高频电路原理与分析(第六版)课件：高频电路的集成化与系统设计.pptVIP

衰落裕量是指在一定的时间内，为了确保通信的可靠性，链路预算中所需要考虑的发射功率、增益和接收机噪声系数的安全容限。一般20km的数字微波链路要求衰落裕量为10~20dB，频率较高、链路较长时要求衰落裕量达到30dB。在衰落裕量为20dB、误码率为10-8的条件下，要求数字系统一年内的可靠性为99.99%。2.系统总传输损耗从发送链路到接收链路的所有损耗称为系统总传输损耗Lst，主要包括传播损耗Lp和两端收发信机至天线的馈线损耗（发射馈线损耗为Lt，接收馈线损耗为Lr）。在进行系统设计时，通常将衰落裕量Fσ也计入系统总传输损耗，即Lst(dB)=Lp(dB)+Lt(dB)+Lr(dB)+Fσ(dB)(9－6)由以上分析可以看出，系统总传输损耗与工作频率、传输距离、传播方式、媒质特性和收发天线增益等因素有关，一般为几十至200dB左右。9.3.2链路预算根据系统要求，在确定了工作频率、带宽、传输距离和调制解调方式等系统指标后，在进行硬件设计之前，还必须进行链路预算分析。通过分析，可以预知或计算出在特定的误码率或信噪比下，为了达到系统设计要求，接收机所需要的噪声系数、增益和发射机的输出功率等参数以及接收机输出的信号强度和信噪比等技术指标。链路预算的过程实际上是反复计算和参数调整的过程。实际中，工作频率、带宽、传输距离和调制解调方式等系统指标的确定也与链路预算有关，可能需要通过链路预算来修正这些系统指标。需要注意的是，并不是所有的双工链路都在频率、带宽、功率、调制解调方式等方面对称，因此，在对双工(尤其是频分双工)系统进行链路预算时，要考虑两个方向的差异。1.链路预算链路预算就是估算系统总增益能否补偿系统总损耗，或者接收机接收到的信号强度能否超过接收机灵敏度，以达到解调器输入端所需的信号电平Po和信噪比SNRo要求。如图9-11所示，链路预算的基本过程如下。图9-11系统链路预算基本流程（1）计算链路总损耗Lst。根据系统要求给定的通信距离d、工作频率f和工作环境，选择相应的路径损耗模型，计算相应的传输损耗（简单估算时常用自由空间传播损耗Lbf代替），在考虑收发两端馈线损耗和衰落裕量后，按照式（9－6）计算链路总损耗。（2）计算系统总增益Gs。设接收机的总增益为GRX（dB），则系统总增益Gs为Gs(dB)=Gt(dB)+Gr(dB)+GRX(dB)(9－7)MDS(dBm)=－171(dBm)+10lgB(Hz)+NF(dB)(9－8)Simin(dBm)=MDS+SNRo=－171(dBm)+10lgB(Hz)+NF(dB)+SNRo(dB)(9－9)（3）计算接收机的灵敏度MDS和Simin。按照第2章中噪声系数与灵敏度的关系计算接收机的最小可检测信号MDS和接收机灵敏度Simin。实际上，在不考虑解调器要求的信噪比（或要求的信噪比为0dB）时，最小可检测信号MDS和接收机灵敏度Simin是相同的。为了使用方便，将第2章的公式重写于此：（4）计算接收机接收到的信号功率Prr和接收机输出功率Pout及信噪比SNR。Prr(dBm)=Pt(dBm)+Gt(dB)+Gr(dB)-Lst(dB)（9－10）在确保发射机输出功率能克服系统总损耗，并提供足够的衰落裕量，同时保证接收机具有低的噪声系数以满足所需的信噪比时，接收机输出功率为Pout(dBm)=Pt(dBm)+Gs(dB)-Lst(dB)（9－11）如果已知接收天线上的信号电平为Ps，也可以按照下式计算接收机输出功率Pout(dBm)=Ps(dBm)+Gr(dB)-Lr(dB)+GRX(dB)（9－12）根据Pout和噪声功率可以计算出接收机输出端的信噪比SNR为SNR(dB)=Pout(dBm)-(MDS(dBm)+Lr(dB)+GRX(dB))（9－13）接收机设计的输出信噪比SNR与要求的信噪比SNRo之差称为链路裕量M。链路裕量M为正值是所希望的结果，但这并不一定说明该链路就不会出现差错，而是表明其出错的概率较低。M的正值越大，链路出错的概率越低，但付出的代价也越大。反之，M为负值并不表示该通信链路就一定无法通信，只是其通信出错的概率较高而已。综合各种因素去推算链路余量的过程就是链路预算。（5）判断与调整。判断接收机输出功率Pout是否不低于系统设计要求的输出功率Po，或者链路裕量M是否为正值。若满足，则链路预算合理，否则