2. 卫星链路组成与关键参数
要理解误码从哪里来，先要把一条卫星链路拆成可测量的若干段。地面站发射机产生射频信号，经天线定向辐射，穿过约 36000 km 的自由空间到达卫星转发器；转发器把信号变频、放大后再次辐射，经下行自由空间到达接收站天线，最终进入接收机解调。整条链路的性能由几个关键参数决定：EIRP 决定“发得多强”，G/T 决定“听得有多清”，自由空间损耗决定“路上衰减多少”，转发器则决定“卫星能提供多少增益和功率”。
一、链路组成与信号流向
一条典型透明转发器链路可划分为五个物理环节：
- 发射机（含上变频器、功放 HPA）：把中频调制信号搬移到上行频段（如 6 GHz C 频段或 14 GHz Ku 频段），并由高功放放大到所需功率。
- 发射天线：把功放输出功率集中到指定方向，增益 Gt 与口径、频率有关。
- 上行自由空间：信号按距离平方衰减，并叠加雨衰、大气吸收、指向误差。
- 卫星转发器：接收天线收到微弱信号后，经低噪放 LNA、下变频、输入多工器、行波管放大器 TWTA 或固态功放 SSPA，再经输出多工器送到发射天线。透明转发器只做频率搬移和放大，不做解调再生。
- 接收站：接收天线 + LNB/LNA + 下变频 + 解调器，最终输出基带数据与误码统计。
下面这张图把上述环节、关键参数和信号流向放在同一张链路图上，便于对照理解各参数在链路中的位置。
二、EIRP：发射能力的量化
EIRP（等效全向辐射功率）是链路预算的起点，定义为发射机输出功率与天线增益的乘积，常用 dBW 表示：
EIRP(dBW) = P_tx(dBW) + G_t(dBi) − L_馈线(dB)举例说明：某 Ku 频段上行站，HPA 输出 200 W（约 23 dBW），天线口径 3.7 m，在 14 GHz 时增益约 49 dBi，馈线损耗 1.5 dB，则 EIRP ≈ 23 + 49 − 1.5 = 70.5 dBW。这个数值直接决定上行到达卫星的功率密度，也决定转发器是否被推入饱和区。工程上通常让转发器工作在饱和点回退 3～6 dB，以降低互调干扰，因此 EIRP 并非越大越好，而是要与转发器 SFD 匹配。
三、G/T：接收能力的量化
G/T 是接收系统品质因数，单位为 dB/K，表示接收天线增益与系统等效噪声温度之比：
G/T(dB/K) = G_r(dBi) − 10·lg(T_sys) （T_sys 单位 K）系统噪声温度 T_sys 由天线噪声、LNB 噪声、馈线损耗共同决定。例如接收天线增益 45 dBi，系统噪声温度 150 K，则 G/T = 45 − 10·lg150 ≈ 45 − 21.8 = 23.2 dB/K。G/T 每提高 1 dB，C/N₀ 就提高 1 dB，误码性能随之改善。实际测试中，G/T 常用射电源法或 Y 因子法测量，是接收站验收的核心指标之一。
四、自由空间损耗：链路中最主要的衰减
自由空间损耗 L_fs 描述电磁波在无阻挡空间中的扩散衰减，公式为：
L_fs(dB) = 92.45 + 20·lg f(GHz) + 20·lg d(km)以 C 频段上行 6 GHz、距离 36000 km 为例：L_fs = 92.45 + 20·lg6 + 20·lg36000 ≈ 92.45 + 15.56 + 91.13 = 199.1 dB。Ku 频段 14 GHz 时约 206.5 dB。可见频率越高、距离越远，损耗越大。除自由空间损耗外，还需叠加雨衰（Ku/Ka 频段尤为显著）、大气吸收、天线指向误差和极化损耗，这些在链路预算中统称为“其他损耗”。
五、转发器：卫星侧的关键环节
转发器决定了卫星能提供多少增益和输出功率。透明转发器的主要参数包括：
- 饱和通量密度 SFD：使转发器达到饱和输出所需的上行功率密度，单位 dBW/m²。上行 EIRP 与 SFD 的差值决定转发器的工作点。
- 转发器增益：从输入到输出的总增益，通常为 100～130 dB 量级。
- 输出回退（Output Back-off, OBO）：多载波工作时为抑制互调而降低的输出功率，典型 3～6 dB。
- G/T 与 EIRP：卫星侧同样有接收 G/T 和下行 EIRP，二者共同决定下行链路质量。
实际链路预算中，上行 C/N₀、下行 C/N₀ 和互调 C/N₀ 按倒数相加得到总 C/N₀，再换算为 Eb/N₀，最终由调制编码方式决定 BER。因此，发射机、天线、转发器、接收机、自由空间损耗、EIRP、G/T 这七个要素不是孤立参数，而是一条完整的因果链：EIRP 决定上行到达功率，SFD 决定转发器工作点，G/T 决定接收信噪比，自由空间损耗贯穿上下行，最终共同决定误码率。