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链路预算

       链路预算是无线通信系统设计中的重要环节,通常链路预算需要根据不同的传播模型得到链路损耗,然后根据接收机的等效噪声估算接收载噪比,最后如果传播中经受衰落,还需要根据信道的衰落特性设计传播损耗的富裕量,保证通信系统的中断率符合系统要求。
 链路预算
       地球站与同步卫星之间的通信链路可以等效成AWGN信道,发送信号的衰减主要是 
       电波的自由空间损耗,但是由于卫星与地球站之间需要穿透大气层,因此大气现象会带来一定的损耗。
       由于卫星到地面的距离很远,电磁波传播的路径很长,电波在传播中受到的衰减很大,因此无论是卫星还是地面站收到的信号都十分微弱,所以卫星通信中噪声的影响是一个很突出的问题。卫星线路计算主要是计算在接收的输入端载波与噪声的功率比(载噪比)。X寸于模拟制卫星通信系统,载噪比决定了系统输出端的信噪比;对于数字卫星通信系统,载噪比决定了系统输出端的误码率。
       同步卫星链路预算公式如下:
(1) 接收信号功率计算
链路预算(图1)
       式(10-23)中:PT是发射功率,[PT]为PT的分贝表示;
      GT是发射天线增益;
      Gr是接收天线增益;
      Lp是路径损耗(自由空间损耗),其计算公式如式(10-3)所示;
      Ln是大气损耗(含雨衰);
      Lta是与发射天线相关的损耗(如馈线损耗、指向误差等);
      Lra是与接收天线相关的损耗。
      卫星通信中常用EIRP来代表地球站或通信卫星发射系统的发射能力,它指的是发射天线所发射的功率与发射天线增益的乘积,即
链路预算(图2)
 链路预算
(2) 接收端噪声功率计算
          卫星接收系统的噪声功率可以用噪声温度来表示,系统的等效噪声温度为:
链路预算(图3)
       其中Ts是接收机输入端的等效噪声温度;
       Ta是天线等效噪声温度,包括天线、馈线、天空(雨、雪、太阳、宇宙等)等产生的噪声温度;
       Tf是接收机噪声温度。
因此,接收机输入端的噪声功率为
链路预算(图4)
式(10-25)中,k以=1.38054X10-23Joules/K(玻耳兹曼常数),B是系统带宽。
(3) 接收端载噪比C/N
由(10-23)、式(10-24)和式(10-25)得到接收端的载噪比为
链路预算(图5)
定义接收系统的性能因数为链路预算(图6),该参数反映了接收系统的性能。因此式(10-26)变为
链路预算(图7)