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, (收作业的邮箱) (发作业的邮箱) 密码 swjtusatcom 20号之前交齐 18782274982,重要公式,自由空间传播损耗: 天线增益: 等效全向辐射功率: 噪声温度:,链路传输工程,3.3 计算频率分别为6GHz和12GHz时,口径3m的抛物面天线的增益。 当频率为6GHz时 当频率为12GHz时,3.8 卫星和地面站之间的距离为42000km。计算6GHz时的自由空间损耗。 3.9 天线噪声温度为35K,与之匹配的接收机器噪声温度为100K。计算:1)噪声功率密度;2)带宽为36MHz的噪声功率。,3.10 LNA与一个接收机相联,接收机的噪声系数为12dB,LNA增益为40dB,噪声温度为120K 计算LNA输入的全噪声温度。(环境噪声温度为290K),3.13 一个卫星电视信号占用了整个36MHz,它必须为接收信号的地面站提供22dB的C/N值。如果全部的传输损耗为200dB,地面站的G/T值为31dB/K,计算所需的卫星EIRP值。,3.14 Iridium卫星系统链路预算(卫星轨道高度785km) 1)用户链路,下行 频率为1600MHz;载波带宽为31.5KHz;发射天线增益为23.1dBi;EIRP/载波为24.5dBW;衰落余量为-15.7dB;接收天线增益为1dB;噪声温度为24dBK;转发器带宽为45dBHz。 求出自由空间损耗(dB) 求接收载波功率(dBW) 求噪声功率(dBW) 求C/N(热噪声)(dB),3.4 某地球站使用5m的天线,工作频率为12GHz,天线噪声温度为100K,接收机前端噪声温度为120K,试计算G/T值(天线与接收机之间的馈线损耗忽略)。 带入数据可得该接收系统的G/T为32.5dB/K,设天线的噪声温度为35K,通过损耗为0.5dB的馈线与LNA相连。LNA的噪声温度为90K。试计算以下点的系统噪声温度:(1)馈线输入端;(2)LNA输入端。 馈线输入端 LNA输入端,3.8 计算下面的天线参数: (1)频率为1.5GHz、4GHz和12GHz时,口径为3m的抛物面天线增益。 (2)若天线的半功率波束宽度为20,其增益为多少?假如要在1.5GHz频率实现35dBi的天线增益,该天线直径应为多少? 带入数据可得:不同频率时对应的增益分别为30.9dBi; 39.4dBi; 48.9dBi 可得:G=38.2 dBi 1.5G实现35dBi时,直径为4.8m。,3.13 试进行下列链路电平预算: (1)已知卫星上行和下行链路信噪比分别为18dB和14dB,求全链路总的信噪比; C/N=12.5dB (2)地球站接收机需要的C/N值为22dB,下行链路的C/N值为24dB,相应的上行链路C/N值是多少? C/N=26.3dB,3.14 C频段(6.1GHZ)地球站发射天线增益为54dBi,发射机输出功率为100W。相聚37500km的卫星接受天线增益为26dBi,转发器噪声温度为500K,带宽为36MHZ,增益为110dB。试计算下列数值:(1)链路损耗;(2)卫星转发器输出功率,dBW或W;(3)卫星转发器噪声功率,dBw;(4)转发器输入载噪比C/N。,(1) 链路损耗 L=92.44+20lg37500+20lg6.1=199.6dB (2)卫星转发器输入功率 C=20+54-199.6+26= 99.6dBW 卫星转发器输出功率 C=11099.6=10.4dBW=11W (3) N= 228.6+10lg500+10lg36M= 126.0dBW (4) C/N=26.4dB,3.15 14.11GHZ卫星通信系统的卫星转发器宽带为54MHZ,(线性工作点的)输出功率为20W。卫星对某地球站的发射(11GHZ)天线增益为30dBi,该链路损耗为206dB(含大气影响在内)。转发器采用FDMA方式支持500个BPSK话路信号的传输(一个话路/载波),每话路编码后速率为50kb/s,其等效噪声带宽为50kHZ。若地球天线增益为40dBi,噪声温度为150k。试计算: (1)卫星转发器输出的每话路功率; 0.04W/路= -14dBW/路 (2)地球站接收的每路BPSK语音信号的C/N(假定卫星发射的信号是无噪声); 地球站接收载波功率 C= -14.0-206+30+40= -150dBW 地球站输入端噪声功率 N= -228.6+10lg150+10lg50K= -159.8dBW (3)信号门限为6dB,余量为多少? 余量=9.8-6.0=3.8dB,3.17某C频段(频率为6.10GHz)地球的天线增益为54dBi,发射功率为100W。卫星接收天线增益为26dBi,与地球站的距离是37500Km。转发器等效噪声温度为500K,带宽为36MHz,增益为110dB。试计算:(1)链路传输损耗(含2dB附加损耗);(2)转发器输入噪声损耗;(3)转发器输入C/N;(4)转发器输出(信号)功率。,链路损耗 L=92.44+20lg37500+20lg6.1+2=201.6dB 噪声功率 N= 228.6+10lg500+10lg36M= 126.0dBW 转发器输入载波功率 C=10lg100+54+26201.6= 101.6dBW 载噪比 C/N=24.4dB 卫星发射功率 110101.6=8.4dBW或6.9W,3.18 某LEO卫星采用多波束天线,每波束(对覆盖中心的)增益为18dBi。卫星下行链路工作在2.5GHz的频率,发射功率为0.5W。地面终端位于波束的覆盖边缘(接收功率较中心区低3dB),距卫星2000Km。若地面终端天线增益为1dBi,试计算接收信号功率为多少?若地面终端的噪声温度为260K,信道带宽为20KHz,试计算接收端载噪比C/N。 链路传输损耗 L=92.44+20lg2000+20lg2.5=166.4dB 地球站接收载波功率 C=10lg0.5+(183)+1166.4= 153.4dBW 地球站噪声功率 N= 228.6+10lg260+10lg20K= 161.5dBW 载噪比 C/N=8.1dB,多址技术,4.3 卫星网上行链路接入采用FDMA,且每个地球站以2.048Mb/s的E1速率发送。试计算: (1)为了在卫星上达到Eb/n0=14dB,要求上行链路载噪比C/n0; (2)为了达到所需的C/n0,地球站的EIRP应为多少?假定卫星的G/T=8dB/K,上行链路损耗为210dB。 可得:EIPR=50.51dBW,在TDMA网络中,若业务突发的报头和参考(基准)突发都需要560bit,突发之间的保护间隔等效为120bit,给定一帧内有8个业务突发和一个参考突发,帧的总长度等效为40800bit,试计算帧效率。 若帧周期为2ms,语音信道的比特速率为64kb/s,计算可承载的等效语音信道数。 一帧内:1个参考突发,8个业务突发 一帧内开销比特: 560(参考突发)+9 120(9个保护时隙)+8 560(8个报头)= 6120bit 效率=(408006120)/40800=0.85; 承载的信息速率:(408006120)/0.002=17.34Mb/s 承载的信道数:17340/64=270.9,4.5 假定信息数据流的信号频谱成形滚降因子为0.2,并采用QPSK调制。通过一个36MHz的转发器传输,其最大的比特速率为多少?,4.6 一个14GHz的上行链路,其总的传输损耗为212dB,地球站上行链路天线增益为46dBi,卫星的G/T值为10dB/K,要求的上行链路信噪比Eb/n0为12dB。 若采用FDMA方式,计算传送一条E1(2.048Mb/s)信号的地球站发射功率为多少? 若采用TDMA方式,下行链路的信息速率为82.048Mb/s,上行地球站所需的发射功率。 R提高8倍,使所需的EIRP提高9.03dB,P= 48.5146=2.51dBW(1.78W),4.10 若CDMA系统的处理增益为255,要求接入系统的每条信道的信噪比为9dB。假定系统的高斯噪声干扰可以忽略,最大允许的接入信道数是多少?若高斯噪声干扰电平与系统(接入信道数最大时)的多址干扰电平相同,此时允许接入系统的最大信道数又是多少? 无高斯噪声时,n=32 有高斯噪声时,n=16,多址技术,4.3 卫星转发器带宽为36MHz,饱和EIRP值为27dBW。地面站接收机C/T值为30dB/K,全部的链路损失为196dB。转发器有多个FDMA载波,每个载波3MHz带宽。转发器有6dB功率“压缩”(back-off)。计算单载波情况下的下行链路C/N值,并比较有么有功率“压缩”下该FDMA系统中可以容纳的载波数。假设可以忽略上行链路噪声和交调噪声,只考虑单载波时的C/N值。 C/N=EIRP+G/T-L-K-B=27+30-196+228.6-10log36000000=14dB,K=3,星载和地球站设备,5.3 试计算星载3m、C频段(4GHz)天线的半功率波束宽度。如果天线波束指向星下点,请问它能覆盖多大面积?,5.4 静止卫星正对整个地球的覆盖波束宽度为217。若卫星工作频率为4GHz,试计算卫星提供全球覆盖的天线直径是多少?天线增益是多少? 可得D=0.154m,试计算接收天线为0.5m时所需的卫星EIRP。系统参数假定如下: (1)频率为12GHz,卫星至接收机距离为39000km; (2)链路附加损耗5dB(含馈线损耗、雨衰等余量); (3)接收机噪声温度为200K,天线效率为0.55; (4)一套广播数字视频节目的典型传输速率为6Mb/s,所需的接收信噪比为8.5dB(误码率10-4,含1dB设备不理想的损失与1dB余量)。,所需的接收载波功率C=8.5+67.8-228.6+23=-129.3dB,EIRP=-129.3+210.8-33.4=48.1dB,5.6 对于弯管式转发器,如果要求全链路的信噪比固定不变,那么在确定了上行链路信噪比之后,所需的下行信噪比也就随之确定。当全链路信噪比为7dB时,试计算作为下行信噪比(横坐标)函数的上行信噪比(纵坐标)的曲线。下行信噪比的取值范围为7.220dB。,5.12 某静止通信卫星的遥测系统对太空舱上100个传感器的样本数据进行轮流采集,数据以每样本8bit的TDM帧格式(并附加200bit的同步和状态信息)回传地面。若传输速率为1kb/s,采用BPSK调制方式,请问: (1)要完成100个传感器一轮采样的全部数据传输,需要多长时间? (2)将长度为40000km的链路传播延时考虑在内。当太空舱某传感器数据发生变化时,地面控制站可能最长要等待多少时间才能获得该信息? 解:一帧比特数:200+8 100=1000 以1Kb/s速率传送一帧(即100个传感器一轮采样数据)的时间为1s。 一轮采样的时间为1s,40000km距离的传输时间为0.133s。因此,当太空舱某传感器数据发生变化时,地面控制站可能要等待1.133s之后才能获得该信息。,
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