11 亚洲卫星公司链路计算软软件-广电播出中心段平平

-- 上行链路的自由空间损耗 L (4d )2

(G/TSR) -- 卫星在发射地球站方向的品质因数
k
-- 波斯曼常数k＝1.38 X 10－23
BN
-- 发射载波的噪声带宽
卫星通信工程师培训
EIRPES
数学计算之--下行载噪比
下行载噪比C/N用分贝数表示为[C/N] （单载波推饱和）
C ERIPS GE.R L
卫星通信工程师培训
地面站参数设置（2）
5. 耦合损耗
上行链路：信号从功放到天线馈源的传输损耗
下行链路：信号从天线馈源到低噪放的传输损耗
对于配备ODU的地面站，可按如下设置
上行：0.5dB,HPA>=4W 0.2dB, HPA<4W，
下行：0.2dB（LNA距离馈源近）
Biblioteka Baidu
N k Bn TER
C ERIPS GER
N
k BN TSR Ld
[C / N ]d
10 Lg
C N
[ERIP ]S

[
G ER TER
]

[Ld
]

[k
]

[BN
]
15
各参数的意义 (EIRP)S -- 卫星的发射功率
EIRPS
Ld
-- 下行链路的自由空间损耗
(G/TER) -- 接收地球站的品质因数


Eb N0

10Lg（ Rb B
）＝5.5

0.6＝6.1
18
2. 计算[ERIP]E和[C/N]u
[L]u
10Lg( 4d )2＝199.（4 dB）
[ERIP]E
[SFD] [L]u
10Lg( 4 2
)
72.09dBW
G
4
[C / N ]U [ERIP]E [TSR ] [LU ] [k] [BN ] [SFD] [G / T ] 10 Lg 2 [k] [BN ]
k
-- 波斯曼常数k＝1.38 X 10－23
卫星通信工程师培训
G/TES
数学计算之—总的载噪比
1 1 1 C / N (C / N )u (C / N )d
16
C/N： 总链路载波噪声比 (C/N)u：上行链路载波噪声比 (C/N)d：下行链路载波噪声比
卫星通信工程师培训
数学计算实例－单载波推饱和
卫星通信工程师培训
Satmaster软件简介（2）
需输入四类共数十个参数
1. 地面站（发射站、接收站）参数
2. 卫星及转发器参数
3. 业务载波参数
4. 干扰参数
27
Carriers and
Uplink Downlink Satellite Modulation
如无特别指定，可以参考以下给出的参数默认取值
上行邻信道干扰 下行邻信道干扰
日凌干扰
卫星通信工程师培训
卫星链路模型－修正
上行链路热 噪声及干扰
转发器
上行链路 各种损耗
下行链路 各种损耗
23
发射机 发射站
C/N
卫星通信工程师培训
接收机 接收站
下行链路热 噪声及干扰
数学计算－对载噪比的修正
考虑干扰后的卫星链路方程
1 1 1 (C / N ) C / N C / I
链路计算的目的 链路计算所要遵守的原则
3
链路计算的一般步骤
卫星通信工程师培训
链路计算的目的
对新建卫星通信网络的配置提供建议 对原卫星通信网络新增站点的配置提供建议 对已建卫星通信网络的升级、改造提供建议
4
对已建卫星地面站设备的工作状态及系统验收提供依据 为卫星通信网络中故障的定位提供依据 为卫星通信网的天线及电子设备入网认证提供依据
卫星通信工程师培训
数学计算－多载波工作
转发器多载波工作时,各计算公式如下:
[SFD]

[ERIP]E
[ L]u

10Lg(
4 2
)

IPBO
4
[C / N]U [SFD] [G / T ] 10Lg 2 [k] [BN ] IPBO
21
[C / N ]d
10 Lg
C PT GT G R
N
k BN TSR L
[C / N ]U
10Lg C N
10Lg PT GT GR kBN TSR L

[ERIP]E
[ G TSR
] [LU
] [k] [BN
]
各参数的意义
(EIRP)E -- 地球站的发射功率 EIRPE=PTGT
14
SFD
LU
卫星通信工程师培训
需输入的参数
1. 地面站（发射站、接收站）参数
2. 卫星及转发器参数
3. 业务载波参数
4. 干扰参数
28
卫星通信工程师培训
地面站参数设置（1）
1. 站名及其经纬度
用以确定发射（或接收）天线的仰角和方位角； Satmaster中自带世界各地城市经纬度数据文件，选择
地名后即可自动显示其经纬度值。
卫星通信工程师培训
亚洲卫星公司链路计算软件 使用介绍
段平平 售前技术经理 亚洲卫星公司北京办事处
2006年9月 南京 国家广电总局安全播出指挥调度中心 亚洲卫星公司 南京通信工程学院
1
主要内容
链路计算要点回顾
亚洲卫星公司的链路计算软件－ Satmaster
2
卫星通信工程师培训
链路计算要点回顾
10
卫星通信工程师培训
选择链路计算的基本方法
功带平衡法 载波的占星带宽 计算上行EIRP 计算 (C/N)u 计算下行EIRP 输入接收天线口径 计算(C/N)d
计算 (C/I)
总(C/N)’
Eb/N0 余量
卫星通信工程师培训
11
否
>=0 是
数学计算之－饱和功率通量密度
卫星饱和功率通量密度 ( SFD ) ：使卫星转发器输出功率饱和时 对应的到达卫星接收天线口面的功率通量密度。
5. 计算[C/N]及[C/N]的余量
1 1 1 C / N (C / N )u (C / N )d
25.7
10.75
C / N 10 Lg (10 10 10 Lg10 10 ) 10.61(dB)
C / N M argin C / N C / N th 4.5(dB)
卫星通信工程师培训
链路计算的所要遵守的原则
功带平衡的原则
使用转发器功率与转发器总功率的比值等于租用带宽与卫星 转发器带宽的比值,即:
使用转发器功率
租用带宽
转发器的总功率 转发器的总带宽
5
上、下行降雨不同时考虑的原则
适度保守的原则
卫星通信工程师培训
链路计算的一般步骤
确定已知条件及所需计算的参数 建立卫星链路计算的数学模型
不同，适用于不同的业务类型，可在新建文件时 进行选择。
点对点链路（文件名：.upd):适于双向点对点业务，点击 26 “Link”可以互换上下行链路参数。
广播链路（文件名：.brd)：适于单向广播业务，可预设 每转发器的载波个数，并据此分配转发器功率（如1个转 发器转发1个MCPC电视载波，将占用100%的转发器功率）， 有链路自动优化功能。
卫星通信工程师培训
数学计算实例－单载波推饱和
计算过程：
1. 计算噪声带宽、门限C/N值
噪声带宽= 35.548×(4/3)×(204/188)×(1/2) ×1.2=30.859MHz
分配带宽= 35.548×(4/3)×(204/188)×(1/2) ×1.4=36.0MHz

C N

＝25.（7 dB）
卫星通信工程师培训
数学计算实例－单载波推饱和
3. 计算上行站需要的发射功率 天线的直径＝6.2米, 效率约为65％,天线的增益为:
PT ERIP E GT 72.09 49.94 22.15(dBW)
4. 计算[C/N]d 19 天线的噪声温度可以估算为：40K左右 LNB（LNA）的噪声系数可估
17
上海(121.5E,31.2N) ERIP=41.7dBW G/T=-0.7dB/K SFD=-90.3dBW/m2
计算步骤： 1. 计算噪声带宽、门限C/N值 2. 计算[ERIP]E和[C/N]u 3. 计算上行站需要的发射功率 4. 计算[C/N]d 5. 计算[C/N]及[C/N]的余量
6
选择链路计算的基本方法 进行数学计算
卫星通信工程师培训
确定已知条件及所需计算的参数
确定卫星 卫星的轨道位置 、工作频率、频率计划等
EIRP G/T SFD
确定地球站相关参数
收发地球站的经纬度，高程、雨区（Ku频段）等
确定载波参数
7
确定：同时发射载波的个数，每一个载波的调制特性，纠
错方式，调制系数及Eb/N0的门限 确定设备配置
确定：发射、接收天线的口径，上下行天线的差损数值，
功放的额定输出功率，接收端LNA或LNB的噪声系数
明确需计算的参数
卫星通信工程师培训
建立卫星链路计算的数学模型
转发器
上行C/N
8
下行C/N
发射机
发射站
接收机
接收站
卫星通信工程师培训
选择链路计算的基本方法
C N
[ERIP ]S

[
G TER
]

[
Ld
]

[k
]

[
BN
]

OPBO
卫星通信工程师培训
卫星通信中的干扰
交调干扰
上行交调干扰C/I 下行交调干扰C/I
邻星干扰
上行临星干扰 下行临星干扰
交叉极化干扰 22 上行交叉极化干扰 下行交叉极化干扰
邻信道干扰
正推法
输入载波 上行EIRP
计算 (C/N)u
卫星下 行EIRP
计算 (C/N)d
总C/N
计算 (C/I)
总(C/N)’
Eb/N0 余量
卫星通信工程师培训
9
否
>=0 是
选择链路计算的基本方法
倒推法
计算 (C/N)th
计算降雨 备余量
卫星下 行EIRP
载波卫星
载波卫星
发射站
输出回退
输入回退
EIRP
卫星通信工程师培训
数学计算实例－单载波推饱和
[C / N ]d
10Lg
C N
[ERIP]S.BeiJing

[G TER
]

[
Ld
]

[k
]

[
BN
]
41.4 31.8110Lg(106.64) 195.9 228.6 10Lg(30.859106 )
10.75(dB) 20
(C/N)’ -- 考虑干扰后的链路总载噪比
24
(C/N) -- 没有考虑干扰影响的链路总载噪比
(C/I) -- 卫星链路的总载波干扰比，分成(C/I)u和(C/I)d
卫星通信工程师培训
25
课间休息
卫星通信工程师培训
Satmaster软件简介（1）
1. Windows界面，考虑完善，使用方便 2. 包括点对点和广播链路两类计算模块，界面略有
空间传输 距离du
TWTA
卫星接收天线 SFD
饱和输出
12
地球站EIRP
SFD EIRPE
4du 2
(W / m2 )
［SFD］＝［ERIP］E－10Lg4πdu2
卫星通信工程师培训
dBW/m2
数学计算之－饱和功率通量密度
卫星饱和功率通量密度 ( SFD ) ：卫星转发器的灵敏度。他表示：为使 卫星转发器单载波饱和工作，在其接收的单位有效面积上应输入的功 率。
4
[SFD] [ERIP]E [L]u 10Lg( 2 ) dBW/m2
13
[ERIP]E
[SFD] [L]u

10Lg
(
4 2
)
卫星通信工程师培训
数学计算之－ 上行载噪比
上行载噪比C/N用分贝数表示为[C/N] （单载波推饱和）
C PT GT GR L
N k Bn TSR
算为：50K左右;接收波导插损按照0.2dB估算。天线口径：1.2米
TS
Ta
Te
Ta
(L1 1)T0
L1Te2
Te3 G2
Ta
(L1 1)T0
L1Te2
0.2
0.2
40 (10 10 1) 303 10 10 50 106.64(K )
2. 中心频率
Ku波段：14.2GHz (上行） 12.5GHz（下行）
29
C波段： 6GHz （上行） 4GHz（下行）
3. 极化方式：上行水平/下行垂直
上行垂直/下行水平
3. 天线口径（D）和效率
Ku波段：65%，D>=2.4m 60%,D<2.4m
C波段： 65%，D>=3m 60%,D<3m
以亚洲3S卫星C波段转发器为例，假设发射站在上海6.2米天线。DVB业务， 信息速率为35.548Mbps，QPSK，FEC=3/4，RS=(204,188)；单载波推满一 个转发器；接收站位于北京，要求Eb/N0大于5.5dB。请计算上行站需要的 发射功率和1.2米天线接收时的链路余量。
已知卫星参数亚洲3S卫星（105.5度） C波段 36MHz 转发器 北京(116.5E,39.9N) ERIP=41.4dBW G/T=-2.0dB/K SFD=-89.0dBW/m2