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卫星通信链路预算之一:信噪比分配

今天我们来聊聊卫星通信链路预算的问题。

卫通链路预算是卫星通信领域的基本问题,很多技术人员和工程人员对此都非常关注。虽然链路预算看起来高大上,涉及知识点多、参数繁杂,网上也有很多教程和表格,但很多人在实际应用中还是会觉得云里雾里的。今天我们就用通俗易懂的语言,为大家介绍卫通链路预算。

写在前面

首先需要说明的是,链路预算只能作为卫星通信可用性的参考,与实际情况可能存在一定差异。

其次,链路预算是一个“预算”,既是技术层面的链路余量预算,同时也是成本的预算。表格中填写的数字偏保守或偏激进,都会导致结果不同,这种差异最终体现的就是“钱”——也就是成本。

因此,链路预算是一项“既要又要”的工作:既要满足通信链路余量的要求,保证系统能够稳定运行;又要充分考虑成本控制的限制

很多技术工程师容易陷入一种误区,那就是过于重视技术参数,对异常情况考虑过多,预留了大量余量,导致产品成本居高不下,从而影响了市场竞争力。

卫通链路预算的几个基本概念

由于卫通链路预算内容广泛,涉及的技术点也比较多,我们计划分专题逐步讲解:

几个基本概念;
上行链路计算
下行链路计算
通信余量计算

本文将首先介绍卫星通信的一个核心概念:

  • • 信噪比分配


信噪比分配

卫星通信的基本链路结构如下图所示:

卫星链路

卫星链路

  1. 1. 卫通站1发射信号到卫星

  2. 2. 卫星作为中继放大器,接收信号后经过变频、放大并转发出去。

  3. 3. 卫通站2接收卫星转发的信号

备注:上述公式忽略了邻星干扰、邻道干扰、交叉极化干扰、交调干扰等因素。虽然这些干扰对总体信噪比影响较小,但在实际工程设计中仍需加以考虑,以确保链路具有足够的余量。


类比理解:电阻并联模型

如果上面的关系式不太好理解,我们可以借助中学物理中的并联电阻模型进行类比。

电阻并联

电阻并联


应用实例:天线口径增大是否能提高通信性能?

问题:增大接收站天线的口径,能不能提高接收信噪比?能不能提升通信速率?

答案可以提高,但提升效果是有限的。

我们仍然用上面的电阻并联模型进行解释:

R1 (Ω)

R2 (Ω)

总电阻 R (Ω)

10

10

5

10

50

8.33

10

100

9.09

10

1000

9.90


链路预算的核心目标


下一步我们将介绍:

功带平衡原则
信号带宽、占用带宽、分配带宽
EIRP和G/T
饱和功率通量密度SFD
输入回退和输出回退

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