do an ttvt
DESCRIPTION
đồ án về thông tin vệ tinhTRANSCRIPT
Chng I:
n tt nghip
MC LC
NI DUNGTrang
THUT NG VIT TT
DANH MC BNG BIU
DANH MC HNH V
LI NI U
1Chng 1: TNG QUAN H THNG V THNG TIN V TINH
11.1. Gii thiu tng quan v thng tin v tinh
11.1.1. Lch s pht trin h thng thng tin v tinh quc t
11.1.2. Cu trc tng th v nguyn l thng tin v tinh
21.1.3. c im ca thng tin v tinh
21.1.3.1. V tinh v cc dng qu o ca v tinh
51.1.3.2. Phn chia di tn cho thng tin v tinh
61.1.3.3. u, nhc im ca thng tin lin lc qua v tinh:
81.2. K thut thng tin v tinh.
81.2.1. Phng v tinh, nh v v duy tr v tinh trn qu o.
81.2.1.1. Phng v tinh ln qu o a tnh.
91.2.1.2. Duy tr v tinh trn qu o.
91.2.2. Cu hnh tng qut ca mt h thng thng tin v tinh.
101.2.2.1. Cu trc c bn ca v tinh a tnh.
111.2.2.2. Trm iu khin v tinh.
121.2.2.3. Cc trm mt t
131.3. Phng php a truy nhp.
131.3.1. a truy nhp phn chia theo tn s (FDMA)
141.3.2. a truy nhp phn chia theo thi gian (TDMA)
151.3.3. a truy nhp phn chia theo m (CDMA)
161.4. Cc loi dch v trong thng tin v tinh
181.5. Kt lun chng
19Chng 2: V TINH A TNH V K THUT TRM MT T
192.1. Gii thiu chung.
192.1.1. Qu trnh pht trin ca thng tin v tinh a tnh.
202.1.2. Hot ng ca thng tin v tinh a tnh.
222.2. V tinh thng tin a tnh
222.2.1. Cu trc h thng thng tin v tinh a tnh
222.2.1.1. Phn on khng gian
262.2.1.2. Phn on mt t
272.2.1.3. H thng cung cp ngun v iu ho nhit
272.3. K thut trm mt t.
272.3.1. H thng anten.
272.3.1.1. c tnh, yu cu ca anten trm mt t
282.3.1.2. Phn loi anten
292.3.1.3. Cc thng s ca anten parabol i xng
332.3.2. Di thng
342.3.3. K thut trong truyn dn
342.3.3.1. K thut ng b:
342.3.3.2. Sa li m:
352.3.4. Cc thit b truyn dn s trn mt t
352.3.4.1. S ho tn hiu tng t
362.3.4.2. Thit b bo mt (Encryption)
382.3.4.3. B m ho knh (Channel Encoder)
382.3.5. K thut iu ch
392.4. Cc thng s c bn trn tuyn truyn thng tin
392.4.1. Cc mc cng sut
392.4.1.1 Cng sut bc x ng hng tng ng
402.4.1.2. Cng sut thu
412.4.2. Cc loi suy hao
412.4.2.2. Suy hao do anten thu pht lch nhau (hnh 2.23)
422.4.2.3. Suy hao do khng thu ng phn cc
422.4.2.4. Suy hao do kh quyn
422.4.2.5. Suy hao do ma v my
462.4.3. Nhiu trn tuyn thng tin
462.4.3.1. Cc ngun nhiu
462.4.3.2. Mt ph cng sut tp nhiu N0
472.4.3.3. Nhiu nhit ca mt ngun nhiu
472.4.3.4. H s nhiu
482.3.3.5. Nhit nhiu ca b suy hao Te
482.4.3.6. Nhit nhiu ca phn t tch cc
502.4.3.8. Nhiu nhit ca anten TA
512.4.3.9. Nhiu nhit h thng thu
512.4.3.10. T l tn hiu trn nhiu ti u vo decoder
522.4.3.11. T s nng lng ca Bit/mt tp m Eb/N0 (Energy of Noise Density Ratio)
542.5. Kt lun chng
55Chong 3: H THNG V TINH VIN THNG VINASAT
553.1. Tnh hnh chung
553.1.1. S pht trin h thng thng tinh v tinh th gii
553.1.2. S pht trin h thng thng tinh v Vit Nam
553.1.3. Thng tin v v tinh vin thng VINASAT-1
563.2. V tinh vin thng VINSAT
563.2.1. Tm quan trng ca v tinh VINASAT-1
563.2.1.1. Nh nc
573.2.1.2. Doanh nghip
583.2.1.3. Ngi dn
613.3. Qu trnh vn hnh v khai thc dch thng qua VINASAT-1
613.3.1. Trm iu khin v tinh VINASAT-1
613.3.2. Khai thc dch v v tinh VINASAT-1
623.4. Cc dch v t v tinh VINASAT-1
623.4.1. VINASAT-1 cho B quc phng v cng an
633.4.1.1. La chn bng tn
643.4.1.2. Cc dch v ca h thng thng tin v tinh qun s
653.4.2. VINASAT-1 cho cc nh cung cp dch v
653.4.2.1. Pht thanh lu ng
663.4.2.2. Truyn hnh qua v tinh
683.4.2.3. Dch v Internet bng rng
703.4.2.3. Truyn hnh hi nghi
703.4.2.4.Thng tin di ng qua v tinh
713.4.2.5. VoIP v PSTN
723.4.2.7. Dch v pht hnh MPEG-4
733.4.2.8. o ti t xa
733.4.2.9. ng dng v tinh trong kh tng thy vn
743.5. D n VINASAT-2
753.6. Kt lun chng
76Chng 4: THIT K KNH TRUYN DN THNG TIN QUA V TINH
764.1. Cc thng s k thut
764.1.1. Ta v tinh
764.1.2. Trm mt t
794.2. C s thit k tuyn
794.2.1. Tnh tuyn ln
794.2.1.1. Tuyn ln khi tri trong
804.2.1.2. Tuyn ln khi tri ma
804.2.2. Tnh tuyn xung
804.2.2.1. Tnh tuyn xung khi tri trong
814.2.2.2. Tnh tuyn xung khi tri ma
814.2.3. Tnh tuyn tng
814.2.3.1. Li cng sut ng vo v ng ra
824.2.3.2. li cng sut v tinh
824.2.3.3. Quan h gia li, EIRP v mt thng lng cng sut bo ho
834.2.3.4. Thng s tuyn tng
854.3. Thit k tuyn truyn hnh s v tinh VINASAT-1 132O E
854.3.1. V tr t trm mt t
854.3.2. Thit k tnh ton tuyn ln bng Ku
854.3.2.1. Bng Ku khi tri trong
884.3.2.2. Bng Ku khi tri ma
904.3.3. Thit k tnh ton tuyn xung bng Ku
904.3.3.1. Bng Ku khi tri trong
924.3.3.2. Bng Ku khi tri ma
934.4. M phng bi ton
934.4.1. Giao din chng trnh chnh
944.4.2. Thng tin v chng trnh thit k
944.4.3. Giao din chng trnh tnh ton v thit k ng truyn v tinh
954.5. Kt lun chng:
96KT LUN
97TI LIU THAM KHO
PH LC.....
THUT NG VIT TTARQAutomatic Repeat RepuestPht li t ng
BBBase BandBng tn c bn
BERBit Error RateT l li bt
CDMACode Division Multiple Accessa nhp cp phn chia theo m
DDownlinkTuyn xung
D/CDown Coverteri tn tuyn xung
DEMDemodelationGii iu ch
DTHDirect To HomePht trc tip n trm mt t
ESElementary StreamTrm mt t
ETRPEquivalent Isotropic Radiated PowerCng sut bc x ng hng
f/dfocal/diameterTiu c/ng knh anten parabol
FDMAFrequency Division Multiple Accessa nhp cp phn chia theo tn s
FECForward Error ConrectionSa li bn thu
GPSGlobal Positioning SystemH thng v tinh ton cu
HDTVHigh Definition TelevisionTruyn hnh s phn gii cao
HPAHigh Power AmplifineKhuch i cng sut cao
IFIntermediate FrequencyTrung tn
IPInternet ProtocolGiao thc mng
IPSIntrusion prevention systemChng xm nhp h thng
ISDNIntegrated services Digital Network Mng s a dch v tng hp
ITUInternational Telecommunication UnionLin on vin thng quc t
LNALow Nosie AmplifierKhuch i tp m thp
LOLocal OscillatorDao ng ni
PCMPulse Code Modulationiu bin m xung
PSDNPublic switched data networkMng chuyn mch s cng cng
PSKPhase shift keyingKha dch pha
RFRadio FrequencyTn s v tuyn
SESSatellite Earth StationThu v tinh t trm mt t
TDMATime Division Multiple Accessa nhp cp phn chia theo thi gian
TNVNTing ni Vit Nam
TTVT-QSThng tin v tinh qun s
TVTelevisionTruyn hnh
UUplinkTuyn xung
UPSUninterupted Power SupplyNgun in khng bao gi ngt
V/CUp Coverteri tn tuyn xung
VLANvirtual local area networkMng LAN o
VoIPVoice over Internet Protocolm thoi qua internet
VSATVery Small Aperture TerminalsThit b u cui kch thc nh
VSWRVoltage Standing Wave RadioH s sng ng
DANH MC BNG BIU
S hiuTn bngTrang
1.1Quy nh bng tn thng tin v tinh5
2.1 li anten vi cc ng knh khc nhau nhng bng tn chnh33
2.2Lng ma tng ng vi tng thi gian suy gim tn hiu do ma trung bnh trong nm43
2.4Quan h gia h s nhiu v nhit nhiu48
4.1Quan h a v a ph thuc v tr trm mt t v v tinh78
DANH MC HNH VS hiuTn hnh vTrang
1.1S ng thng tin v tinh1
1.2V tinh qu o thp3
1.3Qu o v tinh a tnh3
1.4S suy gim ca sng v tuyn trong khng gian5
1.5S qy o Holmonn9
1.6H thng thng tin v tinh10
1.7Cu trc c bn ca v tinh10
1.8S khi chc nng ca v tinh10
1.9S khi chc nng trm mt t12
1.10Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp FDMA14
1.11Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp TDMA14
1.12Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp CDMA15
1.13Cc dch v qua v tinh16
2.1Cu hnh h thng thng tin v tinh a tnh20
2.2S cu to b pht p23
2.3S b thu bng rng24
2.4Cu hnh trm mt t26
2.5 rng bp sng anten trm mt t 3dB 1,6O28
2.6Cc loi anten dng trong truyn hnh v tinh29
2.7Cu trc ca anten parabol i xng29
2.8Tn hiu phn x trn b mt anten30
2.9Quan h gia mc nng lng ra cho v t s f/D30
2.10Gc bc x ca anten, beam width 3dB31
2.11M t quan h G, D v ca anten parabol i xng33
2.12Cc thnh phn ca mt chui truyn dn s qua v tinh35
2.13Nguyn l truyn dn bo mt37
2.14Nguyn l ca m ho knh38
2.15M t anten ng hng39
2.16Anten thc bc x vng A40
2.17Tnh mc cng sut thu40
2.18Tnh suy hao thu pht41
2.19Suy hao do anten thu pht lnh nhau42
2.20Lng ma trung bnh (mm/h) ca cc vng trn th gii43
2.21Tnh suy gim do ma ca CCIR44
2.22Lng ma R0.01 (mm/h) vt qu 0.01% ca mt nm trung bnh45
2.23Ton xc nh suy hao trn mt n v chiu di trong ma R (dB/Km)46
2.24Mt ph cng sut nhiu N047
2.25Xc nh gi tr cng sut nhiu47
2.26Nhit nhiu ca h thng49
2.27Cng sut nhiu ca h thng cc mch mc ni tip50
2.28Nhiu nhit mt t khi tri trong v khi ma50
2.29Nhiu t bu tri v mt t n anten50
2.30Nhit nhiu trn h thng thu51
3.1V tinh VINASAT-159
3.2Tm bao ph ca sng bng tn C60
3.3Tm bao ph ca sng bng tn Ku60
3.4Trung tm iu khin v tinh VINASAT-1 Qu Dng61
3.5S t chc mng mt t TTVT-QS64
3.6M hnh cung cp dch v internet qua v tinh68
3.7S truyn hnh hi ngh70
3.8Cc thnh phn chnh cho c s h tng mng di ng qua v tinh70
3.9S VoIP v PSTP71
3.10M hnh mng doanh nghip72
3.11S pht hnh MPEG-472
3.12M hnh dch v o to t xa73
4.1Mc tn hiu trn v tinh76
4.2Gc m v tinh nhn v tri t76
4.3Cc gc ca anten trm mt t77
4.4Gc ngng e v gc phng v a77
4.5Gc ngng e v mt na gc m v tinh (077
4.6M t tuyn ln (Uplink)79
4.7M t tuyn xung (Downlink)80
4.8Quan h cng sut vo v ra n bo ha81
4.9c tnh chuyn i cng sut ca b pht p v tinh82
4.10Tuyn tng83
4.11Cc mc cng sut tuyn ln Ku Quy Nhn88
4.12Cc mc cng sut tuyn xung Ku Quy Nhn92
LI NI U
Thng tin v tinh ch mi xut hiu trong hn bn thp k qua nhng pht trin rt nhanh chng trn th gii cng nh trong nc ta, m ra cho mt thi k mi cho s pht trin trong mi lnh vc khoa hc cng nh i sng ni chung v c bit ngnh vin thng ni ring.Ngy nay chng ta ang sng trong mt th gii ca thng tin, nhu cu thng tin gia con ngi vi con ngi ngy cng ln thun li hn v hon ho hn nh vo cc h thng truyn tin a dng nh h thng thng tin v tuyn hay h thng thng tin hu tuyn. Cc h thng ny tht s l phng tin cc k hu ch v n c kh nng kt ni mi ni trn th gii vt qua c khi nim v khng gian v thi gian gip con ngi gn gi nhau hn mc d qung ng rt xa, gip con ngi cm nhn cm nhn c cuc sng hin ti ca th gii xung quanh, thng tin qua v tinh khng ch c ngha truyn dn i vi quc gia, khu vc cn mang tnh xuyn lc a nh v tinh ton cu. Nh c v tinh m qu trnh truyn thng tin din ra gia cc chu lc tr nn tin li v nhanh chng thng qua nhiu loi hnh dch v khc nhau.Thng tin v tinh c ng dng vo nc ta bt u t nhng nm 80 m ra mt s pht trin mi ca vin thng Vit Nam. Thng tin v tinh c nhiu u im ni bt l vng ph sng rt rng, trin khai lp t nhanh v kh nng cung cp dch v a dng cho ngi dng. N l phng tin hu hiu nht kt ni thng tin lin lc vi cc vng xa xi, bin gii, hi o ni m mng c nh khng th vi ti c, ng thi thng tin v tinh nh u im trin khai lp t v thit lp lin lc nhanh s l phng tin lin lc c ng gip ng cu kp thi trong cc tnh hung khn cp.Trc khi c v tinh VINASAT-1, Vit Nam thu v tinh ca cc nc khu vc phc v cho nhu cu thng tin. V tinh VINASAT-1 a vo s dng p ng ngy cng tng v trao i thng tin, gim chi ph thu v tinh ca cc nc,m ra mt bc tin mi cho vin thng Vit Nam. VINASAT-1 ang vn hnh v khai thc tt, s dng gn ht cng sut v Vit Nam c d n VINASAT-2 s c phng v a vo s dng trong vi nm ti. Do vic hiu bit v thng tin v tinh l cn thit.
T nhng vn m ti ch i su nghin cu kho st v h thng thng tin v tuyn m c th l h thng thng tin v tinh. Phn ni dung ca ti c phn b gm 4 chng:
Chng 1: Tng quan h thng thng tin v tinh.
Chng 2: v tinh a tnh v k thut trm mt t.
Chong 3: H thng v tinh vin thng VINASAT.Chng 4: Thit k knh truyn dn thng tin qua v tinh.Ngoi ra cn c mt phn ph lc b sung ni dung cho mt s vn cn c lm sng t trong phn ni dung ca ti.Thng tin v tinh l mt lnh vc khoa hc k thut cao, vic tm hiu nghin cu i hi phi c thi gian, kinh nghim v mt kin thc su rng. Do , chc chn n khng th trnh khi nhng thiu st, cn c xem xt thu o hn. Em xin chn thnh cm n tt c cc kin ng gp ca cc thy c v ton th cc bn n c hon chnh hn.
Xin chn thnh cm n thy gio ThS. Nguyn nh Luyn to mi iu kin v tn tnh hng dn em trong sut thi gian thc hin n.Xin chn thnh cm n cc thy, c gio Khoa K thut & Cng ngh, trng i hc Quy Nhn to iu kin thun li, gip em trong sut thi gian hc tp ti trng.
Quy Nhn, ngy 9 thng 10 nm 2010
Sinh vin thc hin
Nguyn Vn y
Chng 1: TNG QUAN H THNG V THNG TIN V TINH
1.1. Gii thiu tng quan v thng tin v tinh1.1.1. Lch s pht trin h thng thng tin v tinh quc t- Thng 10 nm 1957 ln u tin trn th gii, Lin X phng thnh cng v tinh nhn to SPUTNIK-1. nh du mt k nguyn v thng tin v tinh.
- Nm 1958 bc in u tin c pht qua v tinh SOCRE ca M, bay v o thp.- Nm 1964 thnh lp t chc thng tin v tinh quc t INTELSAT.
- Cui nm 1965 Lin X phng thng tin v tinh MOLNYA ln qu o elip.
- Nm 1971 thnh lp t chc thng tin v tinh quc t INTERSPTNIK gm Lin X v 9 nc XHCN.
- Nm 1927-1976 Canada, M, Lin X v Indonnesia s dng v tinh chi thng tin ni a.
- Nm 1979 thnh lp t chc thng tin hnh hi quc t qua v tinh INMARSAT.
- Nm 1984 Nht Bn a vo s dng h thng truyn hnh trc tuyn qua v tinh.
- Nm 1987 th nghim thnh cng v tin phc v cho thng tin di ng qua v tinh.
- Thi k nhng nm 1999 n nay, tng v hnh thnh nhng h thng thng tin di ng v bng thng rng ton cu s dng v tinh. 1.1.2. Cu trc tng th v nguyn l thng tin v tinh
Hnh 1.1: S ng thng tin v tinh
Mun thit lp mt ng thng tin v tinh, trc ht phi phng mt v tinh ln qy o v c kh nng thu sng v tuyn in.V tinh c th l v tinh th ng, ch phn x sng v tuyn mt cch thu ng v khng khuch i v bin i tn s. Hu ht cc v tinh thng tin hin nay l v tinh tch cc. V tinh s thu tn hiu t trm mt t, (SES: Satellite Earth Station) bin i, khuch i v pht li n mt hoc nhiu trm mt t khc.Tn hiu t trm mt t v tinh, gi l ng ln (uplink) v tn hiu t trm mt t v tinh v mt trm mt t khc ng xung (downlink). Thit b thng tin qua v tin bao gm mt s b pht p s khuch i tn hiu cc bng tn no ln mt cng sut ln v pht v mt t.1.1.3. c im ca thng tin v tinh
1.1.3.1. V tinh v cc dng qu o ca v tinh
- Khi nim: Mt v tinh c kh nng thu v pht sng v tuyn in khi c phng vo v tr ta gi l v tinh thng tin. Khi v tinh s khuch i sng v tuyn in nhn c t cc trm mt t v pht li sng v tuyn in n cc trm mt t khc. Do v tinh chuyn ng khc nhau khi quan st t mt t, ph thuc vo qu o bay ca v tinh, v tinh c th phn ra v tinh qu o thp v v tinh a tnh.
Mi loi v tinh c nhng c im ring, ty theo tng loi ng dng m vic s dng v tinh cng khc nhau.
- Qu o ca v tinh:Khi quan st t mt t, s di chuyn ca v tinh theo qu o bay ngi ta thng phn v tinh thnh hai loi:
+ V tinh qu o thp: l v tinh chuyn ng lin tc so vi mt t, thi gian cn thit cho v tinh chuyn ng xung quanh qu o ca n khc vi chu k quay ca qu t (loi v tinh ny c ng dng trong vic nghin cu khoa hc, qun s, kh tng thy vn, thng tin di ng, )
Hnh 1.2: V tinh qu o thp u im:
Ph sng c cc vng c v cao > 81,3o.
Gc ngng ln nn gim c tp m do mt t gy ra. Nhc im:
Mi trm phi c t nht hai anten v anten phi c c cu in chnh chm tia. m bo lin lc lin tc trong 24 gi th phi cn nhiu v tinh.
ng dng: Tn hao ng truyn nh do v tinh bay cao thp, nn ph hp vi thng tin di ng. Tr truyn lan nh.+ V tinh a tnh: l v tinh c phng ln qu o trn cao khong 36.000 km so vi ng knh qu o. V tinh ny bay xung quanh tri t 1 vng mt 24 gi. Do T bay ca v tinh bng T quay ca Tri t v cng phng hng (hng ng), bi vy v tinh dng nh ng yn khi quan st t mt t, gi l v tinh a tnh.Hnh 1.3: Qu o v tinh a tnh
u im:
Hiu ng Dopler rt nh do vic iu chnh anten trm mt t l khng cn thit.
V tinh coi nh ng yu so vi trm mt t. Do vy y l qu o l tng cho cc v tinh thng tin, n m bo thng tin ownr nh v lin tc sut 24 gi trong ngy. Vng ph sng ca v tinh ln, bng 42,2% b mt tri t.
Cc trm mt t xa c th lin lc trc tip v h thng 3 qu v tinh c th ph sng ton cu. Nhc im:
Qu o a tnh l qu o duy nht tn ti trong v tr v c coi l mt ti nguyn thin nhin co hn. Ti nguyn ny ang cn kit do s lng v tinh ca cc nc phng ln ngy cng nhiu.
Khng ph sng c nhng vng c v ln hn 81,30. Cht lng ng truyn ph thuc vo thi tit.
Thi gian tr truyn lan ln, theo ng ngn nht c:
T: trm v tinh trm (72.000Km) 240ms.
T: trm v tinh trm Hub v tinh trm (154.000Km) 513ms.
T: trm v tinh trm (143.000Km) 447ms.
Tnh bo mt khng cao.
Suy hao cng sut cho ng truyn ln (gn 200dB).
ng dng: c s dng lm qu o cho v tinh thng tin bo m thng tin cho cc vng co v nh hn 81,30. L loi v tinh c s dng ph bin nht, vi nhiu loi hnh dch v.
Nhn xt: T cc dng qu o nu trn th v tinh a tnh l v tinh s dng cho thng tin l l tng nht v n ng yn khi quan st t v tr c nh trn tri t. Ngha l thng tin s c bo m lin lc, n nh trong 24 gi vi cc trm nm trong vng ph sng ca v tinh m khng cn chuyn i sang mt v tinh khc. Bi vy hu ht cc h thng thng tin v tinh c nh u s dng v tinh a tnh.1.1.3.2. Phn chia di tn cho thng tin v tinh
Hnh 1.4: S suy gim ca sng v tuyn trong khng gian
Hnh trn cho thy sng in t tn s thp b hp th nng lng mnh khi truyn qua tng in li (c bit l my t) v tn s cao (ln hn 10Ghz) b suy hao ng k khi truyn qua lp kh quyn (my m v c bit l ma). Ch c di tn t 1-10 GHz l c suy hao tng i thp nn c chn s dng trong thng tin v tinh, ta gi khong tn s ny l ca s v tuyn (Radio Window).
Lin on thng tin quc t ITU chia th gii ra lm 3 khu vc:
Khu vc 1: gm Chu u, Chu Phi, vng Trung ng v Nga.
Khu vc 2: gm cc nc chu M. Khu vc 3: gm cc nc Chu v Chu i Dng
Tn s phn phi cho mt dch v no c th ph thuc vo khu vc. Trong mt khu vc mt vng dch v c th c dng ton b bng tn ca khu vc ny hoc phi chia s vi cc dch v khc. Cc dch v c nh s dng cc bng tn theo bng sau:Bng 1.1 Quy nh bng tn thng tin v tinh
i vi thng tin v tinh Quc t, tin cy l rt quan trng. Do vic la chn bng tn dng cho thng tin v tinh Quc t phi cn c la chn v thm d k cng. Ngi ta chn bng C dng cho thng tinh v tinh Quc t, cn bng Ku trc y dng cho thng tin v tinh ni a hin nay c m rng cho khu vc.
1.1.3.3. u, nhc im ca thng tin lin lc qua v tinh:- u im:Thng tin v tinh l mt trong nhng h thng truyn dn v tuyn, s dng v tinh chuyn tip tn hiu n cc trm trn mt t. V trm chuyn tip v tinh c cao rt ln nn thng tin v tinh c nhng u im so vi cc h thng vin thng khc l: + Gi thnh thng tin v tinh khng phc thuc vo c ly gia hai trm. Gi thnh nh nhau khi truyn c ly 5000 km v 100 km. C kh nng thit lp nhanh ng truyn gia cc im trn mt t vi c ly xa a hnh phc tp nm trong vng ph sng ca v tinh, u ny cc truyn dn thng thng kh c th thc hin c.+ C kh nng thng tin qung b cng nh thng tin im ni im. Mt v tinh c th ph sng cho mt vng rng lp trn tri t (v tinh a tinh bp sng ton cu c vng ph sng chim 1/3 b mt tri t), nh vy mt trm mt t c th thng tin vi nhiu trm mt t khc trong vng ph sng . Nu c 3 v tinh a tnh phng ln ba v tr thch hp th s ph sng ton cu do cc dch v thng tin ton cu s c thc hin.+ C kh nng bng rng: Cc b lp trn v tinh thng l cc thit b bng tn rng, c th thc hin nhiu dch v bng rng cng nh cc dch v khc. rng bng tn ca mi b lp (repeater) c th ln n hng chc megahertz. Mt b lp c th c s dng cho hai trm mt t trong vng ph sng ca v tinh. Cc h thng thng tin trn mt t thng gii hn c ly gn (v d nh truyn hnh ni ht) hoc cho cc trung k dung lng nh gia cc th trng chnh.+ Dung lng thng tin ln: V s dng tn s cao nn bng tn rng, hn na p dng cc bin pht tit kim tn s (FDMA, TDMA, CDMA,). p ng c hu ht cc dch v m thc t ra.
t chu nh hng bi a hnh ca mt t. Do cao bay ln nn thng tin v tin khng b nh hng bi a hnh thin nhin nh i ni, thnh ph, sa mc, i dng. Sng v tuyn chuyn tip qua v tinh l phng tin thng tin tt nht cho cc vng nng thn v cc vng cha pht trin. Thng tin v tinh c th cung cp cc dng v ph thng cho c thnh ph, nng thn cng nh min ni v hi o(v d truyn hnh in thoi dung lng nh). Thng tin v tin y nhanh s pht trin nn cng nghip v cc phng tin s l s liu nng thn.+ Dch v thng tin v tinh bng tn rng v c th truyn ti bt k ni no trn th gii a n vic tm ra cc th trng mi cng nh m rng cc th trng dch v h tng cc ng thng tin c s dng trn mt t. Nh v tinh y nhanh s pht trin ca cc mng truyn hnh c bit l truyn hnh cp, truyn hnh tr tin (pay TV), cc nhm ngn ng v dn tc (ethnic and language), cc nhm tn gio, th thao v cc tin tc v sum hp.Cc dch v mi. Do kh nng c bit ca thng tin v tinh nn a ra cc khi nim mi cho lnh vc vin thng. Trc khi c thng tin v tinh (trc nm 1958), hu ht cc dung v vin thng quc t u s dng sng ngn phn x tng in ly. Thng tin ny khng p ng c cc nhu cu do cht lng xu, dung lng tht, bng tn hp, ngay c khi cng ngh ca loi hnh vin thng ny t ti mc gii hn. Mt v d trong trng hp cp cu, Inmarsat l mt dch v v tinh mi, n cung cp ting, s liu v hnh nh tc thp di ng cho tu, thuyn, my bay qua v tinh. Hin nay c thm nhiu dch v nh: dch v thoi, Fax, Telex c nh, pht thanh truyn hnh qung b, dch v thng tin di ng qua v tinh,Cc dch v c nhn ca khc hng: Cc trm mt t nh vi anter kch thc b c th truy nhp n cc c s d liu, cc c quan b v cc h thng qun l thng tin. Cc trm ny c cc thit b u cui kch thc rt nh, gi l VSAT (very Small Aperture Terminals). Cc u cui ny thng t ti nh ca khch hng hay cc khu vc c cc yu cu dch v ph thng vi dung lng nh. Vi cc dch v nh: truyn hnh v tinh, dch v thu knh ring, tin cy v cht lng thng tin cao: do tuyn thng tin ch c ba trm (mt t v tinh mt t), trong v tinh ng vai tr nh trm lp, cn hai trm u cui trn mt t nn xc sut h hng trn tuyn rt thp.
Tnh linh hot v hiu qu kinh t: h thng thng tin c thit lp nhanh chng trong iu kin cc trm mt t cch xa nhau. c bit hiu qu kinh t cao trong thng tin c ly ln, thng tin xuyn lc a.
- Nhc im:Tuy nhin trong thng tin v tinh cng c nhng nhc im quan trng l:
+ Khng hon ton c nh.
+ Khong cch truyn dn xa nn suy hao lp, nh hng ca tp m ln.
+ Gi thnh lp t h thng rt cao, nn chi ph phng v tinh tn km m vn tn ti xc sut ri ro.+ Thi gian s dng hn ch kh bo dng, sa cha v nng cp.
Do ng i ca tn hiu v tuyn truyn qua v tinh kh di (hn 70.000 km i vi v tinh a tnh) nn t im pht n im nhn s c thi gian tr ng k.
Ngi ta mong mun v tinh c vai tr nh l mt ct anter c nh nhng trong thc t v tinh lun c s chuyn ng tng i i vi mt t, d l v tinh a tnh nhng vn c s dao ng nh. iu ny trong h thng phi c trm iu khin nhm gi v tinh v tr nht nh trong thng tin. Thm na do cc v tinh bay trn qu o cch rt xa mt t cho nn vic truyn sng gia cc trm phi chu s tn hao ln, b nh hng cc yu t thi tit v phi i qua nhiu loi mi trng khc nhau. vn m bo cht lng ca tuyn ngi ta phi s dng nhiu k thut b v chng li phc tp.
1.2. K thut thng tin v tinh.1.2.1. Phng v tinh, nh v v duy tr v tinh trn qu o.1.2.1.1. Phng v tinh ln qu o a tnh.Mi v tinh c a ln qy o theo mt trong hai cch sau: Dng tn la y nhiu tng.
+ Dng phng tin phng nhiu ln: tu con thoi. Phng php phng da trn qy o Holmonn:
Hnh 1.5: S qy o Holmonn- Giai on 1: Dng tn la y nhiu tng a v tinh ln qu o LEO c cao 200Km, V = 7.784m/s.
- Giai on 2: Ti im nng ca qu o LEO, dng tn la y nhiu tng thc hin tng tc vi V = 10.234m/s a v tinh sang qu o chuyn tip Elip c vin im thuc qu o a tnh (h = 35.786 km) v cn im thuc qu o LEO (h = 200km), cn c gi l qu o Hohmann.- Giai on 3: Khi v tinh chuyn ng qua vin im ca qu o Hohmonn th s dng ng c y vin im t trong v tinh a v tinh v qu o a tnhv v v tr ca n.
1.2.1.2. Duy tr v tinh trn qu o. Cc cng vic chnh c thc hin trong qu trnh duy nht tr v tinh trn qu o l: - Cc dao ng ca v tinh xung quanh v tr qu o theo hng ng Ty, Nam Bc phi c duy tr trong khong 0.050.
- T th v tinh phi c gim st v hiu chnh bo m anten v tinh lun lun hng v cc vng mong mun ca tri t.1.2.2. Cu hnh tng qut ca mt h thng thng tin v tinh.Cu hnh tng qut gm: V tinh a tnh, trm iu khin, cc trm mt t.
Hnh 1.6: H thng thng tin v tinh1.2.2.1. Cu trc c bn ca v tinh a tnh. - Anten nh hng cho mt t, gc ta sng ca anten c chn sao cho sng bao trm nhng vng cn ph trn mt t (c nc hoc c vng lc a).
- Ngun nng lng cung cp cho v tinh hot ng ch yu l dng pin mt tri.Hnh 1.7: Cu trc c bn ca v tinh.
Hnh 1.8: S khi chc nng ca v tinhu tin anten nhn tn hiu ca tuyn ln, k n b lc s b i dy tn s khng mong mun, b khuch i nng cng sut tn hiu ln v tn hiu c dch xung dy tn ph hp vi dy tn ca tuyn xung. Tip theo b khuch i, mng li phn knh tch cc knh ring l x l nh : cn bng, khuch i, lc tt c cc knh sau c kt hp li v truyn xung.
thc hin cc chc nng trn, v tinh hot ng nh mt trm chuyn tip n gii. Thay i tn s trn v tinh c thc hin bng cc b i tn. 1.2.2.2. Trm iu khin v tinh.Thit b trung tm iu khin c chia thnh 2 phn:
- Th nht l nhm thit b ng-ten: Bao gm cc thit b thc hin a cc lnh iu khin v thu thp cc tn hiu t v tinh.
Nhim v ca anten l thu nhng tn hiu lin quan n d liu v tnh trng hot ng, t hng i cho n cc thng s cm bin bn trong do v tinh gi v. Sau khi d liu c a vo phn tch, x l, nhng lnh iu khin cn thit cng i qua antenna ny pht ln v tinh.
- Phn th hai l phn thit b trong nh, ch yu l my tnh x l thng tin nhn c t v tinh v a cc lnh x l cn thit.Nhim v x l nhng thng tin m chic antenna gi v do mt h thng my tnh m nhim, gm my ch, h thng my trm, thit b bo mt v phn mm chuyn dng u c nh thu lp t v cung cp tng th. Theo quy trnh, nhng tn hiu t v tinh s c cc chuyn gia ca Trung tm theo di v x l lin tc 24/24. Trong trng hp hot ng n nh, th vic iu chnh v tinh tr v v tr chnh xc c tin hnh nh k mi tun mt ln. Ton b quy trnh iu hng module, li hng pin mt tri,... trn v tinh u xut pht t trung tm ny.Ngoi cc nhim v ca trm iu khin nh: iu khin v tinh bay ng qu o, ng v tr ta quy nh ( 0.050 so vi v tr chun ban u), theo di hot ng ca cc thit b v tinh, Trm iu khin cn c nhim v qun l v khai thc cc dch v v tinh nh: qun l v tn s ca cc dch v trnh trng hp gy can nhin v tn s, chia bng tn v dung lng hp l nhm s dng cng sut ca ton b pht p c hiu qu, bo mt thng tin,1.2.2.3. Cc trm mt tHnh 1.9: S khi chc nng trm mt t.- H thng anten :
ng knh anten thu, pht ca trm mt t thng thng t 0.6 - 30 m tu theo tiu chun ca tng loi trm. Anten c mt h thng c kh vng chc gi, m bo anten c trong cc iu kin ma to gi ln thm ch ng t.
H thng anten c u ni trc tip vi b khuch i tp m thp LNA v b khuch i cng sut ln HPA bng h thng ng dn sng. ngn cch gia tn hiu cng sut pht v tn hiu thu v khng ln sang nhau (v dng chung antenna) ngi ta dng b lc thu pht siu cao ( Diplexer ).
- H thng thu tn hiu:
Tn hiu SHF thu t antenna c khuch i ln nh LNA, sau qua b chia cao tn ri vo b bin i xung (Down Converter) i t tn s RF xung trung tn IF, k n qua b gii iu ch thu li tn hiu bng tn c bn ( Base Band ). Tn hiu s c x l nh gii nn, sa li ( Redundancy ), gii nhn (De-emphasis), trit ting di (Echo-Cancellation) ... sau cc tn hiu thoi hay truyn hnh c phn knh c th truy xut d dng theo cc tn s sng mang chun.
Thu cc sng mang trn ng xung ca v tinh tn s chn trc, x l tn hiu ny trong trm chuyn thnh cc tn hiu bng gc sau cung cp cho cc mng mt t hoc trc tip ti cc thit b u cui ca ngi s dng.
- H thng pht tn hiu :
Tn hiu bng tn c bn c dn knh (Mux), sau qua b x l tn hiu, iu ch, tng hp tn s, i tn cho tng knh ring l sau qua b khuch i cng sut ln truyn qua Diplexer, Feeder v bc x ra antenna.Ngoi ra cn c h thng bm v tinh (Tracking), h thng gim st, cp ngun ...
Cc thit b in t trong trm u bt buc lm vic trong mi trng thch hp, l nhit 200C vi m 70% m bo an ton, duy tr tui th cng nh cht lng thng tin.Mt trm mt t c th c kh nng thu v pht lu lng mt cch ng thi hoc trm ch pht hoc ch thu.1.3. Phng php a truy nhp.Thng tin v tinh l mt h thng thng tin v tuyn im n a im, ngha l mt v tinh c th thng tin vi nhiu trm mt t, v vy phi s dng phng php a truy nhp tit kin ti nguyn.
Trong thc t, mt b pht p c th phc v cng mt lc nhiu trm mt t khc nhau. K thut a truy nhp l k thut cc trm mt t truy nhp b pht p v tinh, vi yu cu sng v tuyn in t cc trm mt t ring l khng can nhiu vi nhau.
1.3.1. a truy nhp phn chia theo tn s (FDMA)
y l phng php s dng rng ri nht. Trong h thng ny mi trm mt t c dng ring mt tn s pht khng trng vi cc trm khc sao cho khong cch tn s gia cc trm khng b chng ln ln nhau. FDMA c th s dng cho tt c cc h thng iu ch (iu ch s cng tng t).
Cc trm thu mun thu c tin tc phi dng cc b lc di tng ng vi tn s cn thu.
Phng php ny cho php cc trm truyn dn lin tc m khng cn iu khin nh thi ng b, thit b s dng kh n gin.Nhn xt: phng php ny thiu tnh linh hot trong vic thay i cch phn phi knh do: cc knh truyn dn c phn chia theo tn s quy nh, khi mun tng s knh bt buc phi gim nh bng thng ngha l thay i cc b lc di i vi trm thu. ng thi phng php ny tn km knh truyn.
Hnh 1.10: Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp FDMA.
1.3.2. a truy nhp phn chia theo thi gian (TDMA)
Hnh 1.11: Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp TDMA.L mt h thng cc trm thu mt t dng chung mt b pht p trn c s phn chia theo thi gian. Trc ht phi s dng mt sng mang iu ch s. H thng ny thng nh ra mt khung thi gian gi l khung TDMA. Khung thi gian ny s chia ra lm nhiu khong tng ng mi trm mt t.Mi trm pht sng theo khe thi gian ca khung quy nh. ng thi gia cc khe thi gian cn mt khong thi gian trng tn hiu cc trm khng chng nhau v thi gian ti trm pht p.
Tng t ti cc trm thu mt t, ly c tin tc cn c xc nh ng khe thi gian ly sng mang ca chnh n.
y l phng php c th s dng tt nht cng sut ca v tinh. N c th thay i s khe cng nh rng ca khe thi gian trong khung m khng nh hng g ti cc thit b phn cng.1.3.3. a truy nhp phn chia theo m (CDMA)
Hnh 1.12: Bng thng sng mang truyn dn theo k thut truy nhp CDMA.K thut tri ph c ng dng nhiu trong cc h thng thng tin v tuyn qun s v c a vo thng tin v tinh trong nhng nm gn y. K thut CDMA c ng dng nhiu trong cc h thng thng tin di ng mt t v h thng v tinh tm thp. Trong CDMA, sng mang ca trm VSAT u cui c nhn vi mt b m v tri ph ra trn ton b bng tn s dng chung vi cc trm u cui khc. Mi trm c cp mt m tri ph khc nhau m khng b khi phc li cc trm u cui khc. Ti u thu HUB, tn hiu ca tng trm c tch bng cch s dng/nhn vi b m tri ph tng ng. Vi c ch ny u thu tn hiu mong mun c khi phc li; tn hiu cc knh khc v nhiu tp li b tri ph ra trn ton bng v c mc ngng thp hn tn hiu mong mun.
Trong thng tin a tnh, tuyn pht t HUB cho cc trm VSAT CDMA vn p dng phng thc pht trn mt sng mang duy nht cho ton mng. trnh gy nhiu cc v tinh gn k, cn c bng thng rng tri ph cng sut tuyn pht trm VSAT mt t.
Nu h thng CDMA c nhiu trm cng truy nhp trn mt bng tn th tng mc tn hiu cc knh khc cng dn cng to ra mc nhiu nn ng k so vi tn hiu c khi phc. Ngoi ra cn c s kim sot v iu khin cng sut pht ca cc trm u cui vn m bo cht lng thng tin nhng khng qu cao c th gy nhiu cho cc trm u cui khc. Do vy p dng CDMA cng hn ch s lng trm cng truy nhp trong mt di tn s v hiu qu s dng bng thng khng cao khi so snh vi k thut TDMA.
K thut CDMA c u im l c th ng dng trong cc trm mt t TTVT c ng lin tc vi ng ten rt nh v khng cn bm chnh xc v tinh. Tn hiu pht ca trm c ng c tri ra trn on bng tn ln v c mc cng sut pht ch tng ng mc nhiu nn nn t gy nh hng n cc v tinh ln cn, cho d bp sng ca trm bao trm cc v tinh ny.
CDMA l k thut truy nhp mi v tt nht hin nay, nhng cha c s dng rng ri trong thng tin v tinh a tnh.1.4. Cc loi dch v trong thng tin v tinhHnh 1.13: Cc dch v qua v tinh.Da vo c im ca v tinh thng tin l c kh nng pht qung b trn mt vng a l rng ln, thng tin v tinh c s thnh lp cc tuyn thng tin im ni im v im a im. Trn c s cc tuyn thng tin trn, thng tin v tin c s dng cung cp cc dch v c nh v di ng. Mt s dch v sau:
- Dich v in thoi ng di: Cung cp cc tuyn ng trc m mng mt t cha trin khai ti hoc cc mng mt t qu ti trong gi cao im v lm tuyn d phng cho cho tuyn ng trc mt t khi c s c.- Dch v vin thng nng thn: Cung cp cc dc v vin thng nh thoi, fax cho cc cng xa xi ho lnh, cc vng hi o nhng ni m mng mt t cha ti hoc xy dng khng kinh t.- Mng dng ring: Cung cp cc dc v vin thng nh thoi, fax, truyn s liu cho cc c quan nh nc, cc cng ty cn ng truyn c sn sng cao.- Dch v lu ng: Cung cp cc dch v truyn s liu vi tc thp gia cc i di ng nh xe ti, tu bin vi trung tm iu hnh cc i di ng.- Chuyn tip chng trnh truyn hnh v pht thanh: Cung cp ng truyn gia cc trm HUB ca trung tm truyn hnh n cc trm pht chuyn tip t ti v tr cch xa trung tm.
- Truyn hnh trc tip: Cung cp cc knh truyn hnh m ngi xem c th thu trc tip chng tnh t v tinh bng mt anten thu c ng knh 60 cm. Dch v ny khch hng tr tin cc ph hng thng ty thuc vo s knh.
- Dich v bng tn theo yu cu: Cung cp cc dch v theo yu cu ca khch hng nh truyn s liu tc cao c giao tip hoc khng c giao tip. Dch v ny khch hng tr tin theo s ln truyn.
- Dch v Internet qua v tinh: Cung cp ng truyn d liu tc cao t nh cung cp dch v Internet (IPS) n cc thu bao dch v.
- Dch v chun on bnh t xa: Cung cp cc dch v t vn y t cho cc bnh vin xa trung tm y t v gia cc trung tm y t vi nhau.
- Dch v o to t xa: Cung cp dch v o to t xa cho cc trung tm o to.1.5. Kt lun chng
V tinh c a vo s dng rt sm, c th ni v tinh l mt ngnh khoa hc k thut i hi trnh cao v cn c kinh nghim thc tin. Cho n nay h thng v tinh trn th gii tng i hon thin, vi nhiu m hnh khc nhau nh: v tinh ton cn (GPS), v tinh gim st, v tinh a tnh, trong v tinh a tnh dng truyn dn thng tin l ph bin nht. Vi u im v s tin li ca vic truyn dn thng tin qua v tinh, dn n s lng v tinh trn ton Th gii tng nhanh, lm cho ti nguyn v tr v tn s ngy cng b co hp. Do buc phi ng dng k thut truyn dn mi v s dng tn s cao hn, mi c th p ng c nhu cn tng nhanh v lng thng tin.
Trong thng tin v tinh mi trng truyn dn l khng kh (nhiu tn c cu to khc nhau), c ly thng tin kh di nn vn suy hao trn ng truyn l rt ln. Hn na thng tin cn bo mt cao. Nhng vn ny c lm r chng tip theo.Chng 2: V TINH A TNH V K THUT TRM MT T
2.1. Gii thiu chung.
2.1.1. Qu trnh pht trin ca thng tin v tinh a tnh.
Nm 1963 v tinh a tnh u tin SYNCOM c phng ln qu o.Trong nm 1965, v tinh a tnh thng mi u tin INTELSAT-1 (hay Early Bird) c a ln qu o Cc h thng v tinh u tin ch c kh nng cung cp mt dung lng thp vi gi thu bao tng i cao. c im ni bt nht l tnh a dng ca cc dch v m cc h thng thng tin v tinh cung cp. Lc u, cc h thng ny c thit k thc hin truyn thng t mt im n mt im khc, nh i vi cc mng cp v din bao ph rng ca v tinh c li dng thit lp cc tuyn thng tin v tuyn c ly xa. Kch thc v cng sut ca cc v tinh cng tng ln th cng cho php gim kch thc ca trm mt t v do vy gim gi thnh ca chng, ng thi tng s lng cc trm mt t. Bng cch ny, c th khai thc mt tnh nng khc ca v tinh, l kh nng thu thp v pht qung b cc tn hiu t hoc ti mt s im. Thay v pht cc tn hiu t im ny ti im khc, by gi c th pht t mt my pht duy nht ti rt nhiu cc my thu trong mt vng rng ln, hoc ngc li, c th pht t nhiu trm ti mt trm trung tm duy nht c gi l mt HUB. Nh m cc mng truyn s liu a im, cc mng pht qung b qua v tinh v cc mng thu thp d liu c khai thc. C th pht qung b hoc ti cc my pht chuyn tip (hoc cc trm u cp) hoc trc tip ti khch hng c nhn (trng hp ny c gi l pht qung b trc tip qua cc h thng truyn hnh qua v tinh). Cc mng ny hot ng vi cc trm mt t nh c ng knh anten t 0.6m n 3.5m.2.1.2. Hot ng ca thng tin v tinh a tnh.
Hnh 2.1: Cu hnh h thng thng tin v tinh a tnh
Hot ng ca h thng thng tin v tinh c th c tm tt: Ti u pht trm mt t, tn hiu bng tn c bn BB (BaseBand) nh: tn hiu thoi, video, telex, fax c iu ch ln thnh trung tn IF (Intermediate Frequency) sau c i ln thnh cao tn RF (Radio Frequency) nh b i tn tuyn ln U/C (Up Coverter), ri c b khuch i cng sut HPA (High Power Amplifier) khuch i ln mc cng sut cao v a ra anten pht ln v tinh. Tn hiu cao tn t trm mt t pht truyn dn qua khng gian t do ti anten thu ca v tinh i vo b khuch i, sau c i tn, khuch i cng sut ri pht xung trm mt t thu qua anten pht.
Ti trm thu mt t, sng pht t v tinh truyn dn qua khng gian t do ti anten thu ri a qua b khuch i tp m thp LNA (Low Noise Amplifier), tn s siu cao RF c bin i thnh trung tn IF nh b i tn xung D/C (Down Converter), sau a sang b gii iu ch DEM (Demodulator) phc hi li tn hiu nh li vo trm mt t. c im ca thng tin v tinh a tnh: Ni ti thng tin v tinh, c 3 u im ni bt ca n so vi cc h thng thng tin khc l: - Tnh qung b rng ln cho mi loi a hnh.- C di thng rng.
- Nhanh chng d dng cu hnh li khi cn thit.
i vi h thng thng tin v tuyn mt t nu hai trm mun thng tin cho nhau th cc anten ca chng phi nhn thy nhau, gi l thng tin v tuyn trong tm nhn thng. Tuy nhin do Tri t c dng hnh cu nn khong cch gia hai trm s b hn ch m bo iu kin cho cc anten cn trng thy nhau. i vi kh nng qung b cng vy, cc khu vc trn mt t khng nhn thy anten ca i pht s khng thu c tn hiu na. Trong trng hp bt buc phi truyn tin i xa, ngi ta c th dng phng php nng cao ct anten, truyn sng phn x tng in ly hoc xy dng cc trm chuyn tip. Trn thc t th c ba phng php trn u c nhiu nhc im. Vic nng cao ca ct anten gp rt nhiu kh khn v kinh t v k thut m hiu qu th khng c bao nhiu. Tm li, c th truyn tin i xa ngi ta mong mun xy dng c cc anten rt cao nhng li phi n nh v vng chc. S ra i ca v tinh chnh l tho mn nhu cu , vi v tinh ngi ta c th truyn sng i rt xa v d dng thng tin trn ton cu hn bt c mt h thng thng tin no khc. Thng qua v tinh INTELSAT, ln u tin hai trm i din trn hai b i Ty Dng lin lc c vi nhau. Do kh nng ph sng rng ln nn v tinh rt thch hp cho cc phng thc truyn tin a im n a im, im n a im (cho dch v qung b) hay a im n mt im trung tm HUB (cho dch v thu thp s liu).
Bn cnh kh nng ph sng rng ln, bng tn rng ca h thng v tinh rt thch hp vi cc dch v qung b hin ti nh truyn hnh s phn gii cao HDTV (High Definition Television), pht thanh s hay dch v ISDN thng qua mt mng mt t hoc trc tip n thu bao DTH (Direct To Home) thng qua trm VSAT (Very Small Aperture Terminal). Cui cng do s dng phng tin truyn dn qua giao din v tuyn cho nn h thng thng tin v tinh l rt thch hp cho kh nng cu hnh li nu cn thit. Cc cng vic trin khai mng mi, loi b cc trm c hoc thay i tuyn u c th thc hin d dng, nhanh chng vi chi ph thc hin ti thiu. Tuy nhin v tinh cng c nhng nhc im quan trng l:
- Khng hon ton c nh.
- Khong cch truyn dn xa nn suy hao ln, nh hng ca tp m ln.
- Gi thnh lp t h thng rt cao, nn chi ph phng v tinh tn km m vn cn tn ti xc sut ri ro.
- Thi gian s dng hn ch, kh bo dng, sa cha v nng cp.
- Do ng i ca tn hiu v tuyn truyn qua v tinh kh di (hn 70.000 km i vi v tinh a tnh) nn t im pht n im nhn s c thi gian tr ng k.
Ngi ta mong mun v tinh c vai tr nh l mt ct anten c nh nhng trong thc t v tinh lun c s chuyn ng tng i i vi mt t, d l v tinh a tnh nhng vn c mt s dao ng nh. iu ny buc trong h thng phi c cc trm iu khin nhm gi v tinh mt v tr nht nh cho thng tin. Thm na do cc v tinh bay trn qu o cch rt xa mt t cho nn vic truyn sng gia cc trm phi chu s suy hao ln, b nh hng ca cc yu t thi tit v phi i qua nhiu loi mi trng khc nhau. vn m bo c cht lng ca tuyn ngi ta phi s dng nhiu k thut b v chng li phc tp.2.2. V tinh thng tin a tnh
2.2.1. Cu trc h thng thng tin v tinh a tnh
2.2.1.1. Phn on khng gian V tinh thc cht l mt trm pht lp tch cc trn tuyn thng tin siu cao tn: trm mt t pht - v tinh thng tin - trm mt t thu, cu trc gm 2 phn chnh:
- Ti hu ch (Payload):
Ti hu ch hay cn gi l ti thng tin l mt b phn c bn ca v tinh thng tin, m nhim vai tr pht lp ca mt v tinh thng tin v thc hin chc nng:
Thu tn hiu t cc trm mt t cho pht ln trong di tn v phn cc nh.
Khuch i tn hiu thu t trm mt t pht v gim mc nhiu tn hiu ti a.
i di tn tuyn ln thnh di tn tuyn xung.
Cp tn hiu vi mc cng sut yu cu trong di tn nh ra anten pht.
Truyn tn hiu cao tn trong di tn v phn cc nh n anten ca trm mt t thu.
m bo thu v pht cc knh sng trong di tn v phn cc nh.
m bo cng sut bc x ng hng tng ng EIRP trn cc vng ph sng ca v tinh.
m bo mt tin cy ca knh truyn trong sut thi gian sng ca v tinh. Ti hu ch trn mt v tinh gm: b pht p v cc anten thu tn hiu
+ B pht p:B pht p l mt thit b quan trng nht ca mt v tinh thng tin, n thc hin chc nng chnh thu sng v tuyn t trm mt t pht t tuyn ln, sau khuch i v i tn tn hiu ri pht li xung trm mt t thu trn tuyn xung.
Hnh 2.2: S cu to b pht p
B pht p ca v tinh thng tin bo m mt s cc chc nng nh mt b pht p tch cc trn mt t: tn hiu t trm mt t ti (tuyn ln) i qua anten vo my thu (gm mt b khuch i tp m thp LNA, b dao ng ni LO, b khuch i cng sut cao HPA) ti b phn knh u vo IMUX, qua b tin khuch i DRIVER n b khuch i cng sut cao HPA (dng n sng chy TWT hoc Transistor trng) ri n b ghp knh u ra OMUX v ra anten pht xung t (tuyn xung).+ Thit b thu bng rng: Thit b thu bng rng thc hin chc nng khuch i tn hiu v i tn s tuyn ln thnh tn s tuyn xung. Yu cu c tuyn nhiu phi t sao cho t s sng mang trn tp m phi tt nht cho tuyn ln. H thng thu bng rng thng t h s khuch i 50 60dB b li suy hao trong b lc v i tn.
Hnh 2.3: S b thu bng rng.
Do yu cu tin cy cao nn h thng thu bng rng c mt b lm vic v mt b d phng, khi c s c s t ng chuyn mch sang b d phng.
u vo b thu tn hiu bng rng l b khuch i tp m thp LNA. B khuch i ny lm vic on tuyn tnh ca c tuyn cng tc, c tp m thp khi khuch i sng mang. Tn hiu sng mang c khuch i LNA s i vo b trn tn v c i tn nh b dao ng ni LO. B i tn c thit k sao cho khi i tn s sng mang thu c t mt t pht ln v tn s pht xung mt t vi mc tn hao nh c -5 -6dB.
Thng thng v tinh thc hin dch 2225MHz gia tn s thu c t tuyn ln v tn s pht xung mt t. B dao ng ni pht ra tn s 2225MHz c n nh cao, cng sut t b dao ng ni ti u vo b trn c 10dB bng k thut nhn tn v mch vng kho pha. B dao ng ni c n nhit rt cao m bo n nh yu cu.
+ Anten trn v tinh thng tin: Anten trn v tinh thng tin thc hin chc nng nhn tn hiu cao tn truyn ln t cc trm mt t pht v pht tn hiu cao tn xung trm mt t thu. Tu theo chc nng v tinh c cc loi anten sau:
Anten dng o xa v iu khin t xa, thng bng tn VHF.
Anten siu cao tn dng cho h thng thng tin qua v tinh.
Cc v tinh a tnh thng dng loi anten pht tia bao trm (Global Beam) c rng ti mc suy hao 3 dB l 170 180. Anten bp sng nhn chng vi dng ph sng mt vng hp nht nh gi l Spot Beam, loi ny m bo cng sut khng thay i trong vng bao ph. i vi vng ph ton cu s dng anten vi phun di tn 6/4 GHz. Cc vi phun ny bc x trc tip ti b mt Tri t m khng cn mt phn x.
iu khin hnh dng vng ph trn mt t v cng sut pht ra theo mun cc anten trn v tinh c trang b u thu pht sng v kt cu b mt phn x. Cng c th s dng anten mt phn x c nhiu vi phun tiu im to ra nhng bp sng ri rc trn vng bao ph.
- Phn thn (Bus):
Phn thn khng tham gia trc tip vo qu trnh pht lp ca h thng thng tin v tinh. Nhng n m bo cc iu kin yu cu cho ti hu ch thc hin chc
nng ca mt trm pht lp. Phn thn c cc h con:
+ n nh v tr v tinh:V tinh a tnh cn c duy tr v tr ng khe qu o. V tinh a tnh trn qu o thng b x dch do nhng nguyn nhn: ng xch o ca Tri t khng phi l trn l tng, tc ng trng trng ca mt tri - mt trng do vy phi dng cc ng c phn lc a v tinh tr li ng v tr. Thng thng dung sai cho php l 0.050 theo hng Bc Nam v 0.050 theo hng ng Ty.
xc nh s sai lch v tr v tinh dng cc anten bm st ti cc trm mt t. Khi c s sai lch v tr cc trm iu khin mt t (TT&C) s a lnh iu khin ln v tinh iu khin cc tn la y trn v tinh a n v ng v tr.
+ H gim st, o xa v iu khin (TT&C):
H TT&C rt cn thit cho s vn hnh c hiu qu ca v tinh thng tin, n l mt phn trong nhim v qun l v tinh. N thc hin cc chc nng chnh sau:
Cung cp cc thng tin kim tra cc phn h (hay cn gi l cc h con) trn v tinh cho trm iu khin mt t.
Nhn lnh iu khin v tr v t th ca trm iu khin mt t.
Gip trm iu khin mt t theo di tnh trng thit b trn v tinh.+ H cung cp in nng:Ngun in dng cung cp cho cc thit b trn v tinh c ly ch yu t cc t bo pin mt tri. Pin mt tri c th lm bng Si hoc GaAs. C 2 dng pin mt tri:
Pin mt tri dng hnh tr, thng s dng cho cc v tinh n nh trng thi bng phng php trc quay.
Pin mt tri dng cnh mng (gi l cnh pin mt tri) thng dng cho v tinh n nh bng phng php 3 trc.
Cng sut ca pin cung cp ph thuc vo cng nh sang chiu vo, n t cng sut cc i khi tia sng mt tri chiu ti vung gc vi mt pin, khi cc tia sng i song song vi mt cnh pin th cng sut bng khng. cc cnh pin lun hng v pha mt tri m bo cung cp nng lng cho cc thit b th phi dng cc m t iu khin t th.
+ H thng iu ho nhit:
Nhim v ca h iu ho nhit l lun duy tr cho cc thit b trn v tinh c lm vic trong di nhit thch hp, n nh. Ngi ta khng ch nhit cc phn khc nhau trn v tinh bng cch cho trao i nhit gia cc im c nhit khc nhau (s dng ng dn kh hoc cht lng dn nhit ti cc b to nhit) hoc tng nhit (s dng cc b nung) hoc s dng cc b mt c tnh quang nhit (d phn x nhit hoc hp th nhit).
2.2.1.2. Phn on mt t Hnh 2.4: Cu hnh trm mt t
Phn on mt t bao gm ton b h thng trm thu pht mt t. Khi mun thit lp ng lin lc vi 2 im trc tip vi nhau trn Tri t thng qua trm chuyn tip v tinh thng tin ngi ta phi thit lp 2 trm trn mt t. Do c tn gi l trm mt t thng tin v tinh SES (Satellite Earth Station) lm chc nng pht tn hiu ln v tinh v thu tn hiu t v tinh v - thc hin kt ni v tinh thng tin vi cc mng v tinh mt t. Cc trm ny thng ni vi cc mng thng tin ni a mt t cung cp cc dch v cho ngi s dng hoc c th trc tip cung cp cc dch v cho ngi s dng.
Mt trm mt t bao gm: thit b thng tin, thit b truyn dn mt t, thit b cung cp ngun v h thng TT&C v tinh. Thit b thng tin trong trm mt t nh: anten, thit b thu v pht sng siu cao tn, cc b bin i tn tuyn ln v tuyn xung, h thng x l tn hiu, h thng thit b bng tn c bn, h thng bm v tinh,
2.2.1.3. H thng cung cp ngun v iu ho nhit
m bo cho lin lc khng b gin on do cc s c ngun gy ra, trm mt t phi c cung cp bng ngun in khng bao gi b ngt UPS (Uninterupted Power Supply). UPS cung cp ngun vi n nh cho php, cng sut cho ton b cc thit b trong trm.
m bo cc yu cu trn, b ngun UPS phi c d phng v bn thn n l mt thit b c th iu khin c v mi mt. Khi mt in li th ngun cquy c rung ln ri n nh v cp ngun cho h thng.
Cc thit b in t trong trm u bt buc lm vic trong iu kin mi trng
tt l nhit 200C vi m di 45% m bo an ton, duy tr tui th cng nh cht lng thng tin.
2.3. K thut trm mt t.
2.3.1. H thng anten.
2.3.1.1. c tnh, yu cu ca anten trm mt t
thu c nhng sng yu n t v tinh v c th pht i cc sng c cng sut mnh ln v tinh, anten cn c mt s c tnh sau:
+ li ng hng v hiu sut cao m bo t s C/N
+ nh hng cao dc theo trc ca anten v nh cc hng khc (bp ph nh) khng can nhiu vo cc h thng khc (v tinh, mt t).
V d: rng na cng sut (-3dB Beamwidth) cho tuyn ln ca anten phi hp khng lm nhiu vo cc v tinh ln cn (c t cch n 2o trn qu o a tnh)
Hnh 2.5. rng bp sng anten trm mt t 3dB 1,6O.
i vi anten parabol th rng bp x khng (BWFN) gp 2.5 ln rng -3dB. Gi s hai v tinh ln cn nm hai trc bc x khng th BWFN = 4O suy ra
3dBmax 1,6O2.3.1.2. Phn loi antenC nhiu loi anten khc nhau c th s dng trm mt t. Tu theo tiu chun tng loi trm m ng knh ca anten thu pht trm mt t thng thng c ng knh t 0.6 30 m.
C 3 loi anten hnh 2.6 thng dng trong truyn hnh v tinh, l:
+ Anten c phu t ti tiu im (Prime Focus Antenna)
+ Anten c phu t lch trc (Offset Fed Antenna)
+ Anten hai mt phn x (Cassegrain Antenna)
Hnh 2.6: Cc loi anten dng trong truyn hnh v tinh
2.3.1.3. Cc thng s ca anten parabol i xng
- Kch thc v cu trc ca antenna:
Kch thc v cu trc ca antenna quan h n c tnh li, hiu sut Cu trc ca anten parabol c m t Hnh 2.7Hnh 2.7: Cu trc ca anten parabol i xng
Ta c quan h:
f = [m]
(2.1)Trong : D l ng knh cho parabol = 2y
x l b su lng cho, c tnh t tm n mt cho
f l tiu c cho, c tnh t tm cho n tiu im ca n.
- Hiu sut ca anten:
Hiu sut ca cho cn b chi phi bi t s f/D (focal/diameter). Nu t s ny nh (0.3), tc cho su (cho su nht c t s f/D = 0.25) th chiu di tiu c nh nn i hi Feedhorn c gc m chm sng (beamwidth) rng hn v bp ph nh, t gy tp nhiu nhng lm gim li. Cn t s f/D ln th tiu c di, yu cu Feedhorn c gc m chm sng hp, li tng nhng bp ph ln, lm tng tp nhiu. T s f/D thng c chn t 0.33 - 0.6. i vi anten i xng, f/D t 0,3 0,45.
Thng gp nht l: f/D = 0.4
Hnh 2.8: Tn hiu phn x trn b mt anten
Hnh 2.9 l cng tn hiu tiu biu phn b trn mt phn x ca cho lin quan n gc m ca Feedhorn.
Hnh 2.9: Quan h gia mc nng lng ra cho v t s f/D.
Hnh 2.9: Quan h gia mc nng lng ra cho v t s f/D. - Nhit nhiu ca anten (TA):
Nhit nhiu ca anten (TA) ph thuc vo 3 yu t chnh:
+ Tn s hot ng
+ Gc ngng
+ iu kin tri trong hay tri ma
+ Nhiu t nhit mi trng, thng l 293OK (do Feedhorn hng v tri t).
+ Nhit nhiu anten, thng thng t 30O - 50 OK (TSKY + TGROUND).
TA nh hng n h s phm cht trm mt t G/T.
- li anten:
li ca anten l t s ca cng sut pht x (hay cng sut nhn) trn n v gc khi ca mt anten pht x (hay nhn) nh hng v mt anten ng hng c cng cng sut.
Gmax = .Aeff
(2.2)
Vi c = .f = 3.108 [m/s]
f [Hz] l tn s ca sng in t
anten trn c din tch b mt l :
A = Suy ra din tch b mt hiu dng l:
Aeff = A
: hiu sut ca anten
Thay tt c vo (2.2) c:
Gmax = .()2 = .()2
(2.3)
biu din theo dBi cch li (dB above isotropic antenna):
Gmax[dBi] = 10lg{.()2} = 10lg{.()2}
(2.4)
Mu bc x (Radiation Pattern) anten parabol c ch ra hnh 2.10.
Hnh 2.10. Gc bc x ca anten, beam width 3dB
- rng bp hng antenna:
Tham s rng bp hng (Beamwidth) anten biu th kh nng nh hng (Directivity) ca anten v tuyn. Ngi ta thng s dng bp hng 3dB ch hng c li gim 50% so vi gi tr cc i (gc na cng sut). Gi tr ny ph thuc vo t s bc sng cng tc v ng knh ca anten (/D).
= 70(/D) = 70.(c/fD) [degree]
(2.5)
hng lch (t o - /2) so vi hng chnh, li cho bi: G[dB] = Gmax 12(/)
T (2.3) v (2.5) suy ra quan h gia li v rng bp hng, quan h ny clp vi tn s:
Gmax = .()2 = .()2
(2.6)
Nu chn gi tr = 0,6; thng = t 0,5 n 0,7, ta c :
Gmax =
Do c: Gmax[dBi] = 44,6 20lg
(2.7)
= [Degree]
(2.8)
Kt lun: Mi quan h gia G, D v ca anten parabol i xng c m t theo hnh 2.14 di y : Ch f tnh bng GHz.
Bc 1 l tnh: -3dB = [degree]
(2.9)
Bc 2 l tnh: G = 46,8 20lg -3dB + 10lg [dBi]
(2.10)
Bc 3 l tnh: D = [m]
(2.11)
Bc 4 l tnh: G = 20,4 + 20lgD + 20lgf +20lg [dBi]
(2.12)
Bc 5 l tnh: D = [m]
(2.13)
Bc 6 l tnh: -3dB = [degree]
(2.14)
Hnh 2.11. M t quan h G, D v ca anten parabol i xng
Bng 2.10 quan h gia li v ng knh khc nhau hiu sut tiu chun =0.6Bng 2.1: li anten vi cc ng knh khc nhau nhng bng tn chnh.
- H s sng ng:
Nguyn nhn pht sinh sng ng l do c mt s tia sng phn x ra cho (front-end) chnh lch v khong cch vi chm sng chnh tm cho khi tp trung v tiu im. Thi gian chnh lch lm sai pha, gy nn sng ng (VSWR).
Ngoi ra, sng ng cn do lng cho g gh, mo m v do gi phu gy nn. T s VSWR cho php khng vt qu 2:1, gi tr cho php l 1,5:1 hay nh hn.2.3.2. Di thng Di thng RF l kh nng ca b bin i bao ph bng RF hot ng, pht (hoc thu) bng cch hiu chnh tn s dao ng ni LO bao ph y di thng RF (khong 575 MHz).
Di thng IF ph thuc vo tn s IF c la chn. Nu tn s IF l 70 MHz th di thng l 36 MHz, cn nu tn s IF l 140 MHz th di thng s l 72 MHz. Vi kiu bin i ny, tt c sng mang ca mt b pht p c th c bin i ln hoc xung. Theo cch thc mi sng mang s khc vi tn s trung tm cho nn tn s sng mang s c iu chnh v mang ti modem.
2.3.3. K thut trong truyn dn
2.3.3.1. K thut ng b:
ng b c ngha l to tn s ng h xc nh v tr bt u v kt thc ca tin tc bao gm:
ng b bit: pht i cc bit ng b, bn thu s ti to li tn hiu ng h t cc tn hiu thu c to ra cc v tr ging nhau c pha pht v thu.
ng b khung: h thng TDMA s c nhiu knh thng tin s dng mt ng, nn phi xc nh r rng th t cc thng tin cho vic ght knh v phn knh. Cc xung ng b c chc nng ch ra im u ca mt khung c pht i, ng thi ch r thi im ng m cc cng phn knh
Th t phn knh, ghp knh nh thi cc thng tin c thit lp ging nhau c hng thu v pht. Qu trnh ny c gi l ng b khung.
ng b mng: to tn s ng b nh nhau trn ton b mng truyn dn.
2.3.3.2. Sa li m:
- Do tn hiu ni thu cc k b nn li m do tp m gy ra l khng th tranh khi.
- C hai cch sa m:
+ FEC (Forward Error Correction) dng sa li ti bn thu, trong ch c bn thu kim tra v xc nh v tr li v sa s liu b li.
+ ARQ (Automatic Repeat Request) l loi yu cu pht li t ng, trong pha thu ch pht hin li v yu cu pha pht li s liu.
- in thoi v TV s dng FEC v n i hi thi gian thc, cn ARQ s dng trong truyn s liu v n khng cn thit truyn dn theo thi gian thc.2.3.4. Cc thit b truyn dn s trn mt t Truyn dn s lin quan n cc tuyn thng tin v tuyn m cc u cui khch hng ca chng to ra cc tn hiu s. Nhng cng c th pht cc tn hiu gc tng t trong dng s. Mc d s la chn ny hm mt s gia tng bng tn gc, nhng n cng cho php cc tn hiu t cc ngun khc nhau c pht i trn cng mt knh v tinh v tuyn thng tin v tinh c kt ni vo mng s a dch v tch hp. iu ny hm s dng cc k thut ghp knh phn chia theo thi gian (TDM).Hnh 2.12: Cc thnh phn ca mt chui truyn dn s qua v tinh.
2.3.4.1. S ho tn hiu tng t S ho tn hiu tng t gm 3 giai on: ly mu, lng t ha, m ha ngun.- Ly mu: Vic ly mu phi c thc hin ti mt tn s Fs t nht bng hai ln tn s cc i fmax ca ph tn hiu tng t. Tn hiu ti u ra b ly mu l mt dy xung iu bin (PAM). i vi ting ni trn mt knh thoi, fmax = 3400 Hz v Fs=8KHz. i vi chng trnh pht thanh fmax=15KHz v Fs=32KHz.
- Lng t ho: Sau , mi mu c lng t ho thnh mt s lng xc nh M mc ri rc. Qu trnh lng t ho s to ra mt sai li c m t nh tp m lng t ho. Lng t ho c th ng nht hoc khng ng nht tu theo bc lng t ho; bc ny c th c lp hoc l mt hm s ca gi tr mu. Trong trng hp lng t ho khng ng nht, c th chp nhn s dng lut lng t ho cho phn cp bin ca cc mu nhm duy tr mt t s tn hiu trn tp m lng t ho khng i cho tt c cc bin mu. Hot ng ny c gi l nn. i vi cc mu ca ting ni, hin nay c hai lut nn c s dng l nn theo quy lut A v quy lut .
- M ho ngun: Cc mu lng t ho c mt s lng M mc, cc mc c th c i din bi mt bng k t xc nh ca mt tn hiu s c pht i trn tuyn. Hot ng ny c gi l m ho ngun (PCM) nhm phn bit n vi m ho knh v nhim v chnh l chng li truyn dn. Phn t thng thng ca bng k t ny l tn hiu nh phn v do vy n nht thit phi pht i m = log2M bit cho mi mu v l tc bit: Rq = Fslog2M
V d: i vi in thoi, nu M=28=256 th cn c 8 bit cho mt mu. Vi Fs=8KHz, tc bit s l Rq=64Kbps. i vi mt chng trnh pht thanh m ho ngun c nn c s dng s cung cp mt tc bit l 384Kbps. Cc k thut khc nhau s c s dng gim tc bit. Cc k thut ny li dng s d tha hin din gia cc mu k tip nhau. Theo cch ny mt tc bit Rb Rq c th t c v l tc thng tin cn c pht. Cc k thut ny cn c gi l m ho tc thp (LRE Low Rate Encoding). Chng c th p dng cho ting ni v hnh nh. i vi in thoi, thit b thng dng nht s dng m ho vi phn thch ng (ADPCM Adaptive Differential PCM) cung cp mt gi tr Rq=32Kbps.2.3.4.2. Thit b bo mt (Encryption)
Thit b bo mt c s dng khi mun ngn chn vic khai thc, hoc can thip vo cc tin tc c pht ca nhng ngi dng khng c php. N l php thc hin mt php thut gii theo tng bit theo thi gian thc trn dng nh phn. Tp trung cc tham s dng xc nh php bin i c gi l kho. Mc d vic s dng thit b bo mt thng lin quan n thng tin qun s, song cc h thng v tinh thng mi cng ang c ngy cng nhiu khch hng ngh c cc tuyn c bo mt, c bit l cc mng thng mi v qun tr. Trong thc t, do vng bao ph v tinh rt rng v c th truy nhp ti cc v tinh bng cc trm nh, cho nn vic nghe nn v ngy to tin tc l rt cao.
Hnh 2.13 Minh ho nguyn l truyn dn bo mt. Cc khi bo mt v gii bo mt hot ng vi mt cha kho do cc khi to kho cung cp. Vic c c mt cha kho chung hm mt phng php an ton cho phn phi kha.Hnh 2.13: Nguyn l truyn dn bo mt
Bo mt bao gm hai kha cnh:
- Kha cnh bo mt: trnh khng nhng ngi khng c php khai thc tin tc.
- Kha cnh xc thc: cung cp vic bo v khng cho k thm nhp c bt k s thay i tin tc no.
Hai k thut c s dng trong thit b bo mt l:
- Bo mt trc tuyn (mt m lung) mi bit ca mt dng nh phn gc (vn bn r) c kt hp, nh s dng mt php tnh n gin (chng hn nh cng modun 2) vi mi bit ca mt dng nh phn (dng kho) do mt thit b kho to ra. Dng ny, c th l mt b to chui gi ngu nhin m cu trc ca n do m
kho quyt nh.
- Bo mt theo khi (mt m ho khi) chuyn mt dng nh phn gc thnh mt dy mt ho c thc hin theo tng khi theo mt logic do kho m xc nh.
2.3.4.3. B m ho knh (Channel Encoder)
Hnh 2.16 minh ha nguyn l ca m ho knh. Mc tiu ca m ho knh l cng thm cc bit sa li (redundant bits) vo cc bit thng tin my thu c th d v sa li. T l m c nh ngha:
=
Trong r l s bit c thm vo n bit thng tin
Tc bit ti ng vo b m ho l Rb [b/s], ti ng ra l
Rc = Rb/ [b/s]
Hnh 2.14: Nguyn l ca m ho knh
M knh c ng dng trong sa li trc tip FEC (Forward error correct). FEC c m pha pht. FEC = = 1/2, 2/3, 3/4, 7/8.2.3.5. K thut iu chiu ch tn hiu l bin i tin tc cn truyn sang mt dng nng lng mi c quy lut bin i theo tin tc v thch hp vi mi trng truyn dn. Qu trnh iu ch l qu trnh dng tn hiu tin tc thay i mt hay nhiu thng s ca phng tin mang tin. Phng tin mang tin trong thng tin v tinh thng l sng in t cao tn (RF). Vic iu ch phi m bo sao cho tn hiu t b can nhiu nht khi sng mang i qua mi trng trung gian.
iu ch pha (kha dch pha PSK Phase Shift Keying) c bit thch hp i vi cc tuyn v tinh. Trong thc t n s dng li th ca mt ng bao khng i nn n cung cp hiu qu ph tt hn. Khi sng mang i qua mi trng trung gian.
i tn hiu tng t th kiu iu ch thng dng trong thng tin v tinh l iu ch FM (dng do thoi, s liu v truyn hnh). Cc phng php iu bin AM v iu pha QAM (iu ch cu phng) rt t dng bi khong cch truyn dn rt ln ca tuyn v tinh cng vi cc tp m ng truyn s lm cho bin sng mang b thay i rt mnh gy nhiu kh khn cho qu trnh gii iu ch. Cn cc k thut iu ch s da trn c s dng cc bin php ti cc dng bt ln sng mang. Tn hiu bng gc bao gi cng l tn hiu tng t nn chng phi c chuyn thnh tn hiu s nh phng thc PCM trc khi em iu ch. K thut iu ch s c s dng trong thng tin v tinh thng l iu ch dch mc pha PSK v iu ch dch mc pha vi sai DE-PSK (Different Encode PKS). u im ca k thut iu ch s l n khai thc c cc mt mnh ca tn hiu s so vi tn hiu tng t, t b can nhiu ca mi trng v d kt hp vi cc qu trnh x l nh: m ha, bo mt, chng li, sa li, 2.4. Cc thng s c bn trn tuyn truyn thng tin
2.4.1. Cc mc cng sut
2.4.1.1 Cng sut bc x ng hng tng ng
Cho mt anten c h s khuch i GT = 1, gc c l gc c to bi mt cung c di bng bn knh. t mt cng sut RF c gi tr PT ti tm hnh cu khi ta c cng sut bc x trn mt n v gc c anten ng hng l:
[ w/steradian ] (2.15)
Hng m gi tr li truyn cc i l GT, bt k anten no bc x trn n v gc c bng:
[ w/steradian ] (2.16)Hnh 2.15: M t anten ng hng.
PTGT = EIRP [ w ]
(2.17)
+ EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) gi l cng sut bc x ng hng tng ng
Hnh 2.16: Anten thc bc x vng A.
Hnh 2.16 minh ha cch tnh cng sut bc x trn vng A
PA = (PT GT /4) (A/R2) = A PTGT/4R2 [w] (2.18)
+ Mt thng lng cng sut c ly R:
= [W/m2] (2.19)
Trong :EIRP : L cng sut bc x ng hng.
PT : Cng sut a ra anten pht.
GT: li anten pht; trng hp anten v hng GT = 1 (0dB).
: Mt thng lng cng sut.
Hnh 2.17: Tnh mc cng sut thu.
2.4.1.2. Cng sut thu
Tnh cng sut thu PR c ly R:
PR = Ahd = Ahd Ahd (2.20)
Ahd = 2 [m2 ] (2.21)
Trong Ahd : din tch hiu dng ca anten thu.
: bc sng thu
Thay (2.20) vo (2.21) c:
PR = 2 = PTGTGR()2 = PTGTGR [w] (2.22)
Trong LFS = ()2 l tn hao trong khng gian t do (2.23) Do vy PR = [W] (2.24)
2.4.2. Cc loi suy hao
2.4.2.1. Suy hao do phi thu pht
Hnh 2.18: Tnh suy hao thu pht.Suy hao LFTX gia my pht v anten pht l suy hao bi cc ng dn sng v cc u ni, anten bc x mt cng sut PT th cng sut ti u ra b khuch i ca my pht c ln:
PTX = PT.LFTX (2.25)
Tnh theo dB:
PTX[dB] = PT[dB] + LFTX[dB] (2.26)
T c th tnh cng sut bc x ng hng hiu dng:
EIRP = PTGT =
[w] (2.27)
Suy hao gia my thu v anten thu l suy hao to nn bi cc phi dn sng v cc u ni. Cng sut PRX ti u vo my thu c ln nh sau:
PRX = [w] (2.28)
Tnh theo dB: PRX[dB] = PR[dB] - LFRX[dB]
2.4.2.2. Suy hao do anten thu pht lch nhau (Hnh 2.23)
Khi anten pht v thu lch nhau th s to ra suy hao v bp sng chnh ca anten thu khng hng ng chm tia pht x ca anten pht, ta biu din hai loi suy hao bng cng thc sau:
Hnh 2.19: Suy hao do anten thu pht lnh nhau
LT = 10 lg e = 12()2 [dB] (2.29)
LR = 10 lg e = 12()2 [dB] (2.30)
=
[degrees] (2.31)
Trong D: ng knh anten parabol.
C = 3.108 : tc truyn sng : bc sng f: tn s sng
2.4.2.3. Suy hao do khng thu ng phn cc
Loi suy hao ny xy ra khi anten thu khng ng hng pht cng vi phn cc sng my thu, v d i vi sng in t pht i phn cc trn th ch trn trc bc x ca anten sng mi c phn cc trn, ngoi trc bc x phn cc bin dng thnh ellip, khi truyn trong mi trng khc nhau (c bit trong ma) phn cc b bin i.Nu gi l gc gia hai mt sng th suy hao do lch phn cc c biu din:
LPOL = 20 lg(cos) [dB]
(2.32)
Thng ly gc lch beam 3 dB trong phn cc trn.
2.4.2.4. Suy hao do kh quyn L = LFSLA (2.33)
LA: Suy hao do kh quyn bao gm suy hao trong tng in ly (ch yu l suy hao trong my t) v suy hao trong tng i lu (ch yu suy hao trong cht kh O2 v hi nc H2O)
2.4.2.5. Suy hao do ma v my
Nc ta ma nhiu nn vic thu sng v tinh cng b nh hng khng t. Theo Hnh 2.24, Vit Nam nm vng quy nh N ca ITU. Bng 2.3 l lng ma trung bnh vng chu -Thi Bnh Dng.
Suy hao do ma Arain c tnh theo cng thc:
Arain = RLe [dB] (2.34)
Trong R: Suy hao trn mt n v di (dB/Km), R ph thuc tn s sng mang v lng ma RP (mm/h). R c xc nh t nomogram. Kt qu s l gi tr suy gim theo phn trm trong nm (p)
Le: Chiu di thc ca on ng sng i qua ma (Km)
Hnh 2.20: Lng ma trung bnh (mm/h) ca cc vng trn th gii.Bng 2.2: Lng ma tng ng vi tng thi gian suy gim tn hiu do ma trung bnh trong nm.
1 nm = 8.760 h; 0,3% ca 1 nm = 26,28h.
99,7% c tnh trong vng ma N i hi my thu d tr trn mc ngng ng vi lng ma nh hn 15 mm/h.
Hnh 2.21. Tnh suy gim do ma ca CCIR
Tnh ton Arain:+ Tnh cao ma hR (Km), hnh 2.25hR = 3 + 0.028 nu 00 < 50 hS : L cao anten trm mt t so vi mc nc bin (Km)
+ Tnh ton chiu di hnh chiu LG ca chiu di nghing i qua ma LS:
LG = LScos e [Km] (2.37)
+ r0.01 l h s rt gn on ng i vi 0.01% thi gian ton tnh khi lng ma khng ng u.
r0.01=
(2.38)
y LO = 35e -0.015R [Km] (2.39)
Hoc r0.01 =
[Km] (2.40)
Xc nh t l ma (R0.01) vt qu 0.01% ca mt nm trung bnh t Bng 2.2 cho trm mt t
+ Tnh qung ng thc t sng i qua ma s l
Le = LS . r0.01 [Km]
(2.41)
+ Tnh ton suy hao n v chiu di trong ma R (dB/Km) c xc nh t ton hnh 2.29
+ Suy hao vt qu A0.01 0.01% ca mt nm trung bnh l:
A0.01 = R Le [dB]
(2.42)
+ Suy hao vt qu (AP ) i vi t l ma (RP) vt qu p% thi gian ca mt nm trung bnh. p = 0.001% - 1% nhn t A0.01 (dB) theo cng thc sau:
AP = A0.01 x 0.12p-(0.546 + 0.43lgp)[dB] (2.43)
+ Suy hao vt qu i vi phn trm thi gian pW ca thng xu nht cho bi AP trong :
p = 0.3(pW)1.15 [%]
(2.44)
Gi tr c ch : pW = 0.3% ( 2 gi/thng) p = 0.075%.
i vi nhng gi tr ln hn phn trm thng th nht ca thi gian.(p = 20%) suy hao do ma thng nh c th b qua (trong iu kin bu tri trong sng).
Hnh 2.22. Lng ma R0.01 (mm/h) vt qu 0.01% ca mt nm trung bnh.
Hnh 2.23: Ton xc nh suy hao trn mt n v chiu di trong ma R (dB/Km).
2.4.3. Nhiu trn tuyn thng tin
Nhiu l tn hiu khng mong mun m n xen vo tn hiu ta thu c. Nhiu lm gim cht lng thng tin nh lm gim t s S/N hoc C/N, tng t l bt li trn ng truyn. i vi tn hiu ta thu c t v tinh th rt nh do ng truyn qu xa m nhiu li ln. Bn cnh , anten bn thn n gp nht nhiu t mi trng thng qua cc bp sng ph ca n. Tn hiu suy gim do mi trng truyn sng, do ma nn tn hiu thu gn nh chm trong nhiu.
2.4.3.1. Cc ngun nhiu
+ Nhiu pht ra t cc ngun bc x bn ngoi nh: Nhiu khng gian, nhiu kh quyn, tp nhiu do ma v nhiu t tri t.
+ Tp nhiu bn trong thit b nh: Anten, h thng Feerder v my thu.
+ Nhiu t cc my pht khc, cc v tinh cn k, cc h thng mt t.
2.4.3.2. Mt ph cng sut tp nhiu N0
Mt ph cng sut nhiu N0 (W/Hz) c m t trn Hnh 2.24
Hnh 2.24: Mt ph cng sut nhiu N0N0(f) gi tr cng sut tp nhiu trn n v rng bng tn. Nu N0(f) = N0 l hng s, ta gi N0 l nhiu trng.
Gi N l cng sut nhiu o c bng B th:
NO =
[W/Hz]
(2.45)
2.4.3.3. Nhiu nhit ca mt ngun nhiu
Hnh 2.25: Xc nh gi tr cng sut nhiu T = = ( OK )
Hay NO = Tk (2.46)
Trong N: Cng sut nhiu o c
B: Bng thng [Hz]
Hng s Boltzman: k = 1,3796.10-23 [W/Hz OK] = -228,6 [dBw/Hz K]
T: Nhit vt l ca in tr [OK 2.4.3.4. H s nhiu
Gi: To l nhiu nhit u vo, iu kin chun To = 290 oK (17 oC).
Te: Nhiu nhit bn trong linh kin.H s nhiu F l t l ton b cng sut nhiu nhit ti u ra ca cc phn t vi cng sut nhiu nhit ti u vo phn t.
F = = 1 + (2.47)
Te = (F-1) To (2.48)
2.3.3.5. Nhit nhiu ca b suy hao Te
Te = (LF 1)TF [ oK]
(2.49)
Trong LF : Tn hao ca b suy gim ( attenuator, feeder, splitter )
Te: Nhiu nhit ca b suy gim
TF : Nhit mi trng
Trong trng hp TF = To th h s nhiu b suy gim bng suy gim FF = LF2.4.3.6. Nhit nhiu ca phn t tch cc
Hnh 2.26 m t nhit nhiu ca phn t tch cc c xem l nhit pht ra do 1 in tr t ng vo mt h thng khng nhiu, c nhit vt l T = Te.
Gi s mch 4 cc c li cng sut l G, bng thng B, ng vo l ngun nhiu c nhit nhiu l To. Cng sut nhiu ng vo l GkBTo. Tng cng sut nhiu ng ra l GkB(To + Te ). H s nhiu ca phn t tch cc tnh nh sau:
F = = 1 + : nh nh ngha cng thc
(2.50)Bng 2.3: Quan h gia h s nhiu v nhit nhiu.
Hnh 2.26: Nhit nhiu ca h thng.
2.4.3.7. Nhit nhiu ca h thng cc thit b mc ni tip
Hnh 2.27 gi thit cc mch khuch i Mi mc ni tip , c cng bng thng B, c li cng sut Gi v h s nhiu Fi, i = 1, 2 , n.
Cng sut nhiu ti ng ra h thng M1.
N1 = G1.k.B.(To + Te1)
(2.51)
Cng sut nhiu N1c khuch i bi M2
N1,2 = G1.G2k.B.(To + Te1)
(2.52)
Cng sut nhiu c to bi ngun nhiu bn trong ca M2
N(2) = G2.k.Te2.B
(2.53)
Cng sut nhiu ton b M1 v M2
N2 = N1,2 + N(2) = G1.G2k.B.(To + Te1) + G2.k.Te2.B
= G1.G2.k.B(To + Te1 + Te2/G1) (2.54)
Nhiu nhit tng ng ca h thng mc ni tip ca M1 v M2 Te(1,2) = Te1 + (2.55)
Trong trng hp h thng c n mch :
Te (n) = Te1 + + + (2.56)H s tp m h thng l: Fn = F1 +
(2.57)
Hnh 2.27: Cng sut nhiu ca h thng cc mch mc ni tip
2.4.3.8. Nhiu nhit ca anten TA
iu kin tri trong : TA = TSky + Tground [oK]
(2.58)
Khi tri c ma : TA = + Tm (1-) + TG
(2.59)
Trong : ARAIN: Suy hao do ma
Tm: Tambient : Nhit mi trng do my, ma, Tm = 260OK n 280OK
T SKY: Nhit nhiu ca anten khi tri trong, Uplink TA = 290OK
TG: TGROUND: Nhit nhiu ca mt t nh hng n anten, ph thuc gc ngng anten:
TG = 290OK khi bp ph c gc ngng ep < -10O TG = 150OK i vi bp ph c gc ngng 10O < ep < 0O TG = 50OK i vi bp chnh 0O < e Rco = 2517,4 Km
(4.1)
Hnh 4.1: Mc tn hiu trn v tinh.
Hnh 4.2: Gc m v tinh nhn v tri t.
4.1.2. Trm mt t
Trm chnh t Quy Nhn (109,14 OE ; 13,46 ON ) c nh, lu ng. Cc trm c c bng C v Ku. Bi vy ngi ta phi i tm gc b c th o c c trong lc lp t anten. Trn hnh 4.3 ch gc b l gc c to bi mt t vi ng thng i qua b mt cho. Trong thc t n c gi l gc nghing. C ni c gi l gc a cc hay trc cc v trong khi iu chnh gi ng b mt cnh gc c hng thng n cc bc a l. Lc ny gi tr gc ngng c tnh bng:
Gc ngng e = 900 gc nghing I
(4.2)
Gc nghing thay i theo v , tng cht t so vi v . Ti v tuyn 00 (xch o)gc nghing bng v , nn lc ny gc ngng e = 900.
Hnh 4.3: Cc gc ca anten trm mt t.
Bi v ng kinh tuyn ch l cc ng thng tng tng trn mt tri t, tp trung v hai cc. Cc kinh tuyn x dch mt gc so vi a t, thng l 6.20 (do la bn xc nh). Gi l gc lch d (Delnation offset). i vi c cu d tm ng b cn phi tnh n gc ny anten quay theo ng qu o v tinh t ng sang ty.Lc ny gc nghing c tnh:
Gc ngng e = 900 (gc lch d + gc nghing i)
Gc azimuth a = d = - 6O
(4.3)
Vi l gc phng v tnh theo l thuyt
Hnh 4.7, 4.8 ch cch tnh cc tham s v tr anten
Hnh 4.4: Gc ngng e v gc phng v a.
Hnh 4.5: Gc ngng e v mt na gc m v tinh (0.Trong : e (elevation angle): gc ngng
Re = 6378 Km: bn knh tri t
r = 42164 Km: bn knh qu o v tinh a tnh
(0 : na gc m v tinh
s : Khong cch trm mt t-v tinh
0 : gc tm tri t
Gc tm 0 c tnh theo cng thc:
cos0= cosv.cosKE
(4.4)
Trong : v []: L v ca trm mt t.
KE = KEsat - KEsta: Hiu kinh ng ca v tinh vi kinh ng ca trm mt t.
Khong cch t trm mt t n v tinh c tnh theo cng thc:
s =
[Km]
(4.5)
Gc ngng e c tnh theo cng thc:
e = arctg [degree]
(4.6)
Gc phng v a l gc hp bi ng kinh tuyn Bc qua trm mt t vi ng thng ni im t trm mt t vi v tinh tnh theo chiu quay kim ng h, nh Hnh 4.8
Gc phng v c tnh theo cng thc:
= arctg []
(4.7)
Gc phng v a c tnh theo Bng 4.1
Bng 4.1: Quan h a v ph thuc v tr trm mt t v v tinh.
Trm nm bn cuV tr v tinh so vi trmQuan h gia a v
Bc ( Northern )ng ( East )a = 1800 -
Bc ( Northern )Ty ( West )a = 1800 +
Nam (Southern )ng ( East )a =
Nam (Southern )Ty ( West )a = 3600 -
4.2. C s thit k tuyn
4.2.1. Tnh tuyn ln
4.2.1.1. Tuyn ln khi tri trong
Hnh 4.10 m t tuyn ln. p dng cc cng thc (2.28), (2.64), (2.65), (2.66) tnh cho tuyn ln:
== (EIRPES)... [Hz]
(4.8)
Trong : ES: Trm mt t; SL: V tinh; U: Uplink
T : Gc lch cc i hng anten ES vi v tinh, ph thuc Tracking
R : Gc lch cc i hng anten v tinh vi ES
EIRPES = (PTGT)ES = . [W]
(4.9)
Theo (2.29) c suy hao LT = 12 [dB] , v (2.28) c PRX = [w]
Hnh 4.6: M t tuyn ln (Uplink).
= ..
(4.10)
Trong : LR ph thuc vo v tr t trm mt t, thng bng 3dB cho cc trm nm mp vng ph sng.
T = 290 + TR(OK): Nhit tp m ca h thng v tinh.
4.2.1.2. Tuyn ln khi tri ma
Ma lm gim (C/N0)U mt lng (C/N0)U
(C/N0)U [dB] = CU = (Arain)U [dB]
(4.11)
Do vy: = - (Arain)U [dB.Hz] (4.12)
4.2.2. Tnh tuyn xung
4.2.2.1. Tnh tuyn xung khi tri trong
Hnh 4.10 m t tuyn xung.Tng t tuyn ln, p dng nh cng thc (4.8) c:
= = (EIRPSL). .. [Hz]
(4.13)
EIRPSL = (PTGT)SL = . [W]
(4.14)
Cng theo (2.29) c suy hao LT = 12 [dB] , v (1.14) c PRX = [w]
= ..
(4.15)
Trong :LR ph thuc vo v tr t trm mt t, thng bng 3dB cho cc trm nm mp vng ph sng.
T : Gc lch cc i hng anten v tinh vi ES.
R : Gc lch cc i hng ES vi anten v tinh, ph thuc Tracking
T: Nhit tp m ca h thng ES Hnh 4.7: M t tuyn xung (Downlink).
4.2.2.2. Tnh tuyn xung khi tri ma
Ma lm gim (C/N0)D mt lng (C/N0)D
(C/N0)D = CU (G/T) = (Arain)D - T [dB]
(4.16)
= - (Arain)D - [dB.Hz]
(4.17)
Trong : G/T : H s phm cht ca trm thu
T: Nhiu nhit ca trm thu
4.2.3. Tnh tuyn tng
4.2.3.1. Li cng sut ng vo v ng ra
c im ca b pht p v tinh ch trn hnh 4.11 v hnh 4.12.
Hnh 4.8: Quan h cng sut vo v ra n bo ha.Ng vo v ng ra back-off (input and output back-off : IBO-OBO) c xc nh: + Ng vo back-off :
IBO =
(4.18)
Trong : = PRX : Cng sut u vo b pht p lm vic vi mt sng mang.
(Pi1)SATU : Cng sut u vo bo ho (saturation) c cng sut u ra ca b pht p cc i bng PTX MAX khi b pht p lm vic trng thi bo ho.+ Vy u ra back-off s l :
OBO =
(4.19)
Trong : PO1 = PTX : Cng sut u ra pht p lm vic vi mt sng mang.
(PO1)SATU : Cng sut u ra bo ho (saturtion)
4.2.3.2. li cng sut v tinh
Hnh 4.9: c tnh chuyn i cng sut ca b pht p v tinh
(hot ng vi mt sng mang n)
Khi b lp (Transponder) khng tuyn tnh, li cng sut v tinh GSL ph thuc vo im lm vic. li bo ho ca b lp (GSATU)SL c xc nh:
(GSATU)SL =
(4.20)
li cng sut ng ra ti im lm vic GSL ca b lp c gi tr:
GSL = = = (GSATU)SL
(4.21)
4.2.3.3. Quan h gia li, EIRP v mt thng lng cng sut bo ho
+ EIRP bo ho hot ng mt sng mang n l (EIRPSATU)SL:
(EIRPSATU)SL = = [W]
(4.22)
+ Mt thng lng b lp bo ho (SATU)SL c xc nh theo (2.20):
(SATU)SL = =
(4.23)
Thay (4.22), (4.21) vo (4.19) c:
(GSATU)SL = =
(4.24)
Lu : (PO1)SATU = PTX : Cng sut u ra bo ha
(Pi1)SATU = PRX : Cng sut u vo bo ha ca b pht p lm vic vi mt sng mang.
IBO cng biu din dng mt thng lng cng sut ()SL v mt thng lng cng sut bo ho (SATU)SL ca b lp:
IBO = =
(4.25)
4.2.3.4. Thng s tuyn tng
Hnh 4.10: Tuyn tng.
Nu lm vic on c tuyn thng cng sut ra nh hn cng sut ra cc i ca b khuch i (PT < PTmax), tp m nhiu iu ch b qua, h s khuch i GSL l hng s. Cng sut dn ra my pht v tinh bao gm: cc sng mang v tp m u vo c khuch i.
Nu HPA lm vic vng bo ho, cng sut c ch ca b khuch i b gii hn. Cng sut ra bao gm cc sng mang, tp m u vo c khuch i v cc sn phm nhiu iu ch. H s khuch i cng sut ph thuc vo im lm vic.
Cng sut sng mang u vo LNA v tinh CU c khuch i trong b pht p v tinh khuch i vi h s khuch i GSL. c anten pht v tinh bc x v mt t vi h s li GT v anten thu ES thu vi GS suy hao truyn sng tuyn xung LD.
+ Nh vy cng sut nhn c u vo LNA trm mt t l :
CD = G.CU = [W]
(4.26)
y, G =
(4.27)
L ton b h s khuch i v mt mt cng sut t u vo LNA v tinh n u vo LNA ca trm thu mt t.
+ Cng sut tp m tng ca c ng ln v ng xung NOT. Gm tp m ng ln cng vi tp m ng xung c b pht p v tinh khuch i l:
NOT = G.NOU + NOD = + NOD
(4.28)
Vy hay ca ton b tuyn n u vo LNA ca trm thu mt t l:
= = [Hz]
(4.29)
Nghch o (4.29) c:
= = = + [1/Hz]
(4.30)
Vi G-1CD : Cng sut tn hiu ti u vo my thu satellite.
Do , = Thay vo (4.30)
+ Cho ta: = + [Hz-1 ]
(4.31)Trong : = = = .IBO [Hz]
= OBO.(EIRPSATU)SL.
EMBED Equation.3 . = OBO. [Hz]
+ Khi tri ma: Thay bi (4.10) v bi (4.15)
Nh vy d d tr M khi tri trong:
M = - = (Arain)U + (Arain)D +
(4.32)
c c d tr M yu cu EIRP tng, c ngha l cng sut pht tng.
4.3. Thit k tuyn truyn hnh s v tinh VINASAT-1 132O E
4.3.1. V tr t trm mt t
+ T mc 4 p dng cng thc tnh hiu kinh
KE = KEsat - KEsta = 132 OE 109,14 OE = 22,86 OE
+ Xem hnh 4.8. Tnh gc tm 0 theo cng thc (4.4):
cos0= cosv.cosKE = cos13,46 O.cos22,86 O = 0,972532659 x 0,92145684
= 0,89614687
=> gc tm 0 = 26,344 O
+ C ly t trm mt t n v tinh c tnh theo cng thc (4.5) :
s = [Km] =
=
s = 36558,17902 Km
(4.33)
+ Gc ngng e c tnh theo cng thc (4.6):
e = arctg [degree] = arctg = arctg
= arctg1,67816121
e = 59,21O
(4.34)
+ Gc phng v c tnh theo cng thc (4.7):
= arctg = arctg= arctg
= arctg(-1,811232032)
= - 61,09O. Tra Bng 4.1 c gc phng v a = 180O - = 180O + 61,09O. Tr gc lch a t 6O cn li: a = 235,09O
(4.35)
4.3.2. Thit k tnh ton tuyn ln bng Ku
4.3.2.1. Bng Ku khi tri trong
Cho cc s liu ban u trm mt t:
- Cng sut pht PTX = 200W = 23dBw
- Tn s cng tc (trung tm bng Ku): fU = 14 GHz
- ng knh anten D = 3m, hiu sut anten = 0,6
- Li bm v tinh T = 0,1O
- Suy hao feeder LFTX = 0,5 dB
- C khong cch trm Quy Nhn v v tinh t (4.33): s = 36558,17902 Km
- Suy hao kh quyn LA = 0,3dB
Thng s v tinh:
- Bp sng anten 3dB = 2O
- Hiu sut anten = 0,55. ng knh thu D=1,8m
- H s tp m thu, F = 3dB
- Suy hao gia anten v my thu LFRX = 1dB
- Nhit nhiu dy dn, u ni TF = 290OK
- Nhit nhiu anten TA = 290OK
p dng (4.6) tnh EIRPES trm pht
EIRPES = (PTGT)ES = . [W]. Tnh theo dB c
EIRPES[dBw] = PTX[dBw] + GT[dBi] - LFTX[dB] LT[dB]
(4.36)PTX = 200W = 10lg2 + 20dBw = 10x0,3 + 20 = 23dBw
Dng (2.6) tnh GT , thay D = 3; = 0,6; fU = 14 GHz vo ta c
GT = .()2 = 0,6= 0,6x(.140)2 = 116066,5478
GT = 10log(116066,5478) = 50,64dBi
S dng (2.29) v (2.31) tnh suy hao LT khi thay = c
LT = 12()2 = 12= 12x=12x0,04 = 0,48 [dB] Suy hao feeder LFTX = 0,5[dB] gn bng suy hao lch hng pht LT
Thay tt c vo (4.36) c
EIRPES[dBw] = 23[dBw] + 50,64[dBi] 0,5[dB] 0,48[dB] = 72,66 dBw
p dng (2.23) v (2.33) tnh suy hao tuyn ln LU khi thay LFS:
LFS = ()2 = = = 4,596x1020 = 206,62 dB c: LU = LFSLA = 206,62 + 0,3 = 206,92 dB
Tnh (4.8) theo dB:
[dBw]=(EIRPES) [dBw]+[dB]+[dB.OK-1]+ [dB.Hz.OK](4.37)
Trong h s phm cht v tinh ( nhy) tnh t (4.10), c th tnh theo:
= ..= . [OK-1] (4.38)
S dng (2.6) tnh GR
GR = .()2 = 0,55= 38301,96076
GR = 10log(38301,96076) = 45,83 dBi
Gi s v tinh nm ra ph sng ca anten trm pht, c:
R = = 1O
Theo (2.20), tnh suy hao LR: LR = 12()2 = 12. = 3 dB.
p dng (2.23) tnh suy hao : LPOL = 20 lg(cos) = 20lg(cos1O) = -0,0013 [dB]
Suy hao ny qu nh, b qua.
Dng (2.37), tnh TR: Theo bng 2.4 c F = 3dB, nn:
TR = (F 1)TO = (100,3 1).290OK = 288,6 OK
Thay cc gi tr tnh vo (4.38):
= = 45,83 3 1 10lg
= 41,83 10lg578,6 = 41,83 27,62 = 14,2 dBK-1Thay cc gi tr tnh v k = -228,6 [dB/Hz OK] vo (4.34):
= 72,66dBw - 206,92dB+14,2dBOK-1+228,6 dB/Hz OK = 108,54 dBHzHnh 4.11 tm tt cc mc tuyn ln
Hnh 4.11: Cc mc cng sut tuyn ln Ku Quy Nhn.
CU = PU = 72,66 206,92 + 42,83 1 = - 92,43dBw
T (4.37) tnh c: NOU = - 92,43 108,54 = - 200,97 dB.
Trn Hnh 4.1 chn mc thu ca v tinh l 10 pW tng ng -110dBw
Khi tri trong c mc d tr l 110 92,42 = 17,57 dB
Nh vy d cng sut d tr l 17,57 dB 4.3.2.2. Bng Ku khi tri maKhi truyn sng tuyn ln b ma th sng in t b hp th nng lng, b bin i phn cc do ht ma tc ng, bn thn ma cng bc x siu cao lm nhiu tn hiu hu ch v nhit nc ma cng thm nhit tp m ng truyn.
+ Tnh Lrain (Arain) p dng mc 2.4.2.5:
- Tnh cao ma hR (Km), theo (2.35)
hR = 3 + 0.028 = 3,028 Km v 00 <