ITURSA1024建议书卫星地球探测和卫星气象业务中使用低轨.docx
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ITURSA1024建议书卫星地球探测和卫星气象业务中使用低轨
ITU-RSA.1026-4建议书
卫星地球探测和卫星气象业务中使用低轨卫星的
空对地数据传输系统的集总干扰标准
（ITU-R第139/7号和ITU-R第141/7号课题）
（1994-1995-1997-1999-2009年）
范围
本建议书的目的是提供对卫星地球探测和卫星气象业务适用的低轨卫星空对地传输的干扰标准。
国际电联无线电通信全会，
考虑到
a）ITUR SA.1020建议书中所述的假设参考系统确定了一系列功能的空对地链路，包括直接数据读出和记录数据回放；
b）有必要确定干扰标准，以确保所设计的系统能够在存在干扰的情况下达到特定性能，并协助制定系统（包括在其它业务中运行的系统）间的频段共用标准；
c）卫星地球探测和卫星气象业务中运行的航空器可能使用近地轨道；
d）ITUR SA.1025建议书规定了若干频段卫星地球探测和卫星气象业务中相关的空对地数据传输系统的性能指标；
e）虽然某些数据传输系统的性能指标不同于所建议的卫星地球探测和卫星气象业务的性能指标，但这些业务中运行的所有系统均应适应大于或等于就这些业务所建议的干扰容许电平的干扰门限值；
f）可使用ITUR SA.1022建议书中的方法推导卫星地球探测和卫星气象业务数据传输系统的干扰标准；
g）附件1列出了代表系统的参数，为一些频段中卫星地球探测和卫星气象业务空对地传输干扰的容许电平提供了基础，
建议
1表1中列出的频段干扰电平应作为卫星地球探测和卫星气象业务中使用低轨卫星的地球站天线输出端干扰信号功率的容许总电平；
2在共用频段中，特定系统的干扰门限值须大于或等于表1中建议的值。
表1
使用近地轨道航空器的地球探测和卫星气象地球站的
干扰标准（见注1、2、3、4）
频段
地球站类型
在不超过20%的时间
超出的基准带宽
干扰信号功率
（dBW）
在不超过0.0125%的时间
超出的基准带宽干扰
信号功率（dBW）。
（该值基于ITU-R
SA.1025-3建议书中
99.9%的性能要求）
137-138MHz
模拟接收机
2dBic天线增益
直接数据读出
每50kHz−151dBW
（1）
每50kHz−145dBW
（1）
数字接收机
10dBic天线增益
直接数据读出
每150kHz−141dBW
每150kHz−133dBW
数字接收机
2dBic天线增益
直接数据读出
每150kHz−142dBW
（1）
每150kHz−136dBW
（1）
400.15-401.00MHz
0dBic天线增益
直接数据读出
每177.5kHz−157dBW
每177.5 kHz−147dBW
1 698-1 710MHz
46.8 dBic天线增益
记录数据回放
每5 334kHz−128dBW
每5 334kHz−121dBW
29.8 dBic天线增益
直接数据读出
每2 668kHz−147dBW
每2 668kHz−138dBW
22.5dBic天线增益
低速率数据1米天线
每6.0MHz−144dBW
每6.0MHz−134dBW
7 750-7 850MHz
55.2dBic天线增益
记录数据回放
每10MHz−144dBW
每10MHz−129dBW
41.7dBic天线增益
高速率数据2米天线
每10MHz−137dBW
每10MHz−126dBW
表1（完）
频段
地球站类型
在不超过20%的时间
超出的基准带宽
干扰信号功率
（dBW）
在不超过0.0125%的时间
超出的基准带宽干扰
信号功率（dBW）。
（该值基于ITU-R
SA.1025-3建议书中
99.9%的性能要求）
8025-8400MHz
54.8dBic天线增益
记录数据回放系统A
每10 MHz−145dBW
每10 MHz−133dBW
41.7dBic天线增益
记录数据回放
（系统B）
每10 MHz−135dBW
每10 MHz−127dBW
42.5dBic天线增益
直接数据读出
（系统C）
每10 MHz−139dBW
每10 MHz−129dBW
25.5-27.0GHz
55.2dBic天线增益
记录数据回放
每10 MHz−135 dBW
每10 MHz−119dBW
42.5dBic天线增益
直接数据读出
每10 MHz−139 dBW
每10 MHz−121dBW
42.5dBic天线增益
高速直接数据读出
每10 MHz−136 dBW
10MHz–122dBW
58.2dBic天线增益
存储的任务数据
每10 MHz−126 dBW
每10 MHz−107 dBW
（1）基准带宽中的干扰信号功率（dBW）为仰角≥ 25°时接收到的功率；在所有其它情况中，最小仰角为5°。
注 1 – 在不超过x%的时间内可能超出的总干扰信号功率电平（其中x小于20%但大于所确定的短期时间百分比（0.0125%的时间））可通过对数标度（底数为10）表示的时间百分比和线形标度表示的干扰信号功率密度（dB）的特定值之间的插值确定。
注 2 – 干扰标准是根据地球站接收的时间百分比确定的。
因此，与接收特定卫星信号相关的接收机性能统计数据（即，误码率（BER）的累计分布）与接收多枚类似卫星信号的统计数据相同。
接收总时间包括初始时间采集相关的时间段（即，卫星进入轨道之前和期间），数据的接收机同步和数据的同步接收。
因此，由于初始信号采集和同步所需要的时间占用总的卫星可见期平均约9分钟长达几十秒的时间，附件1中所介绍的短期性能分析（即，在一较短的时间p内超过的性能，p ≤ 1%）假定，卫星位于与适用的性能指标相关的最小仰角处。
由于Eb/N0和BER总与仰角相关，从而超过BER性能的时间仅为约p%。
注 3 – 在接收过程的20%的时间超过的仰角通过卫星在性能指标所确定的最小仰角以上可见的20%的时间超过的角进行精确估算。
由于基本累积时间误差不得超过1%（即p%的时间），且卫星天线增益总误差、自由空间损耗、过量路径损耗和地球站参数值是可以忽略不计的，附件1在性能分析中进行了近似计算。
所产生的在近20%的接收时间超过的仰角产生了在近20%的时间超过的BER性能，因为Eb/N0和BER总与仰角相关。
注 4 – 对于表1中未列出的其它频段，ITUR SA.514建议书的干扰标准适用。
附件1
干扰标准的基础
1引言
本附件提供了使用ITUR SA.1022建议书中的方法、利用ITU-RSA.1025建议书中确定的一些频段的性能指标推导卫星地球探测和卫星气象业务的干扰标准所使用的参数。
表2概述了必要的性能分析。
下文中讨论了每个频段需考虑的重要问题。
在所有情况中，代表系统均使用高度倾斜的圆形轨道卫星。
表2
作为干扰标准基础的性能分析
频段（MHz）
137-138
137-138
137-138
地球站类型
低增益地球站（APT）
跟踪地球站（LRPT）
低增益地球站（LRPT）
未达到链路余量的时间百分比，p
0.05
20
0.05
20
0.05
20
仰角（在p的时间超过）
25︒
30︒
5︒
13︒
25︒
30︒
卫星天线输入功率（dBW）
4.9
6.8
6.8
卫星天线增益（dBic）
0.7
1.1
–1.2
–0.5
0.7
1.1
卫星e.i.r.p.（dBW）
5.6
6.0
5.6
6.3
7.5
7.9
自由空间损耗（dB）
139.4
138.5
144.3
142.2
139.4
138.5
过量路径损耗（dB）
0.2
0.1
0.1
0.1
地球站天线增益（dBic）
2.0
10.0
10.0
2.0
天线误指向损耗（dB）
0.0
0.0
0.0
0.0
偏振失配损耗（dB）
1.5
1.5
1.5
1.5
调制器和解调器损耗（dB）
0.0
2.0
2.0
2.0
接收机参考带宽（kHz）
50
150
150
数据速率（dB-Hz）
45.7占用带宽
48.6
48.6
每比特接收的能量，Eb （dB（W/Hz））
−179.2（C0）
−177.9（C0）
−180.9
−178.1
−182.1
−180.8
接收机系统噪声温度（K）
2 520
1 750
1 750
热噪声功率密度（dB（W/Hz））
−194.6
−196.2
−196.2
非热接收机噪声功率密度（dB（W/Hz））
–
–
–
内部总噪声功率密度N0（dB（W/Hz））
−194.6
−196.2
−196.2
Eb/N0（dB）
15.4（C0/N0）
16.7（C0/N0）
15.3
18.1
14.1
15.4
链路误码率
–
10–10
<10–10
总接收误码率
–
<10–10
<10–10
门限值Eb/N0（或C/N）（dB）
12.0
6.5
6.5
功率余量（dB）
3.4
4.7
8.8
11.6
7.6
8.9
q因子（lt:
长期，st:
短期）
0.5（lt）
1（st）
0.6（lt）
1（st）
0.6（lt）
1（st）
Mmin（dB）
0.8
1.2
1.2
干扰标准的时间百分比
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
基准带宽内的干扰标准dBW
−151
−145
−141
−133
−142
−136
表2（续）
频段（MHz）
400.15-401.00
1 698-1 710
地球站类型
非跟踪天线
（全向）
记录数据回放
（HRPT）
直接数据读出
未达到链路余量的时间百分比，p
0.05
20
0.05
20
0.05
20
仰角（在p的时间超过）
5︒
13︒
5︒
13°
5°
13︒
卫星天线输入功率（dBW）
11.1
6.1
6.1
卫星天线增益（dBic）
0.0
0.0
2.1
2.0
2.1
2.0
卫星e.i.r.p.（dBW）
11.1
11.1
8.2
8.1
8.2
8.1
自由空间损耗（dB）
153.6
151.4
166.3
164.0
166.3
164.0
过量路径损耗（dB）
0.2
0.2
0.0
0.2
地球站天线增益（dBic）
0.0
46.8
29.8
天线误指向损耗（dB）
0.0
0.5
0.5
偏振失配损耗（dB）
0.3
0.2
0.5
调制器和解调器损耗（dB）
2.0
2.7
2.7
接收机参考带宽（kHz）
177.5
5 334
2668
数据速率（dB-Hz）
49.5
64.2
58.2
每比特接收的能量，Eb （dB（W/Hz））
−194.5
−192.3
−179.1
−176.7
−190.4
−188.2
接收机系统噪声温度（K）
400
320
210
370
240
热噪声功率密度（dB（W/Hz））
−202.6
−203.5
−205.4
−202.9
−204.8
非热接收机噪声功率密度（dB（W/Hz））
−211.7
−202.4
−204.2
内部总噪声功率密度N0（dB（W/Hz））
−202.1
−199.9
−200.6
−200.5
−201.5
Eb/N0（dB）
7.6
9.8
20.8
23.9
10.1
13.3
链路误码率
<10–8
<10–10
<10–12
6⨯10–5
<10–9
卫星数据处理误差率
−
−
5⨯10–7
–
–
总接收误码率
<10–8
<10–10
5⨯10–7
6⨯10–5
<10–9
门限值Eb/N0（dB）
5.5
5.5
11.2
10.5
10.5
功率余量（dB）
4.3
9.6
12.7
−0.4
2.8
q因子（lt:
长期，st:
短期）
0.33（lt）
1（st）
0.6（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
Mmin（dB）
1.2
1.2
1.2
干扰标准的时间百分比
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
基准带宽内的干扰标准dBW
−157
−147
−128
−121
−147
−138
表2（续）
频段（MHz）
1 698-1 710
7750-7850
地球站类型
低速率数率1米天线
记录数据回放
（10米天线）
高速率数据2米天线
未达到链路余量的时间百分比，p
0.05
20
0.05
20
0.05
20
仰角（在p的时间超过）
5
8
5
13
5
8
卫星天线输入功率（dBW）
9.9
6.5
16.3
卫星天线增益（dBic）
3.2
3.2
6.0
5.8
4.0
4.1
卫星e.i.r.p.（dBW）
13.1
13.0
12.5
12.3
20.3
20.4
自由空间损耗（dB）
166.1
164.0
179.5
177.3
179.4
177.2
过量路径损耗（dB）
0.2
0.2
3.5
0.5
0.5
0.5
地球站天线增益（dBic）
22.5
55.2
41.7
天线误指向损耗（dB）
0.5
0.5
0.5
偏振失配损耗（dB）
0.5
0.2
0.5
调制器和解调器损耗（dB）
2.5
2.0
2.5
接收机参考带宽（kHz）
6.0
10
10
数据速率（dB-Hz）
65.3
78.5
72.4
每比特接收的能量，Eb （dB（W/Hz））
−199.6
−197.5
−196.4
−191.5
−193.8
−191.5
接收机系统噪声温度（K）
80
70
180
150
115
95
热噪声功率密度（dB（W/Hz））
−209.6
−210.1
−206.0
−206.8
−208.0
−208.8
Eb/N0（dB）
10.0
12.7
9.6
15.4
14.2
17.3
链路误码率
10−8
10–7
10−8
门限值Eb/N0（dB）
3.6
7.20
4.1
功率余量（dB）
6.4
9.1
2.40
8.2
10.1
13.2
q因子（lt:
长期，st:
短期）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
Mmin（dB）
1.2
1.2
1.2
干扰标准的时间百分比
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
基准带宽内的干扰标准dBW
−144
−134
−144
−129
−137
−126
表2（续）
频段（MHz）
8025-8400
8 025-8 400
8 025-8 400
地球站类型
记录数据回放
（系统A）
记录数据回放
（系统B）
直接数据读出
（系统C）
未达到链路余量的时间百分比，p
0.05
20
0.05
20
0.05
20.0
仰角（在p的时间超过）
5︒
13︒
5︒
13︒
5︒
13︒
卫星天线输入功率（dBW）
12
3
16.9
卫星天线增益（dBic）
2.4
3.7
28
6.1
卫星e.i.r.p.（dBW）
14.4
15.7
31
23
自由空间损耗（dB）
179.3
177
180
177.8
179.3
177.0
过量路径损耗（dB）
1.2
0.8
1.2
0.8
0.7
0.6
地球站天线增益（dBic）
54.8
41.7
42.5
天线误指向损耗（dB）
0.5
0.1
0.5
偏振失配损耗（dB）
0.4
0.2
0.5
调制器和解调器损耗（dB）
2.0
1.5
2.0
接收机参考带宽（kHz）
10
10
10
数据速率（dB-Hz）
85.1
83
73
每比特接收的能量，Eb （dB（W/Hz））
−199.3
−195.3
−193.3
−190.8
−190.5
−188.1
接收机系统噪声温度（K）
50
50
100
100
292
275
热噪声功率密度（dB（W/Hz））
−211.6
−211.6
−208.6
−208.6
−203.9
−204.2
内部总噪声功率密度N0（dB（W/Hz））
−211.6
−211.6
−208.6
−208.6
−203.9
−204.2
Eb/N0（dB）
12.3
16.3
15.3
17.8
13.5
16.1
链路误码率
<10−10
<10–10
<10–7
<10–10
<10–7
<10–10
总接收误码率
<10−10
<10−7
<10−10
<10−5
<10−5
门限值Eb/N0（dB）
7.2
6.3
9.6
功率余量（dB）
5.1
9.1
9.0
11.5
3.8
6.5
q因子（lt:
长期，st:
短期）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
0.6（lt）
1（st）
Mmin（dB）
1.2
1.2
1.2
干扰标准的时间百分比
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
基准带宽内的干扰标准dBW
−145
−133
−135
−127
−139
−129
表2（完）
频段（MHz）
25 500-27 000
地球站类型
记录数据回放
直接数据读出
直接高速数据读出
存储的任务数据
未达到链路余量的时间百分比，p
0.05
20.0
0.05
20.0
0.05
20.0
0.05
20
仰角（在p的时间超过）
5︒
13︒
5︒
13︒
5︒
13︒
5︒
8︒
卫星天线输入功率（dBW）
13.0
13.0
13.0
14.8
6.4
卫星天线增益（dBic）
28.0
25.0
39.1
37.2
卫星e.i.r.p.（dBW）
41.0
38.0
52.1
53.9
43.6
43.6
自由空间损耗（dB）
189.8
187.7
189.8
187.7
188.8
186.4
190.0
187.9
过量路径损耗（dB）
6.4
1.0
6.4
1.0
6.4
1.0
1.0
1.0
地球站天线增益（dBic）
55.2
42.5
42.5
38.0
58.2
58.2
天线误指向损耗（dB）
0.5
0.5
0.5
0.5
偏振失配损耗（dB）
0.2
0.2
0.2
0.5
调制器和解调器损耗（dB）
2.0
2.0
2.0
2.5
接收机参考带宽（kHz）
10
10
10
10
数据速率（dB-Hz）
90.0
76.0
90.0
81.2
每比特接收的能量，Eb （dB（W/Hz））
−191.9
−184.1
−194.5
−186.9
−193.3
−188.2
−173.6
−171.5
接收机系统噪声温度（K）
715.9
557.6
715.9
557.6
552.7
272.8
350
300
内部总噪声功率密度N0（dB（W/Hz））
−200.1
−201.1
−200.1
−201.1
−201.2
−204.2
−203.1
−203.8
Eb/N0（dB）
7.3
16.0
5.6
14.3
7.9
16.0
29.5
32.4
链路误码率
10−6
10−6
10−6
10−8
卫星数据处理误差率
5⨯10−7
–
–
–
总接收误码率
1.5⨯10−6
10−6
10−6
10−8
门限值Eb/N0（或C/N）（dB）
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
5.6
5.6
功率余量（dB）
3.4
12.1
1.7
10.4
4.0
12.1
23.9
26.8
q因子（lt:
长期，st:
短期）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
0.33（lt）
1（st）
Mmin（dB）
1.2
1.2
1.2
1.2
干扰标准的时间百分比
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
20
0.0125
基准带宽内的干扰标准dBW
−135
−119
−139
−121
−136
−123
−126
−107
2137-138MHz频段的卫星气象业务
137-138 MHz频段自动图像传输（APT）系统性能分析假定卫星高度为844 km。
APT系统采用模拟调制，带宽为50 kHz。
137-138 MHz低分辨率图像传输（LRPT）系统的性能分析假定卫星处于同一高度。
预计APT系统将被逐步取消，已于2006年开始实施LRPT系统。
LRPT为数字传输（尼奎斯特滤波QPSK调制），以72 kbit/s的标称数据传输速率运行，包括级联里德–索罗门（Reed-Solomon）/卷积交织编码。
预计在LRPT 系统运行的两类地球站包括：
–安装2 dBic的低增益非转向天线的地球站，提供本地数据（即距地球站约1 000 km地区的气象数据）；
–安装增益为10 dBic的可控天线、提供区域数据的地球站（扩展到距地球站2
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