衛(wèi)星通信信道鏈路參數(shù)計算與模擬

1、綜合課程設計衛(wèi)星通信信道鏈路參數(shù)計算與模擬姓名：學號： 一、 課程設計內(nèi)容及基本參數(shù)1、 設計目的近年來互聯(lián)網(wǎng)和移動通信飛速發(fā)展，使得網(wǎng)絡終端用戶數(shù)量不斷擴大、新業(yè)務不斷增加，這對通信技術(shù)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)以其全球覆蓋性、固定的廣播能力、按需靈活分配帶寬以及支持移動終端等優(yōu)點，逐漸成為一種向全球用戶提供互聯(lián)網(wǎng)絡和移動通信網(wǎng)絡服務的補充方案。本學期我們學習了微波與衛(wèi)星通信技術(shù)這門課程，對于衛(wèi)星通信技術(shù)有了基本的了解。本課程設計基于已學的的基本理論，對衛(wèi)星通信信道鏈路參數(shù)進行計算和模擬，從而掌握衛(wèi)星通信信道鏈路參數(shù)計算的基本方法，了解影響衛(wèi)星通信信道性能的因素。同時熟悉Matlab

2、編程仿真過程，利于今后的學習和研究。2、 基本參數(shù)列表涉及參數(shù)參數(shù)值對地靜止衛(wèi)星位置東經(jīng)12地球站位置東經(jīng)01 北緯11調(diào)制方式QPSK通信頻率f2GHz降雨率Rp12mm/hEIRP80dBW地球站接收機帶寬B40MHz水蒸氣密度pw0.2其他損耗Lo6dB接收機滾降系數(shù)0.22.1km表1 根據(jù)學號得到的系統(tǒng)參數(shù)3、 涉及公式1） ITU法計算雨衰值： (dB) (1)其中，為降雨率，單位為mm/h，為仰角，可以通過以下經(jīng)驗公式獲得 () (2) () (3) 上式中頻率的計算單位為GHz。雨衰距離： (km) (4)2) ITU法計算氧、水蒸氣分子吸收損耗值：氧分子損耗率，對于57GHZ

3、以下的頻段，可以按下式近似計算(dB/km) (5)對流層氧氣的等效高度和水蒸氣的等效高度可分別按如下公式確定：因此，對于氧分子的吸收損耗為： (dB) (6)水蒸氣分子損耗率與頻率和水蒸氣密度有關(guān)，對于350GHz以下頻段，都可以用下式計算（dB/km)： (7)對流層水蒸氣等效高度可按如下公式確定： (km) () (8)其中，取2.1km。同樣，對于水蒸氣分子的吸收損耗為： (dB) (9) 3) 給出經(jīng)緯度，計算衛(wèi)星于地面距離及仰角;同步衛(wèi)星的經(jīng)度，地心角定義為從地心點看衛(wèi)星與衛(wèi)星終端之間的夾角，衛(wèi)星終端所在地的經(jīng)度和緯度（）,衛(wèi)星距地球中心的距離近似為,地球的平均赤道半徑為。 (10

4、) (11)C如圖1所示，A為衛(wèi)星，B為地心，C為地球站，仰角為地球站與衛(wèi)星連線與水平面之間的夾角，利用余弦定理可得地心角與仰角之間關(guān)系：ReBA圖1 衛(wèi)星與地球站的三角關(guān)系圖 (12) (13)4） 路徑損耗 (dB) (14)其中，d的單位為km, f的單位為GHz，公式中符號取10lg*,下面的公式中都取對數(shù)計算。5) 品質(zhì)因素 (dB/K) (15)其中，k為玻爾茲曼常數(shù)，為其他損耗。6) 天線的增益 (dB) (16) 其中T為接收天線的等效噪聲溫度。7) 天線的口徑 (17)其中，為電磁波傳輸?shù)牟ㄩL，為天線效率。二、 計算部分1、 計算衛(wèi)星到地面站的距離 帶入數(shù)值后可得 因且故 (

5、1)2、 計算地面站對準衛(wèi)星時的仰角, (2)3、 計算下行鏈路的路徑損耗 (3)4、 計算下行鏈路的降雨、氧氣和水蒸氣的吸收損耗由經(jīng)驗公式求得，已知,可得得到雨衰值 (4)氧分子吸收損耗值計算 (5)水分子吸收損耗值計算 (6)5、 利用QPSK BER-Eb/N0計算公式計算，若需要達到10(-5)誤比特率（Eb/N0=10dB），需要地球站品質(zhì)因數(shù)為多少 QPSK調(diào)制，M=4故可得Rb=66.67MHz，Rb=78.239dB, 又知k=-228.6dB (7)6、 若地球站的接收天線等效噪聲溫度為20K，則接收地球站的增益為多少？若地球站為定向拋物面天線，天線效率為0.7，則天線口徑為多大 (8)三、 繪圖部分1、 繪制在給定降雨量（10mm/h,30mm/h,100mm/h）的情況下，降雨衰減同仰角（0-90）的關(guān)系圖圖2 給定降雨量時降雨衰減同仰角關(guān)系2、 繪制在給定仰角（15，45，90）的情況下，降雨衰減同降雨量（0-120mm/h）的關(guān)系圖圖3 給定仰角時降雨衰減同降雨量的關(guān)系3、 繪制在給