tiểu luận hệ thống thông tin vệ tinh

THUYẾT TRÌNH TRUYỀN SỐ
LIỆU VÀ MẠNG
VỆ TINH
Hoàng Anh Ngọ
Nguyễn Ngọc Hải
Nguyễn Quốc Chung

40801377
40800577
40800200


1)Hệ thống thông tin vệ tinh:
a)

Phần không gian:Vệ tinh thông tin+trạm điều khiển TT&C
ở mặt đất.
Phần vệ tinh:Phân hệ thông tin (anten thu phát,phần hỗ
trợ sóng mang…) và phân hệ phụ trợ(khung vệ tinh,cung
cấp năng lượng,thiết bị đẩy,điều khiển nhiệt độ…)



*Nhiệm vụ phân hệ thông tin:
+Khuếch đại sóng mang thu được=>phát lại.
+Thay đổi tần số sóng mang (tránh 1 phần công
suất phát đi vào máy thu vệ tinh).
b)Phần mặt đất:
+Trạm mặt đất,những trạm này nối trực tiếp hoặc
thông qua các mạng mặt đất đến các thiết bị đầu
cuối người sử dụng.

*Nhiệm vụ:
+Trạm mặt đất phát: Nhận tín hiệu,xử lí và phát lại
cho vệ tinh.
+Trạm mặt đất thu:Thu các sóng mang trên đường
xuống,xử lí,cung cấp cho nơi đến trên mặt đất.


2)Phân bổ tần số trong vệ tinh:
Dải tần 1Gh đến 10Gh thường ít ảnh hưởng của tầng điện li
(ảnh hưởng ở tần số thấp)và mưa(ảnh hưởng ở tần số cao)
nên thường được sử dụng nhiều cho thông tin vi ba trên
mặt đất.
Bảng phân chia tần số và phấn bổ tần số trong vệ tinh.


3)Kỹ thuật truyền dẫn và đa truy nhập trong
vệ tinh:
a)Các loại tín hiệu:
Gồm tín hiệu thoại(0,3 đến 3,4Khz) và tín hiệu hình(tần số
cao).
b)Mô hình và kênh truyền dẫn:
-Bộ biến đổi biến đổi thông tin chuyền đi(điều chế).
-Máy phát gửi tín hiệu qua đường chuyền dẫn.
-Máy thu biến đổi thành tin tức ban đầu,phân phát tới nơi
nhận.


Quá trình điều chế:
+Người ta tải thông tin lên một tín hiệu tần số cao để được
1 dạng phù hợp với đường truyền dẫn,tín hiệu cao tần

này được gọi là sóng mang.
+Trong thông tin vệ tinh thường dùng hệ thống điều chế
FM theo kiểu điều chế tương tự sử dung hệ thống điều
chế PSK theo kiểu điều chế số.



+Kỹ thuật đồng bộ:Đồng bộ bit,đồng bộ khung.
+Sửa lỗi mã:
-Hamming
-Huffman




4)Đa truy nhập trong vệ tinh:






A)Đa truy nhập phân chia theo tần số(FDMA)
Ưu điểm;thủ tục truy nhập đơn giản. cấu hình trạm mặt
đất đơn giản.
Nhược điểm:Không linh hoạt thay đổi định tuyến,hiệu
quả thấp.


b)Đa truy nhập phân chia theo thời gian(TMDA):

Trạm mặt đất dùng chung một bộ phát đáp vệ tinh bằng
cách phân chia khoảng thời gian.Mỗi trạm được ấn định
khe thời gian và chỉ được phát tín hiệu của chúng trong
khe đó gọi là cụm.Tập hợp tất cả các cụm được ấn định
cho một số trạm mặt đất tạo thành một khoảng thời gian
gọi là khung TDMA.
Mỗi trạm mặt đất phát tín hiệu có cùng tần số sóng mang f0
và chiếm toàn bộ băng tần của bộ phát đáp vệ tinh.
Không có trường hợp tín hệu từ 2 trạm mặt đất chiếm bộ
phát đáp vệ tinh trong cùng thời gian.




Bộ phát đáp:nhiệm vụ nhận tín hiệu từ trạm mặt đất phát sau đó khuếch
đại và chuyển đổi sang tần số nằm trong băng tần thu của các trạm thu(vệ
tinh thường có hơn 10 bộ phát đáp).



Mạng TMDA bao gồm các trạm lưu lượng và ít nhất là 1 trạm
chuẩn.
Trạm lưu lượng pháp cụm lưu lượng.(Dữ liệu).
Trạm chuẩn phát cụm chuẩn.(Định thời).
Cụm chuẩn và cụm lưu lượng được sắp đặt để không chồng
lên nhau.










Phương pháp truyền dẫn tín hiệu trong TMDA là:
Điều xung mã-ghép kênh phân chia theo thời gian-Khóa
dich pha-Đa truy nhập phân chia theo thời gian.
PCM – TMD – PSK –TMDA



Trong PCM tần số lấy mẫu là 8Khz.



Nguyên lí đồng bộ cụm:



+Đồng bộ vòng kín trực tiếp.



+Đồng bộ vòng kín hồi tiếp.



+Đồng bộ vòng mở.



C)Đa truy nhập phân chia theo mã(CDMA):
Trạm mặt đất dùng chung tần số sóng mang và bộ phát
đáp nhưng dựa trên phân chia theo mã.







PHÂN HỆ THÔNG TIN:



Trong hệ thống thông tin,vệ tinh đóng vai trò là 1 trạm
chuyển tiếp,làm chức năng của 1 trạm lặp,thu tín hiệu từ
mặt đất,khuếch đại sang tần số khác,khuếch đại lên 1 công
suất yêu cầu rồi phát trở lại mặt đất.
A)Nhiệm vụ:
Trạm chuyển tiếp giữa các trạm mặt đất(gồm phần lặp và
vệ tinh).
B)Chức năng:
Thu sóng mang từ trạm mặt đất(băng tần được xác định).
Hạn chế nhiễu từ các trạm khác.
Khuếch đại sóng mang,hạn chế nhiễu.















Biến đổi tần số các sóng mang nhận được trên đường lên
sang tần số sóng mang trên đường xuống.
Cung cấp công suất đủ lớn.
Bức xạ trong băng tần xác định tới các vùng xác định trên mặ
đất.
C)Cấu trúc của khối thông tin:
1)Bộ phát đáp:




+Giả sử truyền chỉ có 1 hướng như sau:



+Bộ phân kênh đầu vào:



+Bộ khuếch đại kênh:
Đây là thiết bị quan trọng nhất của bộ phát đáp.






Bộ ghép kênh đầu ra:



Phương pháp kết nối bộ phát đáp với hệ thống anten:
+kết nối tĩnh:kết nối không thay đổi được.
+kết nối động:có thể thay đổi bằng các chuyển mạch(vài
trăm nano giây).Điều khiển bằng các trạm chuyển mạch
dưới mặt đất.













2)Anten:
Chức năng chính:
+Chọn sóng vô tuyến sẽ được phát đi trong băng tần đã
cho.
+Phát sóng vô tuyến ở băng tần và phân cực lên khu vực
đã xác đinh trên mặt đất.
Các thông số đặc trưng:các anten trên vệ tinh phải phủ
sóng được 1 khu vực gọi là vùng phục vụ với công suất
yêu cầu được đặc trưng bởi các đường đẳng mức.Có 4
loại phủ sóng:
Phủ sóng toàn cầu:




Vệ tinh địa tĩnh bay cao 35.786km,phủ sóng 42% mặt đất.



Phủ sóng bán cầu:Phủ sóng cho một nửa bán cầu phía
đông và phía tây.Nếu quan sát từ vệ tinh,hai khu vực này
cách ly nhau.
Phủ sóng vùng:phủ sóng nhiều khu vực khác nhau.
Phủ sóng dấu:Vùng phủ sóng nhỏ như cái dấu trên mặt
đất,dùng để thông tin trong 1 nước nhỏ(hệ thống thông
tin di động có các vùng phủ sóng này chồng lên nhau để
tín hiệu được liên tục ).








Các hệ thống bổ trợ:
+Đảm bảo cho vệ tinh hoạt động trong suốt 24h/24h
trong suốt thời gian sống=>Có các phân hệ phụ trợ cho vệ
tinh:




Cấu trúc của vệ tinh thông tin:











Vệ tinh VINASAT-1:
VINASAT-1 là vệ tinh viễn thông đầu tiên của Việt Nam được chính

thức cung cấp dịch vụ vào tháng 6/2008 ở vị trí quỹ đạo 132 độ
đông.
Thông số kỹ thuật cơ bản:
Vị trí quỹ đạo: quĩ đạo địa tĩnh 1320E (cách trái đất 35768Km)
Tuổi thọ vệ tinh VINASAT-1: 15 năm
Độ ổn định vị trí kinh độ và vĩ độ: +/-0,05 độ
Hoạt động ổn định trong suốt thời gian sống của vệ tinh









Băng tần C mở rộng (C-Extended):
Số bộ phát đáp: 08 bộ (36MHz/bộ)
Đường lên (Uplink):
Tần số phát Tx: 6.425-6.725 MHz
Phân cực: tuyến tính trực giao (phân cực đứng và phân cực ngang)
Đường xuống (Downlink):
◦ Tần số thu Rx: 3.400-3.700 MHz
◦ Phân cực: tuyến tính trực giao (phân cực đứng và phân cực ngang)











Băng tần Ku:
Số bộ phát đáp: 12 bộ (36MHz/bộ)
Đường lên (Uplink):
Tần số phát Tx: 13.750-14.500 MHz
Phân cực: tuyến tính trực giao (phân cực đứng và phân cực ngang)
Đường xuống (Downlink):
Tần số thu Rx: 10.950-12.750 MHz
Phân cực: tuyến tính trực giao (phân cực đứng và phân cực ngang)