卫星链路预算初步通俗解析_中_刘军
7-LTE链路预算
64kbps RB 2
128kbps 4
256kbps 7
384kbps 8
512kbps 10
1024kbps 17
MCS
2
1
2
3
3
4
LTE上行链路TBS
TBS：Transport Block Size 对于给定的MCS和TBS可以对应不同的RB数。
TBS表
LTE上行链路MCS
MCS：Modulation & Coding Scheme 对应给定RB数，不同的TBS Index（ITBS）承载的TBS也不 同。
人体损耗
VoIP业务：3dB 数据业务：0dB
LTE上行链路预算
终端天线增益和发射功率
LTE上行链路预算
MAPL= 最大发射功率 – 接收机灵敏度– 损耗 – 裕量 +增益
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
MAPL=12-1-2+3-4+5-6+7-8-9-10+11 传播模型
256 1260 -2.38 3 -113.0 -112.4
128 720 -2.28 3 -115.4 -114.7
64 360 -0.30 3 -118.4 -115.7
LTE上行链路MAPL(最大可用路径损耗)分析
要求的接收信号
本小区信号 其他小区、 干扰信号 噪声 要求的 SINR
MAPL 要求的接收信号 小区半径
LTE上行链路分配RB数
64kbps
128kbps
256kbps
384kbps
512kbps
1024kbps
RB
通信卫星链路计算
E
C T t
CT th
h
23
降雨余量
在上行链路时，卫星发射会时刻受到监控站的监控，地球站也将随时得 到监控站的指令，对发射功率加以调整。因此，上行链路电波的衰减对上行 载噪比的影响较容易得到解决。
在下行链路时，特别是地球站使用高增益天线及低噪声放大器时，下行 链路本身的噪声在正常工作时已不是很大，而降雨、降雪等气象因素对下行 链路就产生了显著影
响。故系统设计中的降雨余量备份是针对下行链路 提
出的，而认为降雨对上行链路 的影响不予考虑。
C
T
U
h
C
T
D
24
降雨余量
降雨余量的含义是：降雨时下行线路的 或说应有多大的余量才能使卫星
C 可容许恶化 多T D 少 倍（用m倍表示）
通信链路总的 仍保 C 持 在门限的水平上。 降雨备余量为： T t
2，自由空间传输损耗（通信距离方程）
在卫星通信中，电波主要是在大气层以外的自由空间传播，大气层只占 很小的一部分，因此首先研究的是自由空间传播损耗，在此基础上再考虑大 气层及其他损耗。自由空间损耗用下式计算：
Lf
4d2 4cdf
2
d:卫星-地面站距离(m)；
：电磁波波长(m)
f:电磁波频率(Hz) ；c: 光速。
表示 。是随特定的系统和系统的用途而异。 载噪比涉及到发端功率，收发两端天线增益，传输过程中的 各种损耗、噪声及干扰、气象条件等因素。
C T
h
3
卫星链路的分类
卫星链路通常分为三大类，分别是： 1. 固定卫星业务通信链路； 2. 移动通信卫星链路； 3. 星际卫星链路。
h
4
卫星链路计算的任务
静止轨道卫星通信链路的预算与分析
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１０
１６７０８/
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１０００
Ｇ
７５８X
２０２０
００３５
j
静止轨道卫星通信链路的预算与分析
徐挺１,∗ ,兰海２ ,张宏江３
１
老挝亚太卫星有限公司,万象 ９９９０１２
２
重庆两江卫星移动通信有限公司,重庆 ４０１１３５
３
中国运载火箭技术研究院,北京 １０００７６
i
lt
xu＠l
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s
a
t
e
链路预算公式与说明
表示10Log X 斜体 表示10X/10c=2.998e8 光速地球赤道半径 h=35793km 卫星离地面高度K=1.38×10-23J/K 波尔兹曼常数 为单位面积理想天线增益G 0Noise(K)=290×[Noise(dB)-1]D =()()f cos 222e e e e R h R h R R +-++ 天线与卫星的距离 Free space loss =32.4+20Log(D ×f ) 自由空间传输损耗（注：D 单位km ；f 单位MHz ）Symbol rate =Date rate /（M ×FEC code rate ） 符号率(MBaud)占用带宽(MHz) Spread factor=1.2噪声带宽(dB.Hz)Allocated transponder bandwidth = (Symbol rate ×Carrier spacing factor )+ Bandwidth allocation step size转发器分配带宽(MHz) 上行链路功放功率与天线选择：EIRP US = Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint loss U +SFD 上行饱和等效全向辐射功率dBWEIPR U = EIRP US -IBO载波在卫星天线口面上的通量密度dBW(PFD)Total HPA power required= EIRP U - Antenna gain - (Coupling loss)U 所需功放功率W （也可以固定功率来确定天线尺寸）(C/N 0)U =EIRPU -( Free space loss U + Atmospheric absorption U + Tropospheric scintillation fading U +Mispoint lossU (G/T)S(C/N)U = (C/N=SFD IBO (G/T)S - Noise bandwidthAntenna efficiency =Antenna gain ×c 2/(πRf)2 天线增益效率（注：c 单位m ；f 单位Hz ；R 单位m ）Antenna noise =⎰⎰πππ200sin ),(),(41f q q f q f q d d T R =⎰⎰Ωπ42),(),(1d A T B f q f q λ 以波长为单位，天线有效面积为权重的亮温度对全天空的积分≈15×Antenna efficiency+(1-Antenna efficiency )×[15×sin θ/(cos θ+sin θ)+(140+θ)×cos θ/(cos θ+sin θ)]G/T= Antenna gainEIRP D = EIRP S -OBO(C/No)D =EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T(C/N)D =(C/No)D -Noise bandwidth=EIRP D –(Free space loss D + Atmospheric absorption D + Tropospheric scintillation fading D + Mispoint loss D G/T -Noise bandwidthC/(N+I)C/(N+I) = C/(No+Io) - Noise bandwidthEb/(No+Io)频谱仪读到的MARKE DELTA= C/(N+I) +1=(C+N+I)/(N+I)Es/N 0一、转发器参数SFD、G/T、EIRP、载波输入回退CIBO(Carrier InputBackoff)和载波输出回退COBO(Carrier Output Backoff)G/T 被称为figure of merit，即接收系统的品质因素。
Ku频段卫星通信链路计算
Ku频段卫星通信链路计算李子龙;娄景艺;屈晓旭【摘要】卫星通信具有容量大、成本低、抗干扰性能强、覆盖面积广和通信距离远等优势,已成为舰船通信的重要手段.针对Ku频段卫星通信的特点,提出了一种链路计算方法,并给出了岸基发送站、卫星转发器和接收系统的参数,通过实例分析,计算上行发送站的EIRP、接收站天线的方位、链路降雨衰减、链路载噪比及链路余量等,从而设计出合理的链路预算.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)006【总页数】5页(P662-666)【关键词】Ku频段;卫星通信;链路计算;雨衰;载噪比【作者】李子龙;娄景艺;屈晓旭【作者单位】海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033【正文语种】中文Key words：Ku-band；satellite communication; link-budget calculation; rain attenuation; carriernoise ratio在研究Ku频段卫星通信系统时，链路计算是设计的基础。
在进行链路设计时涉及以下几点：(1)是上行发送站的EIRP，描述了射频信号的发射能力，是高功放的输出功率和天线增益的乘积，而且要考虑馈线损耗;(2)是降雨衰减，由于Ku频段电磁波的波长为十几毫米，而雨滴的直径为数毫米，其穿过雨区时会受到传输损耗，根据ITU-R雨衰模型，计算雨致衰减量;(3)是噪声影响，卫星通信接收的载波电平较低，因此对噪声非常敏感，要分析各种噪声源对通信系统的影响。
1.1 自由链路损耗、大气衰减、天线未对准衰减自由链路损耗[1]指自由空间损耗，其与传输距离和频率成正比为：上行大气层吸收衰减一般为Lau=0.14d B，下行大气层吸收衰减一般为Lad=0.12 dB。
天线未对准衰减，指卫星天线和地球站天线的偏轴衰减，一般为Lpu=0.5 dB。
卫星通信系统链路预算软件研制的开题报告
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。
卫星链路雨衰估算(下)
卫星链路雨衰估算(下)
刘军
【期刊名称】《卫星与网络》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】@@ 具体计算rn3.1采用Ku频段rn全国35个主要城市分别对76.5°E 亚太IIR卫星和105.5°E亚洲-3S卫星,当上行为水平极化、发射频率为
14250MHz、可用度分别为3个9和4个9时,经计算雨衰值如表7所示,供参考.【总页数】2页(P70-71)
【作者】刘军
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.卫星链路雨衰估算数据准备详解-Step By Step [J], 刘军
2.卫星链路雨衰估算(上) [J], 刘军
3.卫星链路雨衰估算(中) [J], 刘军
4.近地卫星Ka频段数传链路抗雨衰自适应模式设计 [J], 张颖; 熊蔚明; 王竹刚
5.Ka频段卫星动中通链路雨衰预测与对策分析 [J], 刘杉;江卫民;文郑杰;宋忠海;周伟;张建勋
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【简说卫星链路预算】卫星中继数据链链路预算
简说卫星链路预算】卫星中继数据链链路预算链路预算的目的和作用卫星链路预算的目的和作用,简洁的讲就是关怀新用户经济合理地选配收发站的硬件配置,帮助老用户确认转变线路的可行性,给出合理性建议,即做到少花钱多办事、不多花冤枉钱。
什么时候需要链路预算下面以新用户组建卫星XX为例说明什么时候需要用到链路预算。
1、首先用户依据实际状况及需求选定XX络结构由于目前甚小口径终端VST的迅猛进展、普及,使得VST一词几乎成了卫星通信的代名词。
一般小于4.5m天线的地面站被认为是VST站,但在VSTXX中有时中心站HUB的配置又很高(天线:6m-20m),可能是大、中型站,因此也难怪人们提到卫星通信就自然地认为是VST系统。
VSTXX络有如下几种结构,通常XX络越冗杂,投入的本钱越高,租用的卫星带宽越多。
2、既已选定XX络结构,下面该选择通信卫星和工作频段了卫星的选择主要是看朝向卫星方向有无遮挡及卫星覆盖是否满足要求。
由于目前几大卫星制造商所制造的卫星从性能指标上基本相差不大,针对ZG区域的卫星覆盖也大同小异,且不同卫星的对比测试较难实现相同的测试条件,故即使测试,结果也并不能说明问题――孰优孰劣,因此说对卫星的选择很大一部分是由市场因素确定的。
工作频段的选择主要看业务形式。
C波段的主要优势就是不易受降水影响,缺点就是天线口径较大,Ku波段则正好相反。
故对通信保障要求严格,系统可用度要求高的业务应尽量选择C波段,如防洪、抢险、救灾等应急及机要通信,越是下雨越是需要保障通信。
对于系统可用度要求不高,但对于便携性、敏捷性要求高,如SNG、动中通等业务则宜选用Ku波段。
3、用户初步接触设备商提出要求,设备商提供组XX配置建议4、用户依据设备商建议向卫星公司提供相关信息,盼望其提供有关链路预算有关信息包括:、站址信息――发射、接收站的经纬度、海拔;B、载波信息――信息速率、调制方式、编码方式、接收门限、滚降系数等;C、用户期望信息――盼望的天线的尺寸、功放大小、占用带宽等。
卫星通信系统链路计算
抛物面天线增益
GA
(D)2
不同频率，天线增益不相同，提天线指标可以只提增益或效率！
工作频率F(GHz) 天线口径D(m) 天线效率η 天线增益G（dB）
10.95 16 0.65
63.40
11.2 16 0.65 63.60
11.7 16 0.65 63.98
12.2 16 0.65 64.34
卫星通信系统链路计算-----介绍内容
交流内容
卫星组成及参数解析 天线增益及方向图包络 通信链路计算 C/N值估算 典型链路计算
卫星通信系统链路计算-----C/N值算
噪声功率：
NkTB
载波与噪声功率：
C C N kTB
C/N与C/T关系： N CC TkB
下行 12.250-12.750 GHz 54 MHz
线性双极化(水平,垂直) 140W 20对16
55 dBW
7.9 dB/K -100.9 dBW/m2
6对4 东亚波束 12.749 GHz(水平极化)
12.250 GHz(垂直极化)
Ku频段东亚波束参考图G/T(dB/K)
卫星通信系统链路计算-----卫星组成及参数
注：D:天线口面直径 单位米 λ：波长，单位米 λ=C/F η:天线效率
天线增益频率修正
G
G0
10log
F F0
3d
C
B70D70Df
特别提示：信标法测试时，信标频点是故定的，必须修正！
工作频率F(GHz) 天线口径D(m) 天线效率η 天线增益G（dB） 半功率宽度(°)
12.75 16 0.65
64.72
工作频率F(GHz) 天线口径D(m) 天线效率η 天线增益G（dB）
卫星传输系统链路的计算简析
卫星传输系统链路的计算简析作者：周轩宇来源：《硅谷》2012年第21期摘要：首先针对卫星传输系统中链路计算的相关概念做出必要阐述，而后介绍在链路计算中涉及到的几个主要参数，最后针对工作中需要确定的相关计算量给出计算表达式。
关键词：卫星；传输；链路；计算科技和社会的发展，推动的卫星通信事业的不断向前推进。
相对于传统的有线或无线通信方式而言，卫星通信有着覆盖广、通信容量大、不惧距离、地理环境限制弱等优点，与光纤通信以及数字微波通信一同成为当前我国远距离数字传输的三大支柱。
1卫星传输系统中链路计算的相关概念卫星通信的本质，是以人造通信卫星作为通信中继站而展开的微波中继通信。
在这种通信方式中，信号从发送端出发，经过卫星的接收和放大，然后传送到接收端，因此可以有效实现横跨地域较大的信号传输，而不必过多考虑地理情况，从而其传输成本不在与地理距离正相关。
但是应当注意到，通过卫星中继进行的数据传输，虽然受到地理影响很弱，但是由于信号需要穿透大气层，因此受到气象因素影响相对严重，且传输时延和功损都不能忽视。
这就从客观上要求链路计算的出现。
在针对地球站进行设计和工作的过程中，用户需要对信号传输质量和时间等问题提前作出判断，因此需要进行各种参数展开定量分析判断，以便通过参数的合理选择来实现数字传输的最优化，这就是所谓的链路计算。
链路计算工作包括对于卫星上行以及下行过程中各个环节进行详细推敲和计算，包括诸如天线大小增益、调制方式、对于LNA或LNB的选择等多个方面，其目的在于满足对于整个数据传输过程的质量、价格以及可扩展性等方面的要求。
2卫星传输系统链路计算过程中的主要参数卫星传输系统中，信号的传输质量受到多方面的影响，因此对链路计算是实施有效传输的必要途径。
在链路计算过程中，首先应当明确几个必要的参数，包括天线增益、自由空间传输损耗以及全向辐射功率。
在卫星通信系统中，一般使用定向天线，这种天线能够将电磁能量集中朝向某一特定方向辐射，天线增益定义可以表达为：对于抛物面天线以及其他类似天线而言，增益的表达式为：在上式中。
卫星链路预算初步通俗解析3
由于篇幅有限，以下对于雨衰值的 计算只做简单介绍。
有关雨衰计算各参数模型图如图5 所示。
图5 参数模型 A：冰晶层； B：0°C等温线； C：降水区； D：传输路径； θ：地面站仰角； hS：地面站海拔高度； hR：：降雨高度（0°C等温线至海平面）； RP：降雨率。 雨区内单位衰减γR为：
因实际干扰发生时情况复杂、随机
性很强，很难预料并得到准确的结果，
且由于上述4项对链路预算结果的影响
有限，为此通常只采用简化的估算方
法。按一般正常情况下可控制的、可能
出现的干扰底线进行计算，超过此底线
则考虑的因素太多、不可预见性太强，
无法推测。实际计算中应根据实际情况
灵活掌握调整。
２．１２．１
C T
ACI
由于载波因故大幅加大功率，会导
致其频谱旁瓣超过其使用带宽，而进入
相邻频带，此时会对相邻信道载波造成
干扰，卫星公司一般要求每个发射的数
字载波的频谱旁瓣须低于主瓣26dB以
下。 根据公式：T = N kB
C N
=
C N
×
kB
=
C N
+
[k
]+
[B ] =
26
−
228.6
+ຫໍສະໝຸດ [B]∑Train
=
Ta
1 −
1 LF
=
280 1 −
1
5
1010
=
280 (1 − 0.3162) = 191.46K
卫星通信链路裕度分配策略
卫星通信链路裕度分配策略一、卫星通信链路裕度分配策略概述卫星通信作为一种重要的全球通信手段，具有覆盖范围广、不受地理限制等优势。
随着通信技术的发展和应用需求的增长，如何合理分配卫星通信链路的裕度，以确保通信的可靠性和效率，已成为一个关键问题。
本文将探讨卫星通信链路裕度分配策略的重要性、挑战以及实现途径。
1.1 卫星通信链路裕度的概念卫星通信链路裕度指的是在通信链路设计中预留的额外容量或性能，以应对信号衰减、干扰、设备故障等不确定性因素，确保通信链路的稳定性和可靠性。
裕度分配策略是决定如何合理分配这些额外资源的方法。
1.2 卫星通信链路裕度分配策略的应用场景卫星通信链路裕度分配策略的应用场景广泛，包括但不限于以下几个方面：- 事通信：在事领域，通信的可靠性至关重要，裕度分配策略需要确保在极端条件下也能保持通信链路的稳定。
- 紧急救援：在自然灾害等紧急情况下，卫星通信是关键的通信手段，裕度分配策略需要保证通信链路的快速恢复和稳定运行。
- 商业通信：商业卫星通信服务需要满足不同客户的需求，裕度分配策略需要在保证服务质量的同时，实现资源的最优利用。
二、卫星通信链路裕度分配策略的制定卫星通信链路裕度分配策略的制定是一个系统化的过程，需要综合考虑多种因素，以实现资源的最优配置。
2.1 卫星通信链路裕度分配的基本原则制定卫星通信链路裕度分配策略时，需要遵循以下基本原则：- 可靠性原则：确保通信链路在各种条件下都能保持稳定运行。
- 效率原则：在满足可靠性的前提下，尽可能提高资源的利用效率。
- 灵活性原则：策略需要能够适应不同的通信需求和环境变化。
2.2 卫星通信链路裕度分配的关键技术卫星通信链路裕度分配策略的制定涉及到以下关键技术：- 信号预测技术：准确预测信号在传输过程中的衰减和变化，为裕度分配提供依据。
- 干扰管理技术：识别和评估各种干扰源，制定相应的干扰抑制措施。
- 资源调度技术：根据通信需求和链路状态，动态调整资源分配。
链路预算
WCDMA网络的业务量是非对称的，即网络上行和下行链路的数据传输量不相同。在进行网络规划时，必须先计算两个不同方向的值。WCDMA网络的典型表现就是：上行链路是受覆盖限制的，而下行链路是受容量限制的。
5.1 重要概念
1. 处理增益
处理增益在数值上等于扩频带宽与数据速率的比值，它表示经过解调后，用户信噪比可增加的倍数。WCDMA扩频后的带宽是5MHz。
5.3.2 上行链路（反向）
PL_UL：上行链路最大传播损耗；
Pout_UE：移动台业务信道最大发射功率；
Lf_BS：馈线损耗；
Ga_BS：基站天线增益；
Ga_UE：UE 天线增益；
Mf：阴影衰落余量（与传播环境相关）；
MI：干扰余量（与系统设计容量相关）；
Lp：建筑物穿透损耗（要求室内覆盖时使用）；
–建筑物穿透损耗与建筑物类型有关。例如，密集城区建筑物穿透损耗典型值 20dB，郊区 10dB，车内 10dB。
14. 人体损耗（Lb）
–对于手持移动台，需要考虑人体穿透损耗的影响；
–人体损耗典型值 3dB；
–数据终端由于使用方式不同，可以不考虑人体损耗影响。
2. UE 最大发射功率（Pout_UE）
–25.101 规定了 4 个功率等级的 UE；
–链路预算时，假设语音业务 UE 最大发射功率 21dBm；数据业务 UE 最大发射功率 24dBm。
3. 快速功控余量 （Mpc）与最大发射功率
–快速功控能够对抗低速移动（< 50km/h）条件下快衰落的影响，从而降低衰落信道条件下解调所需 Eb/No 要求；
–链路预算中使用理想功控条件下解调门限进行计算。实际工作中，由于最大发射功率限制，解调性能会恶化；
卫星链路预算方法
自中央、各省广播电视节目上卫星传输以来，许多电视台都配置了车载式卫星上行站。
车载式卫星上行站是把采集到的视频和音频信号进行数字压缩处理后再进行卫星传送的电视采集系统，该系统尺寸、重量、造价都比固定上行站大大减小。
通信卫星传送同传统的微波传送方式相比，避免了城市高大建筑物的阻挡，打破了传统对应用地形和区域的限制，能更快，更方便地转播重要的以及突发性新闻事件。
固定式卫星上行站一般采用大口径的发射天线，链路有较大的余量，而车载式上行站，天线直径一般不大，又多采用Ku波段工作频率，链路余量不大，在不同的地点采用多大的发射和接收天线，进行链路预算就显得十分必要。
本文提供一个简单的使用Excel对链路进行预算的方法。
当今21世纪是信息时代，尤其是无纸化办公的推广，使得计算机应用广泛。
微软办公套件软件功能强大，涉及日常工作的方方面面，加上对系统要求不高，兼容性强，因此已经几乎是所有计算机的标准配置。
Excel就是微软办公套件中的制表软件，它具有兼容性强，操作简便等特点，目前已具有龙头制表软件的趋势，其他制表软件都要向它兼容。
因此我这次选用Excel来进行链路预算。
微软办公套件软件对于初学者来说，仅仅只有其中的宏概念不太好理解，但是此次并没有涉及宏，因此对于如何建立表格，如何设计计算公式等不再赘述，我们只是谈谈具体上下行链路的预算方法。
系统整体框图如下，为节省存储空间和传输带宽，我们要在电视节目源端进行信源编码，在传输之前进行信道编码。
编码：MPEG-2在系统和传送方面作了详细的规定，特别适用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为SDTV和HDTV的编码标准。
视频信号和音频信号输入至编码器，进行MPEG-2压缩编码，输出MPEG-2 DVB码流信号。
较常见的两种MPEG-2压缩编码方式为4：2：2和4：2：0。
相比较，4：2：2方式比4：2：0方式具有较高的图像质量，但信号码率也高，适用于须经多次编码的信号。
卫星通信链路计算过程
卫星通信链路计算过程之欧侯瑞魂创作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/T U= EIRP E– Loss U + G/T SatC/T D = EIRP S– Loss D + G/T E/S式中的EIRP E和EIRP S分别为载波的上行和下行EIRP，Loss U和Loss 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 = C/T + 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)的步调也可为(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上述两种分歧计算步调所得到的结果是相同的。
卫星链路预算初步通俗解析(上、中、下)
可见分贝是一个相对值，必须有一个参
考量做分母才成，常用的几种分贝类型缩写
如下：
dBW：相对于1W的分贝值；
dBm：相对于1mW的分贝值；
dBK：相对于1开尔文度（Kelvin）的分贝值；
dBHz：相对于1Hz的分贝值；
1W 即10lg =0dBW=10lg =30dBm
注意1：由于dBxx是一个相对结果值，
为了防备偶尔出现的一两次干扰，
图2 C-BAND 2000W TWTA行波管放大器的简化射频信号电平框图
如输入信号功率为Pa dBm，由左边A输 入，不断加加减减就到了右边输出端B。此 时很容易就能计算出信号达到B时的功率Pb 了。同时前后参考点一相减就知道此放大器 放大了多少或是此线缆衰减了多少。如图2所 示，TWT 的增益，即放大倍数为：+63.5（+19.5）=44dB。
了地面站发射系统的能力。
２．１．２ Ｇ／Ｔ G为天线增益，T为卫星接收系统
的噪声温度，单位为dB/K 。
=6dBW，而
不是9-6=3dBW。
9-6=3dB，即9dBW比6dBW多发了2倍
的功率。
注意2：参考单位不同的两个分贝值可
以相加减
例3：同例1，如波导损耗是1dB，天线
的增益是42dB，计算此站的全向辐射功率
EIRP
答：EIRP=10.8-1+42=51.8dBW S
６８ 卫星与网络
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以上只是说明了噪声存在于卫星接 收端及地面接收端的两种基本情况，其 实实际中还有很多噪声需要考虑，如相 邻信道干扰噪声、邻星干扰噪声、互调 干扰噪声以及反极化干扰噪声等这4种 主要干扰噪声形式。
依上类推，故
卫星通信链路总结
卫星通信链路总结目录前言 (1)1 .天线增益,等效辐射功率和接收功率 (1)2 . 传输损耗 (3)3 .系统噪声温度 (3)4 .载噪比 (8)5 .上行链路 (9)6,下行链路 (10)7 .雨水衰减 (10)8 .联合载噪比 (11)9 .互调噪声 (12)前言1.空间链路狭义上分为上行链路和下行链路，如果不考虑卫星组网的情况，就是一颗卫星做中继，两个地面终端通信的场景。
上行链路和下行链路都有很大的损耗，计算这些损耗和衰落，是设计卫星通信产品的重要指标。
2.整个通信过程可以大致理解为地面站一一卫星转发器一一地面站3.接下来我们就从地面的发射机天线讲起，将整个链路讲清楚4.在工程中，我们经常将数值转换为db的形式，在本文中口则为某数据的db 值例如天线增益G为10410Λ4,贝∣J[G]=101gG=40dB[G]=101gG=40dB1.天线增益,等效辐射功率和接收功率为了提高天线定向辐射的能力，通信天线的定向性都很强，但计算中不容易。
我们会引入线的增益的概念。
假如现有一个定向天线，它的输出功率为PsP_s,增益为GG就意味着该天线等效为一个输出功率为PsGP.sG的各向同性天线。
将天线等效为各向同性天线后，这个天线在空间中等距离球面的各点辐射相同。
在发射天线和接收天线对准的情况下，等效全向天线的计算结果和原定向天线的计算结果相同。
举例来说就是发射天线输出功率PsP-S,那么发射天线的等效全向辐射功率(11)E1RP=GtPsEIRP=GJP_s∖tag{1-1}发射天线辐射的电磁波强度至于距离有关，辐射功率通量密度(1・2)①m=EIRP4πr2\Phi_m=\frac{EIRP}{4\pir^2}∖tag{1-2}接收天线的增益GrG_r接收天线的有效面积(1-3)Se=λ2Gr4五S-e=∖frac{∖1ambda^2G_r}{4∖pi}∖tag{1-3}发射天线的接收功率(1-4)Pr=ΦmSe=GtGrPs(入44r)2P_r=\Phi_mS_e=G_tG_rP_s(\frac{\1ambda}{4\pir})^2∖tag{1-4}用分贝的语言表示(1-5)[EIRP]=[Gt]+[Ps][EIRP]=[G.t]+[P.s]∖tag{1-5}(1-6)[Pr]=[EIRP]+[Gr]d10Ig(4πrλ)2[P_r]=[EIRP]+[G_r]-101g(\frac{4\pir}{∖1ambda})^2∖tag{1-6}其中等号右边第三项被称为自由空间损耗[FS1](1-7)[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g4πc[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g∖frac{4∖pi}{c}∖tag{1-7}其中频率单位为MHz,距离单位为km,FS1为比值无单位则光速单位为km*MHz=109m∕s1(P9m∕s,所以c=0.3km*MHzc=0.3km*MHz(1-7)的第三项(1-8)201g4πc=201g4*3.140.3=32.4201g∖frac{4∖pi}{c}=201g∖frac{4*3.14}{0.3}=32.4∖tag{1-8}自由空间损耗FS1的计算(1-9)[FS1]=201gf+201gr+32.4[FS1]=201gf+201gr+32.4∖tag{1-9}补充天线增益的计算公式，在卫星通信中，反射面天线的使用尤为广泛，近年来有向微带天线等体积更小，增益更大的阵列天线发展的趋势，但我们只在此介绍反射面天线的增益的计算公式(I-IO)G=η(πDλ)2=η(πfDc)2G=∖eta(∖frac{∖piD}{∖1ambda})λ2=∖eta(∖frac{∖pifD}{c})λ2∖tag{1-10}参数表中频率比波长更常见,公式(1-10)中n∖eta是孔径效率，有两个典型值，0.55和0.72.D是反射面口径当频率单位GHz,反射面口径单位m,光速单位m*GHz=109m∕s10^9m∕s,c=3×IO-ImGHzc=3∖times1O^{-1}m∖cdotGHz将常数带入：(I-I1)G=η(10.47fD)2G=\eta(10.47fD)A2\tag{1-11}根据(1・6)我们得到了一条链路的两端，计算出了最后接收功率。
卫星链路预算解读
卫星链路预算解读
刘军
【期刊名称】《卫视传媒》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】根据用户需求，卫星公司或设备集成商会提供给用户一份链路预算表，类似于本文后面的附表，以下将对链路预算表的有关具体注意事项进行介绍，并对一些项进行解读。
由于链路预算表项目较多，专业术语较多，可能使人一时不知所措，如何下手。
其实只要把握如下几个重点项就能将引表解读，其它项虽然还有很多，但已无关痛痒。
【总页数】3页(P64-66)
【作者】刘军
【作者单位】亚太卫星公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.533
【相关文献】
1.Ka波段数字信道化体制宽带通信卫星链路预算
2.卫星导航系统链路预算方法研究
3.动中通卫星通信系统链路预算及实例分析
4.卫星链路预算解读
5.低轨卫星互联网通信系统链路预算分析与设计
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卫星链路预算初步通俗解析(中)
Ｓ 啦 是指其在Ｇ Ｔ ０ Ｂ Ｋ时的值 。 Ｆ ／＝ｄ／
同样如用 Ｐ 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 Ｅ ＲＰ的表达 式 同上是 一样 的 ，表示 Ｉ 了地面站发射系 统的能力 。
２１２ ＧＴ ． ． ，
２２ － 卫星接收天线 单位 有效 面积 增益
卫星链路预算初步通俗解析 （ ） 中
文一 刘军
２ 有关链路预算的几个重要概念及公式 键 ：Ｅ ＲＰ ／ Ｉ 、Ｇ Ｔ、Ｓ Ｄ。 Ｆ
由于公式是 死的 ，带入公式进行数
学计算 的过程 毕竟是一个简单 的过程 ， 关键是对带入 的各项式有关概念 的理解 及灵活掌握 ，这才是最应掌握的 。
故Ｃ频段 地面站 选址 时天线仰 角不 得低
Ｇ 为天 线增益 ，Ｔ为卫 星接收系统
Ｇ ＝ 等 ｚ 罟
和波长 有关的函数。
于５ ，Ｋｕ 段地面站天 线仰 角不 得低 。 频 天线噪声大 小可 以用 噪声 温度来为 ｄ ／ 。 ＢＫ 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；
输入功 率为 Ｐ Ｇ ｓ 的全 向辐 射器也可
以产生 同样 大小 的通量密度 ，故 Ｐ Ｇ ｓ 就 是有效全向辐射 功率 ，即 ：
ＥＩ ＝Ｐｓ ＲＰ Ｇ
・
通常Ｅ Ｒ 用ｄ 表示 ， ＩＰ Ｂ
即 ［Ｉ Ｐ＝ Ｐ 】 【 】 ｄ Ｗ Ｅ Ｒ 】 【ｓ＋ Ｇ Ｂ
阳系 噪声 、宇宙 （ 河系 ）噪声 、大气 银 噪 声 及 降雨 噪 声 和 来 自于 地 面 的 噪声
噪声等效带 宽总是大于 由幅频 曲线 定 义的 － ｄ ３ Ｂ带宽 （ Ｂ ），一般 经验
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２０１０／０３／总第９２期
７３
天线噪声大小可以用噪声温度来表 示，定义为：
Pa是在频率带宽Bn范围内，天线 在匹配条件下所接收到（包括本身）的 噪声功率。可见Ta并不是指天线本身的 物理温度，而是指等效噪声温度。如地 面站天线的物理温度可以是300K，但 其Ta却可以是30K。
２．６ 噪声系数Ｆ 噪声温度的另一种表示方法。任
何吸收损耗都会产生热噪声，导致信号 损失。吸收网络输入端的等效噪声温度 为：
如接收天线用GR来表示，由2.1中 公式得：
Lf即为自由空间损耗。
２．４ 等效噪声温度
考虑到卫星通信线路中噪声的多样
性，为便于分析计算，将所有噪声都归 结等效为热噪声来处理，即等效噪声温 度。等效噪声功率PN计算公式同上。
噪声等效带宽总是大于由幅频曲线 定义的-3dB带宽（B-3dB），一般经验 值是噪声带宽等于-3dB带宽的1.12倍。
由上可见，接收天线增益越高、 连接低噪放的波导损耗越低、同时低噪 放的噪声温度越低，G/T值越高，接收 卫星下行信号的载噪比就越高。因此在 卫星信号调制方式及功率已固定的前提 下，如欲提高接收信号质量，要么更换 更大的天线、要么更换噪声温度更低的 低噪放，别无它法。实际操作中一般是 通过更换天线的方法来提高信号质量， 这是由于目前接收站配置的低噪放一般 噪声温度都比较低，差异不大，更换低 噪放不如换大点的天线对接收改善得更 明显。
分配带宽一般采用计算值： Allocated Bandwidth=符号速率×(1+ 滚降系数+0.05)。
如载波获分配的带宽位于转发器 的边沿，保护带宽应考虑减半。
部分用户强调其选用的调制器滚降 系数为0.2或0.25，故其载波分配带宽可 压缩到符号速率的1.25倍或1.3倍，但有 时不被卫星操作者所接受，特别是带宽 较小的载波（如小于1MHz带宽），为 保护其载波少受干扰，滚降系数仍按通 常的0.35计算。
２．１１．２ 载波噪声带宽 载波噪声带宽是一个重要概念，在
链路预算中要经常用到此带宽计算有关 数值，特别是计算C/T与C/N的相互变 换，及Eb/N0与C/N的的相互变换。
实际计算中一般噪声带宽按如下公 式计算
Noise Bandwidth=符号速率×1.2
２．１１．３ 载波占用带宽 载波占用带宽表明了此载波实际
了地面站发射系统的能力。
２．１．２ Ｇ／Ｔ G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
sym/s
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，如无则RS=1；
BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、 32APSK及64QAM的调制因子分别为1、 2、3、4、5、6。
吸收网络输出端的等效噪声温度
２０１０／０３／总第９２期
７１
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为：
T0：室温，通常被认为是290K； LF：吸收网络的损耗。室温下有 耗网络的噪声系数等于该网络的功率损 耗，即F=L。 噪声温度及噪声系数是放大器噪 声的两种表示方法。在卫星接收系统 中，一般噪声温度规定C-BAND低噪声 放大器，单位为K；而噪声系数一般用 于规定Ku-BAND低噪声放大器及接收 机单元，单位为dB。二者之间的换算按 2.6中公式，注意要将F换算成真值带入 式中。
载波输入回退和输出回退将分别被 用于计算载波的上、下行EIRP。
７２ 卫星与网络
载波输入回退CIBO=载波回退 CBO+转发器输入回退IBO。
载波输出回退COBO=载波回退 CBO+转发器输出回退OBO。
如转发器只有一个全频带载波，则 CIBO=COBO=0dB，即无需回退。
２．１１ 载波带宽
２．１１．１ 符号速率
通量密度W为：
（W/m2）
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
２．５ 天线噪声
地面站天线噪声主要包括两大部 分：天线损耗引起的噪声和天空噪声。 天空噪声可涵盖的范围较广，如包括太 阳系噪声、宇宙（银河系）噪声、大气 噪声及降雨噪声和来自于地面的噪声 等。
天线噪声温度与工作频率、天线的 性能、仰角、气候的好坏密切相关，与 天线口径的大小关系极小。当地面站仰 角过低时，天线噪声温度会急剧增加， 故C频段地面站选址时天线仰角不得低 于5°，Ku频段地面站天线仰角不得低 于10°，链路预算时应特别注意。
图4 TWTA特性 当多载波工作于同一个转发器时， 为了避免由于非线性产生的交调干扰， 必须控制转发器不能输出功率过大以致 进入非线性区。转发器一定要回退一定 数值，数值多少以使放大器工作在线性 状态为准，但此时，整个转发器的输出 功率将远低于最大功率。为了减小这种 损失，有的转发器配置有线性化器以改 善放大器的非线性。 带线性化器的转发器，输入回退 一般是6dB，输出是3dB；如不带线性 化器，则输入回退一般是9dB，输出是 4.5dB。一个载波占用整个转发器不需 要回退，即IBO及OBO为0dB。 同卫星转发器一样，如地面站同一 个功放发射多个载波，同样也需要回退 一定dB。
键：EIRP、G/T、SFD。
２．１．１ ＥＩＲＰ EIRP（有效全向辐射功率）单位
为 dBW。 卫星通信中常用的抛物面天线增益
为：
A：天线口面面积（m2）；
λ：工作波长（m）
，C为
电波在自由空间的传播速度，近似等于 光速；
η：天线效率。实际计算中一般 正馈抛物面天线，上下行分别按60% 及65%取值；偏馈天线按65%及70%取 值。
卫星上的天线和接收机的等效噪声温 度一般分别在２００Ｋ、３００K的数量 级，总的系统噪声温度大约在500K左右。
链路计算中，通常C波段地面接收 系统噪声温度一般取100K，Ku波段取 120~150K。
２．８ 转发器输入回退（ＩＢＯ）和输出回退 （ＯＢＯ）
卫星转发器的功放级多采用行波管 放大器(TWTA)，这种放大器在最大输 出功率点附近的输出/输入关系曲线呈 现非线性特性，如图4所示。
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卫星链路预算初步通俗解析（中）
文＿刘军
２ 有关链路预算的几个重要概念及公式 由于公式是死的，带入公式进行数
学计算的过程毕竟是一个简单的过程， 关键是对带入的各项式有关概念的理解 及灵活掌握，这才是最应掌握的。
２．１ 卫星的３个重要参数
上行 和下行 的计算主要是通 过卫星来实现的，它的3个参数最关
２．９ 载波回退（ＣＢＯ）
多载波共用同一个转发器，各个 载波不仅先要按转发器多载波要求进行 回退，而且还要按照各自租用带宽的多 少，按照比例相应进行回退，即载波回 退。载波回退值公式：
CBOC ：载波的输出回退值； BWTXP ：转发器带宽； BWC：载波租用带宽。
２．１０ 载波输入回退（ＣＩＢＯ）和载波输出 回退（ＣＯＢＯ）
２．７ 全系统噪声温度
图3为一个典型的接收系统示意图。
图3 接收系统连接图
以低噪声放大器的输入端作为参 考点，由此点所得的整个系统的噪声温 度为：
一般高频头的增益在60dB，即 106，可见后面各级（如线缆、接收机 或解调器）噪声对整个系统的噪声温度 影响很小，可忽略不计，即整个系统的 等效噪声温度由前级来决定。这也是为 什么LNA（LNB）总是与抛物面天线紧 密相连的原因，目的就是尽量减小二者 之间由波导带来的传输损耗，防止噪声 温度的增加。
２．１１．６ 载波功率等效带宽 卫星转发器频率带宽和功率是转发
器的两个重要资源，二者都是有限的。 平时常讲的是频率带宽，较少提到载波 功率等效带宽。
用户租用一定带宽，按照规定其只 能使用相应频率带宽的功率，不允许超 功率使用。如用户租用4MHz带宽却超 功率使用3dB，则实际上其已经相当于 发了一个8MHz带宽的载波。（未完待
··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。如无特别指明， SFD值是指其在G/T=0dB/K时的值。
占用卫星转发器资源的多少，一般定义 为-26dB带宽，即载波从峰值向下26dB 后所占的频谱宽度。工程时通过仪器测 量此值，实际中一般通过计算获得：
占用带宽Occupancy Bandwidth= 符号速率×(1+滚降系数RollOff)
２．１１．４ 载波分配带宽 由于载波加大功率或功放饱和等
原因将会导致载波带宽加大以致干扰到 相邻载波，严重的还会导致相邻一个或 多个载波业务中断。为了保护载波免于 或少于被相邻载波干扰，或防止可能由 于自身原因干扰其它载波，卫星公司分 配频率带宽时，要在实际载波占用带宽 的基础上加上一定的保护带宽，一般是 载波分配带宽=占用带宽+保护带宽。 保护带宽=占用帶宽的±2.5%或最大 ±200kHz。
２．２ 卫星接收天线单位有效面积增益
2.1中公式是指天线在一定有效口 面面积下的卫星天线增益，其单位有效 面积增益则为
即卫星接收天线单位面积增益仅是 和波长λ有关的函数。