数字卫星接收系统的工程设计

第六章数字卫星接收系统的工程设计数字卫星链路主要参数如下：1．下行链路自由空间传播损耗L0,D2．下行接收站品质因数(优值)(G/T)D式中：T—等效到接收天线输出端的系统噪声温度，K。Gr—接收天线增益

3．圆口面抛物面天线增益Gr4．

下行链路载波功率与噪声功率谱密度之比（C/n0）D——下行链路方程2023/1/13数字卫星广播1数字卫星链路主要参数5．

总链路载波功率与噪声功率谱密度之比（C/n0）T

6．

可用（Eb/n0）T与（C/n0）T的关系7．

载波有效信息速率Rb与载波符号速率Rs的关系8．

可用（Eb/n0）T与门限（Eb/n0）th的关系9．门限(Eb/n0)th2023/1/13数字卫星广播2接收站的链路计算一般分下述两种情况，它们的已知条件和计算步骤有所不同。1．已知上行调制和卫星转发器基本参数，以及接收站设备技术参数，计算接收站能得到的C/n0并估算链路余量。计算步骤如下：（1）根据接收站设备技术参数，如天线口径、效率、噪声温度和LNB等效输入噪声温度，计算接收站品质因数(G/T)D。2023/1/13数字卫星广播3（2）根据上行调制和转发器基本参数，考虑适当的转发器输出补偿BOo,S，并按接收地点计算L0,D和考虑适当的△LD和Lr,D。（3）将(G/T)D和步骤（2）中参数代入下行链路方程计算出(C/n0)D，再求出总链路(C/n0)T即为接收站可用的C/n0。（4）将可用(C/n0)T换算为可用(Eb/n0)T

，与系统误码性能要求的门限值(Eb/n0)th相比，计算出该接收站有多大的链路余量。

2023/1/13数字卫星广播4下面重点讲下第二种步骤已知上行调制和转发器基本参数，根据系统误码性能要求，估算接收站设备应达到的技术要求。计算步骤如下：

2023/1/13数字卫星广播5计算步骤（1)根据系统误码性能要求，计算或查出门限(Eb/n0)th(2)考虑适当的链路余量，计算可用的(Eb/n0)T和(C/n0)T

，并得到(C/n0)D

。

(3)根据上行调制和转发器基本参数，考虑适当的转发器输出补偿BOo,S，并按接收地点计算Ls,D和考虑适当的△LD和Lr,D。2023/1/13数字卫星广播6计算步骤(4)将(C/n0)D和步骤(3)中的参数代入下行链路方程，计算出接收站应满足的品质因数(G/T)D要求。(5)为满足该(G/T)D要求，在接收站LNB指标和天线指标上进行折中调整，如先确定LNB等效输入噪声温度再确定天线口径。2023/1/13数字卫星广播7例题讲解设在某地接收某星以MCPC方式传送的8路CCTV数字压缩电视，载波传输速率41.53MSymbols/s，内码码率1/2，中心下行频率12380MHz。已知：该星对该地的饱和等效全向辐射功率为50dBW，考虑0.5dB的输出补偿，星站距离37500km，下行链路附加损耗1dB，下行链路降雨衰减余量6dB，上行链路噪声因子-0.5dB，DVB-S系统要求的门限归一化信噪比位4.5dB。若使用效率为55%的天线且接收系统等效到天线输出端的噪声温度为100K，为保证可用归一化信噪比对门限信噪比留有2dB的余量，至少应选用多大口径的天线？（10lgk=-228.6dB(J/K)）2023/1/13数字卫星广播8例题讲解[题解]用第二种步骤计算。1）求可用（Eb/n0）TdB（Eb/n0）T=4.5+2=6.5dB2）求载波有效信息速率RbRb=RcRs（log2M）Rb=（1/2）×41.53×106×（log24）=41.53×106Symbols/s2023/1/13数字卫星广播9例题讲解3）求可用（C/n0）TdBHz（C/n0）T=6.5+10lg(41.53×106)=6.5+10×6+10lg41.53=6.5+60+16.2=82.7dBHz4）求下行链路（C/n0）DdBHz（C/n0）D=（C/n0）T－βU=82.7－(-0.5)=83.2dBHz5）求下行工作波长λλ=c/f=3×108/(12380×106)=0.0242m2023/1/13数字卫星广播10例题讲解6）求下行自由空间传播损耗Lo,DdBLo,D=10lg(4×3.14×37500×103/0.0242)2=205.8dB7）求下行接收站品质因数（优值）（G/T）DdBHz（G/T）D=（C/n0）D－EIRPs+Boo,s+10lgm+Lo,D+△LD+Lr,D+10lgk=83.2－50+0.5+10lg1+205.8+1+6+(-228.6)=17.9dB2023/1/13数字卫星广播11例题讲解8）求接收天线增益GrdBK-110lgGr=（G/T）D+10lgT=17.9+10lg100=37.9dBGr=1037。9/10=6166（倍）9）求天线口径DGr=(πD/λ)2ηD=0.0242/3.14×√(6166/0.55)=0.82m2023/1/13数字卫星广播12功分器功分器是卫星接收系统中的一个组成部件，从结构上，功分器可以划分为无源功分器和有源功分器两大类。功分器的功能是：（1）将电缆传送到室内的一路第一中频信号平均分配为几路，提供给各个卫星接收机；（2）对各个卫星接收机进行比较有效的隔离，尽量减少各个接收机之间的干扰。2023/1/13