Wie optimieren Sie das Link-Budget und die Verfügbarkeit von SATCOM-Links unter Regen-Fading-Szenarien?

2 Modelle zur Regendämpfung und zum Ausbleichen

Regendämpfung und Fading sind die Hauptursachen für die Signalverschlechterung bei SATCOM-Verbindungen, die mit Frequenzen über 10 GHz betrieben werden. Regendämpfung ist die Verringerung der Signalleistung aufgrund von Absorption und Streuung durch Regentropfen entlang des Ausbreitungsweges. Rain Fading ist die Variation der Signalleistung aufgrund von Schwankungen in der Größe und Verteilung der Regentropfen. Die Dämpfung und das Ausbleichen von Regen können mit empirischen oder statistischen Methoden modelliert werden, z. B. mit dem ITU-R-Modell, dem Kranmodell oder dem Lognormal-Modell. Diese Modelle verwenden Eingaben wie Frequenz, Polarisation, Höhenwinkel, Regenrate und Weglänge, um die Dämpfungs- und Fading-Statistiken zu schätzen.

3 Link-Marge und -Verfügbarkeit

Die Link-Marge ist die Differenz zwischen dem SNR am Empfänger und dem minimalen SNR, das für ein bestimmtes BER- und Modulationsschema erforderlich ist. Die Verbindungsmarge gibt an, wie viel überschüssige Leistung zur Verfügung steht, um die Auswirkungen von Regendämpfung und -ausbleichen zu überwinden. Eine höhere Link-Marge bedeutet eine höhere Verfügbarkeit der SATCOM-Verbindung. Die Verfügbarkeit ist der Prozentsatz der Zeit, in der die SATCOM-Verbindung die Mindestanforderung an das SNR erfüllt. Die Verfügbarkeit hängt von der Link-Marge und der Regendämpfungs- und Fading-Statistik ab.

4 Strategien zur Budgetoptimierung verknüpfen

Um das Link-Budget und die Verfügbarkeit von SATCOM-Links unter Regen-Fading-Szenarien zu optimieren, können Sie mehrere Strategien in Betracht ziehen. Beispielsweise wird die Verwendung eines niedrigeren Frequenzbandes wie C-Band oder Ku-Band weniger durch Regendämpfung und Fading beeinträchtigt. Die Wahl einer zirkularen Polarisation ist widerstandsfähiger gegenüber Regendepolarisation als lineare Polarisation, während ein größerer Höhenwinkel die Weglänge durch die Regenschicht und die Dämpfung reduziert. Darüber hinaus erhöht eine Erhöhung der Antennenverstärkung die Sende- und Empfangsleistung und das SNR, während eine Verringerung der Datenrate oder die Verwendung eines robusteren Modulationsschemas die minimale SNR-Anforderung und den BER reduziert. Darüber hinaus erhöht eine höhere Sendeleistung oder ein größerer Verstärker die Verbindungsmarge und -verfügbarkeit. Schließlich kombinieren Diversitätstechniken wie Frequenzdiversität, Polarisationsdiversität oder räumliche Diversität mehrere Signale aus verschiedenen Quellen oder Pfaden, um die Auswirkungen des Ausbleichens des Regens abzumildern.

5 Budgetsimulationstools verknüpfen

Um die Leistung verschiedener Strategien zur Optimierung des Verbindungsbudgets zu bewerten, können Sie verschiedene Simulationswerkzeuge verwenden, z. B. den Budgetrechner für Satellitenverbindungen. Mit diesem webbasierten Tool können Sie das Link-Budget und die Verfügbarkeit einer einzelnen SATCOM-Verbindung mithilfe des ITU-R-Modells berechnen. Das Satellite Link Budget Tool (SLBT) ist ein weiteres Software-Tool, mit dem Sie das Link-Budget und die Verfügbarkeit mehrerer SATCOM-Links mit verschiedenen Modellen und Diversity-Techniken berechnen können. Darüber hinaus bietet die MATLAB-Toolbox für die Satellitenkommunikation eine Sammlung von Funktionen und Skripten, die eine erweiterte Analyse und Optimierung von SATCOM-Verbindungen mit verschiedenen Modellen und Techniken ermöglichen.