Nhiễu và vấn đề khắc phục nhiễu trong vệ tinh thông tin địa tĩnh

1
Nhiễu và vấn đề khắc phục nhiễu trong vệ
tinh thông tin địa tĩnh.

Ph¹m vi: Giới hạn trong thông tin vệ tinh địa tĩnh

Néi dung: Nhiễu trong thông tin vệ tinh, phương
pháp tính toán can nhiễu. Công tác phối hợp tần số
và các biện pháp tránh, hạn chế can nhiễu xảy ra
trong hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh.

¸p dông: Cho công tác phối hợp tần số cho mạng
thông tin vệ tinh địa tĩnh (ứng dụng thực tế: vệ
tinh VINASAT-1)
2
Nhiễu và vấn đề khắc phục nhiễu trong vệ
tinh thông tin địa tĩnh.

Ch¬ng 1: NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ
TINH

Ch¬ng 2: TÍNH NHIỄU CHO HỆ THỐNG
THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH

Ch¬ng 3: PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN
PHÁP TRÁNH VÀ HẠN CHẾ NHIỄU CHO HỆ
THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH ĐỊA TĨNH

KÕt luËn
3
Ch¬ng 1

NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH
Nhiễu trong hệ thống thông tin vệ tinh:

Nhiễu từ mặt trời: sự chuyển dịch của mặ trời vào
các kỳ xuân phân và thu phân làm tăng nhiệt độ tạp
âm hiệu dụng của đường truyền vệ tinh và làm giảm
chất lượng đường truyền. Nếu lượng suy giảm này
vượt quá dự trữ cho phép, đường truyền sẽ tạm thời
bị gián đoạn – gián đoạn do mặt trời.
4
Ch¬ng 1
NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH
5
Ch¬ng 1
NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

Nhiễu từ các hệ thống vô tuyến khác:

Nhiễu từ các hệ thống vệ tinh GSO
Nguyên nhân:

Mật độ sử dụng vệ tinh ngày càng cao, tài nguyên
quỹ đạo vệ tinh, tần số là hữu hạn

Sử dụng anten có thiết kế chưa hiệu quả, dẫn đến
phát xạ phụ cao.

Nhiễu từ các hệ thống vô tuyến khác
6
Ch¬ng 1

NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH
7
Ch¬ng 1
NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

Nguyên nhân: Do phân bổ cùng băng tần cùng với
các nghiệp vụ vô tuyến khác như: IMT-2000, Truy
cập không dây băng rộng – BWA (WIMAX)…

Các loại nhiễu:
-
Đồng kênh.
-
Nhiều lân cận
-
Nhiễu do phát xạ ngoài băng, phát xạ giả
8
Ch¬ng 2
TÍNH NHIỄU TRONG THÔNG TIN
VỆ TINH ĐỊA TĨNH

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỶ LỆ GIA TĂNG
TẠP ÂM NHIỆT ∆T/T

Nhằm xác định yêu cầu phối hợp của 2 mạng vệ
tinh dựa trên khái niệm vệ nhiệt độ tạp âm hệ thống
– là đối tượng của nhiễu, khi mức nhiễu phát tăng
lên

Hạn chế: Không tín đến điều chế của mạng vệ tinh,

độ chính xác tần số mạng đang sử dụng.

Giá trị ngưỡng là 6%: Nếu ∆T/T > 6%, sẽ yêu cầu
phối hợp nhiễu giữa 2 mạng vệ tinh.
9
Ch¬ng 2
TÍNH NHIỄU TRONG THÔNG TIN
VỆ TINH ĐỊA TĨNH

TÍNH TOÁN NHIỄU CHI TIẾT GIỮA 2 MẠNG VỆ
TINH THEO TỶ SỐ C/I
Phương pháp tính toán theo tỷ lệ gia tăng tạp âm nhiệt
không tính đến:
-
Dạng phổ của tín hiệu
-
Phạm vi trùng tần số giữa 2 mạng
-
Mức tín hiệu mong muốn
-
Khả năng lọc của máy thu
=> Cần thiết phải có tính toán tỷ số công suất tín hiệu có ích
trên tín hiệu nhiễu C/I - tỷ số có tính đến xác suất nhiễu có
hại
10
Ch¬ng 2
TÍNH NHIỄU TRONG THÔNG TIN
VỆ TINH ĐỊA TĨNH
VÖ tinh l©n
cËn

VÖ tinh l©n
cËn
VÖ tinh mong muèn
§êng
nhiÔu
§êng
nhiÔu
11
Ch¬ng 2
TÍNH NHIỄU TRONG THÔNG TIN
VỆ TINH ĐỊA TĨNH
-
Tính tỷ số C/I đường lên: C/I u
-
Tính tỷ số C/I đường xuống: C/I d
-
Tính tỷ số C/I tổng cộng:
-
So sánh với mức ngưỡng (sẽ đề cập trong chương 3)
( )
( ) ( )











+−=










−










−
1010
10
1010
log
10
I

C
I
C
T
du
I
C
12
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
1. PHỐI HỢP TẦN SỐ

Sự cần thiết:
-
Tài nguyên tần số và quỹ đạo vệ tinh là hữu hạn
-
Vùng phủ sóng của vệ tinh rộng, bao phủ nhiều
quốc gia
-
Quy định của Liên minh viễn thông quốc tế nhằm
tránh can nhiễu
13
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU

Nguyên tắc: “First come, first serve” – “Đến
trước thì ưu tiên trước” - Nước nào đăng ký vị trí
quỹ đạo với ITU trước thì có quyền ưu tiên cao

sở hữu vị trí đó.
Nguyên tắc này tạo điều kiện cho các nước phát
triển đăng ký nhiều vị trí quỹ đạo. Do đó để các
nước đang và kém phát triển có cơ hội sở hữu vị
trí quỹ đạo, ITU phân băng tần vệ tinh thành 2
loại:
14
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
-
Băng tần quy hoạch: mỗi quốc gia được phân 1 vị
trí quỹ đạo với vùng phủ chỉ nằm gọn trong biên
giới quốc gia, nếu phủ sóng rộng hơn phải phối
hợp tần số với các nước khác, chỉ giới hạn dịch
vụ quảng bá qua vệ tinh (BSS)
-
Băng tần không quy hoạch: có vùng phủ sóng
rộng, đa dịch vụ - đây là băng tần được dùng phổ
biến - theo nguyên tắc “đến trước, ưu tiên trước”
VINASAT-1 sử dụng băng tần không quy hoạch
15
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU

Các thủ tục phối hợp tần số (PHTS), quỹ đạo: gồm
3 bước như sau

Gửi bản khai sơ bộ API: gồm các số liệu như

băng tần, vị trí quỹ đạo…Thời gian gửi không
được sớm hơn 7 năm và không muộn hơn 2
năm trước ngày dự định đưa vệ tinh vào sử
dụng.
Bản khai này sẽ được Liên minh viễn thông
quốc tế (ITU) xuất bản theo tuần. Các nước
khác dựa theo xuất bản này để có các yêu cầu
phối hợp (nếu có).
16
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU

Gửi bản khai chi tiết để phối hợp (bản khai
CRC): bản khai này đưa ra chi tiết hoạt động dự
định của vệ tinh tại vị trí đăng ký: loại sóng
mang, công suất, băng thông chiếm dụng, đặc
điểm anten…
ITU cũng xuất bản các bản khai này và có các
tính toán sơ bộ (dựa theo tính toán tỷ lệ gia tăng
tạp âm nhiệt ∆T/T), đưa ra danh sách các nước
cần phối hợp tần số với mạng đăng ký này.
17
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
Bắt đầu tiến hành công tác phối hợp tần số cho
mạng vệ tinh đăng ký mới này
Công tác PHTS thường kéo dài và phức tạp,
cần sự thiện chí và hợp tác của các bên liên

quan, đặc biệt với các nước có quyền ưu tiên
hơn. Nếu gặp khó khăn trong quá trình đàm
phán PHTS, Cơ quan quản lý các nước có thể
nhờ sự trợ giúp của ITU.
Công tác PHTS cho mạng vệ tinh VINASAT-
1 được bắt đầu từ năm 1995.
18
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU

Khai báo các ấn định tần số vào bảng ấn định
tần số chủ: Sau khi hoàn thành công tác PHTS,
Cơ quan quản lý các nước đệ trình lên ITU ghi
các ấn định tần số của mạng vệ tinh đăng ký
mới đó vào bảng tần số chủ - thủ tục hợp pháp
hoá chính thức mạng vệ tinh mới.
Vệ tinh có thể bắt đầu đưa vào khai thác, sử
dụng
19
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
2. GIẢI PHÁP TRÁNH VÀ HẠN CHẾ CAN NHIỄU
2.1. Giữa các mạng vệ tinh GSO: Phải tiến hành phối
hợp tần số

Tỷ số bảo vệ ngưỡng: Là căn cứ để hai mạng vệ
tinh xem xét mức độ nhiễu.
Sãng mang mong

muèn
Lo¹i nhiÔu C/I yªu cÇu (dB)
TV/FM
NhiÔu tr¾ng
C/N + 14
Sãng mang sè
NhiÔu tr¾ng
C/N + 12.2
SCPC/FM NhiÔu tr¾ng
C/N + 12.2
20
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU

Sử dụng băng tần, kênh tần khác nhau
Băng tÇn (GHz) TuyÕn lªn (UL) TuyÕn xuèng (DL)
Băng C (6/4) 5,925 - 6,425
(500 MHz)
3,7 - 4,2 (500 MHz)
Băng C më réng 5,850 - 7,075
(1 225 MHz)
3,4 - 4,2; 4,5 - 4,8
(1100 MHz)
Băng X
(8/7 GHz)
7,925 - 8,425
(500 MHz)
7,25 - 7,75 (500 MHz)
Băng Ku

(13/11 G)
12,75 - 13,25
(500 MHz)
10,7 - 11,7 (1 000 Mhz)
Băng Ku më réng 12,75 - 13,25
(500 MHz)
10,7 - 10,95; 11,2 - 11,45
(500 MHz)
21
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
Vệ tinh VINASAT-1 của Việt Nam đã sử dụng
phương pháp sử dụng băng tần, kênh tần khác nhau
để tránh can nhiễu với các vệ tinh của Trung Quốc
và Tonga tại các vị trí 130E và 134E ở băng C, Ku.

Sử dụng phân tách vùng phủ: Khi phương án sử
dụng băng tần, kênh tần khác nhau không khả thi thì
phương án phân tách vùng phủ được tính đến nhằm
tránh can nhiễu lẫn nhau giữa các hệ thống vệ tinh.
22
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
Đây là 1 giải pháp mà vệ tinh VINASAT-1 đã sử
dụng để tránh can nhiễu và PHTS thành công với
Nhật Bản. Vùng phủ của vệ tinh VINASAT-1 ở
băng tần Ku phân cách với vùng phủ của vệ tinh
Nhật Bản với độ phân cách là -30dB.

23
Chơng 3
PHI HP TN S V CC BIN PHP
HN CH NHIU

S dng cỏc phõn cỏch qu o: L phng ỏn
cui cựng nhm trỏnh can nhiu gia cỏc mng
v tinh. Theo quy nh ca ITU, phõn cỏch
qu o sau c coi l an ton gia cỏc mng v
tinh:
Bng tần ộ phân cách quỹ đạo
Bng C 10 độ
Bng Ku 9 độ
Bng Ka 8 độ
24
Ch¬ng 3
PHỐI HỢP TẦN SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP
HẠN CHẾ NHIỄU
2.2. Giữa hệ thống vô tuyến trong nghiệp vụ mặt đất
(FS) và nghiệp vụ cố định qua vệ tinh FSS

Chọn lựa khu vực thiết lập vùng an toàn cho 2
nghiệp vụ (site shielding): Khi thiết lập 1 hệ
thống nghiệp vụ mặt đất cần xem xét vị trí điểm
đặt của các trạm thuộc nghiệp vụ mặt đất đó
nhằm tránh phát xạ không mong muốn lên hệ
thống trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ
tinh và ngược lại
25
Chơng 3

PHI HP TN S V CC BIN PHP
HN CH NHIU
Hệ thống Phân cách cự ly địa lý d(km)
Gia BWA
và FSS ở
bng C
d 10 km nhiễu cùng kênh
d 2 km - Nhiễu do quá ti máy thu hoặc do
phát xạ gi
Gia FS và
FSS ở tần số
< 40GHz

với là vĩ độ nơi đặt trạm mặt đất ES, độ
km
f
d
e
,
2
)(
100

+

>

=

0
0
015.067.1
70,17.4
70,10
r
r
e
r

>
=
0
0
8.1,0
8.1,8.1



r