衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與鏈路計(jì)算常江

1、12006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 21 1 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)1.1 1.1 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2 1.2 衛(wèi)星通信網(wǎng)設(shè)計(jì)流程衛(wèi)星通信網(wǎng)設(shè)計(jì)流程1.2.1 1.2.1 需求分析與業(yè)務(wù)量預(yù)計(jì)需求分析與業(yè)務(wù)量預(yù)計(jì)1.2.2 1.2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇與容量計(jì)算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇與容量計(jì)算1.2.3 1.2.3 設(shè)備及衛(wèi)星資源選擇考慮設(shè)備及衛(wèi)星資源選擇考慮1.3 1.3 衛(wèi)星通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)1.3.1 1.3.1 規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)框架規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)框架1.3.2 1.3.2 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、容量及用戶使用要求選擇多址方根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、容量及用戶使用要求選擇

2、多址方式和載波速率式和載波速率1.3.3 1.3.3 與公用網(wǎng)及專用網(wǎng)接口設(shè)計(jì)與公用網(wǎng)及專用網(wǎng)接口設(shè)計(jì)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 32 2 鏈路計(jì)算鏈路計(jì)算2.1 2.1 衛(wèi)星鏈路計(jì)算中的基本參數(shù)與干擾衛(wèi)星鏈路計(jì)算中的基本參數(shù)與干擾2.1.1 2.1.1 鏈路計(jì)算中的基本參數(shù)鏈路計(jì)算中的基本參數(shù)2.1.2 2.1.2 鏈路中的噪聲與損耗鏈路中的噪聲與損耗2.2 2.2 衛(wèi)星鏈路計(jì)算的任務(wù)與方法衛(wèi)星鏈路計(jì)算的任務(wù)與方法2.3 2.3 鏈路計(jì)算舉例鏈路計(jì)算舉例2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 42006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 51.1.1 1.1.1 星

3、狀網(wǎng)星狀網(wǎng)4遠(yuǎn)端站僅與中央站間遠(yuǎn)端站僅與中央站間存在物理信道；存在物理信道；4遠(yuǎn)端站間不能通過衛(wèi)遠(yuǎn)端站間不能通過衛(wèi)星直接通信，遠(yuǎn)端站星直接通信，遠(yuǎn)端站間信息的傳輸需中央間信息的傳輸需中央站轉(zhuǎn)接；站轉(zhuǎn)接；4中央站價(jià)格昂貴、功中央站價(jià)格昂貴、功能復(fù)雜、天線口徑大能復(fù)雜、天線口徑大；遠(yuǎn)端站簡單、廉價(jià)；遠(yuǎn)端站簡單、廉價(jià)，天線口徑較小。，天線口徑較小。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 64星狀網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)星狀網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)4遠(yuǎn)端站更小，更便宜，易于安裝遠(yuǎn)端站更小，更便宜，易于安裝4網(wǎng)絡(luò)投資集中于中央站，后期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容投資相對(duì)較小網(wǎng)絡(luò)投資集中于中央站，后期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容投資相對(duì)較小4星狀網(wǎng)的缺點(diǎn)星狀網(wǎng)的缺點(diǎn)

4、4中央站價(jià)格昂貴中央站價(jià)格昂貴4中央站是全網(wǎng)信息交換中心，若發(fā)生故障，則全網(wǎng)無法工作，因此中央站是全網(wǎng)信息交換中心，若發(fā)生故障，則全網(wǎng)無法工作，因此其健壯性其健壯性(Robustness)(Robustness)不如網(wǎng)狀網(wǎng)不如網(wǎng)狀網(wǎng)4遠(yuǎn)端站間通信需要雙跳，時(shí)延長，且兩次占用衛(wèi)星信道，降低了信遠(yuǎn)端站間通信需要雙跳，時(shí)延長，且兩次占用衛(wèi)星信道，降低了信道利用率道利用率4什么樣的業(yè)務(wù)適合星狀網(wǎng)什么樣的業(yè)務(wù)適合星狀網(wǎng)4業(yè)務(wù)主要存在于中央站業(yè)務(wù)主要存在于中央站遠(yuǎn)端站方向，遠(yuǎn)端站間業(yè)務(wù)量較小遠(yuǎn)端站方向，遠(yuǎn)端站間業(yè)務(wù)量較小4典型系統(tǒng)：典型系統(tǒng)：GilatGilat SkybridgeSkybridge DV

5、B-RCS, DVB-RCS, ViaSatViaSat LinkStarLinkStar2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 71.1.2 1.1.2 網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)4遠(yuǎn)端站間可建立直遠(yuǎn)端站間可建立直接的物理信道；接的物理信道；4由于遠(yuǎn)端站要與遠(yuǎn)由于遠(yuǎn)端站要與遠(yuǎn)端站直接通信，因端站直接通信，因此其天線口徑較星此其天線口徑較星狀網(wǎng)遠(yuǎn)端站大；狀網(wǎng)遠(yuǎn)端站大；4中央站不進(jìn)行遠(yuǎn)端中央站不進(jìn)行遠(yuǎn)端站信息的交換，功站信息的交換，功能相對(duì)星狀網(wǎng)簡單能相對(duì)星狀網(wǎng)簡單；2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 84網(wǎng)狀網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)4中央站價(jià)格較低或無專門中央站中央站價(jià)格較低或無專門中央站4遠(yuǎn)端站端

6、對(duì)端信號(hào)傳輸只需單跳遠(yuǎn)端站端對(duì)端信號(hào)傳輸只需單跳4遠(yuǎn)端站間的信息不需在中央站交換，系統(tǒng)健壯性較好遠(yuǎn)端站間的信息不需在中央站交換，系統(tǒng)健壯性較好4網(wǎng)內(nèi)存在大量遠(yuǎn)端站間信息時(shí)，信道利用率較星狀網(wǎng)高網(wǎng)內(nèi)存在大量遠(yuǎn)端站間信息時(shí)，信道利用率較星狀網(wǎng)高4網(wǎng)狀網(wǎng)缺點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)缺點(diǎn)4遠(yuǎn)端站設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)星狀網(wǎng)較高，天線口徑較遠(yuǎn)端站設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)星狀網(wǎng)較高，天線口徑較大大4什么樣的業(yè)務(wù)適合網(wǎng)狀網(wǎng)什么樣的業(yè)務(wù)適合網(wǎng)狀網(wǎng)4電話、多媒體或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)電話、多媒體或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)4典型系統(tǒng)：典型系統(tǒng)：ViaSatViaSat LinkWayLinkWay (DAMA (DAMA TDMA),ViaSatTDMA),V

7、iaSat SkyLinxSkyLinx (DAMA SCPC) (DAMA SCPC)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 91.1.3 1.1.3 混合網(wǎng)混合網(wǎng)4業(yè)務(wù)信道的組織按星狀業(yè)務(wù)信道的組織按星狀網(wǎng)或網(wǎng)狀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)或網(wǎng)狀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)4不同業(yè)務(wù)信道按不同方不同業(yè)務(wù)信道按不同方式組織式組織2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 104衛(wèi)星通信網(wǎng)總體技術(shù)方案應(yīng)包括的技術(shù)資料衛(wèi)星通信網(wǎng)總體技術(shù)方案應(yīng)包括的技術(shù)資料4信息產(chǎn)業(yè)部信息產(chǎn)業(yè)部建設(shè)衛(wèi)星通信網(wǎng)和設(shè)置使用地球站的管理建設(shè)衛(wèi)星通信網(wǎng)和設(shè)置使用地球站的管理規(guī)定規(guī)定的要求的要求4包括包括4網(wǎng)絡(luò)的一般特性4工作頻段及衛(wèi)星空間電臺(tái)特性4載波參

8、數(shù)4地球站特性4傳輸鏈路計(jì)算業(yè)務(wù)需求和功能； 組網(wǎng)方式；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；技術(shù)體制。擬使用的上、下行頻率范圍；擬使用的衛(wèi)星空間電臺(tái)名稱、軌道位置；相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)器的編號(hào)、類別、極化和帶寬；相關(guān)發(fā)射、接收波束的天線增益等值線圖；衛(wèi)星接收系統(tǒng)噪聲溫度；相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)器的飽和等效全向輻射功率（EIRPS）圖或表、接收系統(tǒng)品質(zhì)因素（G/T）圖或表、飽和通量密度（SFD）圖或表、輸入補(bǔ)償（BOi）、輸出補(bǔ)償（BOo）。每個(gè)載波的發(fā)射類別、必要帶寬及擬使用的上、下行頻率；每個(gè)載波的上、下行功率及功率密度；載波頻率規(guī)劃示意圖（適用于多載波工作情況）；載波正常接收所要求的C/N值。 主站技術(shù)參數(shù)；遠(yuǎn)端站（典型）技術(shù)參數(shù)。 包括地

9、理位置，高功放飽和輸出功率、所要求的實(shí)際發(fā)射功率；天線類型及口徑、發(fā)射及接收天線增益、旁瓣特性；接收系統(tǒng)噪聲溫度。主站每個(gè)載波所需的上行EIRP及發(fā)射功率、全部載波所需的發(fā)射功率； 遠(yuǎn)端站（典型）每個(gè)載波所需的上行EIRP及發(fā)射功率、全部載波所需的發(fā)射功率；所占用的轉(zhuǎn)發(fā)器EIRP和帶寬。 2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 111.2.1 1.2.1 用戶需求分析用戶需求分析4依據(jù)用戶總的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，確定衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依據(jù)用戶總的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，確定衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4依據(jù)選定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，考查各廠家的設(shè)備，確定具體設(shè)依據(jù)選定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，考查各廠家的設(shè)備，確定具體設(shè)備備4根據(jù)選定設(shè)備的特點(diǎn)

10、，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)用戶要求的各種業(yè)務(wù)的根據(jù)選定設(shè)備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)用戶要求的各種業(yè)務(wù)的方案方案2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 124例例1 14業(yè)務(wù)種類：話音為主，兼?zhèn)鞯退贁?shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類：話音為主，兼?zhèn)鞯退贁?shù)據(jù)4要求：通話阻塞率低；系統(tǒng)可擴(kuò)容；存在許多特殊業(yè)務(wù)要求：通話阻塞率低；系統(tǒng)可擴(kuò)容；存在許多特殊業(yè)務(wù)需求，如會(huì)議電話、雙向遠(yuǎn)程電教、文件傳真、電傳、需求，如會(huì)議電話、雙向遠(yuǎn)程電教、文件傳真、電傳、電報(bào)、數(shù)據(jù)廣播等電報(bào)、數(shù)據(jù)廣播等4業(yè)務(wù)特點(diǎn)：中央節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)量大，各子節(jié)點(diǎn)間存業(yè)務(wù)特點(diǎn)：中央節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)量大，各子節(jié)點(diǎn)間存在一定的業(yè)務(wù)量，但業(yè)務(wù)量不大。承載低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在一定的業(yè)務(wù)量，

11、但業(yè)務(wù)量不大。承載低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù), ,主要為文件傳輸。主要為文件傳輸。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 134例例1 1分析分析4話音業(yè)務(wù)最適合的網(wǎng)絡(luò)形式是網(wǎng)狀網(wǎng)，考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)最適合的網(wǎng)絡(luò)形式是網(wǎng)狀網(wǎng)，考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)均為批量業(yè)務(wù)，可用電路交換方式處理。所以選定網(wǎng)狀均為批量業(yè)務(wù)，可用電路交換方式處理。所以選定網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)為基本結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)為基本結(jié)構(gòu)。4由于中央站至小站的數(shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)量較多，因此中央由于中央站至小站的數(shù)據(jù)、話音業(yè)務(wù)量較多，因此中央站應(yīng)具有較高的業(yè)務(wù)處理能力。站應(yīng)具有較高的業(yè)務(wù)處理能力。4數(shù)據(jù)傳輸方式：由于其業(yè)務(wù)量較小，因此而在網(wǎng)絡(luò)成本數(shù)據(jù)傳輸方式：由于其業(yè)務(wù)量較小，

12、因此而在網(wǎng)絡(luò)成本上作較大提高并不值得，所以考慮的重點(diǎn)在于上作較大提高并不值得，所以考慮的重點(diǎn)在于“實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)”，而不在于，而不在于“高效高效”?？梢詫Ｓ谩？梢詫Ｓ肈CUDCU方式或話帶數(shù)據(jù)方方式或話帶數(shù)據(jù)方式（撥號(hào)數(shù)據(jù)方式）實(shí)現(xiàn)。式（撥號(hào)數(shù)據(jù)方式）實(shí)現(xiàn)。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 144例例2 24業(yè)務(wù)類型：業(yè)務(wù)類型：InternetInternet接入、多媒體流廣（點(diǎn)）播、遠(yuǎn)程接入、多媒體流廣（點(diǎn)）播、遠(yuǎn)程教育教育4要求：中央節(jié)點(diǎn)完成全網(wǎng)的對(duì)外接口及信息源的組織，要求：中央節(jié)點(diǎn)完成全網(wǎng)的對(duì)外接口及信息源的組織，遠(yuǎn)端站包括單收站及雙向站遠(yuǎn)端站包括單收站及雙向站4業(yè)務(wù)特點(diǎn)：寬帶、

13、高可靠性，降低用戶設(shè)備成本，易于業(yè)務(wù)特點(diǎn)：寬帶、高可靠性，降低用戶設(shè)備成本，易于擴(kuò)容擴(kuò)容2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 154例例2 2分析分析4該系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)集中于中央節(jié)點(diǎn)與分支節(jié)點(diǎn)間，帶寬要該系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)集中于中央節(jié)點(diǎn)與分支節(jié)點(diǎn)間，帶寬要求較高求較高4外向（中央至分支）業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)大于入向（分支至中央）外向（中央至分支）業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)大于入向（分支至中央）4現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的引入將大大降低設(shè)備成本現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的引入將大大降低設(shè)備成本4數(shù)據(jù)源的組織與采集可能需要部分分支節(jié)點(diǎn)具有較高的數(shù)據(jù)源的組織與采集可能需要部分分支節(jié)點(diǎn)具有較高的入向信息速率入向信息速率4綜上，采用基于綜上，采用基于

14、DVB-SDVB-S作為外向信號(hào)傳輸方式較為合適作為外向信號(hào)傳輸方式較為合適，入向可根據(jù)用戶需要及可承受的成本采用地面回傳或，入向可根據(jù)用戶需要及可承受的成本采用地面回傳或衛(wèi)星回傳（衛(wèi)星回傳（DVB-RCSDVB-RCS）方式，部分小站入向速率應(yīng)答到）方式，部分小站入向速率應(yīng)答到2Mbps2Mbps。在系統(tǒng)的中央站，應(yīng)配置大容量的信息交換、。在系統(tǒng)的中央站，應(yīng)配置大容量的信息交換、處理設(shè)備。處理設(shè)備。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 164用戶所需各種數(shù)字業(yè)務(wù)對(duì)信道質(zhì)量的要求用戶所需各種數(shù)字業(yè)務(wù)對(duì)信道質(zhì)量的要求BERBER4話音：一般要求延時(shí)應(yīng)不大于靜止衛(wèi)星單跳時(shí)延話音：一般要求延

15、時(shí)應(yīng)不大于靜止衛(wèi)星單跳時(shí)延(270ms)(270ms)，信道誤碼，信道誤碼率約為率約為10-3時(shí)可正常通信時(shí)可正常通信( (與語音編碼方式有關(guān)與語音編碼方式有關(guān)) )4誤碼后果誤碼后果噪聲或語音失真噪聲或語音失真4視頻：視頻：MPEG-2視頻在視頻在BER10-6時(shí)出現(xiàn)可感覺的質(zhì)量下降，時(shí)出現(xiàn)可感覺的質(zhì)量下降，BER10-8時(shí)可達(dá)理想效果時(shí)可達(dá)理想效果4誤碼效果誤碼效果馬賽克效果馬賽克效果4數(shù)據(jù)：一般要求數(shù)據(jù)：一般要求BER10-5(10-6),由于一般數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有鏈路層及運(yùn)輸層由于一般數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有鏈路層及運(yùn)輸層通過重傳進(jìn)行差錯(cuò)控制，所以對(duì)于如文件傳輸?shù)确菍?shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，最通過重傳進(jìn)行差錯(cuò)控制，所以對(duì)

16、于如文件傳輸?shù)确菍?shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，最終可實(shí)現(xiàn)極低的差錯(cuò)率。而對(duì)于以數(shù)據(jù)方式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)業(yè)務(wù)（終可實(shí)現(xiàn)極低的差錯(cuò)率。而對(duì)于以數(shù)據(jù)方式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)業(yè)務(wù)（VOIP或視頻），無法通過重傳降低或視頻），無法通過重傳降低BER。且由于數(shù)據(jù)包出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)將引。且由于數(shù)據(jù)包出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)將引起整包的丟失，從而使起整包的丟失，從而使BER增加，因此，此方式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)增加，因此，此方式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)信道要求更低的誤碼率。，對(duì)信道要求更低的誤碼率。4誤碼效果誤碼效果數(shù)據(jù)包被丟棄，引發(fā)重傳；或數(shù)據(jù)丟失。對(duì)于以數(shù)數(shù)據(jù)包被丟棄，引發(fā)重傳；或數(shù)據(jù)丟失。對(duì)于以數(shù)據(jù)方式傳輸?shù)脑捯魳I(yè)務(wù)與視頻業(yè)務(wù)則引起音質(zhì)或圖像質(zhì)量下降據(jù)方式傳輸?shù)脑?/p>

17、音業(yè)務(wù)與視頻業(yè)務(wù)則引起音質(zhì)或圖像質(zhì)量下降2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 171.2.2 1.2.2 業(yè)務(wù)量的估算業(yè)務(wù)量的估算業(yè)務(wù)量是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃、多址方式選擇、各業(yè)務(wù)量是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃、多址方式選擇、各載波信息速率與衛(wèi)星帶寬預(yù)算、地球站配置參數(shù)載波信息速率與衛(wèi)星帶寬預(yù)算、地球站配置參數(shù)的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)4數(shù)據(jù)量：包括單位時(shí)間網(wǎng)絡(luò)總的數(shù)據(jù)流量及單個(gè)地球站數(shù)據(jù)量：包括單位時(shí)間網(wǎng)絡(luò)總的數(shù)據(jù)流量及單個(gè)地球站的數(shù)據(jù)流量的數(shù)據(jù)流量4話務(wù)量：包括網(wǎng)絡(luò)總的話務(wù)量及單個(gè)地球站的話務(wù)量話務(wù)量：包括網(wǎng)絡(luò)總的話務(wù)量及單個(gè)地球站的話務(wù)量2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 184數(shù)據(jù)量的估算數(shù)據(jù)量

18、的估算4數(shù)據(jù)量估算的必要性數(shù)據(jù)量估算的必要性4當(dāng)系統(tǒng)所能負(fù)擔(dān)的數(shù)據(jù)流量小于實(shí)際數(shù)據(jù)流量時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)所能負(fù)擔(dān)的數(shù)據(jù)流量小于實(shí)際數(shù)據(jù)流量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致傳輸時(shí)延的增加，從而使網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)下降。會(huì)導(dǎo)致傳輸時(shí)延的增加，從而使網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)下降。4數(shù)據(jù)量的不對(duì)稱性數(shù)據(jù)量的不對(duì)稱性4數(shù)據(jù)的突發(fā)性與統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)數(shù)據(jù)的突發(fā)性與統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 194基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的要求基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的要求數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型突發(fā)性突發(fā)性延遲容許延遲容許響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間吞吐量吞吐量(Mbps)(Mbps)E-MailE-Mail高高非實(shí)時(shí)0.0040.02文件傳輸文件傳輸較高高非實(shí)時(shí)0.01語音語

19、音中低實(shí)時(shí)0.0040.064視頻點(diǎn)播視頻點(diǎn)播低低實(shí)時(shí)1.550LANLAN互聯(lián)互聯(lián)高高實(shí)時(shí)410服務(wù)器訪問服務(wù)器訪問中高實(shí)時(shí)4102006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 204IPIP數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率：8615.059kbps8615.059kbps4傳輸方式：傳輸方式：DVB-SDVB-S路由器路由器IPEASI-MUXPCR插入插入RS碼碼(204,188)+3/4 FECQPSK-Mod+65kbps1.251.25+125kbps8615.059kbps+100kbps204/188204/1884/34/38000kSps滾降系數(shù)滾降系數(shù)= =0.35,于是得到帶寬為于是得

20、到帶寬為10800kHzFSH10768.82375kbps10833.82375kbps10958.82375kbps11058.82375kbps16000kbps2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 214話務(wù)量估算話務(wù)量估算4話務(wù)量估算的必要性話務(wù)量估算的必要性4當(dāng)實(shí)際話務(wù)量超過設(shè)計(jì)允許值時(shí)，呼損率將提高，當(dāng)實(shí)際話務(wù)量超過設(shè)計(jì)允許值時(shí)，呼損率將提高，導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的下降導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量的下降4話務(wù)量的計(jì)算方法話務(wù)量的計(jì)算方法4根據(jù)話務(wù)量，計(jì)算衛(wèi)星信道數(shù)目、地球站提供的話音接根據(jù)話務(wù)量，計(jì)算衛(wèi)星信道數(shù)目、地球站提供的話音接口數(shù)目；或?qū)τ诳跀?shù)目；或?qū)τ赩oIPVoIP，預(yù)算關(guān)守處理能力以

21、及語音信息，預(yù)算關(guān)守處理能力以及語音信息占用的數(shù)據(jù)速率。占用的數(shù)據(jù)速率。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 224BHCA (Busy Hour Call Attempt)BHCA (Busy Hour Call Attempt)：忙時(shí)呼叫嘗試：忙時(shí)呼叫嘗試4話務(wù)量：一個(gè)忙時(shí)系統(tǒng)內(nèi)話路占用的平均時(shí)間，話務(wù)量：一個(gè)忙時(shí)系統(tǒng)內(nèi)話路占用的平均時(shí)間，為系統(tǒng)平均呼叫次數(shù)與呼叫平均持續(xù)時(shí)間之積。為系統(tǒng)平均呼叫次數(shù)與呼叫平均持續(xù)時(shí)間之積。單位為歐蘭（單位為歐蘭（ErlangErlang）4電信級(jí)運(yùn)營商長途話路每線參考負(fù)荷電信級(jí)運(yùn)營商長途話路每線參考負(fù)荷BHCABHCA為為2828次次，平均呼叫持續(xù)

22、時(shí)間為，平均呼叫持續(xù)時(shí)間為9090秒，即參考話務(wù)量為秒，即參考話務(wù)量為0.7 0.7 歐蘭歐蘭(28(2890/3600)90/3600)4不同應(yīng)用場(chǎng)合下，實(shí)際不同應(yīng)用場(chǎng)合下，實(shí)際BHCABHCA和平均呼叫持續(xù)時(shí)間和平均呼叫持續(xù)時(shí)間會(huì)不同。如電信網(wǎng)中的會(huì)不同。如電信網(wǎng)中的VoIPVoIP業(yè)務(wù)，由于其價(jià)格便業(yè)務(wù)，由于其價(jià)格便宜，因而平均呼叫持續(xù)時(shí)間會(huì)大于一般電信話路宜，因而平均呼叫持續(xù)時(shí)間會(huì)大于一般電信話路情況；而專用網(wǎng)應(yīng)用中，可能會(huì)更長。情況；而專用網(wǎng)應(yīng)用中，可能會(huì)更長。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 234話務(wù)量與阻塞率的關(guān)系話務(wù)量與阻塞率的關(guān)系歐蘭公式與歐蘭表歐蘭公式與歐蘭表

23、4歐蘭公式歐蘭公式4A A話務(wù)量話務(wù)量4N N信道數(shù)或中繼線數(shù)信道數(shù)或中繼線數(shù)4B B阻塞率阻塞率4歐蘭表歐蘭表NiiNiANAANB0!/!/),(N NB=0.001B=0.001B=0.003B=0.003B=0.010B=0.010B=0.030B=0.030B=0.100B=0.10012124.23144.23144.90384.90385.87605.87607.14107.14109.47409.474013134.83064.83065.55885.55886.60726.60727.96677.966710.469910.469914145.44645.44646.2290

24、6.22907.35177.35178.80358.803511.473511.47352006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 244傳統(tǒng)電路交換方式傳統(tǒng)電路交換方式PSTNPSTN與與VoIPVoIP方式的比較方式的比較性能性能IPIP電話電話傳統(tǒng)電話傳統(tǒng)電話傳輸媒體傳輸媒體互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)PSTNPSTN交換方式交換方式分組分組電路電路帶寬利用率帶寬利用率高高低低費(fèi)用費(fèi)用低低高高時(shí)延時(shí)延較長較長低低話音質(zhì)量話音質(zhì)量低低高高網(wǎng)站網(wǎng)站上有在線話務(wù)量計(jì)算器以及上有在線話務(wù)量計(jì)算器以及VoIP話路與數(shù)據(jù)流量話路與數(shù)據(jù)流量計(jì)算器計(jì)算器1路路IP電話占用帶寬為十幾至幾十電話占用帶寬為十幾至幾十kbp

25、s不等不等,視編碼方式和傳輸方式而視編碼方式和傳輸方式而定定.2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 251.2.3 1.2.3 設(shè)備與衛(wèi)星資源的選擇設(shè)備與衛(wèi)星資源的選擇4通信設(shè)備選擇依據(jù)通信設(shè)備選擇依據(jù): :4主要業(yè)務(wù)對(duì)于多址技術(shù)、組網(wǎng)方式的要求主要業(yè)務(wù)對(duì)于多址技術(shù)、組網(wǎng)方式的要求4輔助業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)可能性輔助業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)可能性4網(wǎng)絡(luò)管理功能是否附合要求網(wǎng)絡(luò)管理功能是否附合要求4設(shè)備提供的接口是否滿足要求設(shè)備提供的接口是否滿足要求4系統(tǒng)擴(kuò)容是否方便系統(tǒng)擴(kuò)容是否方便4通信衛(wèi)星的選擇依據(jù)：通信衛(wèi)星的選擇依據(jù)：4衛(wèi)星的衛(wèi)星的EIRPEIRP與與G/TG/T覆蓋，以及由此而確定的終端天線覆蓋，以及由

26、此而確定的終端天線口徑、發(fā)射功放輸出等參數(shù)是否附合用戶要求、是口徑、發(fā)射功放輸出等參數(shù)是否附合用戶要求、是否有利于降低設(shè)備成本否有利于降低設(shè)備成本4衛(wèi)星對(duì)各個(gè)設(shè)站地點(diǎn)的仰角衛(wèi)星對(duì)各個(gè)設(shè)站地點(diǎn)的仰角2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 264多址方式、載波速率的選擇多址方式、載波速率的選擇4不同多址方式適合的業(yè)務(wù)類型不同多址方式適合的業(yè)務(wù)類型4TDMATDMA中、高速綜合業(yè)務(wù)中、高速綜合業(yè)務(wù)4DAMA-SCPCDAMA-SCPC稀路由稀路由( (多方向、低容量多方向、低容量) )話音業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)4TDM/TDMATDM/TDMA低、中、高速點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)低、中、高速點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)4載

27、波速率選擇載波速率選擇4數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)依據(jù)業(yè)務(wù)種類及流量進(jìn)行選擇依據(jù)業(yè)務(wù)種類及流量進(jìn)行選擇4話音業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)PCM-64kbpsPCM-64kbps，ADPCM/CVSD-32kbpsADPCM/CVSD-32kbps，聲，聲碼話碼話-2.4-2.416kbps16kbps2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 274網(wǎng)絡(luò)框架的規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)框架的規(guī)劃4系統(tǒng)框架系統(tǒng)框架4根據(jù)用戶要求，確定地球站的地點(diǎn)與種類4根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，確定地球站的組網(wǎng)方式4確定衛(wèi)星網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)關(guān)系4網(wǎng)絡(luò)管理功能4衛(wèi)星站配置衛(wèi)星站配置4與外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)的接口4與業(yè)務(wù)量、衛(wèi)星鏈路相關(guān)的軟、硬件配置4衛(wèi)星帶寬占用情況預(yù)算

28、衛(wèi)星帶寬占用情況預(yù)算4信道數(shù)目、信道帶寬所決定的衛(wèi)星帶寬4占用的衛(wèi)星功率（EIRP）2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 284與公用網(wǎng)、專用網(wǎng)的接口與公用網(wǎng)、專用網(wǎng)的接口4數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口類型數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口類型4OSI七層協(xié)議模型4OSI模型中與通信相關(guān)的只有低4層協(xié)議，因此在考慮接口時(shí)，應(yīng)考慮低4層的兼容性4各層協(xié)議舉例： 物理層：RS-232、V.35、RS-422、USB、10Base-T/100Base-T 數(shù)據(jù)鏈路層：HDLC、PPP、802.3 網(wǎng)絡(luò)層：IP、IPX 運(yùn)輸層：TCP、UDP、SPX4衛(wèi)星鏈路長延時(shí)對(duì)通信協(xié)議的影響衛(wèi)星鏈路長延時(shí)對(duì)通信協(xié)議的影響（“協(xié)議哄騙協(xié)議哄騙

29、”技術(shù)）技術(shù)）物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層OSI模型與通信網(wǎng)設(shè)計(jì)相關(guān)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 294與公用網(wǎng)、專用網(wǎng)的接口與公用網(wǎng)、專用網(wǎng)的接口4電話網(wǎng)的接口類型電話網(wǎng)的接口類型4模擬接口：模擬接口：FXS/FXO接口、接口、E&M接口接口4數(shù)字接口：數(shù)字接口：E1接口接口2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 302006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 314天線的增益與波束寬度天線的增益與波束寬度4有效全向輻射功率有效全向輻射功率4自由空間傳輸損耗自由空間傳輸損耗4轉(zhuǎn)發(fā)器的工作點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)器的工作點(diǎn)4噪聲與損耗噪聲與損耗2006衛(wèi)星通信工

30、程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 324天線的增益天線的增益收點(diǎn)收到的功率無方向天線輻射時(shí)，接點(diǎn)收到的最大功率定向天線輻射時(shí)，接收G對(duì)于微波天線對(duì)于微波天線24 AG 波束寬度波束寬度（度）D7021所謂半功率角是指主葉瓣上場(chǎng)強(qiáng)為主射方向場(chǎng)強(qiáng)的所謂半功率角是指主葉瓣上場(chǎng)強(qiáng)為主射方向場(chǎng)強(qiáng)的1/2= 0.707時(shí)（即功時(shí)（即功率下降率下降1/2時(shí)），兩個(gè)方向間的夾角時(shí)），兩個(gè)方向間的夾角2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 334 計(jì)算：直徑3米，效率為65%的卡塞格倫天線，在6GHz頻率下的增益與半功率角。4 若直徑改為10米，其它條件不變，計(jì)算上述二值4 工作頻率改為14GHz，重新計(jì)算3米

31、天線的上述兩個(gè)參數(shù)解：m05.0106103fc982309465.005.05.14G22 dB.G643于是， dB.G15410米天線，對(duì)350100507021.當(dāng)3米天線采用14GHz作為工作頻率時(shí)m021.01014103fc9813092365.0021.05.14G22 dB51G 于是，49.03021.070212006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 34發(fā)射機(jī)接射機(jī)dGTGR)/(422mWdGPWTTE在接收點(diǎn)的功率密度（單位面積上的功率）為于是接收天線收到的功率為2244dGGPdAGPAWPRTTTTER2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星

32、通信工程師培訓(xùn) 35自由空間傳輸損耗自由空間傳輸損耗fRTTRLGGPP GTGRL發(fā)送點(diǎn)發(fā)送點(diǎn)（PT）接收點(diǎn)接收點(diǎn)（PR）式一般性地描述通信線路中信號(hào)的傳輸，稱之為“通信距離方程”24dLf代入 可得。將Lf定義為：由于電磁波在自由空間無方向性地輻射，使得只有少部分信號(hào)被接收點(diǎn)收到，而其他大部分無法被收到的能量即視為損耗 2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 36TTGPEIRP若考慮饋線損耗，則FTTLGPEIRP：在接收點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將PT功率送入增益為GT、最大輻射 方向指向接收點(diǎn)的發(fā)射天線時(shí)所測(cè)得的結(jié)果與將PTGT功率送入無方向性發(fā)射天線時(shí)所測(cè)得的結(jié)果是相同的。2006衛(wèi)星通

33、信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 374計(jì)算衛(wèi)星計(jì)算衛(wèi)星C C波段上行鏈中的波段上行鏈中的Lf24lg10dLfdB1 .199106/10310357864lg102983(若不以dB形式表示，則為1020數(shù)量級(jí))2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 384工作點(diǎn)工作點(diǎn)4輸入補(bǔ)償輸入補(bǔ)償4輸出補(bǔ)償輸出補(bǔ)償4多載波與單載波工作時(shí)的輸出功率多載波與單載波工作時(shí)的輸出功率總輸入功率（總輸入功率（dBW）總輸出功率（總輸出功率（dBW）多載波工作點(diǎn)多載波工作點(diǎn)多載波曲線多載波曲線單載波曲線單載波曲線輸出補(bǔ)償BOo輸入補(bǔ)償BOi單載波飽合點(diǎn)單載波飽合點(diǎn)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)

34、 394為使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器單載波飽和工作，在其接收天線為使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器單載波飽和工作，在其接收天線的單位有效面積上應(yīng)輸入的功率，一般以的單位有效面積上應(yīng)輸入的功率，一般以W W或或SFDSFD表示表示發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)器GTGR衛(wèi)星衛(wèi)星地球站地球站PR2.244fSEfTTfRTTRLEIRPLGPALGGPAPW即 )/(4lg1022.mdBWLEIRPWfSE2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 404FCAFCA（Flux Control Attenuator Flux Control Attenuator ）：通量衰減控）：通量衰減控制器制器 HPAFCA可變?cè)鲆娣糯笃骺勺冊(cè)鲆娣糯笃骺傒斎?/p>

35、功率（總輸入功率（dBW）總輸出功率（總輸出功率（dBW）FCA0FCA=02006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 414接收天線增益與接收系統(tǒng)總的等效噪聲溫度的比值稱為地球站的G/T值，也稱性能因數(shù)性能因數(shù)或品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)。（Figure of merit）實(shí)際接收機(jī)實(shí)際接收機(jī)計(jì)算系統(tǒng)噪聲溫度的參考點(diǎn)計(jì)算系統(tǒng)噪聲溫度的參考點(diǎn)實(shí)際天線實(shí)際天線T無噪聲無噪聲接收機(jī)接收機(jī)無噪聲天線無噪聲天線噪聲源噪聲源 等效圖中的噪聲源是將天線、接收機(jī)的所有噪聲全部集中起來的等效。其中，天線的噪聲包括了天線本身的熱噪聲以及天線從外部接收的噪聲。所以此噪聲源可以理解為是上噪聲的集中等效。2006衛(wèi)星通信工程

36、師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 424噪聲、干擾噪聲、干擾4熱噪聲熱噪聲4互調(diào)噪聲互調(diào)噪聲4共信道干擾共信道干擾4交叉極化噪聲交叉極化噪聲4鄰星、鄰站干擾鄰星、鄰站干擾4鄰道干擾鄰道干擾2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 434由傳輸媒質(zhì)中帶電粒子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。由傳輸媒質(zhì)中帶電粒子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。RRinRRin)/(0HzWkTn 其中：k為玻耳茲曼常數(shù)，1.38054 10-23J/KT為電阻R的絕對(duì)溫度2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 444熱噪聲的等效帶寬熱噪聲的等效帶寬RRin無噪聲線無噪聲線性網(wǎng)絡(luò)性網(wǎng)絡(luò)N npnBkTGB)f(HkTdffHnN20020H(

37、f0)Bnf0 pnGdffHfHdffHB022002其中B即為等效噪聲帶寬2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 454等效噪聲溫度等效噪聲溫度R有噪聲線有噪聲線性網(wǎng)絡(luò)性網(wǎng)絡(luò)NR無噪聲線無噪聲線性網(wǎng)絡(luò)性網(wǎng)絡(luò)Nk(T+Te)PniGNBkTNPneiGBTTkNTe即為網(wǎng)絡(luò)的等效噪聲溫度進(jìn)一步可得到輸出端的信號(hào)與噪聲功率比S/NieiiieinieipnpiTTNSTTTkBSTTGkBGSNS11)1 ()(/2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 461290lg10eTNF110290)(10NFeKT010TTN/SN/SNFeTiiR有噪聲線有噪聲線性網(wǎng)絡(luò)性網(wǎng)絡(luò)NSi/

38、NiS/NTi=T04噪聲系數(shù)（噪聲系數(shù)（Noise Figure） ：一個(gè)電阻與線性網(wǎng)：一個(gè)電阻與線性網(wǎng)絡(luò)匹配連接，當(dāng)該電阻處于室溫絡(luò)匹配連接，當(dāng)該電阻處于室溫T0條件下，輸條件下，輸入信噪比與輸出信噪比的比值稱為噪聲系數(shù)。入信噪比與輸出信噪比的比值稱為噪聲系數(shù)。室溫室溫T0定為定為290K。通常以。通常以F或或NF表示。表示。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 47f1f2f3f4f5f1f2f3f4f52f4 -f52f3 f22f2 f1 減小互調(diào)噪聲的方法是使得轉(zhuǎn)發(fā)器的工作點(diǎn)靠近線性減小互調(diào)噪聲的方法是使得轉(zhuǎn)發(fā)器的工作點(diǎn)靠近線性區(qū)，但這將使轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率不足（一般用于頻帶

39、受限區(qū)，但這將使轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率不足（一般用于頻帶受限系統(tǒng)）；系統(tǒng)）； 另一種方法是使各個(gè)載波按不等間隔排列，即力另一種方法是使各個(gè)載波按不等間隔排列，即力求產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物不會(huì)落在有用信號(hào)的頻帶內(nèi)，這將使轉(zhuǎn)求產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物不會(huì)落在有用信號(hào)的頻帶內(nèi)，這將使轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶得不到充分利用（一般用于功率受限系統(tǒng)）。發(fā)器的頻帶得不到充分利用（一般用于功率受限系統(tǒng)）。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 484共信道干擾以隔離度表示，即有用信號(hào)的功率與共信道干擾以隔離度表示，即有用信號(hào)的功率與干擾的功率之比干擾的功率之比區(qū)域1區(qū)域 2主瓣旁瓣多波束衛(wèi)星 下行下行上行上行2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星

40、通信工程師培訓(xùn) 494收發(fā)天線極化隔離不理想收發(fā)天線極化隔離不理想4傳輸中由雨滴引入的極化方向改變傳輸中由雨滴引入的極化方向改變4電磁法穿過地球磁場(chǎng)引入的法拉第效應(yīng)電磁法穿過地球磁場(chǎng)引入的法拉第效應(yīng)XY扁平狀雨滴原始極化方向經(jīng)雨滴后極化發(fā)生改變同極化分量同極化分量交叉極化分量交叉極化分量(dB)lg10交叉極化分量的功率同極化分量的功率XPD極化鑒別度XPD通常要求即使在降雨期間，XPD不低于20dB2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 504上行鏈路上行鏈路來自相鄰衛(wèi)星系統(tǒng)衛(wèi)星站發(fā)送信號(hào)的干擾來自相鄰衛(wèi)星系統(tǒng)衛(wèi)星站發(fā)送信號(hào)的干擾4下行鏈路下行鏈路來自相鄰衛(wèi)星的下行鏈路信號(hào)的干擾來自相

41、鄰衛(wèi)星的下行鏈路信號(hào)的干擾主瓣旁瓣主瓣旁瓣2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 514與地面微波中繼系統(tǒng)間的干擾與地面微波中繼系統(tǒng)間的干擾4GHz6GHz6/4GHz4GHz6GHz4GHz中繼站中繼站6GHz中繼站中繼站衛(wèi)星地球站衛(wèi)星地球站2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 524產(chǎn)生原因有以下兩個(gè)：產(chǎn)生原因有以下兩個(gè)：4相鄰信道間隔過小和濾波不完全相鄰信道間隔過小和濾波不完全4工作頻帶相近的其他站的寄生發(fā)射工作頻帶相近的其他站的寄生發(fā)射信道2信道3信道1f1f2f3鄰近信道干擾信道帶寬B保護(hù)帶2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 53除了自由空間傳輸損耗外，還存在

42、著下列損耗除了自由空間傳輸損耗外，還存在著下列損耗大氣損耗：大氣層對(duì)信號(hào)的吸收與散射大氣損耗：大氣層對(duì)信號(hào)的吸收與散射 雨衰：雨滴對(duì)電磁波的吸收雨衰：雨滴對(duì)電磁波的吸收大氣折射引起的損耗：由大氣層對(duì)電磁波折射率不均大氣折射引起的損耗：由大氣層對(duì)電磁波折射率不均勻引起勻引起天線方向跟蹤誤差損耗：由星體漂移、天線跟蹤精度天線方向跟蹤誤差損耗：由星體漂移、天線跟蹤精度不夠及大氣折射等原因引起不夠及大氣折射等原因引起極化誤差損耗極化誤差損耗多徑衰落多徑衰落電離層閃爍：由電離層的不均勻性及時(shí)變性引起的信電離層閃爍：由電離層的不均勻性及時(shí)變性引起的信號(hào)振幅、相位、極化等參數(shù)的不規(guī)則變化號(hào)振幅、相位、極化等

43、參數(shù)的不規(guī)則變化2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 544雨衰雨衰雨衰是降雨率的函數(shù)，降雨率是指某地區(qū)雨水蓄雨衰是降雨率的函數(shù)，降雨率是指某地區(qū)雨水蓄積的速度，以積的速度，以mm/hmm/h為單位。為單位。 某一地區(qū)的降雨情某一地區(qū)的降雨情況一般描述為：降雨率超過況一般描述為：降雨率超過R Rp pmm/hmm/h的時(shí)間比率為的時(shí)間比率為p%p%。 由由R Rp p可得到單位傳輸距離上由降雨引入的衰減可得到單位傳輸距離上由降雨引入的衰減 其中其中a和和b兩參數(shù)與頻率及極化方式有關(guān)。兩參數(shù)與頻率及極化方式有關(guān)。kmdBaRbp/2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 554a、b

44、數(shù)值參下表數(shù)值參下表頻率（頻率（GHzGHz）ahavbhbv1 10.00003870.00003870.00003520.00003520.9120.9120.880.882 20.0001540.0001540.0001380.0001380.9630.9630.9230.9234 40.000650.000650.0005910.0005911.1211.1211.0751.0756 60.001750.001750.001550.001551.3081.3081.2651.2657 70.003010.003010.002650.002651.3321.3321.3121.3128

45、80.004540.004540.003950.003951.3271.3271.311.3110100.01010.01010.008870.008871.2761.2761.2641.26412120.01880.01880.01680.01681.2171.2171.21.215150.03670.03670.03350.03351.1541.1541.1281.12820200.07510.07510.06910.06911.0991.0991.0651.06525250.1240.1240.1130.1131.0611.0611.031.0330300.1870.1870.1670.

46、1671.0211.0211 1由表中數(shù)據(jù)可見，頻率越高的電磁波所遭受的雨衰越大由表中數(shù)據(jù)可見，頻率越高的電磁波所遭受的雨衰越大2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 564上行鏈路中雨衰的克服：發(fā)送站采用上行功率控制或選上行鏈路中雨衰的克服：發(fā)送站采用上行功率控制或選擇較大余量的功放；擇較大余量的功放；4下行鏈路中雨衰的克服：降雨備余量。下行鏈路中雨衰的克服：降雨備余量。左圖為使用左圖為使用SatMaster得得到的位于雨區(qū)到的位于雨區(qū)N的某地的某地Ku頻段下行鏈路可用度與雨頻段下行鏈路可用度與雨衰的關(guān)系。衰的關(guān)系。由圖中可見，對(duì)鏈路要求由圖中可見，對(duì)鏈路要求的可用度越高，則進(jìn)行鏈的可

47、用度越高，則進(jìn)行鏈路設(shè)計(jì)時(shí)要使用的雨衰預(yù)路設(shè)計(jì)時(shí)要使用的雨衰預(yù)算值越大。算值越大。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 574衛(wèi)星線路計(jì)算的任務(wù)：衛(wèi)星線路計(jì)算的任務(wù)：4已知轉(zhuǎn)發(fā)器及地球站的參數(shù)，計(jì)算地球站能得到的載噪已知轉(zhuǎn)發(fā)器及地球站的參數(shù)，計(jì)算地球站能得到的載噪比以及相應(yīng)的發(fā)射比以及相應(yīng)的發(fā)射EIRPEIRP（用于對(duì)線路進(jìn)行評(píng)估）（用于對(duì)線路進(jìn)行評(píng)估）4已知轉(zhuǎn)發(fā)器及接收機(jī)的基本參數(shù)，確定地球站的天線尺已知轉(zhuǎn)發(fā)器及接收機(jī)的基本參數(shù)，確定地球站的天線尺寸、發(fā)射功率等（用于對(duì)設(shè)備配置進(jìn)行估算）。寸、發(fā)射功率等（用于對(duì)設(shè)備配置進(jìn)行估算）。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 58 一

48、般線路計(jì)算中主要是對(duì)地球站一般線路計(jì)算中主要是對(duì)地球站天線尺寸天線尺寸、發(fā)射功放發(fā)射功放、占用的、占用的衛(wèi)星功衛(wèi)星功率率及及鏈路可用度鏈路可用度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。4天線口徑小，則天線及其基座的造價(jià)便宜，安裝方便，但對(duì)HPA輸出功率、衛(wèi)星EIRP、抗雨衰等問題帶來不利影響；4HPA通常按發(fā)射功率分為幾種規(guī)格。HPA的發(fā)射功率增大一級(jí)，其價(jià)格增加較多，而減小發(fā)射功率又會(huì)導(dǎo)致天線增大4轉(zhuǎn)發(fā)器租費(fèi)是按占用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率或頻率百分比來計(jì)算的（按二者間最大者計(jì)），故優(yōu)化后這兩個(gè)百分比應(yīng)基本相同。其中占用的帶寬主要取決于用戶通信量，而占用衛(wèi)星功率則取決于接收天線口徑。4鏈路可用度主要是指抗雨衰能力

49、?？捎枚仍礁?，則下雨時(shí)通信越不易中斷，但這就要求系統(tǒng)中有較大的降雨備余量，即較大的天線及發(fā)射功率2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 594計(jì)算計(jì)算系統(tǒng)總的載噪比系統(tǒng)總的載噪比( (接收機(jī)入口處接收機(jī)入口處) )，以此為基，以此為基礎(chǔ)對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算礎(chǔ)對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算nnnkBTCBnCBTkCNC1110可見，C/T，C/n0，C/N是對(duì)應(yīng)關(guān)系6 .228log100TCkTCnC(其中k=1.38054x10-23)2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 60CTCTCTCTCTTTTTTCTCIDIUIMDUIDIUIMDU11111111IMIDIUDUTCTCTCT

50、CTCTCA站理想站理想發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)理想轉(zhuǎn)發(fā)器理想轉(zhuǎn)發(fā)器B站理想站理想接收機(jī)接收機(jī)TIMTUTIUTDTIDabc圖中b點(diǎn)處即式中各量均為b點(diǎn)處的值2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 61A站理想站理想發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)理想轉(zhuǎn)發(fā)器理想轉(zhuǎn)發(fā)器B站理想站理想接收機(jī)接收機(jī)TIM2TU1TIU1TDTIDabc實(shí)際上b點(diǎn)處的UTCIUTC和與a點(diǎn)處的1U1TC1IU1TC和相等b點(diǎn)處的IMTC與c點(diǎn)處的2IM2TCa點(diǎn)載波功率為C1c點(diǎn)載波功率為C2b點(diǎn)載波功率為C相等2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 62111111IMIDIUDUTCTCTCTCTCTC因此在計(jì)算中下式中各參量按如

51、下方法計(jì)算2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 63轉(zhuǎn)發(fā)器參考點(diǎn)1、單載波飽和工作、單載波飽和工作USSELGEIRPCSUSESUSSEUTGLEIRPTLGEIRPTC SUSEUTGLEIRPTC用dB形式表示即為2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 64另一種方法：24SSSSSSRUTGWTAWTPTC以dB形式表示即為SSUTGWTC24log10由于AG42所以前者又稱為“單位面積天線增益”24 AG 2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 652、多載波工作時(shí)整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的、多載波工作時(shí)整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的C/T SUiSESUMEUTGLBOEIRPTGLEIRP

52、TCSiSUTGBOWTC24log10iSSSSiSSRUBOTGWTBOAWTPTC24/另一種方法為2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 663、多載波工作時(shí)某一載波單獨(dú)的、多載波工作時(shí)某一載波單獨(dú)的C/T的定義： EIRPEIRPYEIRPEIRPY輸出功率或?qū)嶋H工作點(diǎn)，衛(wèi)星總的出的功率或?qū)λ芯枯d波，衛(wèi)星輸輸出功率或?qū)嶋H工作點(diǎn)，衛(wèi)星總的出的功率或?qū)λ芯枯d波，衛(wèi)星輸log10 其含義即為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上某一載波的其含義即為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上某一載波的輸出輸出功率或功率或EIRPEIRP在總的在總的輸出輸出功率或功率或EIRPEIRP中所占的比例。中所占的比例。在后面的計(jì)算中認(rèn)為轉(zhuǎn)發(fā)器某

53、一載波在后面的計(jì)算中認(rèn)為轉(zhuǎn)發(fā)器某一載波輸入輸入功率或功率或EIRPEIRP在總在總輸入輸入功率或功率或EIRPEIRP中所占的比例與輸出中所占中所占的比例與輸出中所占比例相同。比例相同。2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 67 SUiSESUMESUEUTGLYBOEIRPTGLYEIRPTGLEIRPTC1 SiSUTGYBOWTC24log10于是多載波工作時(shí)某一載波某一載波單獨(dú)的C/T用另一種方法，則有2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 681、單載波飽和工作、單載波飽和工作EDESSDTLGEIRPTC以dB形式表示即為 EDSSDTGLEIRPTC若考慮到降雨備余

54、量，則 MTGLEIRPTCEDSSD2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 692、多載波工作、多載波工作 EDoSSEDMSDTGLBOEIRPTGLEIRPTC考慮到降雨備余量，則 MTGLBOEIRPMTGLEIRPTCEDoSSEDMSD2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 703、多載波工作時(shí)某一載波的、多載波工作時(shí)某一載波的C/T值值 YTGLBOEIRPYTGLEIRPTGLEIRPTCEDoSSEDMSEDSD1若考慮到降雨備余量，則 MYTGLBOEIRPMYTGLEIRPTCEDoSSEDMSD2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 714一般情況下，

55、衛(wèi)星的互調(diào)噪聲特性可能以一般情況下，衛(wèi)星的互調(diào)噪聲特性可能以 C/TC/TIM IM 形式直接給出；也可能給出衛(wèi)星互形式直接給出；也可能給出衛(wèi)星互調(diào)噪聲功率譜密度調(diào)噪聲功率譜密度 n n0 0 IMSIMS, , 此時(shí)此時(shí) C/TC/TIM IM 可按下式計(jì)算可按下式計(jì)算 knEIRPTCIMSMSIM0(此為多載波工作時(shí)總載波功率與T的比值）2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 724上行鏈路中的上行鏈路中的 C/TC/TIU IU 一般情況下可取典型值一般情況下可取典型值，但也可只考慮鄰星干擾，此時(shí)可按，但也可只考慮鄰星干擾，此時(shí)可按 CCIRCCIR（ITUITUR R）建議進(jìn)行

56、計(jì)算。根據(jù)建議進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)CCIR CCIR 建議建議5245241 1規(guī)定地球站最大偏軸輻射功率譜密度為規(guī)定地球站最大偏軸輻射功率譜密度為 4000lg103lg25320n據(jù)此可得 kEIRPTCMEIU4000lg103lg2532(此為多載波工作時(shí)總載波功率與T的比值）2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 734下行鏈路中的下行鏈路中的 C/TC/TIDID一般情況下可取典型值，一般情況下可取典型值，但也可只考慮鄰星干擾，此時(shí)可按如下方法進(jìn)但也可只考慮鄰星干擾，此時(shí)可按如下方法進(jìn)行計(jì)算行計(jì)算 kBGEIRPGEIRPLkBGEIRPLGEIRPTCISERISERMSDISE

57、RISDERMSID其中EIRPIS為干擾衛(wèi)星的EIRP，以一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器計(jì)算，取一典型值即可GER為地球站接收天線增益GER為在干擾衛(wèi)星方向上地球站天線的增益，按3225lg計(jì)算（ 為衛(wèi)星間隔角度，一般取3）BIS為干擾衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬，以36/54/72MHz計(jì)算2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 744在數(shù)字通信中，傳輸質(zhì)量以誤比特率衡量。不在數(shù)字通信中，傳輸質(zhì)量以誤比特率衡量。不同的調(diào)制解調(diào)方式、不同的糾錯(cuò)編碼方式，為同的調(diào)制解調(diào)方式、不同的糾錯(cuò)編碼方式，為達(dá)到要求的誤比特率需要的達(dá)到要求的誤比特率需要的(E(Eb b/n/n0 0) )thth是不同的是不同的，其對(duì)應(yīng)的載噪比也

58、是不同的，其對(duì)應(yīng)的載噪比也是不同的 nbbthnbbthBRnENCBnERNC00103104BPSK/QPSK相干解調(diào)PCM編碼要求的Eb/n0DM編碼要求的Eb/n02006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 754例例1 1 ：WS-67.5.dBW/m2工作頻段：CBOi = 11dB(G/T)S=-11.6dB/KEIRPS.S=26dBWBOO = 6dBG/TE = 41.3dB/KC/TIM = -131.7dBW/KC/TI = -130dBW/K帶寬：36MHz：地球站總的EIRPE.M，總的C/T，總的C/N2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 76解：解：先

59、求出上下行自由空間傳輸損耗dB1.199106/103106.357864lg10D4lg10L29832fU上行鏈路考慮0.7dB大氣損耗，于是LU 199.8dBdB6.195104/103106.357864lg10D4lg10L29832fD下行自由空間傳輸損耗下行鏈路考慮0.6dB大氣損耗，于是LD 196.2dB2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 77求各地球站總的EIRP 24iSiSSUMEBOWBOGAWLEIRP dBWLBOWEIRPUiSME3 .8442于是有2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 78求上行鏈路C/TUKdBWTGBOWTCSiSU/

60、1 .127)6 .11(11375 .674lg102求下行鏈路C/TD KdBWTGLBOEIRPTCEDOSSD/9 .1343 .412 .1966262006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 79求總的C/TK/W1095.110TC13101.127UK/W1024.310TC14109.134DK/W1076.610TC14107.131IMK/W1000.110TC1310130IK/W1064.1101048.11009.31013.51TC1413131312K/dBW8.137TC2006衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn)衛(wèi)星通信工程師培訓(xùn) 80求 C/N dB2.151036lg106.2