亚洲卫星公司链路计算软件
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亚洲卫星通信工程师资格认证培训
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
2007年11月
南京
1
亚洲卫星公司 南京通信工程学院
主要内容
4链路计算要点回顾
4亚洲卫星公司的链路计算软件－ Satmaster
2
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
链路计算要点回顾
4链路计算的目的 4链路计算所要遵守的原则
23
地点 北京 南京 上海 合肥 沈阳 哈尔滨 广州 海口 兰州 拉萨 乌鲁木齐
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
24
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星与转发器参数
1. 2. 3. 4. 5. 卫星名称和轨道位置（可输入，或从“亚洲卫星”库中选择） 卫星接收G/T和SFD （对应于上行站，查城市覆盖表得到） 卫星EIRP值（对应于下行站，查城市覆盖表得到） 转发器带宽（根据所用转发器而定，一般为36MHz或54MHz) 转发器输入回退（IBO）和输出回退（OBO）
3. 载波信息速率 (Mbps)
例：如用QPSK, 3/4FEC, (204,188)的RS码， 则 符号速率 = 信息速率×(4/3) ×(204/188) ×(1/2)
27
4. 载波扩展因子： 1.2
4 载波噪声带宽 = 载波扩展因子 ×符号速率
5. 载波分配因子： 1.28 ~ 1.4
降雨量（mm/h）的超过量（一年0.01%的时间）
雨区 0.01％ A 8 B 12 C 15 D 19 E 22 F 28 G 30 H 32 J 35 K 42
北京
19
L 60
M 63
南京
N 95
P 145
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
降雨衰减图示
地球站经度 (°) 星-地经度差, (°) 卫星经度 (°)
2. 中心频率
Ku波段：14.2GHz (上行） 12.5GHz（下行） C波段： 6GHz （上行） 4GHz（下行）
14
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
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（5）
• 部分城市的海拔高度和所在雨区
雨区 K M M M K J N N D K B 海拔高度(Km) 0.036 0.025 0.002 0.12 0.03 0.13 0.013 0.013 1.72 3.84 1.02 地点 郑州 石家庄 长沙 武汉 西安 重庆 成都 贵阳 昆明 南宁 西宁 雨区 K H M M K M K M N N D 海拔高度(Km) 0.1 0.07 0.015 0.024 0.416 0.72 0.48 1.1 1.88 0.075 1.98
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（2）
5. 耦合损耗
4 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 4 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） 4 如上行站的HPA与天线馈源距离较远，应根据馈线种类 和长度估测。如用椭圆软波导连接， Ku波段和C波段的 损耗大约为0.2dB/m和0.05dB/m。计算中可将Ku和C波 段的大天线发射站的馈线损耗假设成4dB和2dB。
转发器
上行干扰C/I 上行C/N 下行干扰C/I 下行C/N
6
日凌干扰 C/N
发射机
接收机
发射站
接收站
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的基本公式(1)
1 1 1 1 = + + C / N (C / N )u (C / N )d (C / N ) I
7
⎡ C ⎤ ⎡ Eb ⎤ ⎡ Rb ⎤ ⎢N ⎥ = ⎢N ⎥ + ⎢B ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ 0⎦ ⎣ n⎦
15
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（3）
1. 天线指向损耗
4 4 4 4 4 4 4 4 Ku波段：0.3dB,D<=3.0m 0.2dB,D<=3.0m C波段： 0.2dB（上行） 0.5dB,D>=3.7m （上行） 0.4dB,D>=3.7m （下行） 0.2dB （下行）
2. LNB噪声系数/温度
3
4链路计算的一般步骤
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
链路计算的目的
4 对新建卫星通信网络的配置提供建议 4 对原卫星通信网络新增站点的配置提供建议 4 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 4 为卫星通信网络中故障的定位提供依据 4 为卫星通信网的天线及电子设备入网认证提供依据
默认值为噪声系数（dB),加前缀(+)表示噪声温度（K) Ku波段用噪声系数表示，可设为0.9dB C波段用噪声温度表示，可设为30K 用本软件自带的计算工具得出，需要用到天线效率、工作频率和仰角 计算时可先设为0 估算所需功放容量时，如果有多个载波，固态功率放大器（SSPA）回 退4-5dB,行波管放大器（TWTA）和速调管放大器（KPA）回退6-7dB
8
[C / N ]U = [ SFD] + [G / T ] − 10 Lg
4π
λ
2
− [k ] − [ BN ] − IPBO
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的基本公式(3)
4 下行C/N
4 转发器单载波饱和
G C [C / N ] d = 10 Lg = [ ERIP] ss + [ ] - [ Ld ] - [k ] - [ B N ] N TT
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
4
链路计算的所要遵守的原则
4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
4上、下行降雨不同时考虑的原则 4适度保守的原则
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的数学模型
11
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
Satmaster软件简介（2）
4 需输入四类共数十个参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
12
Uplink
Downlink
Satellite
Carriers and Modulation
4 如无特别指定，可以参考以下给出的参数默认取值
9
4 多载波工作
C G [C / N ] d = 10 Lg = [ ERIP] SS + [ ] - [ Ld ] - [k ] - [ B N ] - OPBO N TT
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的基本公式(4)
4 干扰C/I
4 邻星干扰 4上行链路:C/I = (C/ASI)u–每载波输入回退-10log(噪声带宽) 4下行链路:C/I = (C/ASI)d + Go - G–每载波输出回退10log(噪声带宽) 4 交叉极化干扰 4上行链路:C/I = (C/XPI)u – 每载波输入回退- 10 log(噪声带 宽) 4下行链路:C/I = (C/XPI)d – 每载波输出回退- 10 log(噪声带 宽) 4 多载波交调干扰 4上行链路:C/I = (C/IM)u – 每载波输入回退- 10 log(噪声带 宽) 4下行链路:C/I = (C/IM)d – 每载波输出回退- 10 log(噪声带 宽) 4 邻信道干扰 4C/I = (C/ACI) – 每载波输入回退-10log(噪声带宽)
受降雨影响的传输路径, (km)
总
传
输
路
径
20
雨层高度
雨强 (mm/h)
海拔高度
地球站仰角 (°) 地平线
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
ITU-R的雨区分布图
21
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（5）-Ku波段雨衰参数
3. 链路可用度
4 一年中链路不中断的时间，以百分比表示 4 总链路可用度= 1-{(1-上行链路可用度)+(1-下行链路可用 度)}
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的基本公式(2)
4 上行C/N
4 转发器单载波饱和
[C / N ]U = [ ERIP]es + [
G ] − [ Lu ] − [k ] − [ Bn ] TS 4π
= [ SFD] + [G / T ] − 10 Lg
4 转发器多载波工作
λ
2
− [k ] − [ Bn ]
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
13
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（1）
1. 站名及其经纬度
4 用以确定发射（或接收）天线的仰角和方位角； 4 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。
全带宽使用和部分带宽使用
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
26
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
载波参数（1）
1. 信息冗余度（用百分比表示）：输入0 2. 前向纠错编码（FEC）
4 常用1/2，2/3，3/4，7/8，按小数输入 4 如用外码，如Reed-Solomn编码, 此处输入两级码的联合码率。例： 内码为3/4，外码为(204,188)，则输入总的FEC码率为 (3/4)×(188/204) = 0.69118
18
4行波管放大器：80W、125W、200W、350W、750W
4行波管放大器各厂家的规格不统一，需关注法兰盘 处的输出功率
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
地面站参数设置（4）-Ku波段雨衰参数
1. 海拔高度
4 与电波穿过雨层的长度有关，在相同雨区内，海拔高度 越高，雨衰越小。
2. 所在雨区
4 ITU模型中，按年降雨量的强度统计将各地划分为不同雨 区（从A到N区逐渐增强）。
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
10
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 不同，适用于不同的业务类型，可在新建文件时 进行选择。
4 点对点链路（文件名：.upd):适于双向点对点业务，点击 “Linkwk.baidu.com可以互换上下行链路参数。 4 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。
25
4 多载波工作时（有线性器），IBO = 6 dB, OBO= 3 dB 4 单载波工作时，IBO = 0 dB, OBO= 0 dB
6. 邻星间隔
4 所计算的卫星和与其工作在相同频段的最近的邻星之间的经度差 （亚洲卫星设为2.5度）
7. 转发器类型：SSPA TWTA 8. 转发器使用（仅在点对点计算模块中）：
17
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
附2－高功放规格
4 C波段：
4固态功放：
4室外安装：1W、2W、5W、10W、20W、40W、80W、100W 4室内安装：50W、100W、200W、400W
4行波管放大器：200W、400W、700(750)W
4 Ku波段：
4固态功放：
4室外安装：0.5W、1W、2W、4W、8W、16W、25W、40W、50W、 80W、100W 4室内安装：50W、100W、200W、400W
4 选择范围一般99.5%-99.9%，根据业务需求合理确定 4 不同的可用度要求导致不同的雨衰余量 4 上、下行合理分配，配备UPC的广播业务通常上行较高
22
4. 上行功率控制(UPC)
4 与所在雨区、上行可用度要求和功放容量有关 4 应合理选择UPC，按上行可用度要求计算出上行雨衰，UPC 的设置应略低于雨衰值
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
16
3. 天线噪声温度 4. 地球站HPA回退
附1－天线规格
4C波段： 41.8米、2.4米、3.0米、3.7米、4.5米、6.2米 4（6.0米）、7.3米（7.4米）、9米 4Ku波段： 40.98米、1.2米、1.8米、2.4米、3.0米、3.7米、 4.5米、6.2米、7.3米、9米
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
2007年11月
南京
1
亚洲卫星公司 南京通信工程学院
主要内容
4链路计算要点回顾
4亚洲卫星公司的链路计算软件－ Satmaster
2
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链路计算要点回顾
4链路计算的目的 4链路计算所要遵守的原则
23
地点 北京 南京 上海 合肥 沈阳 哈尔滨 广州 海口 兰州 拉萨 乌鲁木齐
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需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
24
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卫星与转发器参数
1. 2. 3. 4. 5. 卫星名称和轨道位置（可输入，或从“亚洲卫星”库中选择） 卫星接收G/T和SFD （对应于上行站，查城市覆盖表得到） 卫星EIRP值（对应于下行站，查城市覆盖表得到） 转发器带宽（根据所用转发器而定，一般为36MHz或54MHz) 转发器输入回退（IBO）和输出回退（OBO）
3. 载波信息速率 (Mbps)
例：如用QPSK, 3/4FEC, (204,188)的RS码， 则 符号速率 = 信息速率×(4/3) ×(204/188) ×(1/2)
27
4. 载波扩展因子： 1.2
4 载波噪声带宽 = 载波扩展因子 ×符号速率
5. 载波分配因子： 1.28 ~ 1.4
降雨量（mm/h）的超过量（一年0.01%的时间）
雨区 0.01％ A 8 B 12 C 15 D 19 E 22 F 28 G 30 H 32 J 35 K 42
北京
19
L 60
M 63
南京
N 95
P 145
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降雨衰减图示
地球站经度 (°) 星-地经度差, (°) 卫星经度 (°)
2. 中心频率
Ku波段：14.2GHz (上行） 12.5GHz（下行） C波段： 6GHz （上行） 4GHz（下行）
14
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
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地面站参数设置（5）
• 部分城市的海拔高度和所在雨区
雨区 K M M M K J N N D K B 海拔高度(Km) 0.036 0.025 0.002 0.12 0.03 0.13 0.013 0.013 1.72 3.84 1.02 地点 郑州 石家庄 长沙 武汉 西安 重庆 成都 贵阳 昆明 南宁 西宁 雨区 K H M M K M K M N N D 海拔高度(Km) 0.1 0.07 0.015 0.024 0.416 0.72 0.48 1.1 1.88 0.075 1.98
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地面站参数设置（2）
5. 耦合损耗
4 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 4 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） 4 如上行站的HPA与天线馈源距离较远，应根据馈线种类 和长度估测。如用椭圆软波导连接， Ku波段和C波段的 损耗大约为0.2dB/m和0.05dB/m。计算中可将Ku和C波 段的大天线发射站的馈线损耗假设成4dB和2dB。
转发器
上行干扰C/I 上行C/N 下行干扰C/I 下行C/N
6
日凌干扰 C/N
发射机
接收机
发射站
接收站
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卫星链路计算的基本公式(1)
1 1 1 1 = + + C / N (C / N )u (C / N )d (C / N ) I
7
⎡ C ⎤ ⎡ Eb ⎤ ⎡ Rb ⎤ ⎢N ⎥ = ⎢N ⎥ + ⎢B ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ 0⎦ ⎣ n⎦
15
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地面站参数设置（3）
1. 天线指向损耗
4 4 4 4 4 4 4 4 Ku波段：0.3dB,D<=3.0m 0.2dB,D<=3.0m C波段： 0.2dB（上行） 0.5dB,D>=3.7m （上行） 0.4dB,D>=3.7m （下行） 0.2dB （下行）
2. LNB噪声系数/温度
3
4链路计算的一般步骤
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
链路计算的目的
4 对新建卫星通信网络的配置提供建议 4 对原卫星通信网络新增站点的配置提供建议 4 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 4 为卫星通信网络中故障的定位提供依据 4 为卫星通信网的天线及电子设备入网认证提供依据
默认值为噪声系数（dB),加前缀(+)表示噪声温度（K) Ku波段用噪声系数表示，可设为0.9dB C波段用噪声温度表示，可设为30K 用本软件自带的计算工具得出，需要用到天线效率、工作频率和仰角 计算时可先设为0 估算所需功放容量时，如果有多个载波，固态功率放大器（SSPA）回 退4-5dB,行波管放大器（TWTA）和速调管放大器（KPA）回退6-7dB
8
[C / N ]U = [ SFD] + [G / T ] − 10 Lg
4π
λ
2
− [k ] − [ BN ] − IPBO
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卫星链路计算的基本公式(3)
4 下行C/N
4 转发器单载波饱和
G C [C / N ] d = 10 Lg = [ ERIP] ss + [ ] - [ Ld ] - [k ] - [ B N ] N TT
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4
链路计算的所要遵守的原则
4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
4上、下行降雨不同时考虑的原则 4适度保守的原则
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卫星链路计算的数学模型
11
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
Satmaster软件简介（2）
4 需输入四类共数十个参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
12
Uplink
Downlink
Satellite
Carriers and Modulation
4 如无特别指定，可以参考以下给出的参数默认取值
9
4 多载波工作
C G [C / N ] d = 10 Lg = [ ERIP] SS + [ ] - [ Ld ] - [k ] - [ B N ] - OPBO N TT
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卫星链路计算的基本公式(4)
4 干扰C/I
4 邻星干扰 4上行链路:C/I = (C/ASI)u–每载波输入回退-10log(噪声带宽) 4下行链路:C/I = (C/ASI)d + Go - G–每载波输出回退10log(噪声带宽) 4 交叉极化干扰 4上行链路:C/I = (C/XPI)u – 每载波输入回退- 10 log(噪声带 宽) 4下行链路:C/I = (C/XPI)d – 每载波输出回退- 10 log(噪声带 宽) 4 多载波交调干扰 4上行链路:C/I = (C/IM)u – 每载波输入回退- 10 log(噪声带 宽) 4下行链路:C/I = (C/IM)d – 每载波输出回退- 10 log(噪声带 宽) 4 邻信道干扰 4C/I = (C/ACI) – 每载波输入回退-10log(噪声带宽)
受降雨影响的传输路径, (km)
总
传
输
路
径
20
雨层高度
雨强 (mm/h)
海拔高度
地球站仰角 (°) 地平线
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ITU-R的雨区分布图
21
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地面站参数设置（5）-Ku波段雨衰参数
3. 链路可用度
4 一年中链路不中断的时间，以百分比表示 4 总链路可用度= 1-{(1-上行链路可用度)+(1-下行链路可用 度)}
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
卫星链路计算的基本公式(2)
4 上行C/N
4 转发器单载波饱和
[C / N ]U = [ ERIP]es + [
G ] − [ Lu ] − [k ] − [ Bn ] TS 4π
= [ SFD] + [G / T ] − 10 Lg
4 转发器多载波工作
λ
2
− [k ] − [ Bn ]
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
13
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地面站参数设置（1）
1. 站名及其经纬度
4 用以确定发射（或接收）天线的仰角和方位角； 4 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。
全带宽使用和部分带宽使用
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需输入的参数
1. 2. 3. 4. 地面站（发射站、接收站）参数 卫星及转发器参数 业务载波参数 干扰参数
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载波参数（1）
1. 信息冗余度（用百分比表示）：输入0 2. 前向纠错编码（FEC）
4 常用1/2，2/3，3/4，7/8，按小数输入 4 如用外码，如Reed-Solomn编码, 此处输入两级码的联合码率。例： 内码为3/4，外码为(204,188)，则输入总的FEC码率为 (3/4)×(188/204) = 0.69118
18
4行波管放大器：80W、125W、200W、350W、750W
4行波管放大器各厂家的规格不统一，需关注法兰盘 处的输出功率
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地面站参数设置（4）-Ku波段雨衰参数
1. 海拔高度
4 与电波穿过雨层的长度有关，在相同雨区内，海拔高度 越高，雨衰越小。
2. 所在雨区
4 ITU模型中，按年降雨量的强度统计将各地划分为不同雨 区（从A到N区逐渐增强）。
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10
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 不同，适用于不同的业务类型，可在新建文件时 进行选择。
4 点对点链路（文件名：.upd):适于双向点对点业务，点击 “Linkwk.baidu.com可以互换上下行链路参数。 4 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。
25
4 多载波工作时（有线性器），IBO = 6 dB, OBO= 3 dB 4 单载波工作时，IBO = 0 dB, OBO= 0 dB
6. 邻星间隔
4 所计算的卫星和与其工作在相同频段的最近的邻星之间的经度差 （亚洲卫星设为2.5度）
7. 转发器类型：SSPA TWTA 8. 转发器使用（仅在点对点计算模块中）：
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附2－高功放规格
4 C波段：
4固态功放：
4室外安装：1W、2W、5W、10W、20W、40W、80W、100W 4室内安装：50W、100W、200W、400W
4行波管放大器：200W、400W、700(750)W
4 Ku波段：
4固态功放：
4室外安装：0.5W、1W、2W、4W、8W、16W、25W、40W、50W、 80W、100W 4室内安装：50W、100W、200W、400W
4 选择范围一般99.5%-99.9%，根据业务需求合理确定 4 不同的可用度要求导致不同的雨衰余量 4 上、下行合理分配，配备UPC的广播业务通常上行较高
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4. 上行功率控制(UPC)
4 与所在雨区、上行可用度要求和功放容量有关 4 应合理选择UPC，按上行可用度要求计算出上行雨衰，UPC 的设置应略低于雨衰值
亚洲卫星通信工程师资格认证培训
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3. 天线噪声温度 4. 地球站HPA回退
附1－天线规格
4C波段： 41.8米、2.4米、3.0米、3.7米、4.5米、6.2米 4（6.0米）、7.3米（7.4米）、9米 4Ku波段： 40.98米、1.2米、1.8米、2.4米、3.0米、3.7米、 4.5米、6.2米、7.3米、9米