第三章鏈路傳輸工程3.1星-地鏈路傳輸特性傳播損耗：自由空間傳播損耗大氣、雨、云、雪、霧等造成的吸收和散射損耗衛星移動通信系統還會因為受到某種陰影遮蔽(例如樹木、建筑物的遮擋等)而增加額外的損耗3.1.1自由空間傳播損耗自由空間電波傳播是無線電波最基本、最簡單的傳播方式。例題衛星和地面站之間的距離為42,000km。計算6GHz時的自由空間損耗：解：由書上公式（3－8），[FSL]=(92.4+20log42000+20log6)=200.4dB鏈路附加損耗－－大氣分層地球大氣層的結構對流層：地面上0~10km平流層：約10～60km電離層：約60～400km地面對流層平流層電離層10km60km0km1.大氣吸收損耗在大氣各種氣體中，氧氣、水蒸汽對電波的吸收衰減起主要作用，水蒸汽的第一吸收峰在22．3GHz，氧氣在60GHz(50－70GHz間)。對非常低的水蒸汽密度，衰減可假定與水蒸汽密度成正比。在0.3~l0GHz的頻段，大氣損耗小，適合于電波傳播，這一頻段是當前應用最多的頻段。30GHz附近也有一個低損耗區。2不同波段信號受雨衰的影響雨衰的大小取決于雨滴直徑和電磁波的波長當其波長遠大于雨滴的直徑時，降雨衰減差不多是由吸收引起的，而當雨滴直徑增加或者波長較短時，散射引起的衰減較大。3.大氣折射的影響

在大氣層中，離地球表面越高，空氣密度越低，對電波的折射率也隨之減小，使電磁波在大氣層中的傳播路徑出現彎曲。5多徑地面或環境設施(包括建筑物和樹木等)對信號的反射，可形成多徑傳播。對于天線高度低、增益小的移動終端更容易出現這樣的情況，如圖3-6所示。3.2衛星移動通信鏈路特性

向用戶提供優質可靠的移動通信服務調制方式、多址訪問方式、編碼方式信道傳播特性1.Rician傳播模型2.Rayleigh傳播模型Rayleigh密度是Rician分布的特殊情況，即當沒有直射分量(z＝0)時，接收信號全部由多徑信號組成，其信號包絡r的概率密度函數為：式中，是平均多徑功率。

瑞利分布的概率密度信號包絡低于σ的概率為3.lognormal傳播模型衛星與地面站之間的直射信號被路邊的樹木或其它障礙物吸收或散射掉時，陰影效應出現。此時的信號包絡r由于陰影而成為lognormal的。概率密度函數曲線（）

其中，和分別是的均值和方差。1.天線方向圖：描述天線在整個空間內輻射功率的分布情況。方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。3.3天線的方向性和電極化問題

天線方向圖的主要參數:主瓣的半功率角（波束寬度）在主瓣最大輻射方向兩側，輻射強度降低3dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角。波束寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強。

通過副瓣發送的某些功率，可能對其他無線電系統形成干擾；反之，它本身也可能接收到由其他站發出、通過副瓣進來的干擾信號。注意喇叭天線（horn）3.4噪聲干擾衛星通信系統涉及空間段和地面段，存在有各種各樣的噪聲和干擾，主要包括系統熱噪聲、宇宙噪聲和外部環境干擾等。3.4.1系統熱噪聲熱噪聲通信系統中使用的所有有源器件都會產生熱噪聲。只要傳導媒質不處于熱力學溫度的零度，其中的帶電粒子就存在隨機運動，產生對信號形成干擾的噪聲，稱為熱噪聲。噪聲的大小以功率譜密度n0來量度，它與溫度有關：其中：k為波爾茲曼常數（＝1.38054×10－23”焦耳／K），計算中常取為-228．6dBW／K·Hz；T為噪聲源的噪聲溫度。注意：噪聲的功率譜密度與頻率無關，為白噪聲。3.4.2宇宙噪聲宇宙噪聲源自外層空間，是由恒星和星際物質的熱氣體輻射的。太陽對于低軌道衛星移動通信系統，星座的運行可使太陽處于某些星際鏈路的延長線上，此時太陽在某衛星天線的前向視角內，其干擾將阻塞該鏈路，甚至對靈敏的光接收機前端造成物理性損害，若空間網某些鏈路被阻塞，將影響空中網的路由選擇。衛星通信網的連接拓撲3.4.3外部環境干擾

外部環境干擾主要包括大氣噪聲、降雨噪聲、地面噪聲。3.4.3其他干擾衛星通信系統的其他干擾主要包括：系統間干擾、共道干擾、互調干擾、交叉極化干擾等。圖3-8示出了典型的在衛星天線方向上與共用頻段的地面微波系統之間產生干擾的情況。為了避免系統間的嚴重干擾，國際電聯對衛星發射功率、天線的方向性、工作條件等作出了相應的規定。(系統間干擾1)不同衛星系統地球站之間的干擾和相鄰衛星之間的干擾也可能出現。為此，在天線旁瓣的抑制、指向精度的控制，地球站的選址和站間距離、衛星位置精度保持等方面也有相應的限制。(系統間干擾2)為了充分利用頻率資源，提高系統得頻率再利用率，相同頻道可能分配在指向不同地區的兩個波束覆蓋區，或利用相互正交的極化方式來隔離同頻信道。(共道干擾)當轉發器用于轉發多載波信號時，互調干擾是需要考慮的問題。由于總是希望星載轉發器有較高的功率效率，但高效率的功放可能產生較明顯的非線性，使各載波信道的信號之間形成互調干擾。互調