Câu 1: Trình bày các đặc điểm của TTVT?
* Ưu điểm:
- Tính quảng bá rộng lớn cho mọi loại địa hình vì chỉ cần 3 vệ tinh địa tỉnh là có thể phủ sóng toàn cầu
- Có dải thông rộng
- Nhanh chóng, dễ dàng cấu hình lại khi cần thiết
* Nhược điểm:
- Ko hoàn toàn cố định
- Khoảng cách truyền dẫn xa nên suy hao lớn, ảnh hưởng của tạp âm lớn
- Giá thành đặt hệ thống đắt, chi phí phóng vệ tinh tốn kém mà vẫn còn tồn tại rủi ro
- Thời gian sử dụng hạn chế, khó bảo dưỡng, sửa chữa và nâng cao
Câu 2: Giải thích cửa sổ tần số là gì? Nêu các băng tần thường đc sử dụng trg TTVT?
- Cửa sổ tần số: HINH_1
Từ hình vẽ ta thấy các tần số nằm trg khoảng giữa 1Ghz-10Ghz thì suy hao kết hợp do tần điện ly và mưa nhỏ ko đáng kể, do vậy băng tầng này còn đc gọi là cửa sổ tần số
Khi tần số càng lớn thì suy hao do tầng điện ly càng giảm, các tần số ở băng sóng viba (1Ghz) hầu như ko bị ảnh hưởng của tầng điện ly
Khi tần số càng lớn thì suy hao do mưa (25mm/h) càng tăng, khi f>10Ghz thì cần tính toán suy hao do mưa
- Các băng tần thường đc sử dụng trg TTVT: băng C, băng Ku, băng Ka, băng X
BANG1
Hiện nay, băng C & băng Ku đc sử dụng phổ biến nhất, băng C (4/6Ghz) nằm ở khoảng giữa cửa sổ tần số suy hao do mưa ít, trc đây đc dùng cho các hệ thống viba mặt đất. Sử dụng chung cho hệ thống Intelsat, các hệ thống vệ tinh khu vực & nhiều hệ thống vệ tinh nội địa
Băng Ku (12/14 & 11/14 Ghz) đc sử dụng rộng rãi tiếp sau băng C cho viễn thông công cộng, dùng nhiều cho th.tin nội địa & th.tin giữa các c.ty. Do tần số cao nên cho phép sử dụng những anten có kích thước nhỏ, nhưng cũng vì f cao nên tín hiệu ở băng Ku bị hấp thụ lớn do mưa
Băng Ka (20/30 Ghz) đc sử dụng đầu tiên cho th.tin thương mại qua vệ tinh Sakura của Nhật, cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ & hoàn toàn ko gây nhiễu cho các hệ thống viba. Tuy nhiên, băng Ka suy hao đáng kể do mưa nên ko phù hợp cho th.tin chất lượng cao.
Câu 4: Trình bày cấu hình của 1 hệ thống TTVT?
Một hệ thống TTVT gồm 2 phần cơ bản: phần trên ko là vệ tinh & các th.bị liên quan, phần mặt đất bao gồm các trạm mặt đất
Vệ tinh đóng vai trò lặp lại tín hiệu truyền giữa các trạm mặt đất
Thực chất kỹ thuật TTVT là kỹ thuật truyền dẫn mà trg đó mt truyền dẫn là ko gian vũ trụ với kh.cách đg truyền khá dài. Với kh.cách truyền dài như thế sẽ gặp 1 số vấn đề đ.chế tạp âm, nhiễu đg truyền, đồng bộ giữa 2 đầu thu phát
HINH_2
Tại đầu phát, th.tin nhận từ mạng nguồn sẽ đc dùng để đ.chế 1 sóng mang trung tần 1F. Sau đó, tín hiệu này đc đưa qua bộ chuyển đổi nâng tần cho ra f cao hơn RF. Tín hiệu RF này đc KĐ ở bộ KĐCS cao HPA rồi đc bức xạ ra ko gian lên vệ tinh qua anten phát
Tại vệ tinh, tín hiệu nhận đc qua anten sẽ đc KĐ và chuyển đổi f xuống, sau đó đc KĐCS rồi đc phát trở lại trạm mặt đất
Tại trạm mặt đất, tín hiệu thu đc qua anten đc KĐ bởi bộ KĐ tạp âm thấp LNA. Sau đó, đc chuyển đổi f xuống trung tần qua bộ chuyển đổi hạ tầng & cuối cùng đc giải đ.chế khôi phục lại tín hiệu băng gốc
Câu 5: Trình bày những hiểu biết của mình về trạm mặt đất?
Trạm mặt đất gồm 2 nhánh: nhánh phát và nhánh thu tín hiệu
Ở nhánh phát: tín hiệu từ th.bị truyền dẫn trên mặt đất (chẳng hạn từ bộ ghép kênh) đc đưa đến bộ đa truy nhập & qua bộ đ.chế thành tín hiệu trung tần. Sau đó, đc biến đổi thành tín hiệu cao tần nhờ bộ đổi tần lên U/C & đc đưa vào bộ KĐCS cao HPA để đưa ra anten bức xạ lên vệ tinh
Ở nhánh thu: anten trạm mặt đất thu tín hiệu từ vệ tinh, sau đó đc máy thu KĐ tạp âm thấp, qua bộ đổi tần xuống D/C để biến thành trung tần rồi đc giải đ.chế & đưa đến th.bị đa truy nhập, qua th.bị giải ghép kênh để đưa tín hiệu vào các kênh th.tin riêng lẻ
Câu 6: Cấu hình điển hình của 1 trạm mặt đất gồm những phần nào? Vẽ và nêu các chức năng chính của nó?
Cấu hình điển hình của 1 trạm mặt đất gồm các khối chính: anten, bộ HPA, LNA, các bộ biến đổi f phát thu, bộ đ.chế & giải đ.chế, th.bị sóng mang đầu cuối & th.bị điều khiển giám sát
HINH_3
Chức năng từng khối:
- LNA (bộ KĐ nhiễu thấp): có nh.vụ loại nhiễu & KĐ tín hiệu lên
- D/C: chuyển th.tin ở f RF xuống thành f IF lên rồi đưa vào bộ giải đ.chế
- DEM (khối giải đ.chế): khôi phục lại tín hiệu ban đầu
- MAE: khối đa truy nhập
- MOD: khối đ.chế có nh.vụ biến đổi tín hiệu cao tần thành tín hiệu trung tần
- IF Amp: khối KĐTT
- U/C: bộ chuyển đổi nâng tần có nh.vụ biến đổi f IF thành f cao tần bằng cách trộn với f d.động nội
- HPA: bộ KĐCS cao để đủ c.suất đưa ra anten bức xạ lên vệ tinh
Câu 7: Bộ KĐ tạp âm thấp (LNA) là gì? Các yêu cầu kỹ thuật của nó? Có những loại LNA nào thường đc sử dụng ở trạm mặt đất?
* Có 3 loại LNA thường được sử dụng ở trạm mặt đất:
+ KĐ thông số: đặt tín hiệu kích thích lên diode biến dung -> các thông số mạch điện của nó thay đổi, tạo ra 1 đ.trở âm & KĐ tín hiệu vào
+ KĐ GaAs – FET:
Hoạt động ở f cao
Băng tần rộng
HSKĐ & độ tin cậy cao
-Ưu điểm so với KĐ thông số:
Ko có mạch tạo tín hiệu kích thích
Băng tần rộng, độ tin cậy cao
Dễ đ.chỉnh, phù hợp với sx hàng loạt
Thuận lợi về bảo trì bảo dưỡng
+ HEMT (High Electron Mobility Transistor): hoạt động dựa trên hiệu ứng đ.tử 2 chiều với độ linh động đ.tử cao phù hợp với khuếch đại tạp âm thấp, tín hiệu f cao
*Đặc điểm nổi bật:
Đặc tính nhiễu thấp tốt hơn so với GaAs – FET
Băng tần rộng, kích thước nhỏ
Giá thành thấp
Dễ bảo dưỡng & phù hợp cho sx hàng loạt
* Các yêu cầu kỹ thuật:
Bộ KĐ LNA đặt càng gần máy thu càng tốt mà tốt nhất là đặt ngay tiêu cự của máy thu với mục đích là để tối thiểu hóa tạp âm đưa vào hệ thống
Điều chỉnh búp sóng anten đúng vào tâm anten
Câu 8: Tại sao lại phải bám vệ tinh? Có những ph.pháp bám nào, ng.lý bám của ph.pháp đó?
* Nguyên nhân phải bám vệ tinh: trg khi chuyển động trên qũy đạo thì các vệ tinh địa tĩnh bị tác động bởi các thiên thể (trái đất, mặt trăng, mặt trời & nhiều hành tinh khác thuộc hệ mặt trời). Bởi vậy, các vệ tinh luôn bị lôi kéo theo các hướng khác nhau gây ra sự trôi dạt vệ tinh trên quỹ đạo. Vì thế, cần phải có hệ thống điều khiển bám đuổi vệ tinh sao cho tín hiệu thu đc luôn đạt giá trị tốt nhất
* Có 4 ph.pháp bám vệ tinh:
- Bám đuổi vệ tinh bằng xung đơn:
Khi tín hiệu đến trực tiếp ở phía trc bộ dẫn sóng thì hệ thống làm việc ở loại sóng TE10
Nếu tín hiệu đến lệch khỏi tâm thì hệ thống làm việc ở loại sóng TE20
Pha của tín hiệu tạo ra chỉ thị sự sai lệch trái hay phải
- Bám đuổi vệ tinh theo từng nấc:
Sau khi thu tín hiệu dẫn đg từ vệ tinh anten đc lệnh dịch chuyển góc ban đầu, sau đó tiến hành so sánh mức tín hiệu dẫn đg thu đc trc & sau khi dịch chuyển, hướng của lần dịch chuyển kế tiếp có thể đc quyết định như sau:
+ Nếu mức tín hiệu dẫn đg tăng lên thì anten tiếp tục dịch chuyển theo hướng trc đó
+ Nếu mức tín hiệu dẫn đg giảm đi thì anten dịch chuyển theo hướng ngc lại & qt này sẽ đc lặp lại
- Bám đuổi vệ tinh theo ch.trình:
Dựa trên số liệu lịch thiên học dự đoán các vị trí vệ tinh đc Intelsat cung cấp
Số liệu này đc đưa vào phần mềm máy tính biến đổi dữ liệu thành các giá trị thực cho trạm vệ tinh mặt đất đó để điều khiển bám vệ tinh đã cho trc các số liệu thiên văn
- Bám đuổi vệ tinh bằng nhân công:
Các anten của các trạm mặt đất nhỏ hơn có thể chỉ cần điều chỉnh hàng tuần, hàng tháng vì búp sóng của anten rộng, điều chỉnh này đc thực hiện bằng cách làm cho các chuyển mạch phù hợp với mô tơ góc ngẩng & góc phương vị
Các hệ thống bám đuổi tự động thường có khả năng điều khiển bằng tay để cho phép bảo dưỡng anten, điều khiển bằng nhân công cũng là ph.pháp thêm vào khi hỏng th.bị. Ph.pháp điều khiển bằng nhân công khác là biện pháp cơ khí trực tiếp để quay anten :
+ Các anten nhỏ có thể chỉ nới lỏng 1 cái chốt sau đó điều chỉnh 1 số vít thay đổi góc phương vị & góc tù
+ Các anten lớn hơn có thể yêu cầu 1 tay vặn đc gắn trực tiếp để quay anten
Câu 9: Có mấy loại đa truy nhập thường đc dùng trg TTVT? Kể tên và trình bày ng.tắc đa truy nhập đó?
* FDMA (Frequency Division Multiplex Access):
Mỗi trạm mặt đất phát đi 1 sóng mang có f khác với f sóng mang của các trạm mặt đất khác
Đc sử dụng cho tất cả các hệ thống đ.chế: đ.chế tương tự hay đ.chế số
Cho phép tất cả các trạm truyền dẫn liên tục
Ko cần thiết điều khiển định thời đồng bộ & các th.bị sử dụng khá đơn giản
Hiệu quả sử sụng c.suất vệ tinh của nó là khá tốt
Ph.pháp này thiếu linh hoạt trg việc thay đổi cách ph.phối kênh & hiệu quả thấp khi số sóng mang tăng
Có thủ tục truy nhập đơn giản, các cấu hình ph.tiện trạm mặt đất cũng đơn giản hơn
* TDMA (Time Division Multiplex Access):
- Các trạm mặt đất dùng chung 1 bộ phát đáp trên cơ sở phân chia theo thời gian
- TDMA sử dụng các sóng mang đ.chế số & các sóng mang đc phát đi từ trạm mặt đất cần phải đc điều khiển chính xác sao cho chúng nằm trg khoảng th.gian đc ph.phối
- Trg ph.pháp này, các trạm mặt đất phải truyền tín hiệu 1 cách gián đoạn & cần phải dự phòng khoảng th.gian bảo vệ giữa các sóng mang để tín hiệu từ các trạm mặt đất ko chồng lấn lên nhau khi đến bộ phát đáp
+ Ưu điểm:
Có thể sử dụng tốt c.suất tối đa của vệ tinh & có thể thay đổi dễ dàng dung lượng truyền tải bằng cách thay đổi khoảng th.gian phát & thu -> linh hoạt trg việc thay đổi thiết lập tuyến, hiệu suất sử dụng tuyến rất cao khi số kênh liên lạc tăng
Khi TDMA kết hợp với kỹ thuật nội suytiếng nói thì có thể tăng dung lượng truyền dẫn lên 3, 4 lần
+ Nhược điểm:
Yêu cầu phải có đồng bộ cụm
Tín hiệu tương tự phải đc chuyển sang dạng số khi sử dụng ph.pháp TDMA
Giá thành hệ thống cao
* CDMA (Code Division Multiplex Access):
Là phương pháp truy nhập ứng dụng kỹ thuật trải phổ, trg đó mọi đối tượng có thể:
+ Đc phép hoạt động đồng thời
+ Hoạt động tại f như nhau
+ Sử dụng toàn bộ băng tần của hệ thống cùng 1 lúc mà ko gây nhiễu sang th.tin của đối tượng khác
Là ph.pháp truy nhập mà ở đó các trạm mặt đất có thể phát tín hiệu 1 cách liên tục & đồng thời, sử dụng cùng 1 băng tần của kênh
Trg CDMA, mỗi sóng mang phát đc đ.chế bằng 1 mã đặc biệt mà ở mỗi trạm mặt đất có thể tách đc tín hiệu thu khỏi các tín hiệu khác nhờ vào loại mã này
+ Ưu điểm:
- Hoạt động đơn giản
- Khả năng chống lại can nhiễu giữa các hệ thống & nhiễu do hiện tượng đa đg truyền rất tốt
- Tính bảo mật của tín hiệu cao
+ Nhược điểm:
- Hiệu quả sử dụng băng tần kém
- Độ rộng băng tần truyền dẫn yêu cầu lớn
* Phương pháp đa truy nhập phân phối trước và đa truy nhập phân phối theo yêu cầu:
- Đa truy nhập phân phối trước:
Các kênh vệ tinh được phân phối cố định cho tất cả các trạm mặt đất khác nhau, bất chấp có hay ko có các cuộc gọi phát đi
- Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu:
Các kênh vệ tinh đc sắp xếp lại mỗi khi có yêu cầu thiết lập kênh từ các trạm mặt đất có liên quan
Cho phép sử dụng có hiệu quả dung lượng kênh của vệ tinh khi trạm mặt đất có dung lượng nhỏ, sử dụng chung 1 bộ phát đáp
Câu 10: Trình bày các nguồn tạp âm (và nguyên nhân) ảnh hưởng đến tuyến liên lạc trg TTVT?
* Nhiệt tạp âm hệ thống:
HINH4 (oK)
Trong đó:
TSYS: nhiệt tạp âm hệ thống
TS: nhiệt tạp âm bên ngoài
TA: nhiệt tạp âm anten
TF: nhiệt tạp âm fi đơ
TR: nhiệt tạp âm hiệu dụng đầu vào máy thu
LF: suy hao của fi đơ
- Nhiệt tạp âm bên ngoài TS, nhiệt tạp âm anten TA:
+ Nhiệt tạp âm ko gian:
Nhiệt tạp âm vũ trụ: do bức xạ từ vũ trụ còn dư lại (khoảng 2.76oK)
Nhiệt tạp âm dải ngân hà: nếu hướng anten vào vùng có số sao cực đại của dải ngân hà thì nhiệt tạp âm có thể tăng lên gần 100oK, trg vùng f từ 0.3 - 1.2Ghz
Nhiệt tạp âm mặt trời: mặt trời bức xạ sóng đ.từ ở tất cả các f, đặc biệt là dải viba. Phụ thuộc vào hướng của anten, f công tác, kích thước mặt ph.xạ & số vệt đen của mặt trời
+ Nhiệt tạp âm khí quyển: phụ thuộc vào chiều dài quãng đg đi của sóng trg tầng đối lưu hay nó phụ thuộc vào góc ngẩng của anten, f công tác
+ Nhiệt tạp âm từ trạm mặt đất xung quanh trạm: gây ra chủ yếu do búp phụ & búp ngược, 1 phần cho búp chính khi anten định hướng kém & góc ngẩng nhỏ
+ Nhiệt tạp âm do các chướng ngại ở gần như tòa nhà, mái che, các bộ phận cản trở anten
- Nhiệt tạp âm hệ thống fi đơ TF:
TF = To(LF - 1) (oK)
Trg đó:
To: nhiệt độ mt
LF: tổn hao của fi đơ
Khi LF tăng -> TF tăng -> c.suất tạp âm bên trg gây ra bởi hệ thống fi đơ tăng lên
- Nhiệt tạp âm của máy thu TR: bằng tổng nhiệt tạp âm gây ra trg mỗi phần của máy thu
HINH 5 (oK)
Trong đó:
TR: nhiệt tạp âm của máy thu (oK)
G1, G2,…, GK: HSKĐ của từng tầng
T1, T2,…, TK: nhiệt tạp âm đầu vào (oK)
Nếu HSKĐ tầng đầu đủ lớn thì tạp âm tại các tầng tiếp theo có thể bỏ qua. Do đó, yêu cầu tầng đầu tiên phải có HSKĐ lớn & tạp âm thấp, vì vậy trg TTVT dùng các bộ KĐ tạp âm thấp (LNA). Một cách gần đúng ta coi nhiệt tạp âm tầng đầu cũng là nhiệt tạp âm của máy thu
* Công suất tạp âm hệ thống:
N = k.B.TSYS (W)
Trg đó:
N: c.suất tạp âm hệ thống
k: hằng số Boltzman, k = 1.38 10-23 W/Hz.oK = 228.6 dBW/Hz.oK
B: băng thông
* C.suất tạp âm nhiễu:
- Can nhiễu khác tuyến:
Các nhiễu TTVT có thể bị nhiễu trg các tr.hợp sau:
+ Tuyến viba mặt đất đến vệ tinh th.tin
+ Tuyến viba mặt đất đến trạm mặt đất
+ Vệ tinh th.tin khác đến trạm mặt đất
Can nhiễu giữa viba & trạm mặt đất có 2 tr.hợp:
+ Đg th.tin viba mặt đất có cùng f làm việc với đg lên của hệ thống TTVT. Vì vậy, tín hiệu viba mặt đất đc trộn với tín hiệu đầu vào máy thu vệ tinh
+ Đường thông tin viba mặt đất có tần số bằng tần số đường xuống của hệ thống TTVT. Vì vậy, ở đầu vào máy thu trạm mặt đất cũng bị trộn với tín hiệu của đg th.tin viba mặt đất
+Sự can nhiễu từ vệ tinh th.tin khác đến trạm mặt đất: do 2 trạm mặt đất đặt gần nhau -> sinh ra nhiễu này
- Nhiễu cùng tuyến:
+ Tạp âm nhiễu khử ph.cực: thường xảy ra trg hệ thống th.tin ph.cực kép, nó bị chi phối bởi các đặc tính của anten
+ Tạp âm nhiễu kênh lân cận: nhiễu này sinh ra khi các kênh lân cận có vùng ph.cực với tuyến vệ tinh đang xét, có thể triệt nhiễu bằng 1 bô lọc có đặc tính cắt nhọn
- Tạp âm méo xuyên đ.chế: tạp âm này sinh ra khi bộ phát đáp của nó KĐ đồng thời nhiều sóng mang
HINH_6
Khi mức tín hiệu vào lớn -> đặc tuyến ra bị suy hao nghĩa là do đặc tính ko để thẳng của TWT -> sinh nhiễu, khắc phục bằng cách ko đưa mức tín hiệu vào lớn
Câu 11. Các bước tính toán suy hao do mưa trên tuyến truyền dẫn trong thông tin vệ tinh.
+ Tính toán độ cao của cơn mưa hR [km]
+ Tính toán đoạn đường thực tế sóng đi trong mưa
HINH 7
Trong đó: hS là chiều cao của trạm mặt đất so với mực nước biển, đây chính là chiều cao của cột anten.
HINH 8 là góc ngẩn anten trạm mặt đất
+ Xác định hệ số suy hao do mưa tuyến lên HINH 9
Hệ số suy hao do mưa khi sóng phân cực tròn là trung bình cộng của hệ số suy hao khi sóng phân cực ngang và đứng.
+ Xác định hệ số suy hao do mưa tuyến lên
HINH 10
Câu 12. Vệ tinh VINASAT
a. VI NASAT 1
+ Vị trí quỹ đạo: quỹ đạo địa tĩnh 132o Đông, cách trái đất 35768km
+ Tuổi thọ vệ tinh tối thiểu là 15năm
+ Dung lượng truyền dẫn tương đương 10000 kênh thoại internet/truyền số liệu hoặc khoảng 120 kênh truyền hình.
+ Vệ tinh cao 4m, năng khoảng 2600kg
+ Vệ tinh có 20 bộ phát đáp trên 2 băng tần C và Ku.
· Ở băng tần C
+ Có 8 bộ phát đáp (36 MHz/bộ )
+ Đường lên (Uplink) : Tần số phát TX từ 6425 / 6725 MHz, phân cực: Horizontal, Vertical.
+ Đường xuống (Downlink): Tần số thu từ 3400 / 3700 MHz, phân cực: Horizontal, Vertical.
+ Vùng phủ sóng : Việt Nam, Đông Nam Á, Trung Quốc, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản, Austrailia.
+ Mật độ dung lượng bão hoà (SFD): -85dBW/m2
· Băng tần KU:
+ Có 12 bộ phát đáp (36 MHz/bộ )
+ Đường lên (Uplink) : Tần số phát TX từ 13750 / 14500 MHz, phân cực : Vertical.
+ Đường xuống (Downlink): Tần số thu từ 10950 / 11700 MHz, phân cực : Horizontal.
+ Vùng phủ sóng : Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một phần của Mianma.
· Kinh doanh vệ tinh VINASAT 1.
+ Khách hàng lớn nhất của dịch vụ la Bộ Quốc Phòng và Bộ Công An.
+ Dịch vụ cho thuê băng tần vệ tinh cung cấp cho khách hàng trọn bộ phát đáp trên băng tần vệ tinh hoặc thuê lẻ dung lượng sử dụng cho các mục đích kinh doanh hoặc phục vụ công ích.
+ Kênh thuê riêng cho các doanh nghiệp để:
- Phát hình lưu động
- Truyền hình DTH
- Truyền hình hội nghị
- Kênh thuê riêng cho thông tin di động
- Đường truyền cho nhà cung cấp dịch vụ internet
- Điện thoại vùng sâu, vùngg xa
+ Đặc biệt Vinasat-1 sẽ hỗ trợ hiệu quả cho công tác thông tin phuc vụ phòng chống và ứng cứu đột xuất khi xảy ra bão lũ, thiên tai…
+ Sản xuất : 10/4/2008
+ Các khách hàng lớn của Vinasat-1 là VTV, VTC, VOV, HTV, ngành dầu khí, các đơn vị kinh doanh viễn thông, Thaicom, Lao telecom, Websat, Media.
b. VINASAT 2.
+ Dự kiến có từ 24 / 30 bộ phát đáp.
+ Quỹ đạo 131,8o Đông, 24 bộ phát đáp băng tần KU ( băng thông 36 MHz), khai thác tới 25 bộ phát đáp.
+ Thực hiện dự án Vinasat-2 nhằm hướng đến mục tiêu chiến lược của quốc gia trong việc tăng cường năng lực hạ tầng viễn thông, đáp ứng nhu cầu sử dụng vệ tinh của thị trường trong nước và khu vực mà Vinasat-1 cùng các vệ tinh các nước trong khu vực chưa thực hiện được.
+ Cùng với Vinasat-1 thì Vinasat-2 sẽ tạo thành một hệ thống vệ tinh có khả năng dự phòng về dung lượng và giảm thiểu rủi ro giữa các vệ tinh. Góp phần tăng cường độ an toàn, ổn định trong quá trình cung cấp dịch vụ cho khách hàng, cũng cố an ninh, an toàn cho mạng viễn thông quốc gia.
Câu 13. Các loại suy hao và tạp âm chủ yếu trong thông tin vệ tinh.
a. Các loại suy hao.
+ Suy hao trong không gian tự do: Do cự ly truyền sóng trong thông tin vệ tinh là rất lớn nên suy hao trong không gian tự do la lớn nhất.
Gọi suy hao này là Ltd, ta có:
HINH 11
Trong đó :
d: Chiều dài của một tuyến lên hay xuống (km)
LAM DA: Bước sóng làm việc (m)
Trong đơn vị bB thì :
HINH 12
c: Vận tốc ánh sáng 3.108 m/s
f: Tần số công tác (MHz)
Để khắc phục suy hao này đòi hỏi anten sử dụng phải co đường kính đủ lớn (hàng chục mét) để có hệ số tăng ích lớn khoảng 60dB và máy phát cũng phải có công suất lớn hàng chục đến hàng trăm W.
+ Suy hao do tầng đối lưu
Tầng đối lưu là lớp khí quyển nằm sát mặt đất lên đến độ cao (10-15km), bao gồm các chất khí hấp thụ chính như hơi nước, Oxy, Ozon, Cacbonic.
Suy hao này phụ thuộc nhiều vào tần số và góc ngẩng của anten, suy hao nhiều khi anten công tác ở băng Ku (14/12GHz) và Ka(30/20GHz).
Góc ngẩn càng lớn thì suy hao này càng nhỏ.
+ Suy hao do tầng điện ly
Tầng điện ly là tầng mà lớp khí quyển bị ion hoá mạnh. Bao gồm chủ yếu là các điện tử tự do, các ion âm và ion dương.
Sự hấp thụ sóng ở tầng điện ly giảm khi tần số tăng, ở tần số trên 600MHz thì suy hao này không đáng kể.
+ Suy hao do thời tiết
Suy hao này phụ thuộc vào cường độ mưa, sương mù, tần số, chiều dài quãng đường đi của sóng trong mưa, chiều dài này phụ thuộc vào góc ngẩng của anten.
Khi góc ngẩng tăng thì suy hao giảm, với góc ngẩng trên 40o thì suy hao này không đáng kể.
Khi tần số và cường độ mưa tăng thì suy hao tăng nhanh và đặc biệt ở tần số từ 10-100GHz.
HINH13.
HINH14.
HINH15: hệ số suy hao trên đoạn đường 1km
Le: chiều dài thực tế sóng qua vùng gây suy hao
hm: độ cao của cơn mưa hm= 3+0,8 (km)
E: góc ngẩn của anten.
+ Suy hao do đặt anten chưa đúng
HINH_16
Khi anten phát và và thu lệch nhau thì sẽ tạo ra suy hao do búp chính của anten thu không hướng đúng chùm tia phát xạ của anten phát.
+ Suy hao trong thiết bị phát và thu
HINH_17
Suy hao này còn gọi là suy hao do hệ thống fiđơ, có hai loại như sau:
- Suy hao LFTX giữa máy phát và anten, để anten phát được công suất PT thì đầu ra của bộ khuếch đại phải là PTX
PT = PTX – LFTX (dB)
- Suy hao LFRX giũa anten và máy thu, công suất ở đầu vào máy thu:
PR = PRX - LFRX
Hiện nay để đơn giản trong tính toán thường lấy LFTX= LFRX= 2dB
+ Suy hao do phân cực không đối xứng
Suy hao này xảy ra khi anten thu không đúng hướng với sự phân cực của sóng nhận.
b. Các loại tạp âm chủ yếu
* Nhiệt tạp âm hệ thống
HINH 18( oK)
TSYS : Nhiệt tạp âm hệ thống TA: Nhiệt tạp âm anten
TS : Nhiệt tạp âm bên trong TF : Nhiệt tạp âm của fiđơ
TR : Nhiệt tạp âm hiệu dụng đầu vào máy thu
LF : Suy hao của hệ thống fiđơ
+ Nhiệt tạp âm bên ngoài Ts và nhiệt tạp âm anten TA
- Nhiệt tạp âm không gian : bao gồm các thành phần sau:
> Nhiệt tạp âm vũ trụ
> Nhiệt tạp âm của dải ngân hà
> Nhiệt tạp âm của mặt trời
Trường hợp trái đất-vệ tinh-mặt trời thẳng hàng nhau sẽ gây nên gián đoạn thông tin.
- Nhiệt tạp âm do khí quyển : phụ thuộc vào chiều dài quãng đường đi của sóng trong tầng đối lưu.
- Nhiệt tạp âm do mưa : được xác định:
HINH 19
LM : Suy hao do mưa, LM= 16,57
Tm : Nhiệt độ trung bình của cơn mưa, Tm= 1,12Txq-50 (oK)
Txq : Nhiệt độ xung quanh trạm mặt đất (oK)
- Nhiệt tạp âm từ mặt đất xung quanh trạm
Vì anten trạm mặt đất hướng lên bầu trời nên nhiệt tạp âm của mặt đất gây ra chủ yếu là do búp phụ và búp ngược, một phần do búp chính khi anten định hướng kém và góc ngẩng nhỏ.
+ Nhiệt tạp âm của hệ thống fiđơ TF
Có thể coi nhiệt tạp âm của fiđơ là 290oK
+ Nhiệt tạp âm máy thu TR
Nhiệt tạp âm của máy thu bằng tổng nhiệt tạp âm gây ra trong mỗi phần của máy thu.
* Tạp âm nhiễu.
+ Can nhiễu khác tuyến:
Các tuyến thông tin vệ tinh có thể bi nhiễu trong các trường hợp :
- Can nhiễu giữa viba và hệ thống thông tin vệ tinh
Có hai trường hợp :
> Sự trôn lẫn giữa tín hiệu viba với tín hiệu đầu vào máy thu vệ tinh
> Sự trôn lẫn giữa tín hiệu viba với tín hiệu đầu vào máy thu trạm mặt đất
- Sự can nhiễu từ vệ tinh thông tin khác đến trạm mặt đất
+ Nhiễu cùng tuyến
Là nhiễu được tạo ra ngay trong tuyến , bao gồm:
> Tạp âm nhiễu khử phân cực : Xảy trong hệ thống thông tin phân cực kép, nó bị chi phối bởi các đạc tính của anten.
> Tạp âm nhiễu kênh lân cận : gây ra bởi kênh lân cận có ùng phân cực với tuyến vệ tinh đang xét.
+ Tạp âm méo xuyên điều chế.
Tạp âm này sinh ra khi bộ phát đáp của vệ tinh khuếch đại đồng thời nhiều sóng mang. Các đặc tuyến phi tuyến vào ra của bộ phát đáp là nguyên nhân sinh ra tạp âm xuyên điều chế.
Câu 14. Hiệu ứng Doppler.
- Là hiệu ứng trong đó tần số bị lệch khi dộ dài đường liên lạc vô tuyến thay đổi theo thời gian dẫn đến thay đổi về pha tục.
- Gây ra méo trong thông tin vô tuyến băng rộng và các băng tần gốc đã được giải điều chế có hiện tương dãn ra va co lại.
- Không ảnh hưởng nhiều đến các vệ tinh quỹ đạo elip hay hệ thống vệ tinh địa tĩnh.
- Bước sóng là khoảng cách một lần nén và một lần dãn, là khoảng cách giữa hai đỉnh hoặc hai đấy nằm liền kề nhau.
- Tần số là số bước sóng trong một đơn vị thời gian 1s.
* Hiện tượng Doppler làm cường độ sóng thay đổi khi :
+ Nếu sóng được phát ra từ một nguồn phát cố định đến một đầu thu cố định thi tần số phát băng tần ssố thu.
+ Nếu khoảng cách giữa đầu thu và đầu phát thay đổi trong khoảng thời gian thu sóng thì bước sóng sẽ dài hoặc ngắn lại khi đầu phát và đầu thu lại gần nhau, dài ra trong trường hợp ra xa nhau.
Câu 15. Can nhiễu chính trong thông tin vệ tinh.
Các tuyến thông tin vệ tinh có thể bi nhiễu trong các trường hợp :
- Can nhiễu giữa viba và hệ thống thông tin vệ tinh
Có hai trường hợp :
> Sự trôn lẫn giữa tín hiệu viba với tín hiệu đầu vào máy thu vệ tinh
> Sự trôn lẫn giữa tín hiệu viba với tín hiệu đầu vào máy thu trạm mặt đất
- Sự can nhiễu từ vệ tinh thông tin khác đến trạm mặt đất
Câu 16. Nếu C/N ở trạm thu mặt đất (vệ tinh) không thoả mãn yêu cầu ta cần phải thiết kế lại như sau.
- Tăng công suất phát
- Tăng đường kính anten (D)
- Thay đổi bộ LNA
Câu 17. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của tuyến thông tin vệ tinh và các giải pháp khắc phục.
Chưa có, bổ sung sau!
Câu 18. Các thông số cần trước khi thiết kế tuyến thông tin vệ tinh.
+ Trạm mặt đất
- Vị trí địa lý của trạm (vĩ độ và kinh độ)
- Loại anten (đường kính, hiệu suất, hệ số phẩm chất, nhiệt độ tạp âm)
- Công suất của may phát
+ Vệ tinh
- Vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo
- Công suất phát xạ đẳng hương tương đương EIRPs cua vệ tinh
- Hệ số phẩm chất của vệ tinh ( G/T)S
- Hệ số tạp âm của máy thu vệ tinh
- Băng thông máy phát đáp, dạng phân cực, dãi tần làm việc.
Câu 19. Ưu, nhược điểm của các phương pháp bám đuổi vệ tinh.
a. Phương pháp bám đuổi vệ tinh băng xung đơn
* Ưu điểm
Độ chính xác cao vì hệ thống này luôn xác định tâm của búp sóng anten có hướng vào vệ tinh hay không để điều khiển anten.
* Nhược điểm
Thiết bị đánh dấu phải làm việc liên tục sẽ chóng hao mòn và dẫn tới mau hỏng do phải liên tục cung cấp năng lượng.
b. Phương pháp bám đuổi vệ tinh theo từng nấc
* Ưu điểm
Các anten không phải bám đuổi liên tục như hệ thống xung đơn vì hệ thống này dịch chuyển từng nấc theo hướng mà mức tín hiệu dẫn đường tăng lên, nếu mức tín hiệu dẫn đường giảm xuống thì anten sẽ dịch chuyển theo hướng ngược lại.
* Nhược điểm
Ít khi anten hướng đúng cực đại vào vệ tinh do hệ thống chỉ làm việc khi mức thu giảm đến một gia trị quy định.
c. Phương pháp bám đuổi vệ tinh theo chương trình
*Ưu điểm
Loại điều khiển bám theo chương trình không cần hệ thống điều khiển bám và các thiết bị liên quan, giảm được giá thành tram mặt đất, được quan tâm hàng đầu là các tram mặt đất nhỏ.
* Nhược điểm
Khi chương trình bị lỗi thì bám đuổi vệ tinh bị tê liêt.
d. Phương pháp bám đuổi vệ tinh bằng nhân công
* Ưu điểm
Không ảnh hưởng khi có các sự cố về nguồn cung cấp hoặc hỏng các thiết bị tự động.
* Nhược điểm
Thiếu tính khoa học, không kinh tế, chỉ xem đây là biện phâp dự phòng.
Câu 20. So sánh ưu nhược điểm của HPA chung và HPA riêng.
a. HPA chung
* Ưu điểm.
+ Cấu hình HPA chung có kết cấu đơn giản vì chỉ dùng 1 HPA cho tất cả các sóng mang.
+ Hiệu quả sử dụng kênh tăng lên khi số lượng kênh càng nhiều.
+ Thiết bị phối ghép (combiner) hoạt động ở chế độ dòng nhỏ nên hoạt động ổn định.
* Nhược điểm
+ Bộ HPA phải có băng thông đủ rộng để khuếch đại các sóng mang của tất cả các kênh.
+ Công suất ra phải có độ dự trữ đủ lớn để bù tổn hao do méo điều chế.
+ Cấu hình này bị tác động bởi hiện tượng méo xuyên điều chế vì máy phát khuếch đại đồng thời nhiều kênh.
+ Khi máy phát bị sự cố thi tất cả các kênh đều bị ảnh hưởng.
b. HPA riêng
* Ưu điểm
+ Không yêu cầu có băng thông rộng vì mỗi HPA chỉ dùng riêng cho một kênh.
+ Không bị hiện tượng méo xuyên điều chế.
+ Khi máy phát của một kênh bị sự cố thì không ánh hưởng đến hoạt động của kênh khác.
* Nhược điểm
+ Cấu hình phức tạp vì sử dụng nhiều máy phát, đặc biệt khi số lượng kênh tăng lên.
+ Thiết bị phối ghép (combiner) hoạt động ở chế độ dòng lớn nên mất ổn định.
c. Sơ đồ khối khi ghép HPA chung và HPA riêng.
HINH_20
Câu 21. Khái niệm góc ngẩng, góc phương vị, góc phân cực.
* Góc ngẩng
- Là góc tạo bởi đường thẳng nối từ vệ tinh với điểm thu và tiếp tuyến với mặt đất tại điểm đó.
- Góc ngẩng tại xích đạo là góc lớn nhất và bằng 90o, càng lùi về hai cực thì góc ngẩng cang nhỏ.
* Góc phương vị
- Góc phương vị là góc dẫn đường cho anten quay tìm quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh theo hướng tư Đông sang Tây.
- Góc phương vị được xác định bởi đường thẳng hướng về phương Bắc với đường nối đến vệ tinh.
- Công thức tính góc phương vị:
fi a = 180 do + kinh độ Tây
hoặc fi a = 180o – kinh độ Đông
* Góc phân cực
Bó tay …………..!
Câu 22. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm mặt đất và công suất bức xạ hiệu dung của vệ tinh.
* Công suất bức xạ đắng hướng tương đương của trạm mặt đất.
Công suất bức hiệu dụng EIRP (Equivalent Insotropic Radiated Power) còn gọi là công suất bức xạ đẳng hướng tương đương, nó biểu thị công suất của chùm sóng chính phát từ trạm mặt đất đến vệ tinh. Được tính bằng tích của công suất máy phát đưa đến anten trạm mặt đất PTe với hệ số tăng ích của anten phát GTe.
EIRPe = PTeGTe (W)
Hoặc : EIRPe = 10lg(Pe) + GTe [dB]
EIRPe thông thường của trạm mặt đất có giá trị từ 0dB đến 90dB, còn của vệ tinh từ 20dB đến 60dB.
* Công suất bức xạ hiệu dụng của vệ tinh.
Công suất bức xạ hiệu dụng EIRPs của vệ tinh còn gọi là công suất phát xạ đẳng hướng tương đương, nó biểu thị công suất của chùm sóng chính phát từ vệ tinh xuống trạm mặt đất. EIRPs của vệ tinh thông thường được cho trước.
I’m 12 !
Chúuùc baïn may maén !
►__________♥ ♦ ♣ ♠_______ ◄
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro