微波与卫星通信的线路噪声及线路参数计算

（1）
（2
邻道干扰是指相邻波道或相近波道所
① 相邻波道间隔过小或接收滤波器
②
（3）
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 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， 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
其中Lp=（4πd/λ）2为自由空间的传输 衰减。
2.
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C/N表 示。
3.地球站性能因数G/T
由式（6-18）可以看出，当设计好一个卫星 转发器之后，那么卫星转发器的有效全向辐射功 率［EIRP］s就确定了。
6.5 卫星通信线路的C/T值
（2）假想参考数字链路（或通道）
（HRDL）
为了简化数字传输系统的研究，把HRX中的 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）， 用假想参考数字链路（HRDL）表示。
（3）假设参考数字段（HRDS）
一个假想参考链路（HRDL）是由多个假想 参考数字段（HRDS）构成的。而一个假想参考 数字段HRDS是指两个相邻的数字配线架DDF或 等效设备（例如两个分插复用器ADM）之间用 来传输特定速率的数字信号的线路及设备。
微波通信
在PDH系统中，信息是以串行比 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。
1.
（1）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 的最长假想数字通道的长度为27500km，其中包 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 户网（接入网）三部分。可见ITU-T建议的一个 标准的最长HRX包含14个假设参考数字链路和13
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
1.
载噪比是指载波功率与噪声功率之比。 通常用符号C/N表示。载噪比越低，误码 率就越高，信道的传输质量也就越差。
2. 噪声性质评价
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
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 本振噪声等。
2.
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 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。
（1
在馈线及分路系统中，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 对电波反射。
（2
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 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。
Pm=Pmf+Pms
① 平衰落所引起的衰落概率Pmf
我国在确定衰落概率时是根据ITU的规定， 以下列经验式进行计算的：
②频率选择性衰落引起的衰落概率Pms
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Ms 越小，造成系统瞬间中断的概率（即衰落概率） 越高。
6.3.2 改善误码性能的措施
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。 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 噪声。
由于噪声是通过接收机天线进入 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 理量——天线噪声温度。在图6-5中给 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 响时的天线噪声温度示意图。
2.SDH
表6-1高比特率通道的端到端误码性能要求
（1）误块（EB
由于SDH帧结构采用块状结构，因而当同一 块内的任意比特发生差错时，则认为该块出现差
（2
① 误块秒比（ESR ② 严重误块秒比（SESR ③ 背景误块比（BBER
6.1.2
1.
由假设参考通道模型可知，对于STM1数字微波通信系统，其最长的假设参考数 字通道为27500km，这样其全程端到端的 误码特性应满足表6-1的要求。
6.1 数字微波通信的假想参 考通道与误码性能指标
数字信道是指对话音信号进行PCM处 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 端设备相连接的两个数字配线架DDF或等 效设备（如DXC设备）间的全部传输手段， 一般含概了一个或几个数字段。
6.1.1 SDH体制下的数字
图6-5 天线噪声温度与仰角和频率的关系曲线
在第1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 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 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Tt可用下式来 表示：
（3
在同一个微波站中，对某个通信方向的收信 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 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。
（4
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 会造成对邻近波道的干扰。
（5
天线间的耦合会使二频制系统通过多 种途径产生同频干扰，如图6-4所示。
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，常采用空间分集 的方式来克服其影响。
我们用Pfd+sd来表示采用空间分集时的衰落概 率，具体表示式如下：
【例6-3】现有一数字微波通信系统，某中继 段d=50km，处在C型端面，f=5GHz，自由空间 收信电平Pr0 = -43.6dBm，接收机实际门限电平 Pr门= -74.8dBm(BER≤10-3),实际门限载噪比（C 实/N固）=23.1dB，系统采用6：1波道备份和二重 空间分集接收。试求如下参数：
（3）
在采用空间分集技术的系统中，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 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 特性为复合平衰落储备Mfc，可用下式计算：
其中Mf1，Mf2分别表示两个分集接收系统的 平 衰 落 储 备 ， 而 Max（Mf1，Mf2） 则 代 表 取 两 者 中间最大的数值，d12表示两个分集系统的天线收 信电平差。
（4
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 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 个是水平极化波，另一个是垂直极化波） 来实现信号隔离。
（5
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 特准则，那么其输出信号序列中各比特间不存在 码间干扰。
6.3 数字微波信道线路参数计算
6.3.1 信道的基本性能和主要
1.一定误码率要求下的实际门限
理论载噪比表示的是一定误码率指标F信号 与高斯白噪声的比值，这些噪声包括热噪声和各 种干扰噪声，但没有考虑设备性能不完善的影响 （指N固）。
【例6-1】已知某数字微波通信系统的
门限载噪比=23.1dB（没有考虑固定恶 化成分）, 接收机噪声系数=1.62 ,接收机的 等效带宽=25.833MHz，试计算出该系统的 实际门限电平值。
（ 1 ） 单 载 波 上 行 链 路 的 C/T 值
（6
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 扰，这种干扰就是同频干扰。
6.4.2 接收机载噪比与地球站
性能因数G/T值
1.
如果某系统中的发射天线与接收天线之间的 距离为d，接收天线效率为ηR，AR为接收天线开 口面积，因而接收天线的增益为
当以PT功率发射，同时发信天线的功 率增益为G T时，那么接收站所接收的信 号功率C可用下式表示：
2.
为了将图6-3所示的27500km端到端光纤通信 系统的指标分配到更小的组成部分，G.826采用 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。
（1
国际部分是指两个终端国家的IG之间的部分。
（2
国内部分从IG到通道终端点（PTP）之间的 部分，如图6-3所示。通常PTP位于用户处。
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 功率为N=KTB。这样 与 的关系 可表示为
6.5.1 热噪声影响下的上下行
链路中的C/T值
1.上行链路C/T
在介绍上行链路CT值之前，我们首先引入 一个新的概念——转发器灵敏度。转发器灵敏度 是指卫星 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 向辐射功率Ws 表示：
2.
衰落储备包括平衰落储备和多径衰落
（1
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 近似相等的衰落。
（2
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 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 减程度不同，这就是多径衰落。
1.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式（6-6） （针对电话传输波道）计算出的分配值P x时， 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 Ifd，它表示改善后 的衰落概率Pfd与平衰落情况下的衰落概率Pmf的关 系，并可用
3.
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 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