卫星链路计算表
卫星带宽计算
ELP-2000LC（标清4：2：2编码调制器，带BISS加扰，DVB-S输出）支持模拟、SDI输入，L band 输出+BISS加密；编码格式MPEG2，标清，DVB-S2，4:2:2就是这个配置采购也是按这个买的卫星传输采用MPEG－4 Part-10(AVC) *******（H.264）视频压缩编码方式，视频系统设备必须符合ITU-R BT.601、ITU-R BT.656及与其相关的增补标准，为标准清晰度数字视频系统。
卫星传输链路采用Ku波段，信号压缩/传输采用MPEG-2/DVB-S国际标准。
容量为1路视频、4路音频。
视频信号满足625/525的SDI串行数字分量格式和PAL/NTSC制的模拟复合格式，音频信号满足模拟平衡格式、AES/EBU格式和SDI嵌入格式。
卫星转发器租用带宽计算数字视音频信号经MPEG-2编码器编码后，传输码流送到DVB调制器进行一系列扰码和调制变成L Band信号。
为了确保视音频传输质量，DVB编码、调制器的参数正常设置如下：* 1路视频信号：8.000Mbps；* 1路立体声：0.256 Mbps；* 数据开销：5%；* FEC前向纠错：3/4；* R.S.编码：204/188；* 调制方式：QPSK；* 滚降系数：0.35。
根据以上数据计算：* 总数据率（8.000+0.256）×1.05=8.67Mbps。
* 传输速率：8.67×（204/188）×（4/3）＝12.55Mbps。
* QPSK调制器信号的符号率:12.55Mbps×（1/2）bit＝6.275Mbaud/s。
采用35%的滚降平方根奈奎斯特滤波，信号中频带宽为：6.275×1.35＝8.48MHz。
实际租用带宽: BT=9MHz。
卫星通信链路工程计算
［ Ｅ ：地球站 的发射天线增 益 ，单位是 ｄ Ｇ】 Ｂ；
】Ｏ Ｔ（） ＝ ｌ几 Ｂ １ ｆ １ ｇ １ｄ
Ｄ：天线 口径 ，单 位 ｍ ， 站 发 射天 线 采 用 的 是 １ 我 ｌ
【 ： Ｍ］下行链路降雨衰减 备余量 ，为 ６ ３ ｄ ． Ｂ；
第 二步 求下行链路载波噪 声比ｆ ｃ／Ｎ】 Ｄ
【 ／ Ｄ 【Ｉ ］ Ｍ ＋ Ｙ ⅡＤ ［／ Ｉ—Ｎ】 Ｃ Ｔ】 ＝ ＥＲＰｓ ． 【 卜 ］＋ Ｇ Ｔ Ｅ Ｉ
［ Ｉ Ｐ ＥＳ Ｅ Ｒ ］．：地球 站的等效全 向辐射功率 ，单位是
ｄＢ ：
［ ＲＰ］． ：为转发 器饱 和 等效 全 向辐射 功 率 ＥＩ ＳＭ
【 摘 要 】本文 以 内蒙古 卫星地 球站 到长 沙 的卫星链 路 为例 阐述 卫星链 路 计算 的步骤 、算 法 。以及通 过 链 路计 算 能达到 的 目的等 内容 。
【 键 词 】Ｅ Ｒ Ｃ Ｎ Ｇ 关 ＩＰ ／ Ｅ
利 用 卫 星进 行广 播 电视 信 号 的转 发 ， 要 涉 及 到 传
ｆ Ｔ】 ：接 收 天 线 的 品 质 因数 ； Ｇ／ Ｅ
ｌ ］ ＬＤ ：下行链路 自由空 间损耗 ［ｆ］ １ １ （ ｄ ＬＤ＝ ０ｇ ４丌 ／入）
入＝ｃ ｆ ／ ＝３ × １ （ × １ ＝ ０ ０ ５ｍ ０／ ４ ０１ ．７
米 卡塞格 伦天 线 。 Ｔ：天线效率 ，上行天线的效率一般可按 ０ ７ ｄ １ ． Ｂ 估算 ，也可 用 已知使 用天线 的 实际效率 带入 。
地球站的等效全 向辐射功率 【 Ｉ Ｓ Ｅ ＲＰ 公式 如下 ：
输链 路的计算 问题 。通过对 卫星 传输链路进 行计算 ， 可以对卫 星通信 网络 的配置 、升 级 、改造提 供建议 ；
链路计算
解：
λ
=
c
=
3 × 108
= 0.05 m
f 6 × 109
G
=
4π(π × ) 1.52 0 . 65
≈
23094
0.05 2
于是，[G ]＝43dB
θ 1＝70
2
0 . 05 3
≈ 1.17 °
对于 10米天线，[G ]＝54dB
θ 1＝70
+ 10
lg⎜⎛ ⎝
4π λ2
⎟⎞(dBW ⎠
/
m2
)
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总输出功率（dBW）
卫星链路计算-FCA
FCA（Flux Control Attenuator ）：通量衰减控制器
FCA HPA
可变增益放大器
FCA≠0 FCA=0
总输入功率（dBW）
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卫星链路计算-FCA设置
通量衰减控制器是用来控制转发器的增益灵敏度 转发器的增益灵敏度的设置是根据转发器用户上
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链路计算的基本任务
一般线路计算中主要是对地球站天线尺寸、发射功放 、占用的卫星功率及链路可用度进行优化设计。
天线口径小，则天线及其基座的造价便宜，安装方便，但对 HPA输出功率、卫星EIRP、抗雨衰等问题带来不利影响； HPA通常按发射功率分为几种规格。HPA的发射功率增大一级 ，其价格增加较多，而减小发射功率又会导致天线增大
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链路计算的基本原则
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
卫星通信链路计算过程
卫星通信链路计算过程星通信载波的链路计算方法为，先分别计算上行和下行链路的载波功率与等效噪声温度比CrT或者载波与噪声功率比C/N、以及载波与干扰功率比CzI ,再求出考虑干扰因素的系统载噪比C/(N+I) 和载波的系统余量。
上下行C/T上行和下行C/T 的计算公式分别为CZT u= EIRP E - LOSS U + G/T SatC/T D = EIRP S - Loss D + GZT E/S式中的EIRF E和EIRF S分别为载波的上行和下行EIRP, Loss u和L OSS D分别为总的上行和下行传输衰耗，G/T sat和G/T E/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。
上式中的数据均为对数形式。
C/N 与C/T 的关系C/N 与C/T 的关系式为C/N = C/T - k - BW N = CZT + 228.6 - BW N式中的k 为波兹曼常数, BW N 为载波噪声带宽。
式中的数据均为对数形式。
C/I 与C/IM卫星通信载波需要考虑的干扰因素主要有，上行和下行反极化干扰C/I XP_U^nC/I XP_D、以及上行和下行邻星干扰C/I ASJU和C/I AS_Do此外，还需考虑转发器在多载波工作条件下的交调干扰C/IM 。
C/N 与C/I 的合成由多项C/N 和C/I 求取总的C/N、C/I 、以及C/(N+I) 的算式为(C/N Total ) -1 = (C/N U ) -1 + (C/N D ) T(C/I Total ) -1 = (C/I XPJU) -1 + (C/I ASJU) -1 + (C∕IM) -1 + (C/I XPJD)-I + (C/I ASJD)-I-1 -1 - 1(C/(N+I)) -1 = (C/N Total ) -1 + (C/ITotal )上述三个算式中的数据均为真数形式。
由多项C/N 和C/I 求取总的C/(N+I) 的步骤也可为-1 -1 - 1 - 1(C∕(N+I) U ) = (C∕N u ) + (C/1 XP_U) + (C/1 AS_U)-1 -1 -1 -1 -1(C∕(N+I) D ) = (C∕N D ) + (C∕I XP_D) + (C∕I AS_D) + (C/IM)(C∕(N+I)) -1= (C∕(N+I) U ) -1 + (C∕(N+I) D ) -1上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。
卫星链路计算公式
星通信载波的链路计算方法为，先分别计算上行和下行链路的载波功率与等效噪声温度比C/T或者载波与噪声功率比C/N、以及载波与干扰功率比C/I，再求出考虑干扰因素的系统载噪比C/(N+I)和载波的系统余量。
上下行C/T上行和下行C/T的计算公式分别为C/TU = EIRPE– LossU+ G/TSatC/TD = EIRPS– LossD+ G/TE/S式中的EIRPE 和EIRPS分别为载波的上行和下行EIRP，LossU和LossD分别为总的上行和下行传输衰耗，G/TSat 和G/TE/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。
上式中的数据均为对数形式。
C/N与C/T 的关系C/N与C/T的关系式为C/N = C/T – k – BWN = C/T + 228.6 – BWN式中的k为波兹曼常数，BWN为载波噪声带宽。
式中的数据均为对数形式。
C/I与C/IM卫星通信载波需要考虑的干扰因素主要有，上行和下行反极化干扰C/IXP_U和C/IXP_D 、以及上行和下行邻星干扰C/IAS_U和C/IAS_D。
此外，还需考虑转发器在多载波工作条件下的交调干扰 C/IM 。
C/N与C/I的合成由多项 C/N和C/I求取总的C/N、C/I、以及C/(N+I)的算式为(C/NTotal )-1 = (C/NU)-1 + (C/ND)–1(C/ITotal )-1 = (C/IXP_U)-1 + (C/IAS_U)–1 + (C/IM)-1 + (C/IXP_D)-1 + (C/IAS_D)-1(C/(N+I))-1 = (C/NTotal )-1 + (C/ITotal)–1上述三个算式中的数据均为真数形式。
由多项C/N和C/I求取总的C/(N+I)的步骤也可为(C/(N+I)U )-1 = (C/NU)-1 + (C/IXP_U)–1 + (C/IAS_U)–1(C/(N+I)D )-1 = (C/ND)-1 + (C/IXP_D)-1 + (C/IAS_D)-1 + (C/IM)-1(C/(N+I))-1 = (C/(N+I)U )-1 + (C/(N+I)D)–1上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。
卫星通信—第四讲 链路计算
E类站(14/11)
F类站(6/4) F-1
G T ≥ 22.7 + 20 lg f 4
11米 4.5--5米
F-2
G T ≥ 27.0 + 20 lg f 4
7.5--8米
F-3 G T ≥ 29.0 + 20 lg f
4
9--10米
Quality Grade
Excellent 5
Good
4
Fair
=
Pt Gt Gr
λ 4πR
2
• 自由空间传播损耗(路程损耗)
Lf
=
4π R λ
2
=
4π fR c
2
Pr
=
Pt G t G r Lf
(常称通信距离方程)
当用d(m), λ(m)表示时,
[ ]L f = 22 + 20 lg d − 20 lg λ
( dB)
当用d(m), f(GHz) 表示时
例如 A类站(6/4)
G T ≥ 35 .0 + 20 lg f 4
天线直径15-18米
B类站(6/4) G T ≥ 31 .7 + 20 lg f
4
C类站(14/11) G T ≥
11--14米
D类站(6/4) D-1
G T ≥ 22.7 + 20 lg f 4
5米
D-2 G T ≥ 31.7 + 20 lg f
0.148 f 2 v1m.43
式中频率f的单位为(GHz),
能见度νm 的单位为(m)
密雾 Vm < 50m 浓雾 50<Vm<200m 中等 200<Vm<500m
Ka频段卫星通信链路计算
Ka频段卫星通信链路计算摘要：从卫星通信天线原理着手，通过信号传输路径分析，计算卫星通信上下行链路C/T。
关键词：卫星通信天线原理链路计算引言：卫星通信就是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。
卫星通信能很好地满足互联网宽带接入、应急通信及远程教育等领域的宽带多媒体业务通信需求，具有广阔的市场前景。
一、卫星通信天线组成及原理1、天线射频系统组成天线射频系统主要由天线分系统、LNA（低噪声放大器）分系统、TWTA（行波管功率放大器）分系统、BDC（下变频器）分系统和BUC（上变频功率放大器）分系统组成。
图1-1 系统组成框图2、天线原理天线分机在伺服控制分机的控制下保证高精度指向目标卫星，接收卫星下行信号，发射上行信号。
天线的作用就是用来发射和接收电磁波能量。
当天线工作在发射状态时，高功放输出的信号经馈线系统传输到频谱复用网络，由网络进入馈源喇叭，由喇叭向副反射面发射，经副面一次反射和主面二次反射后形成平行波束向空中目标发射，当空中目标为卫星时，则天线向卫星发射能量，天线的轴线方向就是电磁波发射方向。
同理，当天线工作在接收状态时，从卫星发射的信号能量经天线主面和副面的二次反射后汇集到馈源的焦点处，被馈源喇叭接收并经过频谱复用网络传输到低噪声放大器（LNA），这样从卫星发射的被天线主面所截获的所有电磁波能量均被接收下来，并全部传输给LNA。
二、链路计算1、天线增益天线增益计算公式为：其中η为天线总效率，其计算公式是：η=η1η2η3η4η5η6η7η8η9式中：η1——天线口面照射效率η2——副面截获效率η3——主面漏失及绕射效率η4——表面公差效率η5——馈源系统插损效率η6——交叉极化效率η7——支杆遮挡效率η8——反射损耗效率η——天线效率总。
表2-1 天线效益估算表2、地面站性能指数G/T值G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益，T为接收系统噪声性能的等效噪声温度。
卫星通信链路计算过程
卫星通信链路计算过程星通信载波的链路计算方法为，先分别计算上行和下行链路的载波功率与等效噪声温度比C/T或者载波与噪声功率比C/N、以及载波与干扰功率比C/I，再求出考虑干扰因素的系统载噪比C/(N+I)和载波的系统余量。
上下行C/T上行和下行C/T的计算公式分别为C/T U= EIRP E– Loss U + G/T SatC/T D = EIRP S– Loss D + G/T E/S式中的EIRP E和EIRP S分别为载波的上行和下行EIRP，Loss U和Loss D分别为总的上行和下行传输衰耗，G/T Sat和G/T E/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。
上式中的数据均为对数形式。
C/N与C/T 的关系C/N与C/T的关系式为C/N = C/T – k – BW N = C/T + 228.6 – BW N式中的k为波兹曼常数，BW N为载波噪声带宽。
式中的数据均为对数形式。
C/I与C/IM卫星通信载波需要考虑的干扰因素主要有，上行和下行反极化干扰C/I XP_U和C/I XP_D、以及上行和下行邻星干扰C/I AS_U和C/I AS_D。
此外，还需考虑转发器在多载波工作条件下的交调干扰C/IM 。
C/N与C/I的合成由多项C/N和C/I求取总的C/N、C/I、以及C/(N+I)的算式为(C/N Total )-1 = (C/N U )-1 + (C/N D )–1(C/I Total )-1 = (C/I XP_U )-1 + (C/I AS_U )–1 + (C/IM)-1 + (C/I XP_D )-1 + (C/I AS_D )-1(C/(N+I))-1 = (C/N Total )-1 + (C/I Total )–1上述三个算式中的数据均为真数形式。
由多项C/N和C/I求取总的C/(N+I)的步骤也可为(C/(N+I)U )-1 = (C/N U )-1 + (C/I XP_U )–1 + (C/I AS_U )–1(C/(N+I)D )-1 = (C/N D )-1 + (C/I XP_D )-1 + (C/I AS_D )-1 + (C/IM)-1(C/(N+I))-1 = (C/(N+I)U )-1 + (C/(N+I)D )–1上述两种不同计算步骤所得到的结果是相同的。
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一路高清视频信号大小Mbs/s 视频信号路数 一路立体声大小Mb/s 信号源 立体声数路 低速数据Mb/s 数据开销5% 滚降系数20%=1.2 总数据率Mb/s 传输速率Mb/s QPSK调制器信号的符号率Mbaud/s 数据结果 8PSK调制器信号的符号率Mbaud/s 16PSK调制器信号的符号率Mbaud/s 32PSK调制器信号的符号率Mbaud/s 地球赤道半径6378.2公里，极半径比赤道半径小21公里，神九对接后轨道高度343公里，倾角42°， 地面站位置(海口) 卫星位置QS 实际租用宽带BT=9MHz 转发器带宽BTS=54MHZ 卫星端 等效全向辐射功率EIRPS=54.7dBW 饱和功率通量密度SFD=-88.27dBW/m2 品质因素GS/T=7.61dB/K0 转发器输入补偿IPBi=10dB 输出补偿IPBo=4dB DSNG 发射天线直径DT=1.5m 发射端 DSNG 天线发射增益GT=45.9dB@F1=14.25GHz 天线发射频率F1 效率η =0.6 天线仰角：60.994° 天线方位角：141.896°（顺时针从北） 电视台接收天线直径DR=2.4m 接收端 天线接收频率F2 接收天线增益GR=47.72dB@F2=12.5GHz 品质因素GR /T=26.5dB/K° 天线离卫星距离D=36468.151km 天线离卫星距离D=36468151m (计算时换算成米) 上行链路损耗LU=92.45+20LgD+ 20LgF1=206.8dB(F1=14.25GHz) 下行链路传播损耗LD=92.45+ 20LgD+20LgF2=205.45dB(F2=12.5GHz) 考虑转发器输入回退IPBi=10dB 时，计算实际租用带宽为8.5MHz 情况下，卫 星转发器推至饱和时，DSNG 卫星站上行天线发射端口所需功率为： EIRPT=SFD-10LgBTS/BT-IPBi+ 10Lg4π D2=-106.05+162.7=56.63dBW 考虑DSNG 发射天线，馈线系统损耗1dB，计算高功放所需最大输出功率为： PT=EIRPT-GT+馈线系统损耗= 56.63-45.9+1=11.12dBW
信号的中频带宽MHz 8.794049362 5.862699574 4.397024681 3.517619745
340 25.31478917 8.863303997 7.66 20 99% -142.9779134 -136.6780249
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
功放功率W 功放增益 采用100W=20dBW 高功放，高功放法兰口饱和输出功率20dBW。 计算雨衰储备裕量=20-11.12=8.86(dB) 数据结果 当地雨衰值dB 高功放法兰口饱和输出功率dBW 以海口市Ku波段雨衰为7.66dB所以，上行链路可用度高达99.9%。 上行链路的(C/T)U=EIRPT+GS/T-LU=-143.04dBW/Ko 下行链路的(C/T)D=EIRPS-10LgBTS/BT-IPBo+GR/T-LD=-136.68dBW/Ko (C/T)sys=-149.94dBW/Ko Eb/No=(C/T)sys-(-228.6)-10×Log总信息率=-149.94-(-228.6)-10× Log(8576000) =9.323dB Eb/No为接收机解调门限 Eb/No=(C/T)sys-(-228.6)-10×Log Eb/No为接收机解 调门限，定义为每比特能量除以噪声功率谱密度。Eb为每比特信号能量， Eb=S/R，S－信号能量，R－业务比特速率，No为噪声功率谱密度，No=N/W，W－ 带宽；N－噪音。 Eb:信号比特能量（单位：焦耳/比特） R：信号传信率（单位：比特/秒） No：噪声功率谱密度（瓦特/赫兹）
算表
8 1 0.512 1 0.064 1.05 1.35 9.0048 13.02822128 6.514110638 4.342740426 3.257055319 2.605644255 高度343公里，倾角42°，半径取平均值。 北纬20° 1' ，东经110°19' QS=76.5E（东经125度） 9 54 54.7 -88.27 7.61 10 4 1.8 46.51 14.25 0.6 60.994 141.896 2.4 12.5 47.72 26.5 38496 38496000 207.2346094 206.0965124 56.646696 11.136696