高级通信原理第6章 无线通信系统的链路预算分析ppt课件

天线增益为 GR

4AR 2

10A
2
注意: 由”互易性”得知, 发射天线和接收天线的增益均表示为
GR
GT

4 AR 2
加性噪声的功率谱密度
为了完成链路预算，必须考虑接收机前端的加性噪声。 噪声功率谱密度表示为
N0 kBT0
其中， kB 为波尔兹曼常数(1.381023W / K )，
PT
dB GT
dB GR

dB
LS

dB
La
dB
天线的有效面积和增益
1、直径为
D
的抛物面（碟形）天线：
AR

1 D2
4
其中， 为效率因子，取值范围为 0.5－0.6。
天线增益为 GR

4AR 2



D
2

2、物理面积为 A 的喇叭天线: AR A ＝0.8A
（或 RdB 114 .268 dB ）
作业
Proakis《数字通信》第4版 5-47 5-50
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（4）设接收机前端的噪声温度为 300K，如要求 b / N o 为 10 分贝，
则最大的数据速率为多少？
N 0 k BT0 4.110 21W / Hz
PR / N 0 2.672 1012
因为
PR No

R
b
No
，所以 R req
2.6721011 bit/s
（1）计算天线的增益； GR

4 AR 2
D 2

0.5
2
2

0.3
219.1 23.4dB
（2）计算发送信号的有效辐射功率（EIRP）；EIRP = PT GT =219.1W
（3）计算接收天线输出的信号功率；
LS


4d
2


4
0.3
2
＝2.282e-13=
-126.4
分贝
50000
PR PT GT GR LS La ＝ PT GT GR LS 219 .1 219 .1 2.282 10 13 1.0955 10 8 W
（或＝23.4＋23.4－126.4＝－79.6dBW）
T0 是 K 氏温度。
K氏温度＝摄氏温度＋273.15
总结
例 5－5－2 假设在地球同步轨迹上有一颗卫星辐射功率为 100W，发 射天线的增益为 17 分贝，同时假设地球站使用一个 3m 的抛 物面天线且下行链路工作在 4GHz 频率，效率因子为 0.5，则 接收信号的功率为多少？ 例 5－5－3
试回答：
1）设发射天线以功率 PT 在自由空间全向辐射，则与天线 相距 d 处的功率密度为多少（W/m2）?
2）如果发射天线为定向天线呢？
3）接收天线获得的接收功率与天线截面积的关系？
PR

PT GT AR
4d 2
，
4）自由空间路径损耗与“距离 d 和频率 f”之间的关系？
接收信号功率可表示为
PR PT GT GR LS La
其中， PT GT 通常称为有效辐射功率（ERP 或 EIRP），
接收天线增益 GR

4AR 2
,
AR 为天线有效面积，
全向天线 GT
1，
自由空间路径损耗 LS
4d
2
La 表示附加的损耗因子。
接收功率还可表示为
PR
dB
第6章 无线通信系统 的链路预算分析
参见Proakis《数字通信》第4版5.5节
ห้องสมุดไป่ตู้
无线链路设计： 1、已知发射功率、天线增益和路径损耗，计算 接收信号功率，从而得到 PR/N0
2、根据“接收比特信噪比 b / N 0 ”要求，计算
最大的信息传输速率 R。
无线通信系统中链路预算分析
在具有视距传播特点的微波和卫星通信的无线通信系统 的设计中，必须详细规定发送和接收天线的尺寸、发送功率 以及在某个期望的速率上达到给定等级性能所要求的 SNR。
假设接收机前端的噪声温度为 300K，如果要求 b / No 为
10 分贝，则最大可能的数据速率为多少？
227页，LS为正为负？
例题
—个微波通信的无线发射机的输出功率 PT 1W ,频率为1GHz 。发射和接收天线都是 直径 D 2m 的抛物面天线，效率因子 0.5 。接收机和发射机相距 50km。