LUẬN VĂN VIỄN THÔNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

Đồ án tốt nghiệp i

MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ
LỜI NÓI ĐẦU
DANH MỤC BẢNG BIỂU i
DANH MỤC HÌNH VẼ i
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
DANH MỤC HÌNH VẼ vi
Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh xi
Chương 2: vệ tinh địa tĩnh và kỹ thuật trạm mặt đất. xi
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG VỆ THÔNG TIN VỆ TINH 1
1.1. Giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh: 1
1.1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vệ tinh quốc tế 1
1.1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh: 2
1.1.3.1. Vệ tinh và các dạng quỹ đạo của vệ tinh: 2
1.1.3.2. Phân chia dải tần cho thông tin vệ tinh 5
1.1.3.3. Ưu, nhược điểm của thông tin liên lạc qua vệ tinh: 6
1.2. Kỹ thuật thông tin vệ tinh 9
1.2.1. Phóng vệ tinh, định vị và duy trì vệ tinh trên quỹ đạo 9
1.2.1.1. Phóng vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh 9
1.2.1.2. Duy trì vệ tinh trên quỹ đạo. 10
1.2.2. Cấu hình tổng quát của một hệ thống thông tin vệ tinh 10
1.2.2.2. Trạm điều khiển vệ tinh 12
1.2.2.3. Các trạm mặt đất 12
1.3. Phương pháp đa truy nhập 14
1.3.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 14
1.3.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) 15
1.3.3. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) 15

1.4. Các loại dịch vụ trong thông tin vệ tinh 18
Chương 2: VỆ TINH ĐỊA TĨNH VÀ KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT 20
2.1. Giới thiệu chung 20
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp ii

2.1.1. Quá trình phát triển của thông tin vệ tinh địa tĩnh 20
2.1.2. Hoạt động của thông tin vệ tinh địa tĩnh. 21
2.2. Vệ tinh thông tin địa tĩnh 23
2.2.1. Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh 23
2.2.1.1. Phân đoạn không gian 23
2.2.1.2. Phân đoạn mặt đất 28
2.2.1.3. Hệ thống cung cấp nguồn và điều hoà nhiệt 28
2.3.1. Hệ thống anten 29
2.3.1.1. Đặc tính, yêu cầu của anten trạm mặt đất 29
2.3.1.2. Phân loại anten 30
2.3.1.3. Các thông số của anten parabol đối xứng 30
2.3.2. Dải thông 35
2.3.3. Kỹ thuật trong truyền dẫn 35
2.3.3.1. Kỹ thuật đồng bộ: 35
2.3.3.2. Sửa lỗi mã: 36
2.3.3. Các thiết bị truyền dẫn số trên mặt đất 36
2.3.3.1. Số hoá tín hiệu tương tự 37
2.3.3.2. Thiết bị bảo mật (Encryption) 38
2.3.3.3. Bộ mã hoá kênh (Channel Encoder) 39
2.3.3.4. Điều chế số (Digital Modulation) 40
2.3.3.5. Kỹ thuật điều chế 41
2.4. Các thông số cơ bản trên tuyển tuyến thông tin 42
2.4.1. Các mức công suất 42
2.4.1.1 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương 42

2.4.1.2. Công suất thu 43
2.4.2. Các loại suy hao 43
2.4.2.2. Suy hao do anten thu phát lệch nhau (hình 2.23) 44
2.4.2.3. Suy hao do không thu đúng phân cực 45
2.4.2.4. Suy hao do khí quyển 45
2.4.2.5. Suy hao do mưa và mây 45
2.4.3. Nhiễu trên tuyến thông tin 50
2.4.3.1. Các nguồn nhiễu 50
2.4.3.2. Mật độ phổ công suất tạp nhiễu N0 50
2.4.3.3. Nhiễu nhiệt của một nguồn nhiễu 51
2.4.3.4. Hệ số nhiễu 51
2.3.3.5. Nhiệt độ nhiễu của bộ suy hao Te 51
2.4.3.6. Nhiệt độ nhiễu của phần tử tích cực 52
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp iii

2.4.3.8. Nhiễu nhiệt của anten TA 54
2.4.3.9. Nhiễu nhiệt ở hệ thống thu 55
2.4.3.10. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu tại đầu vào decoder 56
Chưong 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT 59
3.1. Tình hình chung 59
3.1.1. Sự phát triển hệ thống thông tin vệ tinh thế giới 59
3.1.3. Thông tin về vệ tinh viễn thông VINASAT-1 59
- Chủ đầu tư: TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VN (VNPT). Nhà cung
cấp vệ tinh, dịch vụ phóng, và thiết bị trạm điều khiển: LOCKHEED MARTIN
COPRPORATION (USA) 59
3.2. Vệ tinh viễn thông VINSAT 60
3.2.1. Tầm quan trọng của vệ tinh VINASAT-1 60
3.2.1.1. Nhà nước: 60
3.2.1.2. Doanh nghiệp: 61

3.2.1.3. Người dân: 62
3.3.1. Trạm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 65
3.3.2. Khai thác dịch vụ vệ tinh VINASAT-1 65
3.4. Các dịch vụ từ vệ tinh VINASAT-1 67
3.4.1. VINASAT-1 cho Bộ quốc phòng và công an 67
3.4.1.1. Lựa chọn băng tần 67
3.4.1.2. Các dịch vụ của hệ thống thông tin vệ tinh quân sự 68
3.4.2. VINASAT-1 cho các nhà cung cấp dịch vụ 69
3.4.2.1. Phát thanh lưu động 69
3.4.2.2. Truyền hình qua vệ tinh 70
3.4.2.3. Dịch vụ Internet băng rộng 72
3.4.2.3. Truyền hình hội nghi 74
3.4.2.4.Thông tin di động qua vệ tinh 75
3.4.2.5. VoIP và PSTN 75
3.4.2.7. Dịch vụ phát hình MPEG-4 77
3.4.2.8. Đào tại từ xa 77
3.4.2.9. Ứng dụng vệ tinh trong khí tượng thủy văn 77
3.5. Dự án VINASAT-2 78
Chương 4: TÍNH TOÁN KÊNH TRUYỀN THÔNG TIN VỆ TINH 80
4.1. Các thông số kỹ thuật 80
4.1.1. Thiết bị thu phát 80
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp iv

4.1.2. Tọa độ vệ tinh 80
4.1.3. Trạm mặt đất 81
4.2. Cơ sở thiết kế tuyến 84
4.2.1. Tính tuyến lên 84
4.2.1.1. Tuyến lên khi trời trong 84
4.2.1.2. Tuyến lên khi trời mưa 85

4.2.2. Tính tuyến xuống 85
4.2.2.1. Tính tuyến xuống khi trời trong 85
4.2.2.2. Tính tuyến xuống khi trời mưa 86
4.2.3. Tính tuyến tổng 86
4.2.3.1. Lùi công suất ngõ vào và ngõ ra 86
4.2.3.2. Độ lợi công suất vệ tinh 87
87
4.2.3.3. Quan hệ giữa độ lợi, EIRP và mật độ thông lượng công suất bão
hoà 88
4.2.3.4. Thông số tuyến tổng 88
4.3. Thiết kế tuyến truyền hình số vệ tinh VINASAT-1 132O E 90
4.3.1. Vị trí đặt trạm mặt đất 90
4.3.2. Thiết kế tính toán tuyến lên băng Ku 91
4.3.2.1. Băng Ku khi trời trong 91
4.3.2. Thiết kế tính toán tuyến xuống băng Ku 96
4.3.2.1. Băng Ku khi trời trong 96
4.3.3.2. Băng Ku khi trời mưa 99
4.4. Mô phỏng bài toán 100
4.4.1. Giao diện chương trình chính 100
4.4.2. Thông tin về chương trình thiết kế 100
4.4.3. Giao diện chương trinh tính toán và thiết kề tuyến vệ tinh 101
KẾT LUẬN 102
KẾT LUẬN……… ………… ………………………………………….……… 99
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp v

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Quy định băng tần thông tin vệ tinh 6
Bảng 2.1: Độ lợi anten với các đường kính khác nhau ở những băng tần chính 34
Bảng 2.2: Lượng mưa tương ứng với tổng thời gian suy giảm tín hiệu do mưa trung

bình trong năm.[1] 45
Bảng 2.4: Quan hệ giữa hệ số nhiễu và nhiệt độ nhiễu 51
Bảng 4.1: Quan hệ a và a’ phụ thuộc vị trí trạm mặt đất và vệ tinh 81
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp vi

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ đường thông tin vệ tinh 2
Hình 1.2: Vệ tinh quỹ đạo thấp 3
Hình 1.3: Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh 4
Hình 1.4: Sự suy giảm của sóng vô tuyến trong không gian 5
Hình 1.5: Sơ đồ qũy đạo Holmonn 9
Hình 1.6 Hệ thống thông tin vệ tinh 10
Hình 1.7: Cấu trúc cơ bản của vệ tinh 11
Hình 1.8: Sơ đồ khối chức năng của vệ tinh 11
Hình 1.9: Sơ đồ khối chức năng trạm mặt đất 13
Hình 1.10: Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập FDMA.
15
Hình 1.11: Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập TDMA.
15
Hình 1.12: Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập CDMA
16
Hình 1.13: Các dịch vụ qua vệ tinh 18
Hình 2.1: Cấu hình hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh 21
Hình 2.2: sơ đồ cấu tạo bộ phát đáp 24
Hình 2.3: Sơ đồ bộ thu băng rộng 25
Hình 2.4: Cấu hình trạm mặt đất 28
Hình 2.5. Độ rộng búp sóng anten trạm mặt đất θ3dB ≤ 1,6O 29
Hình 2.6: Các loại anten dùng trong truyền hình vệ tinh 30
Hình 2.7: Cấu trúc của anten parabol đối xứng 30

Hình 2.8: Tín hiệu phản xạ trên bề mặt anten 31
Hình 2.9: Quan hệ giữa mức năng lượng ở rìa chảo và tỉ số f/D 32
Hình 2.10. Góc bức xạ của anten, beam width 3dB 33
Hình 2.11. Mô tả quan hệ G, D và của anten parabol đối xứng 34
Hình 2.12: Các thành phần của một chuỗi truyền dẫn số qua vệ tinh 37
Hình 2.13: Nguyên lý truyền dẫn bảo mật 39
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp vii

Hình 2.14: Nguyên lý của mã hoá kênh 40
Hình 2.15: Nguyên lý bộ điều chế cho kênh truyền số 40
Hình 2.16: Mô tả anten đẳng hướng 42
Hình 2.17: Anten thực bức xạ vùng A 42
Hình 2.18: Tính mức công suất thu 43
Hình 2.19: Tính suy hao thu phát 44
Hình 2.20: Suy hao do anten thu phát lệnh nhau 45
Hình 2.21: Lượng mưa trung bình (mm/h) của các vùng trên thế giới 46
Hình 2.22. Tính suy giảm do mưa của CCIR
47
Hình 2.23. Lượng mưa R0.01 (mm/h) vượt quá 0.01% của một năm trung
bình.[2] 49
Hình 2.24: Toán đồ xác định suy hao trên một đơn vị chiều dài trong mưaγR
(dB/Km). [2]49
Hình 2.25: Suy hao do mưa đối với tín hiệu băng Ku và băng C 50
Hình 2.26: Mật độ phổ công suất nhiễu N0 50
Hình 2.27: Xác định giá trị công suất nhiễu 51
Hình 2.28: Nhiệt độ nhiễu của hệ thống 53
Hình 2.29: Công suất nhiễu của hệ thống các mạch mắc nối tiếp 54
Hình 2.30: Nhiễu nhiệt mặt đất khi trời trong và khi mưa 55
Hình 2.32: Nhiệt độ nhiễu trên hệ thống thu 56

Hình 3.1: vệ tinh VINASAT-1 63
Hình 3.2: Tầm bao phủ của sóng băng tần C 64
Hình 3.3: Tầm bao phủ của sóng băng tần Ku 64
3.3. Quá trình vận hành và khai thác dịch thông qua VINASAT-1 65
Hình 3.4: Trung tâm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 Quế Dương 65
Hình 3.5: sơ đồ tổ chức mạng mặt đất TTVT-QS 68
Hình 3.6 Mô hình cung cấp dịch vụ internet qua vệ tinh 73
Hình 3.7: sơ đồ truyền hình hội nghị 74
Hình 3.8: Các thành phần chính cho cơ sở hạ tầng mạng di động qua vệ tinh.75
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp viii

Hình 3.9: sơ đồ VoIP và PSTP 75
Hình 3.10: mô hình mạng doanh nghiệp 76
Hình 3.11: sơ đồ phát hình PMEG-4 77
Hình 4.1: Hệ thống thu phát trên vệ tinh 80
Hình 4.2: Cấu trúc khối thu tín hiệu 80
Hình 4.3. hai loại khuếch đại công suất SSPA và TWTA 80
Hình 4.4: Mức tín hiệu trên vệ tinh 81
Hình 4.5: Góc mở vệ tinh nhìn về trái đất 81
Hình 4.6: Các góc của anten trạm mặt đất 82
Hình 4.7: Góc ngẩng e và góc phương vị a 82
Hình 4.8: Góc ngẩng e và một nửa góc mở vệ tinh α0 82
Hình 4.9: Mô tả tuyến lên (Uplink) 84
86
Hình 4.10: Mô tả tuyến xuống (Downlink) 86
Hình 4.11 : Quan hệ công suất vào và ra đến bão hòa 86
Hình 4.12 : Đặc tính chuyển đổi công suất của bộ phát đáp vệ tinh 87
Hình 4.13 : Tuyến tổng 88
Hình 4.14: Các mức của tuyến lên tại Quy Nhơn (số liệu mẫu số của trời mưa)

94
Hình 4.15. Các mức công suất ở tuyến xuống Ku Quy Nhơn 99
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp ix

LỜI NÓI ĐẦU
Thông tinh vệ tinh chỉ mới xuất hiệu trong hơn bốn thập kỹ qua nhưng đã phát
triển rất nhanh chóng trên thế giới cũng như trong nước ta, mở ra cho một thời kỳ
mới cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống nói chung va
đặc biệt ngành viễn thông nói riêng.
Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, nhu cầu thông
tin giữa con người với con người ngày càng lớn thuận lợi hơn và hoàn hảo hơn nhờ
vào các hệ thống truyền tin đa dạng như hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống
thông tin hữu tuyến. Các hệ thống này thật sự là phương tiện cực kỳ hữu ích vì nó
có khả năng kết nối mọi nơi trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và
thời gian giúp con người gần gũi nhau hơn mặc dù quãng đường rất xa, giúp con
người cảm nhận cảm nhận được cuộc sống hiện tại của thế giới xung quanh, thông
tin qua vệ tinh không chỉ có ý nghĩa truyền dẫn đối với quốc gia, khu vực còn mang
tính xuyên lục địa như vệ tinh toàn cầu. Nhờ có vệ tinh mà quá trình truyền thông
tin diễn ra giữa các châu lục trở nên tiện lợi và nhanh chóng thông qua nhiều loại
hình dịch vụ khác nhau
Thông tin vệ tinh đã được ứng dụng vào nước ta bắt đầu từ những năm 80 mở
ra một sự phát triển mới của viễn thông Việt Nam. Thông tin vệ tin có nhiều ưu
điểm nổi bật là vùng phủ sóng rất rộng, triển khai lắp đặt nhanh và khả năng cung
cấp dịch vụ đa dạng cho người dụng. Nó là phương tiện hữu hiệu nhất để kết nối
thông tin liên lạc với các vùng xa xôi, biên giới, hải đảo nơi mà mạng cố định
không thể với tới được, đồng thời thông tin vệ tinh nhờ ưu điểm triển khai lắp đặt
và thiết lập liên lạc nhanh sẽ là phương tiện liên lạc cơ động giúp ứng cứu kịp thời
trong các tình huống khẩn cấp.
Trước khi có vệ tinh VINASAT-1, Việt Nam đã thuê vệ tinh của các nước khu

vực để phục vụ cho nhu cầu thông tin. Vệ tinh VINASAT-1 đưa vào sử dụng áp
ứng ngày càng tăng về trao đổi thông tin, giảm chi phí thuê vệ tinh của các nước,…
mở ra một bước tiến mới cho viễn thông Việt Nam. VINASAT-1 đang vận hành và
khai thác tốt, sử dụng gần hết công suất và Việt Nam đã có dự án VINASAT-2 sẽ
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp x

được phóng và đưa vào sử dụng trong vài năm tới. Do đó việc hiểu biết về thông tin
vệ tinh là cần thiết.
Từ những vấn đề đó mà đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu khảo sát về hệ thống thông
tin vô tuyến mà cụ thể là hệ thông thông tin vệ tinh. Phần nội dung của đề tài được
phân bố gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh.
Chương 2: vệ tinh địa tĩnh và kỹ thuật trạm mặt đất.
Chưong 3: Hệ thống vệ tinh viễn thông VINASAT
Chương 4: Tính toán kênh truyền thông tin qua hệ tinh
Ngoài ra còn có một phần phụ lục để bổ sung nội dung cho một số vấn đề cần
được làm sáng tỏ trong phần nội dung của đề tài.
Thông tin vệ tinh là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật cao, việc tìm hiểu nghiên
cứu đòi hỏi phải có thời gian, kinh nghiệm và một kiến thức sâu rộng. Do đó, chắc
chắn đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, cần được xem xét thấu đáo hơn.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các ý kiến đóng góp của các thầy cô và toàn thể
các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Nguyễn Đình Luyện đã tạo mọi điều kiện
và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Kỹ thuật & Công nghệ, trường Đại
học Quy Nhơn đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập
tại trường.
Quy Nhơn, ngày tháng năm
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Đầy
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 1
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG VỆ THÔNG TIN VỆ TINH
1.1. Giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh:
1.1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vệ tinh quốc tế
- Vào thế kỷ 19, nhà bác học người Nga Tsiolkovsky (1857- 1035) đã đưa ra các
khái niệm cơ bản về tên lửa dùng nhiên liệu lỏng. Ông cũng đưa ra ý tưởng tên lửa
đẩy nhiều tầng, các tàu vũ trụ có người điều khiển dùng thăm dò vũ trụ.
- Tháng 5 năm 1945 Arthur Clarke nhà vật lý nổi tiếng người Anh đồng thời là tác
giả của mô hình thông tin viễn tưởng toàn cầu, đã đưa ra ý tưởng sử dụng một hệ
thống gồm 3 vệ tinh địa tĩnh để phát thanh quảng bá trên toàn thế giới.
- Tháng 10 năm 1957 lần đầu tiên trên thể giới, Liên Xô phóng thành công vệ tinh
nhân tạo SPUTNIK-1. Đánh dấu một kỷ nguyên về thông tin vệ tinh.
- Năm 1958 bức điện đầu tiên được phát qua vệ tinh SOCRE của Mỹ, bay ở vĩ
đạo thấp.
- Năm 1964 thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTELSAT.
- Năm 1964 ra đời hệ thống vệ tin thương mại đầu tiên INTELSAT-1 với tên gọi
Early Bird.
- Cuối năm 1965 Liên Xô phóng thông tin vệ tin MOLNYA lên quỹ đạo elip.
- Năm 1971 thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTERSPTNIK gồm Liên
Xô và 9 nước XHCN.
- Năm 1927-1976 Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonnesia sử dụng vệ tinh chi thông
tin nội địa.
- Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hành hải quốc tế qua vệ tinh
INMARSAT.
- Năm 1984 Nhật Bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tuyến qua vệ
tinh.
- Năm 1987 thử nghiệm thành công vệ tin phục vụ cho thông tin di động qua vệ
tinh.

- Thời kỳ những năm 1999 đến nay, ý tưởng và hình thành những hệ thống thông
tin di động và băng thông rộng toàn cầu sử dụng vệ tinh.
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 2
1.1.2. Cấu trúc tổng thể và nguyên lý thông tin vệ tinh
Hình 1.1: Sơ đồ đường thông tin vệ tinh
Muốn thiết lập một đường thông tin vệ tinh, trước hết phải phóng một vệ tinh
lên qũy đạo và có khả năng thu sóng vô tuyến điện.Về tinh có thể là vệ tinh thụ
động, chỉ phản xạ sóng vô tuyến một cách thu động và không khuếch đại và biến
đổi tàn số. Hầu hết các vệ tinh thông tin hiện nay là vệ tinh tích cực. Vệ tinh sẽ thu
tín hiệu từ trạm mặt đất, (SES: Satellite Earth Station) biến đổi, khuếch đại và phát
lại dến một hoặc nhiều trạm mặt đất khác. Hình 1.1 chỉ ra một đương thôi tin qua vệ
tinh giữa hai trạm mặt đất.
Tín hiệu từ trạm mặt đất vệ tinh, gọi là đường lên (uplink) và tín hiệu từ trạm
mặt từ vệ tinh về một trạm mặt đất khác đường xuống (downlink). Thiết bị thông tin
qua vệ tin bao gồm một số bộ phát đáp sẽ khuếch đại tín hiệu ở các băng tần nào đó
lên một công suất đủ lớn và phát về mặt đất.
1.1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh:
1.1.3.1. Vệ tinh và các dạng quỹ đạo của vệ tinh:
- Khái niệm:
Một vệ tinh có khả năng thu và phát sóng vô tuyến điện khi được phóng vào vũ
trụ ta gọi là vệ tinh thông tin. Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vô tuyến điện nhận
được từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất khác.
Do vệ tinh chuyển động khác nhau khi quan sát từ mặt đất, phụ thuộc vào quỹ
đạo bay của vệ tinh, vệ tinh có thể phân ra vệ tinh quỹ đạo thấp và vệ tinh địa tĩnh.
Mỗi loại vệ tinh có nhưng đặc điểm riêng, tùy theo từng loại ứng dụng mà việc
sử dụng vệ tinh cũng khác nhau.
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Tuyến lên
Vệ tinh

Trạm mặt đất
Trạm mặt đất
Tuyến xuống
Đồ án tốt nghiệp Trang 3
- Quỹ đạo của vệ tinh:
Khi quan sát từ mặt đất, sự di chuyển của vệ tinh theo quỹ đạo bay người ta
thương phân vệ tinh thành hai loại:
+ Vệ tinh quỹ đạo thấp: là vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất, thời
gian cần thiết cho vệ tinh để chuyển động xung quanh quỹ đạo của nó khác với
chu kỳ quay của quả đất (loại vệ tinh này được ứng dụng trong việc nghiên cứu
khoa học, quân sự, khí tượng thủy văn, thông tin di động, …)
Hình 1.2: Vệ tinh quỹ đạo thấp
• Ưu điểm:
 Phủ sóng được các vùng có vĩ độ cao > 81,3
o
.
 Góc ngẫng lớn nên giảm được tạp âm do mặt đất gây ra.
• Nhược điểm:
 Mỗi trạm phải có ít nhất hai anten và anten phải có cơ cấu điền chỉnh
chùm tia.
 Để đảm bảo liên lạc liên tục trong 24 giờ thì phải cần nhiều vệ tinh.
• Ứng dụng:
 Tổn hao đường truyền nhỏ do vệ tinh bay ở độ cao thấp, nên phù họp với
thông tin di động.
 Trễ truyền lan nhỏ.
- Vệ tinh địa tĩnh: là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng
36.000 km so với đường kính quỹ đạo. Vệ tinh này bay xung quanh trái đất 1 vòng
mất 24 giờ. Do T bay của vệ tinh bằng T quay của Trái đất và cùng phương hướng
(hướng Đông), bởi vậy vệ tinh dường như đứng yêu khi quan sát từ mặt đất, gọi là
vệ tinh địa tĩnh.

GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Quỹ đạo elip
Đồ án tốt nghiệp Trang 4
Hình 1.3: Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh
• Ưu điểm:
 Hiệu ứng Dopler rất nhỏ do đó việc điêu chỉnh anten trạm mặt đất là không
cấn thiết.
 Vệ tinh coi như đứng yêu so với trạm mặt đất. Do vậy đây là quỹ đạo lý
tương cho các vệ tinh thông tin, nó đảm bảo thông tin ownr định và liên tục
suốt 24 giờ trong ngày.
 Vùng phủ sóng của vệ tinh lớn, bằng 42,2% bề mặt trái đất.
 Các trạm mặt đất ở xa có thể liên lạc trực tiếp và hệ thống 3 quả vệ tinh có
thể phủ sóng toàn cầu.
• Nhược điểm:
 Quỹ đạo địa tĩnh là quỹ đạo duy nhất tồn tại trong vũ trụ và được coi là một
tài nguyên thiên nhiên co hạn. Tài nguyên này đang cạn kiệt do số lượng vệ
tinh của các nước phóng lên ngày càng nhiều.
Không phủ sóng được những vùng có vĩ độ lớn hơn 81,3
0
. Chất lượng đường
truyền phụ thuộc vào thời tiết.
Thời gian trễ truyền lan lớn, theo đường ngắn nhất có:
Từ: trạm – vệ tinh – trạm (72.000Km)
≈
240ms.
Từ: trạm – vệ tinh – trạm Hub – vệ tinh – trạm (154.000Km)
≈
513ms.
Từ: trạm – vệ tinh – trạm (143.000Km)
≈

447ms.
 Tính bảo mật không cao.
 Suy hao công suất cho đường truyền lớn (gần 200dB).
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 5
• Ứng dụng:
 Được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thông tin bảo đảm thông tin cho các
vùng co vĩ độ nhỏ hơn 81,3
0
.
 Là loại vệ tinh được sử dụng phổ biến nhất, với nhiều loại hình dịch vụ.
Nhận xét: Từ các dạng quỹ đạo nêu trên thì vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh sử dụng
cho thông tin là lý tưởng nhất vì nó đứng yên khi quan sát từ vị trí cố định trên trái
đất. Nghĩa là thông tin sẽ được bảo đảm liên lục, ổn định trong 24 giờ với các trạm
nằm trong vùng phủ sóng của vệ tinh mà không cần chuyển đổi sang một vệ tinh
khác. Bởi vậy hầu hết các hệ thống thông tin vệ tinh cố định đều sử dụng vệ tinh địa
tĩnh.
1.1.3.2. Phân chia dải tần cho thông tin vệ tinh
Hình 1.4: Sự suy giảm của sóng vô tuyến trong không gian
Hình trên cho thấy sóng điện từ ở tần số thấp bị hấp thụ năng lượng mạnh khi
truyền qua tầng điện li (đặc biệt là mây từ) và ở tần số cao (lớn hơn 10Ghz) bị suy
hao đáng kể khi truyền qua lớp khí quyển (mây mù và đặc biệt là mưa). Chỉ có dải
tần từ 1-10 GHz là có suy hao tương đối thấp nên được chọn sử dụng trong thông
tin vệ tinh, ta gọi khoảng tần số này là cửa sổ vô tuyến (Radio Window).
Liên đoàn thông tin quốc tế ITU chia thế giới ra làm 3 khu vực:
• Khu vực 1: gồm Châu Âu, Châu Phi, vùng Trung Đông và Nga.
• Khu vưc 2: gồm các nước châu Mỹ.
• Khu vực 3: gồm các nước Châu Á và Châu Đại Dương
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Attenuation Coefficient (dB/Km)

Frequency (Ghz)
(a) Ionospheric scintillation
Nhiễu tầng ion
(b) Rain attenuation
Suy giảm do mưa
(c) Atmospheric gases
Nhiễu khí quyển
(d) Tropospheric scintillation
Nhiễu tầng đối lưu
Radio Window
O
2
H
2
O
0.2 0.5 1 2 5 10 20 30
0.1
0.2
0.5
1
2
20
10
3
(a)
(b)
(c)
(d)
Đồ án tốt nghiệp Trang 6
Tần số phân phối cho một dịch vụ nào đó có thể phụ thuộc vào khu vục. Trong

một khu vực một vùng dịch vụ có thể được dùng toàn bộ băng tần của khu vực này
hoặc phải chia sẻ với các dịch vụ khác. Các dịch vụ cố định sử dụng các băng tần
theo băng sau:
Bảng 1.1 Quy định băng tần thông tin vệ tinh
Đối với thông tin vệ tin Quốc tế, độ tin cậy là rất quan trọng. Do đó việc lựa
chọn băng tần dùng cho thông tin vệ tinh Quốc tế phải cần được lựa chọn và thăm
dò kỹ càng. Người ta đã chọn băng C dùng cho thông tinh vệ tinh Quốc tế, còn băng
Ku trước đây dùng cho thông tin vệ tinh nội địa hiện nay đã được mở rộng cho khu
vực.
1.1.3.3. Ưu, nhược điểm của thông tin liên lạc qua vệ tinh:
- Ưu điểm:
Thông tin vệ tinh là một trong những hệ thống truyền dẫn vô tuyến, sử dụng vệ
tinh để chuyển tiếp tín hiệu đến các trạm trên mặt đất. vì trạm chuyển tiếp vệ tinh có
độ cao rất lớn nên thông tin vệ tinh có những ưu điểm so với các hệ thống viễn
thông khác đó là:
• Giá thành thông tin vệ tinh không phục thuộc vào cự ly giữa hai trạm.
Giá thành như nhau khi truyền ở cư ly 5000 km và 100 km. Có khả năng thiết lập
nhanh đường truyền giữa các điểm trên mặt đất với cự ly xa địa hình phức tạp nằm
trong vùng phủ sóng của vệ tinh, đều này các truyền dẫn thông thường khó có thể
thức hiện được.
• Có khả năng thông tin quảng bá cũng như thông tin điểm nối điểm. Một
vệ tinh có thể phủ sóng cho một vùng rộng lớp trên trái đất (vệ tinh địa tinh ở búp ở
sóng toàn cầu có vùng phủ sóng chiếm 1/3 bề mặt trái đất), như vậy một trạm mặt
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 7
đất có thể thông tin với nhiều trạm mặt đất khác trong vùng phủ sóng đó. Nếu có 3
vệ tinh địa tĩnh phóng lên ở ba vị trí thích hợp thì sẽ phủ sóng toàn cầu do đó các
dịch vụ thông tin toàn cầu sẽ được thực hiện.
• Có khả năng băng rộng: Các bộ lặp trên vệ tin thường là các thiết bị băng
tần rộng, có thể thực hiện nhiều dịch vụ băng rộng cũng như các dịch vụ khác. Độ

rộng băng tần của mỗi bộ lặp (repeater) có thể lên đến hàng chục megahertz. Một
bộ lặp có thể được sử dụng cho hai trạm mặt đất trong vùng phủ sóng của vệ tinh.
Các hệ thống thông tin trên mặt đất thường giới hạn ở cư ly gần (ví dụ như truyền
hình nội hạt) hoặc cho các trung kế dung lượng nhỏ giữa các thị trường chính.
• Dung lượng thông tin lớn: Vì sử dụng ở tần số cao nên băng tần rộng,
hơn nữa đã áp dụng các biện phát tiết kiệm tân số (FDMA, TDMA, CDMA,…).
Đáp ứng được hầu hết các dịch vụ mà thực tế đề ra.
• Ít chịu ảnh hưởng bởi địa hình của mặt đất. Do độ cao bay lớn nên thông
tin vệ tin không bị ảnh hưởng bởi địa hình thiên nhiên như đồi núi, thành phố, sa
mạc, đại dương. Sóng vô tuyến chuyển tiếp qua vệ tinh là phương tiện thông tin tốt
nhất cho các vùng nông thôn và các vùng chưa phát triển. Thông tin vệ tinh có thể
cung cấp các dụng vụ phổ thông cho cả thành phố, nông thôn cũng như miền núi và
hải đảo(ví dụ truyền hình điện thoại dung lượng nhỏ). Thông tin vệ tin đẩy nhanh
sự phát triển nền công nghiệp và các phương tiện sử lý số liệu ở nông thôn.
Thông tin vệ tinh là loại hình dịch vụ viễn thông có thể phục vụ cho cả vùng
phát triển và chưa phát triển.
• Dịch vụ thông tin vệ tinh băng tần rộng và có thể truyền tới bất kỳ nơi
nào trên thế giới để đưa đến việc tìm ra các thị trường mới cũng như mở rộng các
thị trường dịch vụ hạ tầng các đường thông tin đã được sử dụng trên mặt đất. Nhờ
vệ tinh đã đẩy nhanh sự phát triển của các mạng truyền hình đặc biệt là truyền hình
cáp, truyền hình trả tiền (pay TV), các nhóm ngôn ngữ và dân tộc (ethnic and
language), các nhóm tôn giáo, thể thao và các tin tức về sum họp.
• Các dịch vụ mới. Do khả năng đặc biệt của thông tin vệ tinh nên đã đưa
ra các khái niệm mới cho lĩnh vực viễn thông. Trước khi có thông tinh vệ tinh
(trước năm 1958), hầu hết các dung vụ viễn thông quốc tế đều sử dụng sóng ngắn
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 8
phản xạ tầng điện ly. Thông tin này không đáp ứng được các nhu cầu do chất lượng
xấu, dung lượng thất, băng tần hẹp, ngay cả khi công nghệ của loại hình viễn thông
này đạt tới mức giới hạn. Một ví dụ trong trường hợp cấp cứu, Inmarsat là một dịch

vụ vệ tinh mới, nó cung cấp tiếng, số liệu và hình ảnh tốc độ thấp di động cho tàu,
thuyền, máy bay qua vệ tinh. Hiện nay có thêm nhiều dịch vụ như: dịch vụ thoại,
Fax, Telex cố định, phát thanh truyền hình quảng bá, dịch vụ thông tin di động qua
vệ tinh,…
• Các dịch vụ cá nhân của khác hàng: Các trạm mặt đất nhỏ với anter kích
thước bé có thể truy nhập đến các cơ sở dử liệu, các cơ quan bộ và các hệ thống
quản lý thông tin. Các trạm này có các thiết bị đầu cuối kích thước rất nhỏ, gọi là
VSAT (very Small Aperture Terminals). Các đầu cuối này thường đặt tại nhà của
khách hàng hay các khu vực có các yêu cầu dịch vụ phổ thông với dung lượng nhỏ.
Với các dịch vụ như: truyền hình vệ tinh, dịch vụ thuê kênh riêng,…
• Độ tin cậy và chất lượng thông tin cao: do tuyến thông tin chỉ có ba trạm
(mặt đất – vệ tinh – mặt đất), trong đó vệ tinh đóng vai trò như trạm lặp, còn hai
trạm đầu cuối trên mặt đất nên xác suất hư hỏng trên tuyến rất thấp.
• Tính linh hoạt và hiệu quả kinh tế: hệ thống thông tin được thiết lập nhanh
chóng trong điều kiện các trạm mặt đất cách xa nhau. Đặc biệt hiệu quả kinh tế cao
trong thông tin cự ly lớn, thông tin xuyên lục địa.
- Nhược điểm:
Tuy nhiên trong thông tin vệ tinh cũng có những nhược điểm quan trọng đó là:
• Không hoàn toàn cố định.
• Khoảng cách truyền dẫn xa nên suy hao lớp, ảnh hưởng của tạp âm
lớn.
• Giá thành lắp đặt hệ thông rất cao, nên chi phí phóng vệ tinh tốn kém
mà vẫn tồn tại xác suất rủi ro.
• Thời gian sử dụng hạn chế khó bảo dưỡng, sửa chữa và nần cấp.
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 9
• Do đường đi của tín hiệu vô tuyến truyền qua vệ tinh khá dài (hơn
70.000 km đối với vệ tinh địa tĩnh) nên từ điểm phát đến điểm nhận sẽ có thời gian
trễ đáng kể.
Người ta mong muốn vệ tinh co vai trò như là một cột anter cố định nhưng trong

thực tế vệ tinh luôn có sự chuyển động tương đối đối với mặt đất, dù là vệ tinh địa
tĩnh nhưng vẫn có sự dao động nhỏ. Điều này trong hệ thống phải có trạm điều
khiển nhằm giữ vệ tinh ở vị trí nhất định trong thông tin. Thêm nữa do các vệ tinh
bay trên quỹ đạo cách rất xa mặt đất cho nên việc truyền sóng giữa các trạm phải
chịu sử tổn hao lớn, bị ánh hưởng các yếu tố thời tiết và phải đi qua nhiều loài môi
trường khác nhau. Để vẫn đảm bảo chất lượng của tuyến người ta phải sử dụng
nhiều kỹ thuật bù và chống lỗi phức tạp.
1.2. Kỹ thuật thông tin vệ tinh.
1.2.1. Phóng vệ tinh, định vị và duy trì vệ tinh trên quỹ đạo.
1.2.1.1. Phóng vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh.
Mỗi vệ tinh được đưa lên qũy đạo theo một trong hai cách sau:
+ Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng.
+ Dùng phương tiên phóng nhiều lần: tàu con thoi.
• Phương pháp phóng dựa trên qũy đạo Holmonn:
Hình 1.5: Sơ đồ qũy đạo Holmonn
- Giai đoạn 1: Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng để đưa vệ tinh lên quỹ đạo LEO có
độ cao 200Km, V = 7.784m/s.
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 10
- Giai đoạn 2: Tại điểm nâng của quỹ đạo LEO, dùng tên lửa đẩy nhiều tầng
thực hiện tăng tốc với V = 10.234m/s để đưa vệ tinh sang quỹ đạo chuyển tiếp Elip
có viễn điểm thuộc quỹ đạo địa tĩnh (h = 35.786 km) và cận điểm thuộc quỹ đạo
LEO (h = 200km), còn được gọi là quỹ đạo Hohmann.
- Giai đoạn 3: Khi vệ tinh chuyển động qua viễn điểm của quỹ đạo Hohmonn thì
sử dụng đông cơ đẩy viễn điểm đặt trong vệ tinh để đưa vẹ tinh về quỹ đạo địa tĩnh
và về vị trí của nó.
1.2.1.2. Duy trì vệ tinh trên quỹ đạo.
Các công việc chính được thực hiện trong quá trình duy nhất trì vệ tinh trên quỹ
đạo là:
- Các dao động của vệ tinh xung quanh vị trí quỹ đạo theo hướng Đông Tây,

Nam Bắc phải được duy trì trong khoảng ± 0.05
0
.
- Tư thế vệ tinh phải được giám sát và hiện chỉnh để bảo đảm anten vệ tinh luôn
luôn hướng về các vùng mong muốn của trái đất.
1.2.2. Cấu hình tổng quát của một hệ thống thông tin vệ tinh.
- Vệ tinh địa tĩnh
- Trạm điều khiển vệ tinh
- Các trạm mặt đất
Đường hướng từ trạm phát mặt đất đến vệ tinh được gọi là tuyến lên.
Đường hướng từ vệ tinh đến trạm thu mặt đất gọi là tuyến xuống.
Hình 1.6 Hệ thống thông tin vệ tinh
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 11
1.2.2.1. Cấu trúc cơ bản của vệ tinh địa tĩnh.
- Vệ tinh nhân tạo chứa các máy thu phát hình, các bộ điều khiển bay
- Anten định hướng cho mặt đất, góc tỏa sóng của anten được chọn sao cho sóng
bao trùm những vùng cần phủ trên mặt đất (cả nước hoặc cả vùng lục địa).
- Nguồn năng lượng cung cấp cho vệ tinh hoạt động chủ yếu là dùng pin mặt trời.

Hình 1.7: Cấu trúc cơ bản của vệ tinh.
Hình 1.8: Sơ đồ khối chức năng của vệ tinh
Đầu tiên anten nhận tín hiệu của tuyến lên, kế đến bộ lọc sẽ bỏ đi dãy tần số
không mong muốn, bộ khuếch đại nâng công suất tín hiệu lên và tín hiệu được dịch
xuống dãy tần phù hợp với dãy tần của tuyến xuống. Tiếp theo bộ khuếch đại, mạng
lưới phân kênh tách các kênh riêng lẻ để xử lý như : cân bằng, khuếch đại, lọc… tất
cả các kênh sau đó được kết hợp lại và truyền xuống.
Để thực hiện các chức năng trên, vệ tinh hoạt động như một trạm chuyển tiếp
đơn giải. Thay đổi tần số trên vệ tinh được thực hiện bằng các bộ đổi tần. Vệ tinh
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy

DownLink
Antenna
D
E
M
U
X
M
i
x
e
r
Channel
2
ect
Filter/
Equalizer
PA or
TWT
Channel
1
Filte
r
Channel
3
TRANSPONDE
R
TDA – Tunnel Diode
Amplifier
LO – Local Oscillator

PA – Power
Amlifier
TWT – Traveling Wave Tube
Amlifier
DEMUX – Demultiplexing Network
Low
Level
TWT
Downconverte
r
RECEIVER
TD
A
Filter
LO
Mixe
r
Filter
Uplink
Antenn
a
Đồ án tốt nghiệp Trang 12
loại này được gọi là “Transparent satellite”. Nếu các sóng mang được giải điều chế
trên vệ tinh, thay đổi tần số sẽ đạt được bằng cách điều chế các sóng mang mới cho
đường xuống. Các vệ tinh loại này được trang bị các bộ xử lý băng gốc và được gọi
là “Regenerative satellite”.
1.2.2.2. Trạm điều khiển vệ tinh.
Thiết bị ở trung tâm điều khiển được chia thành 2 phần:
- Thứ nhất là nhóm thiết bị ăng-ten: Bao gồm các thiết bị để thực hiện đưa các
lệnh điều khiển và thu thập các tín hiệu từ vệ tinh.

Nhiệm vụ của anten là thu những tín hiệu liên quan đến dữ liệu về tình trạng
hoạt động, từ hướng đi cho đến các thông số cảm biến bên trong do vệ tinh gửi về.
Sau khi dữ liệu được đưa vào phân tích, xử lý, những lệnh điều khiển cần thiết cũng
đi qua antenna này để phát lên vệ tinh.
- Phần thứ hai là phần thiết bị trong nhà, chủ yếu là máy tính để xử lý thông tin
nhận được từ vệ tinh và đưa các lệnh xử lý cần thiết.
Nhiệm vụ xử lý những thông tin mà chiếc antenna gửi về do một hệ thống máy
tính đảm nhiệm, gồm máy chủ, hệ thống máy trạm, thiết bị bảo mật và phần mềm
chuyên dụng đều được nhà thầu lắp đặt và cung cấp tổng thể. Theo quy trình, những
tín hiệu từ vệ tinh sẽ được các chuyên gia của Trung tâm theo dõi và xử lý liên tục
24/24. Trong trường hợp hoạt động ổn định, thì việc điều chỉnh vệ tinh trở về vị trí
chính xác được tiến hành định kỳ mỗi tuần một lần. Toàn bộ quy trình điều hướng
module, lái hướng pin mặt trời, trên vệ tinh đều xuất phát từ trung tâm này.
Ngoài các nhiệm vụ của trạm điều khiển như: điều khiển vệ tinh bay đúng quỹ
đạo, đúng vị trí tọa độ đã quy định (± 0.05
0
so với vị trí chuẩn ban đầu), theo dõi
hoạt động của các thiết bị vệ tinh,… Trạm điều khiển còn có nhiệm vụ quản lý và
khai thác các dịch vụ vệ tinh như: quản lý về tần số của các dịch vụ tránh trường
hợp gây can nhiễn về tần số, chia băng tần và dung lương hợp lý nhằm sử dụng
công suất của tần bộ phát đáp có hiệu quả, bảo mật thông tin,
1.2.2.3. Các trạm mặt đất
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
antenna
diplexer
Tracking
system
Feed
Combiner
Low

Noise
Amplifier
High
Power
Amplifie
r
D
i
v
i
d
e
r

up
Converter
down
Converter
Modulator
Demod
Signal processing Equipment
Mux /demux Equipment
Connection with terrestrial network
Đồ án tốt nghiệp Trang 13
Hình 1.9: Sơ đồ khối chức năng trạm mặt đất
- Hệ thống anten :
Đường kính anten thu, phát của trạm mặt đất thông thường từ 0.6 - 30 m tuỳ theo
tiêu chuẩn của từng loại trạm. Anten được một hệ thống cơ khí vững chắc giữ, đảm
bảo đỡ anten được trong các điều kiện mưa to gió lớn thậm chí động đất.
Hệ thống anten được đấu nối trực tiếp với bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA và bộ

khuếch đại công suất lớn HPA bằng hệ thống ống dẫn sóng. Để ngăn cách giữa tín
hiệu công suất phát và tín hiệu thu về không lẫn sang nhau ( vì dùng chung
antenna ) người ta dùng bộ lọc thu phát siêu cao ( Diplexer ).
- Hệ thống thu tín hiệu :
Tín hiệu SHF thu từ antenna được khuếch đại lên nhờ LNA, sau đó qua bộ chia cao
tần rồi vào bộ biến đổi xuống (Down Converter) để đổi từ tần số RF xuống trung
tần IF, kế đến qua bộ giải điều chế để thu lại tín hiệu băng tần cơ bản ( Base Band ).
Tín hiệu sẽ được xử lý như giải nén, sửa lỗi ( Redundancy ), giải nhấn (De-
emphasis), triệt tiếng dội (Echo-Cancellation) sau đó các tín hiệu thoại hay truyền
hình được phân kênh để có thể truy xuất dễ dàng theo các tần số sóng mang chuẩn.
Thu các sóng mang trên đường xuống của vệ tinh ở tần số chọn trước, xử lý tín
hiệu này trong trạm để chuyển thành các tín hiệu băng gốc sau đó cung cấp cho các
mạng mặt đất hoặc trực tiếp tới các thiết bị đầu cuối của người sử dụng.
- Hệ thống phát tín hiệu :
Tín hiệu băng tần cơ bản được dồn kênh (Mux), sau đó qua bộ xử lý tín hiệu,
điều chế, tổng hợp tần số, đổi tần cho từng kênh riêng lẻ sau đó qua bộ khuếch đại
công suất lớn truyền qua Diplexer, Feeder và bức xạ ra antenna.Ngoài ra còn có hệ
thống bám vệ tinh (Tracking), hệ thống giám sát, cấp nguồn
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 14
Các thiết bị điện tử trong trạm đều bắt buộc làm việc trong môi trường thích
hợp, đó là nhiệt độ 20
0
C với độ ẩm 70% để đảm bảo an toàn, duy trì tuổi thọ cũng
như chất lượng thông tin.
Một trạm mặt đất có thể có khả năng thu và phát lưu lượng một cách đồng thời
hoặc trạm chỉ phát hoặc chỉ thu.
1.3. Phương pháp đa truy nhập.
Thông tin vệ tinh là một hệ thống thông tin vô tuyến điểm đến đa điểm, nghĩa là
một vệ tinh có thể thông tin với nhiều trạm mặt đất, vì vậy phải sử dụng phương

pháp đa truy nhập để tiết kiện tài nguyên.
Trong thực tế, một bộ phát đáp có thể phục vụ cùng một lúc nhiều trạm mặt đất
khác nhau. Kỹ thuật đa truy nhập là kỹ thuật các trạm maatwcj đất truy nhập bộ
phát đáp vệ tinh, với yêu cẩu sóng vô tuyến điện từ các trạm mặt đất riêng lẻ không
can nhiễu với nhau.
1.3.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)
Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi nhất. Trong hệ thống này mỗi trạm mặt đất
có dùng riêng một tần số phát không trùng với các trạm khác sao cho khoảng cách
tần số giữa các trạm không bị chồng lấn lên nhau. FDMA có thể sử dụng cho tất cả
các hệ thống điều chế (diều chế số cũng tương tự).
Các trạm thu muốn thu đựoc tin tức phải dùng các bộ lọc dải tương ứng với tần
số cần thu.
Phương pháp này cho phép các trạm truyền dẫn liên tục mà không cần điều khiển
định thời đồng bộ, thiết bị sử dụng khá đơn giản.
Nhận xét: phương pháp này thiếu tính linh hoạt trong việc thay đổi cách phân
phối kênh do: các kênh truyền dẫn được phân chia theo tần số quy định, khi muốn
tăng số kênh bắt buộc phải giảm nhỏ bảng thông nghĩa là thay đổi các bộ lọc dải đối
với trạm thu. Đồng thời phương pháp này tốn kếm kênh truyền.
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Đồ án tốt nghiệp Trang 15
Hình 1.10: Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập FDMA.
1.3.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)
Hình 1.11: Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập TDMA.
Là một hệ thông các trạm thu mặt đất dùng chung một bộ phát đáp trên cơ sở
phân chia theo thời gian. Trước hết phải sử dụng một sóng mang điều chế số. Hệ
thống này thường định ra một khung thời gian gọi là khung TDMA. Khung thời
gian này sẽ chia ra làm nhiều khoảng tương ứng mỗi trạm mặt đất.
Mỗi trạm phát sóng theo khe thời gian của khung quy định. Đông thời giữa các
khe thời gian cần một khoảng thời gian trống để tín hiệu các trạm không chồng
nhau về thời gian tại trạm phát đáp.

Tương tự tại các trạm thu mặt đất, để lấy đựoc tin tức cần được xác định đúng
khe thời gian để lấy sóng mang của chính nó.
Đây là phương pháp có thể sử dụng tốt nhất công suất của vệ tinh. Nó co thể
thay đổi số khe cũng như độ rộng của khe thời gian trong khung mà không ảnh
hưởng gì tới các thiết bị phần cứng.
1.3.3. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA)
GVHD: Th.s Nguyễn Đình Luyện SVTH: Nguyễn Văn Đầy
Một khe
D CA B D A
Từ trạm chuẩn
Thời gian bảo vệ
Một khung