- 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH. - Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh. - Đặc điểm của thông tin vệ tinh. - Cấu trúc của tuyến liên lạc vệ tinh. - Các thiết bị trong tuyến liên lạc thông tin vệ tinh. - Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh. - Tần số công tác của thông tin vệ tinh. - Phân định tần số trong thông tin vệ tinh. - Tần số sử dụng cho thông tin vệ tinh cố định. - Đa truy nhập trong thông tin vệ tinh. - 28 Chương 2: NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH. - 31 2.1.1 Các tham số cơ bản đánh giá chất lượng hệ thống thông tin vệ tinh. - Phương pháp tính nhiễu giữa các hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh. - Phương pháp tính nhiễu của các hệ thống thông tin vệ tinh phi địa tĩnh tới hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh. - 55 Chương 3: CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH. - Nhiễu vệ tinh lân cận. - 7 Bảng 1.2: Các băng tần sử dụng cho thông tin vệ tinh. - 61 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đường liên lạc thông tin vệ tinh. - 34 Hình 2.2: Mô tả ảnh hưởng nhiễu giữa hai mạng thông tin vệ tinh sử dụng một băng tần trong cùng một hướng. - 70 Hình 3.10: Nhiễu vệ tinh lân cận (1. - 74 Hình 3.11: Nhiễu vệ tinh lân cận (1. - 75 Hình 3.12: Nhiễu vệ tinh lân cận (2. - 75 Hình 3.13: Nhiễu vệ tinh lân cận (2. - 76 Hình 3.14: Nhiễu vệ tinh lân cận (2. - 76 Hình 3.15: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (1. - 77 Hình 3.16: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (2. - 78 Hình 3.17: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (3. - Tài liệu sẽ có tính áp dụng thực 2 tế đối với những nhà khai thác vệ tinh và các khách hàng đang sử dụng dịch vụ thông tin vệ tinh. - Chương 2: Nhiễu trong hệ thống thông tin vệ tinh Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống, các tham số đánh giá chất lượng hệ thống và một số phương pháp tính nhiễu. - Hà Nội, tháng 10 năm 2009 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 1.1. - Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh 1.1.1. - Hàng ngày, hai hệ thống thông tin vệ tinh toàn cầu lớn là Intelsat và Intersputnyk bay vũng quanh trái đất cung cấp hàng ngàn kênh thoại cố định nối hàng trăm quốc gia với nhau. - 4 - Dung lượng thông tin lớn: Với băng tần cung cấp rộng và sử dụng kỹ thuật tái sử dụng băng tần, hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt được dung lượng thông tin rất cao. - Độ tin cậy cao: Do tuyến thông tin vệ tinh chỉ có 3 trạm (2 trạm mặt đất đầu cuối thông tin và trạm lặp vệ tinh) nên xác suất hư hỏng trên tuyến rất nhỏ. - Cấu trúc của tuyến liên lạc vệ tinh 1.2.1. - Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh - Tại trạm phát: Các tín hiệu có băng tần cơ bản được điều chế thành trung tần, sau đó được đổi lên cao tần nhờ bộ đổi tần tuyến lên UC (Up Converter) rồi được khuếch đại lên mức công suất cao nhờ bộ khuếch đại công suất lớn HPA (High Power Amplifier) và được phát lên vệ tinh qua anten phát. - Hình 1.1: Đường liên lạc thông tin vệ tinh. - Tần số công tác của thông tin vệ tinh Sóng điện từ có dải rộng được dùng trong thông tin vệ tinh tuỳ vào sự khác nhau về mục đích sử dụng. - Độ rộng băng tần của thông tin vệ tinh là 500 MHz và nó được chia ra thành các băng tần nhỏ hơn 36 MHz hoặc 70 MHz. - Phân định tần số trong thông tin vệ tinh Việc phân định tần số được thực hiện theo Điều lệ vô tuyến điện ở mỗi khu vực của ITU. - Phân định tần số cho dịch vụ thông tin vệ tinh cố định Tần các tần số: L GHz Ka GHz S GHz K GHz C GHz Ku GHz X GHz - Băng C (6/4 GHz, cho đường lên gần 6 GHz và đường xuống gần 4 GHz) Nằm ở khoảng giữa cửa sổ tần số, băng tần này chỉ suy hao ít do mưa và trước đây đã được sử dụng cho hệ thống Viba dưới mặt đất. - Băng Ka (30/20 GHz) Băng Ka lần đầu tiên được sử dụng cho một đường thông tin thương mại qua vệ tinh thông tin “SAKURA” của Nhật. - Ưu điểm của thông tin vệ tinh sử dụng băng tần này là cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ. - Có hai loại phân cực sóng vô tuyến điện được sử dụng trong thông tin vệ tinh: sóng phân cực thẳng và sóng phân cực tròn. - Vì thế nghiên cứu tạp âm là một vấn đề rất quan trọng không thể thiếu trong thông tin vệ tinh. - Có thể nói trong các nguồn tạp âm trong thông tin vệ tinh thì tạp âm do mưa sinh ra cần phải lưu ý nhất. - Đa truy nhập trong thông tin vệ tinh Trong một hệ thống thông tin vệ tinh, các trạm mặt đất liên lạc với nhau thông qua vệ tinh. - Trong một vệ tinh thì có thể bao gồm cả hai phương pháp truy nhập nói trên. - Đó chính là các phương pháp truy nhập tới các bộ phát đáp của vệ tinh. - Đó là trong hệ thống thông tin vệ tinh dùng FDMA thì mỗi trạm mặt đất khi phát tín hiệu sẽ làm việc với một phần bộ phát đáp đó được dành trước cho nó. - Sóng mang FM này mang các tín hiệu có địa chỉ khác nhau được khuếch đại lên nhờ khuếch đại công suất của trạm mặt đất và đưa tới anten phát lên vệ tinh. - Các đặc tính của TDMA TDMA là một phương thức truy nhập trong thông tin vệ tinh dựa vào sự phân chia thời gian sử dụng các bộ phát đáp trong vệ tinh giữa các trạm mặt đất, các trạm mặt đất này có thể sử dụng trung một tần số sóng mang. - Một ưu điểm nữa của kỹ thuật TDMA là tại mỗi thời điểm chỉ có một sóng mang được tạo ra tại trạm mặt đất hoặc tại các bộ phát đáp của vệ tinh nên các bộ khuếch đại công suất có thể làm việc ở các trạng thái bão hoà mà không sợ điều chế tương hỗ. - Bộ khuếch đại của vệ tinh có khả năng khống chế công suất ra trong những trường hợp đặc biệt khi hoạt động ở chế độ SCPT. - Vì vậy sóng TDMA được phát lên vệ tinh 24/24h một ngày. - Các sóng RF qua bộ cộng rồi được khuếch đại công suất, đưa ra anten phát lên vệ tinh. - 25 - Hệ thống bám vệ tinh trong anten trạm mặt đất: Về mặt lý thuyết, vệ tinh địa tĩnh được xem như đứng yên so với trái đất. - Các phương pháp bám vệ tinh thường được sử dụng trong kỹ thuật thông tin vệ tinh ngày nay bao gồm. - Bám vệ tinh kiểu xung đơn Kiểu bám vệ tinh này được ứng dụng rộng rãi trong các trạm mặt đất thuộc loại tiêu chuẩn A. - Nếu phát hiện và tách được các mode sóng làm việc thì sẽ xác định được mức độ hướng dúng vệ tinh của anten trạm mặt đất. - Thực hiện việc điều khiển bám vệ tinh phải có các thiết bị phân tích và xử lý mode sóng. - Kiểu điều khiển bám vệ tinh này có ưu điểm là chính xác nhưng nhược điểm là hệ thống bám liên tục làm việc. - 26 Hiện nay trên mạng vệ tinh dùng các tần số dẫn đường 3947,5MHz. - Hệ thống bám vệ tinh sẽ giám sát tín hiệu dẫn đường của vệ tinh mà trạm sử dụng tại những khoảng thời gian nhất định. - Với một số chú ý đến các đặc tính quỹ đạo của các vệ tinh Non-GSO. - Trên thế giới cũng đã có một số hệ thống vệ tinh GSO cung cấp dịch vụ MSS. - Các thông số cần thiết cho tính toán Hướng từ vệ tinh mặt đất minDθ - góc phân cách giữa vệ tinh Non-GSO đang hoạt động trong tầm nhìn thấp tới trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh GSO. - maxDNCSOPDF- mật độ công suất cực đại toàn bề mặt trái đất của mỗi vệ tinh Non-GSO trong chùm vệ tinh (dBW/m3 - Hz). - ND - số lượng vệ tinh Non-GSO lớn nhất phát sóng xuống vùng phủ sóng. - Hướng từ mặt đất lên vệ tinh minNθ- góc phân cách giữa vệ tinh GSO và Non-GSO trong tầm nhìn thấy của trạm mặt đất của hệ thống vệ tinh Non-GSO. - maxNGSOEIRP- mật độ eirp cực đại trên hướng, ứng với góc minNθ của trạm phát mặt đất của hệ thống vệ tinh Non-GSO (dBW/m3 - Hz). - NN - số lượng trạm phát có cùng tần số với vệ tinh GSO của hệ thống Non-GSO trong vùng phủ sóng của một beam thu của vệ tinh GSO. - Các bước tính nhiễu vào hệ thống GSO trên đường lên Bước 1: Tính mật độ thông lượng công suất của trạm phát mặt đất Non-GSO tại vệ tinh GSO. - πλ4log102maxmax ESSGSOENGSOnSSOGPEDI (2.46) Trong đó: λ - bước sóng tần số công tác Bước 3: Tính mật độ công suất tạp âm No tại đầu ra của anten thu vệ tinh. - Đường thông tin vô tuyến mặt đất có cùng tần số làm việc với đường xuống của vệ tinh và đầu vào thu của trạm mặt đất bị nhiễu tín hiệu của hệ thống vi ba. - Để tránh nhiễu cần phải phối hợp giữa mạng vô tuyến điện mặt đất và trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh. - Một phương pháp để xác định vùng phối hợp quanh trạm mặt đất trong hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh có tần số trong khoảng từ 1 - 60 GHz với hệ thống 56 vô tuyến mặt đất đã được xây dựng và áp dụng trong thực tế. - Phương pháp này áp dụng cho các băng tần mà các dịch vụ vệ tinh truyền dẫn theo cùng một hướng. - Các trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh và các trạm vô tuyến mặt đất dùng chung băng tần có thể xảy ra nhiễu giữa hai hệ thống. - Qua nội dung trình bày trong chương này, cho ta thấy việc tính toán đánh giá mức nhiễu của hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh là hết sức phức tạp. - Tuy vậy, các phương pháp tác giả lựa chọn ở đây đã được công nhận và được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin vệ tinh trên thế giới. - 63 Chương 3 CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 3.1. - Các nguồn nhiễu - Nhiễu sóng mang lân cận - Nhiễu vệ tinh lân cận - Nhiễu do chính hệ thống của khách hàng - Nhiễu xuyên phân cực - Các loại nhiễu khác Hình 3.1: Tỷ lệ phần trăm các nguyên nhân gây nhiễu. - Lỗi do thiết bị: 52,94% Hệ thống lân cận Loại khác Do con người Thiết bị Hệ thống vệ tinh lân cận: 15,69. - Vì vậy nhiễu phân cực sẽ xuất hiện ở vệ tinh lân cận và gây nhiễu đến sóng mang ở vệ tinh đó. - Kiểm tra chính xác tần số trước khi phát sóng mang lên vệ tinh • Khi chưa có chỉ dẫn của NOC, không phát sóng mang sạch • Thực hiện đầy đủ thủ tục đo, kiểm tra truy nhập của trạm mặt đất (UAT. - Mức công suất của các sản phẩm nhiễu xuyên điều chế phụ thuộc vào công suất của các sóng mang và sự tuyến tính của bộ TWTA hoặc SSPA • Nhiễu xuyên điều chế có thể xuất hiện tại trạm mặt đất hoặc trên vệ tinh. - Kiểm tra tính toán đường truyền của trạm mặt đất phát từ 2 sóng mang trở lên trước khi làm việc với vệ tinh. - Giá trị OBO của bộ khuếch đại công suất trạm mặt đất thường được lấy như sau: SSPA TWTA Số sóng mang OBO (dB) Số sóng mang OBO (dB Phân bổ công suất và băng tần vệ tinh: Ví dụ: Bộ phát đáp 36 MHz, EIRP= 41.5 dBW. - Anten phát căn chỉnh hướng đến vệ tinh không tốt. - Hình 3.10: Nhiễu vệ tinh lân cận (1). - Hình 3.11: Nhiễu vệ tinh lân cận (1. - Hình 3.12: Nhiễu vệ tinh lân cận (2). - Hình 3.13: Nhiễu vệ tinh lân cận (2). - Hình 3.14: Nhiễu vệ tinh lân cận (2. - Hình 3.15: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (1. - Anten được căn chỉnh hướng đến vệ tinh không tốt. - Khi anten không được căn chỉnh tốt sẽ bị nhiễu và gây nhiễu cho vệ tinh lân cận. - A 78 Hình 3.16: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (2). - Hình 3.17: Nhiễu vệ tinh lân cận hướng thu (3)
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt