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satelliteCNR

構成済み衛星リンクバジェットパラメーターの搬送波対雑音比

R2022b 以降

構文

[cn,info] = satelliteCNR(cfg)

説明

[cn,info] = satelliteCNR(cfg) は、構成 cfg で指定された衛星リンク バジェットパラメーターの搬送波対雑音比 (CNR) cn を計算します。この関数は、cfg で指定されたリンク バジェットパラメーターに基づいて、CNR 計算 info の中間結果も返します。

例

CNRとリンク マージンを計算する

指定されたリンク バジェットパラメーターの CNR と受信リンク マージンを計算します。

デフォルトの CNR 構成オブジェクトを作成し、そのプロパティを設定します。

cfg = satelliteCNRConfig;
cfg.TransmitterPower = 17;               % in dBW
cfg.TransmitterSystemLoss = 9;           % in dB
cfg.TransmitterAntennaGain = 38;         % in dBi
cfg.Distance = 40215;                    % in km
cfg.Frequency = 11;                      % in GHz

% Here, miscellaneous losses include polarization loss, interference 
% loss, and antenna mispointing loss, respectively.
polLoss = 3.0103;
intLoss = 2;
antLoss = 1;
cfg.MiscellaneousLoss =  polLoss + intLoss + antLoss; % in dB
cfg.GainToNoiseTemperatureRatio = 25;                 % in dB/K
cfg.ReceiverSystemLoss = 2;                           % in dB
cfg.BitRate = 10;                                     % in Mbps

CNR 構成オブジェクトのプロパティを表示します。

disp(cfg)

  satelliteCNRConfig with properties:

               TransmitterPower: 17
          TransmitterSystemLoss: 9
         TransmitterAntennaGain: 38
                       Distance: 40215
                      Frequency: 11
              MiscellaneousLoss: 6.0103
    GainToNoiseTemperatureRatio: 25
             ReceiverSystemLoss: 2
                        BitRate: 10
                     SymbolRate: 10
                      Bandwidth: 6

CNRを計算します。

[cn,info] = satelliteCNR(cfg)

cn = 
18.4440

info = struct with fields:
               TransmitterEIRP: 46
                          FSPL: 205.3634
        ReceivedIsotropicPower: -165.3737
    CarrierToNoiseDensityRatio: 86.2255
                  ReceivedEbNo: 16.2255
                  ReceivedEsNo: 16.2255

リンク マージンを計算します。必要なビットあたりのエネルギーとノイズ電力密度比 (Eb/No) が 10 dB で、受信機の実装損失が 2 dB であると仮定します。

reqEbNo = 10;
implLoss = 2;
margin = info.ReceivedEbNo - reqEbNo - implLoss

margin = 
4.2255

入力引数

cfg — CNR構成オブジェクト

satelliteCNRConfig オブジェクト

satelliteCNRConfig オブジェクトとして指定された CNR 構成オブジェクト。

出力引数

cn — 搬送波対雑音比

スカラー

搬送波対雑音比（dB）がスカラーとして返されます。詳細については、アルゴリズムを参照してください。

データ型: double

info — CNR計算の中間結果

構造体

構成オブジェクト cfg で指定されたリンク バジェットパラメーターに基づく CNR 計算の中間結果が、これらのフィールドを持つ構造体として返されます。

詳細については、アルゴリズムを参照してください。

構造体フィールド	説明
TransmitterEIRP	送信アンテナの有効等方放射電力 (EIRP) がスカラーとして返されます。値は dBW 単位です。
FSPL	送信機から受信機アンテナまでの自由空間パス ロス(FSPL) がスカラーとして返されます。値は dB 単位です。
ReceivedIsotropicPower	受信アンテナで受信した等方性電力。スカラーとして返されます。値は dBW 単位です。
CarrierToNoiseDensityRatio	搬送波対雑音電力密度比 (C/No)。スカラーとして返されます。値は dB-Hz 単位です。
ReceivedEbNo	ビットあたりの受信エネルギーとノイズ電力密度の比 (Eb/No) がスカラーとして返されます。値は dB 単位です。
ReceivedEsNo	シンボルあたりの受信エネルギーとノイズ電力密度の比 (Es/No) がスカラーとして返されます。値は dB 単位です。

構造体内のすべてのフィールドのデータ型は double です。

データ型: struct

アルゴリズム

衛星通信システムの CNR は、受信機でのノイズの強度に対する受信機での搬送信号の強度を測定します。この図は、衛星通信に伴うさまざまな信号の損失と利得を示しています。

システムの CNR cn を計算するために、satelliteCNR 関数は satelliteCNRConfig 構成オブジェクトのプロパティを使用してさまざまな中間計算を実行し、それを構造体 info に出力します。この関数は中間計算にこれらの数式を使用します。

info 構造フィールド	式
TransmitterEIRP	TransmitterPower − TransmitterSystemLoss + TransmitterAntennaGain
FSPL	20*log10(4*π*Distance*Frequency ∕ physconstant("LightSpeed"))
ReceivedIsotropicPower	TransmitterEIRP - FSPL - MiscellaneousLoss
CarrierToNoiseDensityRatio	ReceivedIsotropicPower + GainToNoiseTemperatureRatio - 10*log10(physconstant("Boltzmann")) - ReceiverSystemLoss
ReceivedEbNo	CarrierToNoiseDensityRatio - 10*log10(BitRate) - 60
ReceivedEsNo	CarrierToNoiseDensityRatio - 10*log10(SymbolRate) - 60

次に、関数は次の式を使用して搬送波対雑音比を計算します。

cn = CarrierToNoiseDensityRatio - 10*log10(Bandwidth) - 60

拡張機能

C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2022b で導入

参考

satelliteCNRConfig