EP卫星网载波在不同SFD设置下的链路估算

一 目的

估算EP主站功放的功率余量；

估算SCPC系统在不同SFD设置时的系统余量；

估算TDMA系统在不同SFD设置时的系统余量；

选择对EP卫星网较为合适的转发器SFD。

二 主站功放的功率余量

EP卫星网主站的TDMA出局载波与31个SCPC出局载波的带宽之和为2.1MHz。链路估算表中的2MHz载波用于估算主站功放的功率余量。当54MHz转发器的输出和输入回退分别为3dB和6.5dB时，2.1MHz载波的输出和输入回退分别为17.1dB和20.6dB。北京的SFD为 -89.8dBw/m²时，不考虑雨衰的天线馈源口功率和ODU输出功率分别为 -1.6dBw和 –0.6dBw。主站ODU的最大输出功率为16dBw，保留4.5dB线性回退后的输出功率为11.5dBw。主站功放在上述条件下的功率余量约为12dB。

三 链路估算表说明

链路估算表分别计算晴空和降雨条件下的系统余量。为简化计算，假设邻星干扰、交调干扰和反极化干扰对系统C/T的恶化量为1dB。晴空时的系统C/T值为，将上、下行C/T值求对数和后，再减去1dB的干扰恶化量。

降雨时的系统余量估算条件为上行雨衰8dB、下行雨衰6dB。主站的上行功率控制器将按功率余量，完全或部分地补偿上行雨衰。降雨时的上、下行C/T估值为，晴空条件下的C/T值与未被补偿的雨衰量之差，再减去1到2dB的干扰恶化量。

四 SCPC系统的链路估算与比较

SCPC系统的链路估算表以北京到广州的出局载波、以及广州和乌鲁木齐到北京的入局载波为代表，分别计算北京的SFD为 -90dBw/m²、-84dBw/m² 和 -78dBw/m² 时的系统余量。考虑到大口径天线系统在晴空时的余量较高，北京主站有上行功率控制设备，而远端站却无法补偿上行雨衰，系统设计时对出、入局载波的输出回退作了逆向调整。主站上行载波功率比平均值低4dB，远端站上行载波功率比平均值高2dB，一对出、入局载波所占用的转发器功率资源和带宽资源均为0.16 %。这样，可以使上行雨衰对系统的影响减至最小。

比较链路估算表中的上、下行C/T可发现，北京的SFD设置为 -90dBw/m²时，上行C/T比下行C/T差约9dB。在这一条件下，系统的C/T和C/N主要由上行链路决定。通过修改链路估算表可发现，即使将接收天线的口径分别增大到6米和4.5米，或者将下行EIRP提高3dB，系统余量的提高都不足0.3dB。这一试算结果表明，转发器的SFD灵敏度过高时，卫星转发器和地面接收系统的性能将不能被充分利用。反之，在同一条件下，即使将链路估算表中的接收天线口径分别减小为3米和2.4米，或将下行EIRP降低3dB，系统余量的恶化都小于0.6dB。也就是说，SFD最为灵敏时，下行雨衰对系统的影响相对最轻。若将SFD的灵敏度降低6dB，使上、下行C/T较为接近，大天线与高EIRP将有助于系统余量的提高。若将SFD的灵敏度再降低6dB，部分上行站将因功放功率不足而限制系统余量的进一步提高。

系统余量的比较也表明，过于灵敏的SFD设置将降低系统余量。在三种SFD设置时，广州站接收主站出局载波的晴空余量分别为5.4dB、10.1dB和13dB，上行雨衰8dB时的余量分别为5.4dB（上行功率补偿量为8dB）、7.9dB（上行功率补偿量为6dB）和7.1dB（无上行功率补偿），下行雨衰6dB时的余量分别为3.3dB、5.6dB和6.4dB。在三种SFD设置时，主站接收广州站上行载波的晴空余量分别为11.3dB、15.9dB和18.7dB，上行雨衰8dB时的余量分别为1.8dB、7.7dB和13dB。同样的三种设置，对于在SFD灵敏度最低时，上行功率受限约4dB的乌鲁木齐站，主站接收其上行载波的晴空余量分别为11.3dB、15.9dB和14.7dB，下行雨衰6dB时的余量分别为9.1dB、11.3dB和8dB。比较结果表明，如果将转发器的SFD灵敏度调低6dB，EPSCPC系统可以大幅度提高系统余量，同时也保证有足够的上行功率余量。

五 TDMA系统的链路估算与比较

TDMA系统的链路估算表以北京主站到乌鲁木齐的出局载波、以及广州、乌鲁木齐和武汉到北京的入局载波为代表，分别计算北京的SFD分别为 –90dBw/m² 和 -84dBw/m² 时的系统余量。主站天线口径为4.5米，广州站因雨衰大、乌鲁木齐站因EIRP低而采用3米天线，武汉站则采用1.8米天线。

TDMA远端站上行载波的链路估算方法，不同于先决定输出回退，再由输入回退、SFD、PFD、上行EIRP的顺序，逐步推导出ODU输出功率的常用算法。由于远端站ODU采用输出功率固定为0.8w的饱和功放，载波输出回退将通过上行EIRP、PFD、SFD、输入回退等逆行推出。

对比不同SFD的两组入局载波所占用转发器资源的百分比数据，广州站上行载波在晴空和现行SFD设置条件下所占用的功率资源为其所占带宽资源的4.5倍，武汉站上行载波则为2倍。相应地，SFD灵敏度降低6dB时，广州上行载波的功率与带宽资源相平衡，武汉上行载波的功率资源占用仅为带宽资源的二分之一。从卫星转发器操作者的角度考虑，将SFD灵敏度降低3dB到6dB或许是较好的选择。

比较两组入局载波可发现，由于饱和功放的输出功率恒定不变，在SFD灵敏度相差6dB时，载波的上行EIRP相同，下行EIRP相差6dB，而系统余量在晴空、上行雨衰8dB和下行雨衰6dB时的相应差值则分别小于1.5dB、2.5dB和4dB。从卫星网使用者的角度考虑，将SFD灵敏度降低3dB甚至6dB还是可以接受的。

综合SCPC 与TDMA系统的链路估算和比较结果，EP卫星网所用转发器的SFD灵敏度以比现行设置低3到6dB为好。