影响卫星链路性能的几个因素.ppt

* 降雨预测模型 对降雨衰减的预测是一个统计过程，统计参数包括 降雨率及其概率分布 降雨层的厚度 沿传输路径降雨率的分布 对降雨衰减的精确预测依赖于长时间的观测以获得精确的统计参数，以及良好的预测模型 * ITU-R的雨区分布图 * 降雨的去极化作用 雨滴为扁平的椭球体，电波沿雨滴的长轴与短轴产生不同幅度和相位衰减 雨滴在倾斜下降过程中，线性极化波以某一角度入射，沿雨滴对称轴方向的分量经历不同的衰减和相移后，将改变波的极化状态 入射垂直极化波 出射波极化偏转 扁平状雨滴 长轴 短轴 * 降雨对系统噪声温度的影响 降雨使天空温度提高，从而增加天线噪声温度 晴天时天线指向冷空，天线温度典型值约为40K 降雨时天空温度约为300K 降雨严重时，系统总的噪声温度趋于雨的温度 降低接收机的品质因数和灵敏度，其影响叠加到下行链路降雨衰减上，对整个链路性能造成恶化。 * 降雨恶化对卫星通信链路的影响 * 抗雨衰技术（一） 链路备余量 链路设计时通常在总的门限信噪比上留有一定的余量 晴天使用时造成功率浪费，且占用较多的转发器功率 提高卫星下行有效全向辐射功率（EIRP） 在卫星波束设计上对雨量大的地区做了下行功率加强 上行功率控制（UPC）-目前Ku波段卫星通信系统最常用的手段 上行站通过自发自收，调整发射功率，补偿上行链路降雨等引起的衰耗 接收站通过检测接收性能的变化，通知发射站相应调整发射功率，对抗整个链路中的信号衰落 * 抗雨衰技术（二） 自适应调整信息速率 信息速率每降低一半，链路余量就提高3dB 发生降雨时牺牲信息速率以保证链路不中断 使用先进的纠错编码技术 增加编码冗余度，降低门限信噪比，获得更大的链路余量 常用级联码（卷积码+Reed-Solomn）或Turbo编码实现 位置分集技术 两个位置相隔越远的地球站同时经历较大降雨的概率就越小 增加一个地球站终端的建设和维护成本 * 天文现象对卫星通信系统的影响 日蚀 日凌中断 * 谢 谢! * 地球自转的轨道与太阳成23.5度的倾斜角，因此每年太阳会在3月21日(春分)及9月23日(秋分)时经过地球赤道上空。 地球同步轨道通信卫星位於离地球赤道上空约36,000公里的轨道位置上，与地球保持同步转动。因此，每年春分和秋分前后，在卫星地球站所在地的每天中午时分，卫星将处在太阳与地球之间的直线上。这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，使太阳产生的强大的电磁波直接投射在地球站天线上。由於太阳产生的电磁波频谱很宽，因此，对地球站来说，该电磁波是一个巨大的噪声源，对其所接受的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化甚至中断，这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”。 由此可见，日凌现象是卫星通信系统遇到的一种无法避免的自然现象。但日凌只影响卫星地球站的下行链路，不影响其上行链路。它每年均会集中发生二次，即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期间，每次约延续6天左右。每次发生时，卫星地球站会连续数天在同一时段内出现接收信号质量下降或通讯中断现象。因此，为保证卫星通信系统的稳定运行，应准确预测出日凌发生的日期和时间，以便及时采取有效措施防范和降低日凌现象对卫星通信电路的干扰。 日凌发生的日期和时间与卫星地球站所处的地理位置和其接收天线的电气特性有关。 地理位置与日凌的关系 日凌与纬度的关系: 纬度影响每年日凌开始和结束的日期。 春分时，地球站的纬度越高(北)，则日凌开始和结束的日期越早；秋分时，纬度越高，则日凌开始和结束的日期越晚。 如果两地经度一样，那麽纬度每相差3度左右，则这两地日凌开始和结束的日期就会相差一天。例如，当地球站工作在C波段，其接收天线为2.4米时。重庆(东经106.5°/北纬29.6°)与贵阳(东经106.7°/北纬26.6°)的日凌发生日期分别为: ???? 春分 秋分 重 庆 3月4日 - 12日 10月2日 - 9日 贵 阳 3月5日 - 13日 10月1日 - 8日 日凌与经度的关系:经度影响每天日凌开始和结束的时间。 地球站的经度越往西，则每天日凌开始和结束的时间越早；经度越往东，则每天日凌开始和结束的时间越晚。 如果两地纬度一样，那麽经度每相差2度，则两地日凌开始及结束的时间会相差约1分钟。例如，当地球站工作在C波段，其接收天线为2.4米时，上海(东经121.5°/北纬31.2°)与合肥(东经117.7°/北纬31.9°)在10月3日的日凌发生时间分别为: 上海: 12时53分 - 59分 合肥: 12时51分 - 57分 地球站电气特性与日凌的关系: 对一个地球站来讲，其日凌持续时间从太阳进入其天线3dB波束宽度开始，以离开其3dB波束宽度结束。因此，地球站的日凌持续时间与其接收频率和天线口径大小有关。