.指标分配指标分配 为了将图为了将图6-3所示的所示的27500km端到端光纤通信端到端光纤通信系统的指标分配到更小的组成部分，系统的指标分配到更小的组成部分，G.826采用采用了一种新的分配法，即在按区段分配的基础上结了一种新的分配法，即在按区段分配的基础上结合按距离分配的方法。合按距离分配的方法。（1）国际部分）国际部分 国际部分是指两个终端国家的国际部分是指两个终端国家的IG之间的部分。之间的部分。（2）国内部分）国内部分 国内部分从国内部分从IG到通道终端点（到通道终端点（PT
8、P）之间的之间的部分，如图部分，如图6-3所示。通常所示。通常PTP位于用户处。位于用户处。图6-3 高比特率通道全程指标分配6.2 数字微波的信道噪声与数字微波的信道噪声与噪声指标分配噪声指标分配6.2.1 噪声的分类噪声的分类 数字微波的信道噪声可分为数字微波的信道噪声可分为4类：分别类：分别为热噪声（包括本振噪声）、各种干扰噪为热噪声（包括本振噪声）、各种干扰噪声、波形失真噪声和其他噪声。声、波形失真噪声和其他噪声。1.热噪声热噪声 本节中讨论的热噪声是指收信机的固有热噪本节中讨论的热噪声是指收信机的固有热噪声和收发本振热噪声。声和收发本振热噪声。（1）收信机的固有热噪声）收信机的固有热
9、噪声N固固=NFKT0B（2）收发本振源的热噪声）收发本振源的热噪声 对收发本振源而言，热噪声主要由寄生调相对收发本振源而言，热噪声主要由寄生调相噪声和寄生调幅噪声组成。噪声和寄生调幅噪声组成。2.各种干扰噪声各种干扰噪声 从干扰噪声的性质来看，基本上可分为两大从干扰噪声的性质来看，基本上可分为两大类：一类是设备及馈线系统造成的，例如回波干类：一类是设备及馈线系统造成的，例如回波干扰、交叉极化干扰等就属于这一类；另一类属于扰、交叉极化干扰等就属于这一类；另一类属于其他干扰，可认为是外来干扰。其他干扰，可认为是外来干扰。（1）回波干扰）回波干扰 在馈线及分路系统中，有很多导波元件，当在馈线及分路
10、系统中，有很多导波元件，当导波元件之间的连接处的连接不理想时，会形成导波元件之间的连接处的连接不理想时，会形成对电波反射。对电波反射。（2）交叉极化干扰）交叉极化干扰 为了提高高频信道的频谱利用率，在数字微为了提高高频信道的频谱利用率，在数字微波通信中用同一个射频的两种正交极化波（即利波通信中用同一个射频的两种正交极化波（即利用水平极化波和垂直极化波的相互正交性）来携用水平极化波和垂直极化波的相互正交性）来携带不同波道的信息，这就是同频再用方案。带不同波道的信息，这就是同频再用方案。（3）收发干扰）收发干扰 在同一个微波站中，对某个通信方向的收信在同一个微波站中，对某个通信方向的收信和发信通常
11、是共用一副天线的。这样发支路的电和发信通常是共用一副天线的。这样发支路的电波就可以通过馈线系统的收发公用器件（也可能波就可以通过馈线系统的收发公用器件（也可能通过天线端的反射）而进入收信机，从而形成收通过天线端的反射）而进入收信机，从而形成收发支路间的干扰。发支路间的干扰。（4）邻近波道干扰）邻近波道干扰 当多波道工作时，发端或收端各波道当多波道工作时，发端或收端各波道的射频频率之间应有一定的间隔，否则就的射频频率之间应有一定的间隔，否则就会造成对邻近波道的干扰。会造成对邻近波道的干扰。（5）天线系统的同频干扰）天线系统的同频干扰 天线间的耦合会使二频制系统通过多天线间的耦合会使二频制系统通过
12、多种途径产生同频干扰，如图种途径产生同频干扰，如图6-4所示。所示。图6-4 天线间耦合产生的同频干扰6.2.2 噪声指标的分配噪声指标的分配1.载噪比的概念载噪比的概念 载噪比是指载波功率与噪声功率之比。载噪比是指载波功率与噪声功率之比。通常用符号通常用符号C/N表示。载噪比越低，误码表示。载噪比越低，误码率就越高，信道的传输质量也就越差。率就越高，信道的传输质量也就越差。2.噪声性质评价噪声性质评价 按其性质噪声干扰可分为固定恶化干扰、恒按其性质噪声干扰可分为固定恶化干扰、恒定恶化干扰和变化恶化干扰，对噪声干扰的这种定恶化干扰和变化恶化干扰，对噪声干扰的这种分类法是与数字微波信道传播特点相
13、适应的。分类法是与数字微波信道传播特点相适应的。恒定恶化干扰是指与电波衰落无关的各种噪恒定恶化干扰是指与电波衰落无关的各种噪声，例如回波干扰、越站干扰、邻近波道干扰和声，例如回波干扰、越站干扰、邻近波道干扰和本振噪声等。本振噪声等。6.3 数字微波信道线路参数计算数字微波信道线路参数计算6.3.1 信信道道的的基基本本性性能能和和主主要要线线路参数计算路参数计算1.一一定定误误码码率率要要求求下下的的实实际际门门限限电电平值平值 理论载噪比表示的是一定误码率指标理论载噪比表示的是一定误码率指标F信号信号与高斯白噪声的比值，这些噪声包括热噪声和各与高斯白噪声的比值，这些噪声包括热噪声和各种干扰噪
14、声，但没有考虑设备性能不完善的影响种干扰噪声，但没有考虑设备性能不完善的影响（指（指N固固）。）。【例例6-1】已已知知某某数数字字微微波波通通信信系系统统的的技术指标如下：技术指标如下：门门限限载载噪噪比比=23.1dB（没没有有考考虑虑固固定定恶恶化化成成分分）,接接收收机机噪噪声声系系数数=1.62,接接收收机机的的等等效效带带宽宽=25.833MHz，试试计计算算出出该该系系统统的的实际门限电平值。实际门限电平值。2.衰落储备衰落储备 衰落储备包括平衰落储备和多径衰落衰落储备包括平衰落储备和多径衰落储备，下面分别进行介绍。储备，下面分别进行介绍。（1）平衰落储备）平衰落储备 首先介绍一
15、下平衰落的概念。平衰落首先介绍一下平衰落的概念。平衰落是指频带内的各种频率分量所受到的衰减是指频带内的各种频率分量所受到的衰减近似相等的衰落。近似相等的衰落。（2）多径衰落储备）多径衰落储备 当宽带信号经多径传播时，由于当宽带信号经多径传播时，由于所传输的路径不同，因此信号到达接所传输的路径不同，因此信号到达接收端的时延不同，从而造成相互干扰，收端的时延不同，从而造成相互干扰，使得带内各频率分量的幅度受到的衰使得带内各频率分量的幅度受到的衰减程度不同，这就是多径衰落。减程度不同，这就是多径衰落。（3）复合平衰落储备）复合平衰落储备 在采用空间分集技术的系统中，由于接收信在采用空间分集技术的系统
16、中，由于接收信号分别经过主接收系统和分接收系统，然后被送号分别经过主接收系统和分接收系统，然后被送入中频合成器进行同相合成，此时系统的衰落特入中频合成器进行同相合成，此时系统的衰落特性就得到了改善，我们称通过空间分集而改善的性就得到了改善，我们称通过空间分集而改善的特性为复合平衰落储备特性为复合平衰落储备Mfc，可用下式计算：可用下式计算：其其中中Mf1，Mf2分分别别表表示示两两个个分分集集接接收收系系统统的的平平衰衰落落储储备备，而而Max（Mf1，Mf2）则则代代表表取取两两者者中中间间最最大大的的数数值值，d12表表示示两两个个分分集集系系统统的的天天线线收收信电平差。信电平差。3.衰
17、落概率指标分配衰落概率指标分配 数字微波传输信道是以高误码率作为数字微波传输信道是以高误码率作为设计指标的，所以这里所指的分配当然是设计指标的，所以这里所指的分配当然是指高误码率时对应的衰落概率指标分配。指高误码率时对应的衰落概率指标分配。（1）不同信道的衰落概率分配）不同信道的衰落概率分配 电话传输信道电话传输信道电话传输信道电话传输信道 当一条实际微波电路的总长为当一条实际微波电路的总长为d公里时，则公里时，则该电路分配允许的衰落概率指标不得超过该电路分配允许的衰落概率指标不得超过 数据传输信道数据传输信道数据传输信道数据传输信道 当实际电路长度为当实际电路长度为d公里时，其允许的衰落公里
18、时，其允许的衰落概率指标不得超过：概率指标不得超过：（2）衰落概率的估算）衰落概率的估算 在大容量的数字微波通信系统中，影在大容量的数字微波通信系统中，影响衰落概率指标的因素有平衰落和频率选响衰落概率指标的因素有平衰落和频率选择性衰落，因此系统的衰落概率择性衰落，因此系统的衰落概率Pm可以用可以用平衰落引起的衰落概率平衰落引起的衰落概率Pmf和频率选择性衰和频率选择性衰落引起的衰落概率落引起的衰落概率Pms来表示，即来表示，即Pm=Pmf+Pms 平衰落所引起的衰落概率平衰落所引起的衰落概率平衰落所引起的衰落概率平衰落所引起的衰落概率P Pmfmf 我国在确定衰落概率时是根据我国在确定衰落概率
19、时是根据ITU的规定，的规定，以下列经验式进行计算的：以下列经验式进行计算的：频率选择性衰落引起的衰落概率频率选择性衰落引起的衰落概率频率选择性衰落引起的衰落概率频率选择性衰落引起的衰落概率P Pmsms 当存在多径衰落时，由于不同路径的信号，当存在多径衰落时，由于不同路径的信号，其传输时延不同，会对主信号构成干扰，而且其传输时延不同，会对主信号构成干扰，而且Ms越小，造成系统瞬间中断的概率（即衰落概率）越小，造成系统瞬间中断的概率（即衰落概率）越高。越高。6.3.2 改善误码性能的措施改善误码性能的措施1.采用备用波道时的衰落概率改善采用备用波道时的衰落概率改善 当某中继段的衰落概率指标大于
20、式（当某中继段的衰落概率指标大于式（6-6）（针对电话传输波道）计算出的分配值（针对电话传输波道）计算出的分配值Px时，时，我们可以考虑采用备用波道方式来改善系统性能，我们可以考虑采用备用波道方式来改善系统性能，为此提出了备用波道改善系数为此提出了备用波道改善系数 Ifd，它表示改善后它表示改善后的衰落概率的衰落概率Pfd与平衰落情况下的衰落概率与平衰落情况下的衰落概率Pmf的关的关系，并可用下式表述：系，并可用下式表述：2.采用分集技术时的衰落概率改善采用分集技术时的衰落概率改善 常用的分集技术有空间分集和频率分集。对常用的分集技术有空间分集和频率分集。对于地面反射所引起的多径衰落，常采用空
21、间分集于地面反射所引起的多径衰落，常采用空间分集的方式来克服其影响。的方式来克服其影响。我们用我们用Pfd+sd来表示采用空间分集时的衰落概来表示采用空间分集时的衰落概率，具体表示式如下：率，具体表示式如下：【例【例6-3】现有一数字微波通信系统，某中继现有一数字微波通信系统，某中继段段d=50km，处在处在C型端面，型端面，f=5GHz，自由空间自由空间收信电平收信电平Pr0=-43.6dBm，接收机实际门限电平接收机实际门限电平Pr门门=-74.8dBm(BER1010-3-3),),实际门限载噪比（实际门限载噪比（C C实实/N N固固）=23.1=23.1dBdB，系统采用系统采用6
22、6：1 1波道备份和二重空波道备份和二重空间分集接收。试求如下参数：间分集接收。试求如下参数：（1 1）1 1平衰落储备平衰落储备M Mf f （2 2）该段电路的瞬断率该段电路的瞬断率P Pm m （3）采用采用6：1备用波道后的瞬断率备用波道后的瞬断率Pfd （4）采用采用二重空间分集后的瞬断率二重空间分集后的瞬断率P Pfd+sdfd+sd6.4 卫星接收机载噪比与卫星接收机载噪比与G/T值的计算值的计算6.4.1 卫卫星星系系统统中中存存在在的的噪噪声声与与干扰类型干扰类型 在卫星通信系统中存在着多种噪声与干扰，在卫星通信系统中存在着多种噪声与干扰，它们分别是由不同的器件引入的，而且与
23、系统所它们分别是由不同的器件引入的，而且与系统所采用的寻址方式有关，下面分别进行介绍。采用的寻址方式有关，下面分别进行介绍。1.噪声类型噪声类型 卫星通信系统是以大气作为传输介质来完成卫星通信系统是以大气作为传输介质来完成地球站与卫星转发器之间的信息交互的。由于其地球站与卫星转发器之间的信息交互的。由于其传输路径长，接收机所接收的信号功率非常弱，传输路径长，接收机所接收的信号功率非常弱，因此对噪声非常敏感。因此对噪声非常敏感。（1）热噪声）热噪声 系统中的任何器件和设备工作时，都会给系系统中的任何器件和设备工作时，都会给系统引入热噪声，其功率为统引入热噪声，其功率为N=KT0B，与数字微与数字
24、微波中的噪声功率的形式相同。波中的噪声功率的形式相同。（2）天线噪声）天线噪声 无论是在微波系统中，还是在卫星系无论是在微波系统中，还是在卫星系统中，天线都是用来完成射频信号的发送统中，天线都是用来完成射频信号的发送与接收工作的设备。与接收工作的设备。根据噪声源产生的原因，噪声源大致根据噪声源产生的原因，噪声源大致可分为自然噪声源和人为噪声源两大类。可分为自然噪声源和人为噪声源两大类。自然噪声源包括宇宙噪声、太阳噪声、地自然噪声源包括宇宙噪声、太阳噪声、地面噪声、大气层吸收和降雨损耗等产生的面噪声、大气层吸收和降雨损耗等产生的噪声。噪声。由于噪声是通过接收机天线进入由于噪声是通过接收机天线进入
25、系统的，为了衡量进入接收系统的噪系统的，为了衡量进入接收系统的噪声大小，因而我们提出了一个新的物声大小，因而我们提出了一个新的物理量理量天线噪声温度。在图天线噪声温度。在图6-5中给中给出了一个典型地面站受到大气吸收出了一个典型地面站受到大气吸收（实线）和银河系外噪声（虚线）影（实线）和银河系外噪声（虚线）影响时的天线噪声温度示意图。响时的天线噪声温度示意图。图6-5 天线噪声温度与仰角和频率的关系曲线 在第在第1章中我们已经介绍了卫星接收系统的章中我们已经介绍了卫星接收系统的结构，除接收天线会给系统引入噪声外，其他器结构，除接收天线会给系统引入噪声外，其他器件如低噪声放大器、下变频器以及天线
26、与低噪声件如低噪声放大器、下变频器以及天线与低噪声放大器间的馈线都会是系统的重要噪声来源。如放大器间的馈线都会是系统的重要噪声来源。如果天线与低噪声放大器间的馈线对信号具有果天线与低噪声放大器间的馈线对信号具有1/L的衰减量，那么接收系统噪声温度的衰减量，那么接收系统噪声温度Tt可用下式来可用下式来表示：表示：Tt=TA/L+Ti（11/L）+Tr其中，其中，Ti为环境噪声温度（通常为环境噪声温度（通常假设为假设为290K）；）；TA为天线噪声温度；为天线噪声温度；L为天线到低噪声放大器之间的衰减为天线到低噪声放大器之间的衰减量；量；Tr为接收机有效噪声温度（如低为接收机有效噪声温度（如低噪声
27、放大器、下变频器等内部器件）。噪声放大器、下变频器等内部器件）。2.干扰干扰 卫星系统中所能存在的干扰有很卫星系统中所能存在的干扰有很多种，而且与系统中运用的多址方式多种，而且与系统中运用的多址方式有关，这里我们详细介绍几种常见的有关，这里我们详细介绍几种常见的干扰。干扰。（1）交调干扰）交调干扰（2）邻道干扰）邻道干扰 邻道干扰是指相邻波道或相近波道所邻道干扰是指相邻波道或相近波道所带来的干扰，其产生的原因主要如下。带来的干扰，其产生的原因主要如下。相邻波道间隔过小或接收滤波器相邻波道间隔过小或接收滤波器特性不完善造成的干扰特性不完善造成的干扰 其他站寄生发射造成的干扰其他站寄生发射造成的干
28、扰（3）相邻波束间的干扰）相邻波束间的干扰 当卫星系统中采用了空分多址方式时，即采当卫星系统中采用了空分多址方式时，即采用波束隔离方式，它首先是将地球表面分成若干用波束隔离方式，它首先是将地球表面分成若干个区域，不同的区域用不同的波束覆盖，而且彼个区域，不同的区域用不同的波束覆盖，而且彼此互不重叠。这样不同波束可以采用相同频带，此互不重叠。这样不同波束可以采用相同频带，但由于天线方向图的旁瓣效应，使得两个彼此接但由于天线方向图的旁瓣效应，使得两个彼此接近的波束之间存在相互干扰，这就是相邻波束间近的波束之间存在相互干扰，这就是相邻波束间的干扰。的干扰。（4）交叉极化干扰）交叉极化干扰 为了提高频
29、带利用率，在卫星通信系为了提高频带利用率，在卫星通信系统中（或卫星移动通信系统中）可以采用统中（或卫星移动通信系统中）可以采用空间区域彼此重叠、空间指向一致、工作空间区域彼此重叠、空间指向一致、工作频率相同、极化方式不同的两个波束（一频率相同、极化方式不同的两个波束（一个是水平极化波，另一个是垂直极化波）个是水平极化波，另一个是垂直极化波）来实现信号隔离。来实现信号隔离。（5）码间干扰）码间干扰 当数字序列经过具有理想低通特性的信道时，当数字序列经过具有理想低通特性的信道时，如果其传输速率以及所占用信道带宽满足奈奎斯如果其传输速率以及所占用信道带宽满足奈奎斯特准则，那么其输出信号序列中各比特间
30、不存在特准则，那么其输出信号序列中各比特间不存在码间干扰。码间干扰。（6）同频干扰）同频干扰 所有进入接收机通带内的、与本信道频率相所有进入接收机通带内的、与本信道频率相同的或相近的无用信号都会对本信道信号构成干同的或相近的无用信号都会对本信道信号构成干扰，这种干扰就是同频干扰。扰，这种干扰就是同频干扰。6.4.2 接接收收机机载载噪噪比比与与地地球球站站性性能因数能因数G/T值值1.接收机输入端的信号功率接收机输入端的信号功率 如果某系统中的发射天线与接收天线之间的如果某系统中的发射天线与接收天线之间的距离为距离为d，接收天线效率为接收天线效率为R，AR为接收天线开为接收天线开口面积，因而接
31、收天线的增益为口面积，因而接收天线的增益为当当以以PT功功率率发发射射，同同时时发发信信天天线线的的功功率率增增益益为为GT时时，那那么么接接收收站站所所接接收收的的信信号功率号功率C可用下式表示：可用下式表示：其其中中Lp=（4d/）2为为自自由由空空间间的的传传输输衰减。衰减。2.接收机输入端载噪比接收机输入端载噪比 接收机输入端载噪比是指接收机输入端所接接收机输入端载噪比是指接收机输入端所接收到的有用信号功率与噪声之比，用符号收到的有用信号功率与噪声之比，用符号C/N表表示。示。3.地球站性能因数地球站性能因数G/T值值 由式（由式（6-18）可以看出，当设计好一个卫星）可以看出，当设计
32、好一个卫星转发器之后，那么卫星转发器的有效全向辐射功转发器之后，那么卫星转发器的有效全向辐射功率率EIRPs就确定了。就确定了。6.5 卫星通信线路的卫星通信线路的C/T值值 由前面的分析可知，当接收机输由前面的分析可知，当接收机输入端匹配时，折合到输入端的热噪声入端匹配时，折合到输入端的热噪声功率为功率为N=KTB。这样这样 与与 的关系的关系可表示为可表示为 。6.5.1 热噪声影响下的上下行热噪声影响下的上下行链路中的链路中的C/T值值1.上行链路上行链路C/T值值 在介绍上行链路在介绍上行链路CT值之前，我们首先引入值之前，我们首先引入一个新的概念一个新的概念转发器灵敏度。转发器灵敏度
33、转发器灵敏度。转发器灵敏度是指卫星是指卫星转发器达到最大饱和输出时，其输入转发器达到最大饱和输出时，其输入端所需的信号功率，通常用单位面积上的有效全端所需的信号功率，通常用单位面积上的有效全向辐射功率向辐射功率Ws 表示：表示：（1）单载波上行链路的）单载波上行链路的C/T值值为为了了与与下下行行链链路路中中的的接接收收系系统统等等效效噪噪声声温温度度加加以以区区别别，我我们们用用CTU来来表表示示上上行行链链路路所所受受热热噪噪声声影影响响的的程程度度。由由以以上上分分析析我我们可以顺利地写出们可以顺利地写出 值的表达式：值的表达式：（2）多载波条件下的）多载波条件下的C/T值值具具体体方方
34、法法就就是是进进行行输输入入补补偿偿，即即使使总总的的输输入入信信号号功功率率从从饱饱和和点点减减少少一一定定数数值值，保保证证转转发发器器处处于于正正常常工工作作状状态态。这这时时多多载载波波工工作作的的卫卫星星转转发发器器的的EIRPEM为为地地球球站站所所发发射射的的EIRP的的总总和和，它它将将比比单单载载波波条条件件下下工工作作的的卫卫星星转转发发器器的的EIRPES要要小小，它们的关系可用下式表示：它们的关系可用下式表示：EIRPEM=EIRPESBOl式中式中BOl为输入补偿值。为输入补偿值。2.下行链路的下行链路的C/T值值 与上行链路与上行链路C/T值的表示方式相对应，值的表
35、示方式相对应，我们用我们用C/TD来表示下行链路中的来表示下行链路中的C/T值。值。如果我们只考虑下行链路本身的噪声的话，如果我们只考虑下行链路本身的噪声的话，那么可得那么可得6.5.2 交调噪声影响条件下的交调噪声影响条件下的C/T值值 在第在第3章中我们曾经指出，在采用章中我们曾经指出，在采用FDMA的的卫星系统之中，由于卫星转发器必须具有同时对卫星系统之中，由于卫星转发器必须具有同时对多载波进行放大的能力，因而在转发器中采用行多载波进行放大的能力，因而在转发器中采用行波管放大器来完成放大功能。波管放大器来完成放大功能。6.5.3 卫星链路的总卫星链路的总C/T值值 为了便于分析，我们在对
36、某卫星系统为了便于分析，我们在对某卫星系统链路进行计算时，假设其卫星链路的等效链路进行计算时，假设其卫星链路的等效噪声温度噪声温度Tt是上行链路噪声是上行链路噪声Tu（与前面与前面Tsat意义相同）、下行链路噪声意义相同）、下行链路噪声TD和交调噪和交调噪声声TtD三部分组成的，即三部分组成的，即Tt=TU+TD+TtD，显然有显然有6.5.4 卫星链路的卫星链路的C/T门限余量门限余量 一般我们将一般我们将 值与值与 门门值之间的差值值之间的差值定义为定义为“门限余量门限余量”M门门，即，即 通常考虑到雨、雪等气象条件设备的不稳定通常考虑到雨、雪等气象条件设备的不稳定性及器件的老化等因素的影
37、响，因此该门限余量性及器件的老化等因素的影响，因此该门限余量应取适当值。应取适当值。6.6 FDM/FM/FDMA系统中系统中的卫星线路参数设计的卫星线路参数设计 在在FDM/FM/FDMA系统中，某基站欲系统中，某基站欲与系统中的另一个基站进行通话时，首先与系统中的另一个基站进行通话时，首先将所要传输的多路信号复用到基带中的相将所要传输的多路信号复用到基带中的相应位置，然后用基带信号对本站的发射载应位置，然后用基带信号对本站的发射载频进行调频，最后通过其上行链路向卫星频进行调频，最后通过其上行链路向卫星发送。发送。6.7 TDMA系统中的卫星线系统中的卫星线路参数设计及容量计算路参数设计及容
38、量计算1.卫星线路参数设计卫星线路参数设计 由由TDMA工作方式决定了该方式适合工作方式决定了该方式适合于数字通信系统。对于数字通信系统而言，于数字通信系统。对于数字通信系统而言，衡量其系统性能的技术指标是误码率和传衡量其系统性能的技术指标是误码率和传输速率，其卫星线路参数设计过程如下。输速率，其卫星线路参数设计过程如下。2.容量计算容量计算 在采用在采用TDMA方式的系统中，卫星转方式的系统中，卫星转发器既可以工作于功率受限情况下，也可发器既可以工作于功率受限情况下，也可以工作于频带受限情况下，而且其系统容以工作于频带受限情况下，而且其系统容量与系统中所使用的卫星转发器的工作状量与系统中所使用的卫星转发器的工作状态有关，下面分别进行分析。态有关，下面分别进行分析。（1）卫星转发器处于功率受限状态）卫星转发器处于功率受限状态 当卫星转发器工作于功率受限情况下时，卫当卫星转发器工作于功率受限情况下时，卫星的有效全向辐射功率星的有效全向辐射功率EIRPS固定不变，这固定不变，这时下行链路满足下面的方程：时下行链路满足下面的方程：（2）卫星转发器处于频率受限）卫星转发器处于频率受限 当卫星转发器工作于频率受限情况下当卫星转发器工作于频率受限情况下时，一般用转发器的带宽与码元速率之比时，一般用转发器的带宽与码元速率之比KWB来表示：来表示：