卫星通信导论习题答案文档格式.docx
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LNA输入端
=153°
2.7
3×
W/Hz
217°
2.8
EIRP=48dBW
G/T=2.4dB/K
2.9
(1)30.9dBi;
39.4dBi;
48.9dBi
(2)38.2dBi
4.8m(
)
2.10
3.0dB噪声系数的噪声温度为0.995
=288.6K(
3.1dB噪声系数的噪声温度为1.042
=302.2K(
2.11
44.6+31.5+100+3=179K
2.12
噪声温度为
199.8K
2.13
EIRP=47dBW
2.14
(1)
C/N=12.5dB
(2)
于是,所需的上行C/N=26.3dB
2.15
(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=110–99.6=10.4dBW=11W
(3)N=–228.6+10lg500+10lg36M=–126.0dBW
(4)C/N=26.4dB
2.16
(1)卫星转发器发射的每路功率为–14dBW/路=0.04W/路
(2)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
载噪比C/N=9.8dB
(3)余量=9.8–6.0=3.8dB
2.17
(1)链路损耗L=92.44+20lg38500+20lg12.2=205.9dB
(2)接收天线增益G=10lg0.55
=33.5dBi
接收载波功率C=10lg200+34–3+33.5–205.9–1=–119.4dBW
(3)噪声功率N=–228.6+10lg110+10lg20M=–135.2dBW
(4)C/N=15.8dB
余量5.8dB
(5)强降雨时
接收载波功率C=–119.4–2=–121.4dBW
噪声功率N=–228.6+10lg260+10lg20M=–131.5dBW
载噪比C/N=10.1dB
余量0.1dB
2.18
(1)链路损耗L=92.44+20lg37500+20lg6.1+2=201.6dB
(2)噪声功率N=–228.6+10lg500+10lg36M=–126.0dBW
(3)转发器输入载波功率C=10lg100+54+26–201.6=–101.6dBW
载噪比C/N=24.4dB
(4)卫星发射功率110–101.6=8.4dBW或6.9W
2.19
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+(18–3)+1–166.4=–153.4dBW
地球站噪声功率N=–228.6+10lg260+10lg20K=–161.5dBW
载噪比C/N=8.1dB
第3章题解
3.2由图3-3得输入回退6dB;
由图3-4得输出回退3dB。
3.3
(1)77.11dBHz
(2)41.51dBW
3.4
(2)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=(40800−6120)/40800=0.85;
(3)承载的信息速率:
(40800−6120)/0.002=17.34Mb/s
承载的信道数:
17340/64=270.9
3.5
3.6
(1)
=12+63.11−10−228.6+212=48.51dBW
=48.51−46=2.51dBW(1.78W)
dBW(14.26W)(
提高8倍,使所需的EIRP提高9.03dB)
3.7
(1)C/N=34-201-75.6+228.6+35=21.0dB
由回退带来的允许接入的5MHz带宽的载波数为
(2)设36MHz带宽内最多容纳6个5MHz带宽的载波。
由图3-4可得:
输出回退6dB相当于输入回退8dB。
由图3-3得6载波时,输入回退8dB的载波-互调比约为16dB。
试算6载波时的下行载噪比:
回退6dB后,每载波EIRP=34-6-10lg5=21dBW
每载波的接收载噪比=21-201-67+228.6+35=16.6dB
考虑到6载波时的载波-互调比为16dB,因此接收总的信噪比(含互调噪声)约为13.2dB。
它比要求的12dB门限高些,可认为是带宽受限系统。
如果要求的接收信噪比门限为15dB,则为功率受限系统。
3.8
(1)TDMA地球站发射功率=13–105–63–22+200=23dBW=200W
地球站接收载噪比:
=
地球站接收(C/N)=28.4dB
(2)FDMA地球站发射功率:
一个FDMA地球站在转发器输出端的功率为13dBW(20W)–6dB(回退)–7dB(5个站功率叠加)=0dBW=1W
转发器接收的来自一个FDMA站的功率=-105dBW
FDMA地球站发射功率=-105+200–63–22=10dBW=10W
上行载噪比:
载波功率=10+63+22–200=-105dBW
噪声功率(噪声带宽36/5MHz)=27.4+68.6–228.6=-132.6dBW
上行载噪比=-105+132.6=27.6dB
下行载噪比:
载波功率=0+60+20–196=-116dBW
噪声功率(噪声带宽36/5MHz)=20+68.6–228.6=-140dBW
下行载噪比=-116+140=24dB
输出回退补偿6dB相当于输入回退约8dB。
由图3-3可得:
输入回退8dB时,互调载噪比为16.5dB。
地球站接收(全链路)接收载噪比=15.5dB(若不考虑互调噪声干扰,载噪比为22.4dB)
3.9
(1)手持机解调后、判决前,只需在确定的时段内提取本站的数据信息,其接收噪声带宽较窄(单路);
而卫星接收10路信号(连续TDMA数据流),接收噪声带宽较宽。
(2)上行射频带宽:
=150KHz
下行射频带宽:
75KHz
(3)上行链路:
卫星接收载波功率=-7.0+18+1-161=-149dBW
星上接收端噪声功率谱密度=-228.6+27=-201.6dBW/Hz
卫星接收信噪比=-149-40+201.6=12.6dB
误码率为
,所需信噪比为8.4dB。
于是,链路电平衰落余量为4.2dB。
(4)下行链路:
用户接收载波功率=-7+18+1-160=-148dBW
用户接收噪声功率谱密度=-228.6+24=204.6dBW/Hz
用户接收信噪比=-148-40+204.6=16.6dB
BER=
所需信噪比为8.4dB,因此链路电平衰落余量为8.2dB。
3.10
无高斯噪声时,n=32
有高斯噪声时,n=16
3.11
此处
为信噪比
n=1023/
=64
每站信息比特率:
30Mc/s/1023=29.33Kb/s
转发器传输的总信息比特率为:
Mb/s
转发器带宽:
30M
(1+0.5)=45MHz
采用FDMA或TDMA方式,可提高卫星转发器的传输信息量,但需增加信息发射功率。
第4章题解
4.3
siny=sin0.875(35786+6378)/6378=0.1009,y=5.79º
地心角x:
x=5.79-0.875=4.915º
覆盖面积=4
4.4
D=0.154m
dB
4.5
所需的接收载波功率C=8.5+67.8-228.6+23=-129.3dB
L=92.44+20lg39000+20lg12+5=210.8dB
接收天线增益G=10lg[
]=33.4dB
EIRP=-129.3+210.8-33.4=48.1dB
4.6
下行(S/N),dB
7.2
8.0
9.0
11
14
16
18
20
上行(S/N),dB
20.4
13.9
11.3
9.2
7.6
7.4
4.7
全链路信噪比10lg(1/0.2585)=5.9dB
误码率约
4.8
信噪比为(8-1)=7dB时,误码率小于
4.9
信噪比4dB,(2,1,7)卷积码时,误码率约
4.12
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。
第5章题解
5.2
(1)
偏离天线波束主轴线3°
处所允许的最大EIRP
33–25lg3=21.1dBW
(2)
D(m)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
G(dBi)
40.7
38.8
36.3
32.8
26.7
(3)
=1.5/D
(º
1.5
1.88
3.75
7.5
(4)
天线辐射特性(增益与方向偏离角的关系)
–3dB波束宽(º
–6dB波束宽(º
2.25
2.82
5.63
11.25
–10dB波束宽(º
3.0
3.76
5.0
15.0
偏离波束主轴3º
时,天线增益的估值
偏离3º
的G下降值(dBi)
10
7.0
2.0
1.2
的天线增益(dBi)
30.7
31.8
31.9
30.
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