Nghiên cứu mô hình truyền sóng tín hiệu truyền hình qua vệ tinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

#"

DƯƠNG ĐÌNH TRUNG

NGHI£N CøU M¤ H×NH
TRUYÒN SãNG TÝN HIÖU
TRUYÒN H×NH QUA VÖ TINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc : TS. NGUYÔN H÷U TRUNG

Hµ Néi, n¨m 2009


i

MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT.........................................................................V
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... VII
DANH MỤC HÌNH VẼ.......................................................................................... VII
MỞ ĐẦU..................................................................................................................... I
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ................................................................1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ VỀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG TÍN HIỆU
TRUYỀN HÌNH QUA VỆ TINH...................................................................1
1.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG VỆ TINH ..............................................................3

1.2.1. Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh ..........................................................................3
1.2.2. Đặc điểm thông tin vệ tinh địa tĩnh .........................................................4
1.2.3. Cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh.........................6
1.2.4. Vệ tinh .....................................................................................................6
1.2.5. Trạm mặt đất............................................................................................8
CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH .........................10
2.1. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TRÊN TUYẾN THÔNG TIN .........................10
2.1.1. Các mức công suất.................................................................................10
2.1.1.1. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương.....................................10
2.1.1.2. Công suất thu.....................................................................................11
2.1.2. Các loại suy hao.....................................................................................12
2.1.2.1. Suy hao do fiđơ thu phát....................................................................12
2.1.2.2. Suy hao do anten thu phát lệch nhau ................................................12
2.1.2.3. Suy hao do không thu đúng phân cực................................................13
2.1.2.4. Suy hao do khí quyển.........................................................................13
2.1.2.5. Suy hao do mây và mưa.....................................................................13
2.1.3. Nhiễu trên tuyến thông tin.....................................................................19
2.1.3.1. Các nguồn nhiễu................................................................................19
2.1.3.2. Mật độ phổ công suất tạp nhiễu N0 ...................................................19
2.1.3.3. Nhiễu nhiệt của một nguồn nhiễu......................................................19
2.1.3.4. Hệ số nhiễu ........................................................................................20
2.1.3.5. Nhiệt độ nhiễu của bộ suy hao Te ......................................................20


ii

2.1.3.6. Nhiệt độ nhiễu của phần tử tích cực..................................................20
2.1.3.7. Nhiệt độ nhiễu của hệ thống các thiết bị mắc nối tiếp ......................22
2.1.3.8. Nhiễu nhiệt của anten TA ...................................................................23
2.1.3.9. Nhiễu nhiệt ở hệ thống thu ................................................................25

2.1.4. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu tại đầu vào decoder .........................................25
2.1.5. Tỉ số năng lượng của bit/mật độ tạp âm Eb/N0 (Energy of Noise
Density Ratio)........................................................................................26
2.2. VỆ TINH VINASAT1..................................................................................27
2.2.1. Thông số kỹ thuật cơ bản ......................................................................28
2.2.1.1. Băng tần C mở rộng (C-Extended)....................................................28
2.2.1.2. Băng tần Ku.......................................................................................29
2.2.2. Dịch vụ cung cấp ...................................................................................29
2.2.2.1. Cho thuê băng tần .............................................................................29
2.2.2.2. Dịch vụ trọn gói.................................................................................29
2.3. HỆ THỐNG ANTEN ...................................................................................30
2.3.1. Đặc tính, yêu cầu của anten trạm mặt đất..............................................30
2.3.2. Phân loại anten ......................................................................................30
2.3.3. Anten parabol đối xứng .........................................................................32
2.3.3.1. Kích thước và cấu trúc của anten......................................................32
2.3.3.2. Hiệu suất của anten...........................................................................32
2.3.3.3. Nhiệt độ nhiễu của anten (TA) ...........................................................34
2.3.3.4. Độ lợi anten .......................................................................................34
2.3.3.5. Độ rộng búp hướng anten .................................................................35
2.3.3.6. Hệ số sóng đứng ................................................................................37
2.3.4. Phễu thu sóng ........................................................................................37
2.3.5. Vị trí anten .............................................................................................37
CHƯƠNG 3. LÝ THUYẾT TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH .........................40
3.1. HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH......................................40
3.2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN
HÌNH SỐ VỆ TINH .....................................................................................43
3.2.1. Điều tần FM (Frequency Modulation) ..................................................43
3.2.1.1. Chỉ số điều chế (Modulation index) ..................................................43
3.2.1.2. Sự phân bố phổ..................................................................................43
3.2.1.3. Giải điều chế sóng điều tần...............................................................43

iii

3.2.1.4. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu (S/N) tại ngõ ra bộ giải điều chế................43
3.2.1.5. Độ lợi giải điều chế ...........................................................................44
3.2.1.6. Chất lượng của tín hiệu truyền hình..................................................44
3.2.2. Mã hoá kênh (Channel Encoding).........................................................46
3.2.3. Điều chế số (Digital Modulation)..........................................................47
3.2.4. Hiệu suất phổ (Spectral Efficiency) Г ...................................................48
3.2.5. Chất lượng của bộ giải điều chế ............................................................48
3.2.6. Giải mã và sửa lỗi..................................................................................51
3.2.7. Tính toán tốc độ dữ liệu có ích so với dải thông vệ tinh .......................55
3.2.8. Hệ số phản xạ ГR ...................................................................................58
3.2.9. Hệ số sóng đứng – VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).................58
3.2.10. Return Loss............................................................................................58
3.2.11. Tổn hao do không phối hợp trở kháng (Missmatch Loss) ....................59
3.2.12. Nén tần số ảnh (Image Rejection) .........................................................60
3.2.13. Tạp âm méo xuyên điều chế trong vệ tinh ............................................61
3.2.14. Mức công suất tín hiệu vào ...................................................................63
3.2.15. Dãy tốc độ symbol trong khoảng tần số ngõ vào ..................................63
3.2.16. Nhiệt độ nhiễu tương đương TR, hệ số nhiễu ........................................63
3.2.17. Băng thông IF2 ......................................................................................63
3.2.18. Mức công suất của bộ dao động ở ngõ vào Low-band..........................63
3.2.19. Điểm ngăn hài bậc 3 ..............................................................................63
3.2.20. Mức ra audio..........................................................................................63
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH TẠI
VIỆT NAM .......................................................................................64
4.1. HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH TẠI VIỆT NAM....................64
4.1.1. Xe truyền hình vệ tinh trên băng tần KU - DSNG ................................64

4.1.2. Trạm phát truyền hình số vệ tinh trên băng tần C đặt tại Đài Truyền
hình Việt Nam .......................................................................................67
4.1.3. Trạm phát truyền hình số vệ tinh trên băng tần Ku đặt tại Vĩnh Yên ...69
4.2. THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH SỬ DỤNG VỆ TINH
VINASAT1 ..................................................................................................74
4.2.1. Vị trí đặt trạm mặt đất ...........................................................................75
4.2.1.1. Trạm Hà Nội (tính tại vị trí Đài Truyền hình Việt Nam) ..................75
4.2.1.2. Trạm thành phố Hồ Chí Minh ...........................................................76


iv

4.2.2. Tính tuyến lên........................................................................................77
4.2.2.1. Tuyến lên khi trời trong.....................................................................77
4.2.2.2. Tuyến lên khi trời mưa ......................................................................78
4.2.3. Tính tuyến xuống...................................................................................78
4.2.3.1. Tuyến xuống khi trời trong ................................................................78
4.2.3.2. Tuyến xuống khi trời mưa..................................................................79
4.2.4. Tính tuyến tổng......................................................................................79
4.2.4.1. Lùi công suất đầu vào và đầu ra .......................................................79
4.2.4.2. Độ lợi công suất vệ tinh.....................................................................80
4.2.4.3. Quan hệ giữa độ lợi, EIRP và mật độ thông lượng công suất bão hoà
...........................................................................................................80
4.2.4.4. Thông số tuyến tổng ..........................................................................81
4.2.5. Thiết kế tính toán tuyến lên băng Ku ....................................................83
4.2.5.1. Trạm Ku Hà Nội khi trời trong..........................................................83
4.2.5.2. Trạm Ku Hà Nội khi trời mưa ...........................................................86
4.2.5.3. Trạm Ku TP. Hồ Chí Minh khi trời trong .........................................87
4.2.5.4. Trạm Ku TP. Hồ Chí Minh khi trời mưa ...........................................88
4.2.6. Thiết kế tính toán tuyến xuống băng Ku ...............................................89

4.2.6.1. Tuyến xuống Ku Hà Nội khi trời trong..............................................89
4.2.6.2. Tuyến xuống Ku Hà Nội khi trời mưa ...............................................92
4.2.6.3. Tuyến xuống Ku TP. Hồ Chí MinhHà Nội khi trời trong..................92
4.2.6.4. Tuyến xuống Ku TP. Hồ Chí MinhHà Nội khi trời mưa ...................93
4.2.7. Tính tuyến tổng C trạm Hà Nội.............................................................94
4.2.8. Tính kênh truyền dẫn.............................................................................97
KẾT LUẬN...............................................................................................................98
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................99


v

THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AMR

Analog Microware Radio

Hệ thống tương tự

BEP

Bit Error Probability

Xác suất bít lỗi

BER

Bit Error Ratio

Tỉ lệ bít lỗi

CCIR

International Telecommunications Hiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ

(ITU-R)

Union - Radiocommunications

phận tiêu chuẩn vô tuyến

Standardisation Sector
C/N
D

DTH

Channel encoding

Mã hoá kênh

Carrier/Noise

Tỷ số sóng mang trên nhiễu

Constant envelope

Đường bao không thay đổi

Downlink

Tuyến xuống

Digital Modulation

Điều chế số

Direct encoding

Mã hoá trực tiếp

Direct to Home

Phát tín hiệu vệ tinh trực tiếp đến
máy thu ở mặt đất

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá video số Châu Âu

EIRP

Equivalent Isotropic Radiated

Công suất bức xạ đẳng hướng

Power

tương đương

Encoding

Mã hoá

ES

Elementary Stream

Dòng truyền tải cơ sở

f/D

focal/diameter

Tiêu cự/đường kính anten parabol

FEC

Forward error correct

Sửa lỗi trực tiếp ( sử lỗi trước/sửa
lỗi tiến

Feedhorn

Phễu hứng sóng và cụm LNB

FSS

Fixed Satellite Service

Dịch vụ vệ tinh cố định

GEO

Geo-Synchronous Earth

Quỹ đạo địa tĩnh

Orbits/Geo Stationary Orbits
H

Horizontally

Phân cực ngang


vi

HDTV

High Definition Television

Truyền hình độ nét cao

HPA

High Power Amplifiers

Khuếch đại công suất cao

IBO

Input Back-Off power

Lùi công suất ngõ vào

IFRR

Image Rejection Ratio

Tỉ số nén tần số ảnh

IRD

Integrated Reciever/Decoder

Đầu thu giải mã tín hiệu số

LEOs

Low- Earth Orbits

Vệ tinh quỹ đạo thấp

LO

Local Oscillator

Bộ dao động nội

LNA

Low noise Amplifier

Mạch khuếch đại nhiễu thấp

LNB

Low noise Block Downconverter

Bộ dịch tần nhiễu thấp

MEOs

Medium – Earth Orbits

Quỹ đạo trung bình

MPEG-2

Moving Pictures Experts Group

Nhóm chuyên gia tiêu chuẩn truyền
hình

MCPC

Multiple channels Per Carrier

Đa kênh trên một sóng mang

OBO

Output Back-Off power

Lùi công suất ngõ ra

RL

Return Loss

Suy hao trở về

RF

Radio Frequency

Tần số vô tuyến

SEP

Symbol Error Probability

Xác suất lỗi symbol

SCPC

Single channel Per Carrier

Đơn kênh trên 1 sóng mang

S/N

Signal/Noise

Tín hiệu trên nhiễu

SNG

Satellite News Gathering

Mạng thu thập tin tức vệ tinh

Spectral efficiency

Hiệu suất sử dụng phổ tần

SSPA

Solid State Power Amplifier

Mạch khuếch đại công suất bán dẫn

TS

Transport stream

Dòng truyền tải

TV

Television

Truyền hình

TWTA

Traveling Wave Tube Amlifier

Bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạy

U

Uplink

Tuyến lên

V

Vertically

Phân cực đứng

VSAT

Very small receiver antenna

Hệ thống anten thu vệ tinh nhỏ

VSWR

Voltage Standing Wave Ratio

Hệ số sóng đứng


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 – Lượng mưa tương ứng với tổng thời gian suy giảm tín hiệu ...........14
Bảng 2.2 – Quan hệ giữa hệ số nhiễu và nhiệt độ nhiễu ....................................21
Bảng 2.3 – Độ lợi anten với các đường kính khác nhau ở những băng tần chính
...............................................................................................................36
Bảng 2.4 – Quan hệ a và á phụ thuộc vị trí trạm mặt đất và vệ tinh ..................39
Bảng 3.1 – Tọa độ vệ tinh theo vùng địa lý........................................................42
Bảng 3.2 – Sự cải thiện chất lượng S/N do pre- và de-emphasis cộng với
Videometric weighting [CCIR Report 637] ..........................................45
Bảng 3.3 – Expression for binary error probability............................................50
Bảng 3.4 – Giá trị lý thuyết của EC/N0 để đạt được giá trị BEP tiêu biểu..........51
Bảng 3.5 – Các giá trị độ lợi giải mã tiêu biểu...................................................53
Bảng 3.6 – BIT RATES (Mbps) versus FEC .....................................................55
Bảng 3.7 – Eb/N0 and REQUIRED VITERBI FEC RATE ...............................56
Bảng 3.8 – Multichoice DStv link Budget parameters.......................................57
Bảng 3.9 – Reflection coefficient and return loss versus VSWR ......................59

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 – Hệ thống thông tin vệ tinh ..................................................................6

Hình 2.1 – Mô tả anten đẳng hướng ...................................................................10
Hình 2.2 – Anten thực bức xạ vùng A................................................................10
Hình 2.3 – Tính mức công suất thu ....................................................................11
Hình 2.4 –Tính suy hao thu phát ........................................................................12
Hình 2.5 – Suy hao do anten thu phát lệnh nhau................................................12
Hình 2.6 – Lượng mưa trung bình (mm/h) của các vùng trên thế giới ..............14
Hình 2.7 – Lượng mưa r0.01 (mm/h) vượt quá 0.01% của một năm trung bình..15
Hình 2.8 – Toán đồ xác định suy hao trên một đơn vị chiều dài trong mưa γR
(dB/Km).................................................................................................16
Hình 2.9 – Tính suy giảm do mưa của CCIR .....................................................17
Hình 2.10 – Suy hao do mưa đối với tín hiệu băng Ku và băng C.....................18


viii

Hình 2.11 – Mật độ phổ công suất nhiễu N0 ......................................................19
Hình 2.12 – Xác định giá trị công suất nhiễu .....................................................20
Hình 2.13 – Nhiệt độ nhiễu của hệ thống...........................................................21
Hình 2.14 – Công suất nhiễu của hệ thống các mạch mắc nối tiếp....................22
Hình 2.15 – Nhiễu từ bầu trời và mặt đất đến anten ..........................................23
Hình 2.16 – Nhiễu nhiệt mặt đất khi trời trong và khi mưa ...............................24
Hình 2.17 – Nhiệt độ nhiễu bầu trời TSKY khi trời trong là hàm của góc ngẩng e
...............................................................................................................24
Hình 2.18 – Nhiệt độ nhiễu trên hệ thống thu ....................................................25
Hình 2.19 – Vệ tinh VinaSat 1 ...........................................................................28
Hình 2.20 – Độ rộng búp sóng anten trạm mặt đất θ3dB ≤ 1,6O ..........................30
Hình 2.21 – Các loại anten dùng trong truyền hình vệ tinh ...............................31
Hình 2.22 – Cấu trúc của anten parabol đối xứng..............................................32
Hình 2.23 – Tín hiệu phản xạ trên bề mặt anten ................................................33
Hình 2.24 – Quan hệ giữa mức năng lượng ở rìa chảo và tỉ số f/D. ..................33

Hình 2.25 – Góc bức xạ của anten, beam width 3dB .........................................35
Hình 2.26 – Mô tả quan hệ G, D và θ − 3dB của anten parabol đối xứng..............36
Hình 2.27 – Các góc của anten trạm mặt đất......................................................37
Hình 2.28 – Góc ngẩng e và góc phương vị a ....................................................38
Hình 2.29 – Góc ngẩng e và một nửa góc mở vệ tinh α0 ...................................38
Hình 3.1 – Tình hình phát triển DTH tại khu vực châu Á..................................40
Hình 3.2 – Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình qua vệ tinh .........41
Hình 3.3 – Nguyên lý của mã hoá kênh .............................................................46
Hình 3.4 – Nguyên lý bộ điều chế cho kênh truyền hình số ..............................47
Hình 3.5 – Hệ thống thu truyền hình số vệ tinh .................................................48
Hình 3.6 – Quan hệ giữa tỉ lệ bit lỗi và mức Ec/N0 theo lý thuyết.....................49
Hình 3.7 – Mối quan hệ giữa (BEP)In và (BEP)Out trong mạch giải mã..........51
Hình 3.8 – Chất lượng của hệ thống điều chế và mã hoá...................................52
Hình 3.9 – Ngưỡng của máy thu số được đánh dấu tại mức BER nhất định .....54
Hình 3.10 – Quan hệ BER theo công suất thu ở 2 hệ AMR và DMR................57
Hình 3.11 – Quan hệ phổ tần số của IF, RF, Local Oscillator và tần số ảnh .....60
Hình 3.12 – Đặc tuyến vào-ra của bộ khuếch đại TWT và mức lùi công suất ..61
Hình 3.13 – Nhiễu xuyên điều chế khi có 2 tần số sóng mang ngõ vào ............62


ix

Hình 3.14 – Nhiễu xuyên điều chế khi có 3 tần số sóng mang ngõ vào ............62
Hình 4.1 – Sơ đồ khối xe Ku - DSNG................................................................64
Hình 4.2 – Sơ đồ cung cấp tín hiệu bằng Viba cho trạm vệ tinh Vĩnh yên........69
Hình 4.3 – Hệ thống Trạm phát truyền hình số trên băng tần Ku đặt tại Vĩnh
yên .........................................................................................................70
Hình 4.4 – Sơ đồ khối bộ mã hoá DBE 4130 .....................................................71
Hình 4.5 – Hệ thống RF tại Vĩnh yên.................................................................73
Hình 4.6 – Mức tín hiệu trên vệ tinh ..................................................................74

Hình 4.7 – Góc mở vệ tinh nhìn về trái đất ........................................................75
Hình 4.8 – Mô tả tuyến lên (Uplink) ..................................................................77
Hình 4.9 – Mô tả tuyến xuống (Downlink) ........................................................78
Hình 4.10 – Quan hệ công suất vào và ra đến bão hòa ......................................79
Hình 4.11 – Đặc tính chuyển đổi công suất của bộ phát đáp vệ tinh (hoạt động
với một sóng mang đơn)........................................................................80
Hình 4.12 – Tuyến tổng......................................................................................81
Hình 4.13 – Các mức của tuyến lên tại Hà nội (số liệu mẫu số của trời mưa)...86
Hình 4.14 – Các mức của tuyến lên tại TP.HCM (số liệu mẫu số của trời mưa)
...............................................................................................................87
Hình 4.15 – Các mức công suất ở tuyến xuống Ku Hà Nội ...............................91
Hình 4.16 – Các mức công suất ở tuyến xuống Ku TP.Hồ Chí Minh................93


i

MỞ ĐẦU
Sự ra đời của hệ thống thông tin vệ tinh là một bước nhảy vọt của lĩnh vực
thông tin, mang lại cho con người nhiều lợi ích khó có thể phủ nhận. Cùng với sự
phát triển của kỹ thuật hiện đại, sự đổi mới công nghệ, thông tin vệ tinh cũng ngày
càng đổi mới theo chiều hướng tích cực, được áp dụng rất nhiều trong lĩnh vực viễn
thông.
Thông tin vệ tinh đã được sử dụng trong lĩnh vực viễn thông ở Việt Nam từ
những năm 1980 và bắt đầu sử dụng trong truyền hình từ những năm 1990. Tại thời
điểm này, Truyền hình Việt Nam sử dụng kênh thông tin vệ tinh như một kênh
truyền dẫn đến các trạm phát lại trên khắp các tỉnh thành do sự phù hợp của thông
tin vệ tinh đối với địa hình phức tạp của Việt Nam. Ngoài nhiệm vụ truyền dẫn,
Truyền hình Việt Nam đang ứng dụng vệ tinh địa tĩnh vào dịch vụ truyền hình đến
từng nhà (DTH - direct to home) trên băng tần Ku với ưu điểm có thể sử dụng anten
thu kích thước rất nhỏ gọn.

Do đó việc nghiên cứu các kỹ thuật, công nghệ vệ tinh, các ứng dụng truyền
dẫn tín hiệu quảng bá nói chung và truyền hình nói riêng là hết sức cần thiết. Vì
thế, tôi đã chọn luận văn tốt nghiệp về lĩnh vực này với tên đề tài “Nghiên cứu mô
hình truyền sóng tín hiệu truyền hình qua vệ tinh”.
Do điều kiện thời gian cũng như kiến thức có hạn nên chắc chắn luận văn sẽ
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thày
cô giáo và ý kiến đóng góp của các bạn đọc để luận văn được chính xác, đầy đủ và
phong phú hơn.
Để hoàn thành bản luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân còn phải kể
đến sự đóng góp của nhiều người. Em xin chân thành cảm ơn các thày cô giáo
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thày cô giáo trong Khoa Điện Tử Viễn
Thông, những người đã dạy dỗ em trong suốt thời gian học tập tại trường. Em xin
gửi lời cảm ơn đặc biệt tới Thày giáo TS. Nguyễn Hữu Trung đã tận tình hướng dẫn
trong suốt quá trình học tập và làm bản luận văn này. Xin cảm ơn các đồng nghiệp


ii

tại Trung tâm Kỹ thuật Truyền dẫn Phát sóng, Đài Truyền hình Việt Nam đã giúp
đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.
Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2009
Người thực hiện

Dương Đình Trung


1

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ VỀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG TÍN HIỆU
TRUYỀN HÌNH QUA VỆ TINH
Thông tin vệ tinh ngày nay là một phần tổ hợp của mạng lưới viễn thông toàn

cầu. Kể từ khi được đưa vào sử dụng cho đến nay, thông tin vệ tinh đã tạo mạng
lưới điện thoại hoàn toàn tự động trên phạm vi toàn cầu. Mặc dù các hệ thống cáp
quang biển quốc tế vẫn đang rất phát triển, thông tin vệ tinh vẫn đóng góp đáng kể
vào nền viễn thông của các quốc gia: từ viễn thông quốc tế, nội địa và các dịch vụ
quảng bá.
Xu hướng phát triển của thông tin vệ tinh ngày nay phụ thuộc vào các đặc tính
của riêng thông tin vệ tinh như khả năng đa truy nhập, truyền dẫn điểm tới đa điểm
(truyền hình quảng bá, phát thanh, phân phối tin tức…, độ linh hoạt theo yêu cầu
lưu lượng và cấu trúc hệ thống cũng như việc dễ dàng triển khai và khai thác. Một
hệ thống thông tin vệ tinh có thể cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau và
ngày càng được phát triển đa dạng, tuy nhiên có thể tóm tắt lại thông tin vệ tinh
cung cấp ba lớp dịch vụ như sau:
¾ Trung chuyển trên phạm vi toàn cầu các kênh thoại và các chương trình
truyền hình.
¾ Cung cấp khả năng đa dịch vụ, thoại, số liệu cho những nhóm người sử
dụng phân tách nhau về mặt địa lý.
¾ Kết nối các thiết bị đầu cuối với anten cỡ nhỏ hoặc siêu nhỏ
(VSAT/USAT) nhằm để truyền dẫn các luồng số liệu dung lượng thấp và
quảng bá các chương trình truyền hình, truyền thanh số.
Truyền hình số vệ tinh trên thế giới đã phát triển đến mức hoàn thiện và không
ngừng cải tiến nhằm nâng cao chất lượng và dung lượng các kênh. Truyền hình số
vệ tinh ở Việt Nam bước đầu ứng dụng và phát triển nhưng mới chỉ dừng lại ở mức
độ thuê kênh.

2

Hơn nữa, ngày 19/4/2008, Việt Nam lần đầu tiên phóng thành công vệ tinh địa
tĩnh VINASAT 1 lên quỹ đạo. Tháng 6/2008, VINASAT 1 chính thức cung cấp
dịch vụ thông tin vệ tinh. Từ tháng 1/2009, Đài Truyền hình Việt Nam đã bắt đầu sử
dụng đường truyền vệ tinh VINASAT 1 để phát sóng các kênh truyền hình của Đài
Truyền hình Việt Nam.
Do đó việc thiết kế kênh truyền hình số qua vệ tinh là một việc hết sức quan
trọng. Việc thiết kế kênh truyền hình số qua vệ tinh cũng là điều mới mẻ với các
nhà chuyên môn ở nước ta. Nếu xét toàn diện từ thiết kế tính toán đến công nghệ
chế tạo cho một hệ thống truyền hình số vệ tinh riêng ở Việt Nam hiện nay thì quả
là một công trình phức tạp. Nhưng nếu xét trên phương diện thiết kế tính toán, chọn
thiết bị mua ở nước ngoài về lắp ráp thi công là điều khả thi.
Tuy nhiên, việc lựa chọn vệ tinh cho các dịch vụ truyền hình luôn là một vấn
đề khá phức tạp cả về kỹ thuật cũng như kinh tế. Nhằm góp phần giải quyết vấn đề
đó, bản luận văn này sẽ đi vào nghiên cứu cụ thể bài toán về quan hệ năng lượng
đường truyền trong thông tin vệ tinh để có một cơ sở khoa học chính xác cho việc
đánh giá lựa chọn vệ tinh cho dịch vụ truyền hình nói chung và dịch vụ DTH nói
riêng của Việt Nam. Dựa vào các hệ thống truyền hình số vệ tinh có sẵn, theo các
tài liệu huấn luyện của các chuyên gia nước ngoài, tác giả tổng hợp, biên soạn tính
toán ứng dụng cho một hệ thống dùng ở các đài truyền hình tỉnh hay một thành phố
nào đó.
Toàn bộ hệ thống truyền hình số qua vệ tinh của Truyền hình Việt Nam hiện
nay đều sử dụng tiêu chuẩn nén video MPEG-2 và tiêu chuẩn truyền hình qua vệ
tinh DVB-S. Bên cạnh đó, trên thế giới đã phát triển nhiều công nghệ mới như nén
video MPEG-4 có khả năng giảm được tốc độ bit xuống thấp hơn, hoặc tiêu chuẩn
DVB-S2 có khả năng cải thiện băng tần tốt hơn. Tuy nhiên, các sản phẩm thương
mại dân dụng của các công nghệ mới này chưa phổ biến, hơn nữa số lượng thiết bị
đầu tư theo công nghệ MPEG - 2 và DVB-S tại Việt Nam là rất lớn, do đó luận văn
này chỉ tập trung đề cập đến chuẩn MPEG-2 và DVB-S nhưng khả năng mở rộng

3

tính toán cho chuẩn MPEG-4 và DVB-S2 là rất đơn giản.
Đề tài có tên “Nghiên cứu mô hình truyền sóng tín hiệu truyền hình qua vệ
tinh” nhằm đưa ra một phương án thiết kế một hệ thống truyền hình vệ tinh của Đài
Truyền hình Việt Nam sử dụng vệ tinh đầu tiên của Việt Nam là VINASAT 1.
Nội dung của luận văn bao gồm:
¾ Chương 1:

Giới thiệu tổng quan.

¾ Chương 2:

Lý thuyết hệ thống thông tin vệ tinh.

¾ Chương 3:

Lý thuyết truyền hình số qua vệ tinh.

¾ Chương 4:

Ứng dụng hệ thống truyền hình số qua vệ tinh tại Việt Nam.

¾ Kết luận
1.2.

CẤU TRÚC HỆ THỐNG VỆ TINH

1.2.1. Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh
Quỹ đạo vệ tinh được các nhà thiên văn tính toán rất phức tạp và cụ thể, có thể
phân loại theo các cách khác nhau, như phân loại theo tính chất hoặc độ cao.
¾ Phân loại theo tính chất có thể chia thành:
o

Quỹ đạo địa tĩnh (Geostationary earth orbit).

o

Quỹ đạo nghiêng ellip (Elliptical inclined orbit).

o

Quỹ đạo đồng bộ mặt trời (Sun-synchronous orbit).

o

Quỹ đạo bán đồng bộ (Semi-synchronous orbit).

¾ Phân loại theo độ cao có 4 loại:
o

Quỹ đạo vệ tinh phi địa tĩnh tầm thấp (LEO - low earth orbit).

o

Quỹ đạo vệ tinh phi địa tĩnh tầm trung (MEO - medium earth orbit).

o

Quỹ đạo vệ tinh phi địa tĩnh tầm cao (HEO - high earth orbit).

o

Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh (GEO - geostationary earth orbit).

Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh có đặc điểm thích hợp cho các ứng dụng trong thông
tin vệ tinh. Năm 1929, nhà khoa học người Úc H.Noordring đã chứng minh được
rằng một vệ tinh tại quỹ đạo tròn trên mặt phẳng xích đạo có độ cao khoảng 35.786
km với chu kỳ 23h56' được coi là cố định so với một điểm trên trái đất.
Mặt phẳng quỹ đạo nằm trong mặt phẳng xích đạo và được chia theo kinh độ


4

trái đất thành 3600 để lấy đó làm kinh độ của vệ tinh. Như vậy, quỹ đạo địa tĩnh là
quỹ đạo hình tròn, và có một số đặc điểm sau:
¾ Nằm trên mặt phẳng xích đạo.
¾ Quỹ đạo hình tròn, có độ lệch tâm bằng 0 do đó không có cận điểm và
viễn điểm.
¾ Bán kính quỹ đạo tính từ tâm trái đất là 42.164km hay có độ cao so với
mực nước biển là 35.786km.
¾ Chia được thành các cung độ tương ứng với kinh tuyến trái đất.
¾ Vận tốc thẳng của vệ tinh là 72,9×10-6 rad/s.
¾ Chu kỳ quay là 23h56'4'', xấp xỉ 1 ngày.
¾ Góc nhìn từ vệ tinh xuống trái đất là 17,30.
¾ Vùng nhìn thấy vệ tinh trên bề mặt trái đất chiếm khoảng 42% bề mặt.
Thực tế, vệ tinh nằm trên quỹ đạo nhưng không ổn định ở một điểm mà bị các
lực hấp dẫn và sức ép của bức xạ làm thay đổi vị trí. Do đó, vệ tinh cần phải được

điều khiển trong để ổn định trong một giới hạn nhất định, việc điều khiển này được
thực hiện nhờ các tên lửa đẩy và lượng nhiên liệu nó mang theo khi phóng lên và đó
cũng chính là yếu tố làm ảnh hưởng đến tuổi thọ vệ tinh.
1.2.2. Đặc điểm thông tin vệ tinh địa tĩnh
¾ Vùng phủ sóng lớn, có thể nhìn thấy hơn 1/3 bề mặt trái đất nên với 3 vệ
tinh có thể bao trùm toàn bộ bề mặt trái đất, trừ vùng cực.
¾ Dung lượng thông tin lớn: với băng tần công tác rộng, áp dụng các kỹ
thuật tái sử dụng băng tần nên hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt
được một dung lượng thông tin lớn một cách nhanh chóng.
¾ Khả năng thông tin và độ tin cậy thông tin cao vì trên một tuyến thông tin
chỉ gồm 3 trạm, trong đó vệ tinh đóng vai trò một trạm lặp trên quỹ đạo,
còn 2 trạm đầu cuối nằm trên mặt đất, vì vậy xác xuất hư hỏng trên toàn
tuyến là rất thấp. Theo thống kê và tính toán, khả năng thông tin liên lạc
thông suốt có thể đạt từ 99,9% đến 99,99% trên thời gian liên lạc trong
một năm phụ thuộc vào băng tần sử dụng.


5

¾ Khả năng thiết lập tuyến thông tin nhanh, có tính linh hoạt cao, các trạm
mặt đất có thể ở rất xa nhau về mặt địa lý mà vẫn có thể tăng giảm dung
lượng và thay đổi cấu hình hệ thống dễ dàng theo yêu cầu khai thác. Điều
này đặc biệt phù hợp với các dịch vụ truyền hình trực tiếp tại đất nước có
địa hình phức tạp như Việt Nam.
¾ Đa dạng về dịch vụ, từ thoại, fax, phát thanh truyền hình quảng bá đến
VSAT, thông tin di động, hàng hải, truy cập Internet tốc độ cao ...
¾ Có khả năng sử dụng nhiều băng tần công tác:
o

Băng L:

1,5 - 1,6GHz

o

Băng S:

2,5 - 2,6GHz

(băng S và băng L thường không được sử dụng trong vệ tinh địa tĩnh)
o

Băng C:

4 - 6GHz

o

Băng X:

7 - 8GHz

o

Băng Ku:

10 - 14GHz

o

Băng Ka:

18 - 30GHz

Băng tần sử dụng trong thông tin vệ tinh hiện nay đã được tổ chức Liên minh
viễn thông quốc tế ITU qui định rất cụ thể để đảm bảo tính công bằng và hiệu quả
trong việc sử dụng quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh. ITU chia các băng tần dùng cho thông
tin vệ tinh thành 2 loại:
¾ Băng tần quy hoạch: là các băng tần được dành riêng phân bổ cho mỗi
quốc gia một hoặc nhiều vị trí quỹ đạo với phổ tần nhất định. Vị trí quỹ
đạo và phổ tần này có thể được các quốc gia sử dụng vào bất kỳ lúc nào
hoặc để dành cho tương lai và không thay đổi. Các hệ thống khi sử dụng
băng tần qui hoạch này phải tuân theo các qui định về thông số hệ thống
trong bảng qui hoạch và do đó sẽ hạn chế tính linh hoạt của hệ thống.
¾ Băng tần không quy hoạch: là các băng tần được các quốc gia sử dụng
chung và đăng ký với ITU trên cơ sở ai đến trước thì được dùng trước.
Các hệ thống phải phối hợp với nhau để giải quyết vấn đề can nhiễu và
các hệ thống đến trước có quyền ưu tiên hơn.


6

1.2.3. Cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh

Hình 1.1 - Hệ thống thông tin vệ tinh
1.2.4. Vệ tinh
Cấu trúc của một vệ tinh viễn thông rất phức tạp, gồm ba phần chính: hệ thống
điều khiển quỹ đạo và độ cao vệ tinh, hệ thống truyền lệnh và đo xa, hệ thống thông
tin.
Đối với vệ tinh viễn thông địa tĩnh, phần quan trọng nhất thực hiện chức năng

thông tin của vệ tinh là phần Hệ thống thông tin (Payload), nó có nhiệm vụ thu nhận
thông tin từ mặt đất phát lên và phát trở lại mặt đất. Các thành phần chính của nó
bao gồm anten và các bộ phát đáp:
Anten vệ tinh:
Anten vệ tinh là bộ phận liên quan mật thiết đến nhiệm vụ của vệ tinh. Nó quy
định vùng phủ sóng và ảnh hưởng đến các đặc tính truyền dẫn của vệ tinh. Công
nghệ ngày nay đã cho phép chế tạo những loại anten chất lượng cao, có khả năng
tạo ra vùng phủ sóng tùy ý, làm cho các loại hình dịch vụ qua vệ tinh ngày càng
phong phú và đa dạng.
Anten vệ tinh được đặc trưng bằng các thông số chính sau:
¾ Vùng phủ sóng.
¾ Giản đồ bức xạ và độ lớn của búp sóng phụ.


7

¾ Độ chuẩn xác về phân cực.
¾ Độ tăng ích của anten.
¾ Hệ số phẩm chất thu.
Thông thường, vùng phủ sóng của anten vệ tinh được xác định khi tính toán
thiết kế vệ tinh. Trước đây, do công nghệ chưa phát triển nên vùng phủ sóng thường
chỉ là hình tròn hoặc elip, gây ra lãng phí về công suất và chồng lấn vùng phủ sóng
giữa các vệ tinh khác nhau. Đến nay, nhờ tiến bộ công nghệ, người ta đã thiết kế
được các anten có vùng phủ sóng theo ý muốn, có thể dịch chuyển vùng phủ sóng
bằng cách quay anten, hay tạo ra các spot beam rất thích hợp cho dịch vụ internet
qua vệ tinh.
Giản đồ bức xạ và độ lớn của búp sóng phụ anten được thiết kế sao cho anten
có độ tăng ích cao nhất, tập trung vào búp sóng chính, và có búp sóng phụ càng nhỏ
càng tốt.
Độ tăng ích của anten trên vệ tinh cũng như dưới trạm mặt đất phụ thuộc vào

tần số và kích thước của anten. Đối với các loại anten parabol, có thể tính độ tăng
ích G của anten theo công thức:
⎛π × D× f ⎞
G = 10 log⎜
⎟ ×η a
c
⎝
⎠

trong đó:

[dBi]

(1.1)

D: đường kính anten [m]
f: tần số sóng mang [Hz]
c: vận tốc ánh sáng 3.108 m/s
ηa: hiệu suất anten [%]

Độ rộng búp sóng nửa công suất (-3dB) cũng là một đại lượng quan trọng đối
với anten trong thông tin vệ tinh, nó được tính theo công thức:
θ 3dB ≈

kb
f ×D

(1.2)

trong đó tần số f tính theo GHz.

Hệ số kb phụ thuộc vào độ lớn của búp phụ, và thông thường người ta tính gần
đúng θ 3dB ≈

21
.
f ×D


8

Các bộ phát đáp (Transponder):
Một bộ phát đáp đóng vai trò như một kênh truyền tín hiệu vô tuyến. Trong
phần lớn các vệ tinh địa tĩnh, bộ phát đáp có chức năng thu tín hiệu từ trạm mặt đất
phát lên ở tần số uplink rồi đổi tần sang tần số downlink, khuếch đại và phát lại
xuống mặt đất. Như vậy chức năng của một bộ phát đáp chính là một bộ lặp có
chuyển đổi tần số. Thông thường, tín hiệu do vệ tinh thu được rất yếu và bộ phát
đáp phải khuếch đại lên nhiều lần (cỡ 100dB) trước khi phát lại mặt đất.
Như vậy trong khi khuếch đại, tín hiệu có thể bị biến dạng do đó cần phải lưu
ý để giữ những sai lệch trong giá trị cho phép. Các biến dạng này thường là:
¾ Đặc tính phi tuyến của bộ khuếch đại làm tăng nhiễu xuyên điều chế,
nhiễu chồng symbol trong truyền dẫn số.
¾ Nhiễu tín hiệu giữa các băng tần lân cận.
¾ Méo biên độ và pha trong các bộ lọc có thể gây ra lỗi hoặc tạp âm.
Các bộ phát đáp trên vệ tinh hiện nay thường sử dụng đèn sóng chạy TWTA
hoặc khuếch đại công suất dùng bán dẫn SSPA do đó khi tính toán đường truyền,
phải lưu ý để đảm bảo các bộ khuếch đại này hoạt động trong miền tuyến tính.
1.2.5. Trạm mặt đất
Trạm mặt đất của hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm:
¾ Thiết bị thông tin.
¾ Thiết bị truyền dẫn mặt đất.

¾ Thiết bị cung cấp nguồn và điều khiển.
Thiết bị thông tin bao gồm anten, máy khuếch đại công suất lớn, máy thu tạp
âm thấp, các thiết bị điều chế, giải điều chế. Khi trạm mặt đất thực hiện chức năng
phát tín hiệu thì tín hiệu nguồn được điều chế, khuếch đại đủ lớn rồi đưa ra anten
phát lên vệ tinh. Khi trạm mặt đất thực hiện chức năng thu tín hiệu thì tín hiệu từ vệ
tinh được thu qua anten, khuếch đại tạp âm thấp rồi đổi tần và giải điều chế.
Do khoảng cách truyền dẫn trong thông tin vệ tinh rất lớn, xấp xỉ 36.000km
nên cần có các công nghệ để đảm bảo chất lượng đường truyền, cụ thể:
¾ Anten: yêu cầu hệ số tăng ích cao, hiệu suất cao, đồ thị hướng tính hẹp,


9

búp phụ nhỏ, đặc tính phân cực tốt, đặc tính tạp âm nhỏ. Các loại anten
dùng cho trạm mặt đất hiện nay thường là anten cassegrain, anten lệch,
anten cassegrain có mặt phản xạ phụ dạng hyperbol.
¾ Phần phát: Yêu cầu HPA có khả năng khuếch đại công suất lớn, chống
xuyên điều chế tốt. Các loại HPA thông dụng hiện nay gồm có đèn sóng
chạy TWTA, đèn Klystron (có công suất lên đến 10KW) và SSPA dùng
transistor hiệu ứng trường FET (thường có công suất dưới 1KW).
¾ Phần thu: Sử dụng các bộ khuếch đại có đặc tính tạp âm thấp, hệ số
khuếch đại lớn, độ ổn định tần số cao. Các loại khuếch đại tạp âm thấp
thường dùng là khuếch đại thông số, khuếch đại dùng GaAsFET hoặc dùng
transistor điện động.


10

CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
2.1.

CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TRÊN TUYẾN THÔNG TIN

2.1.1. Các mức công suất
2.1.1.1.

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương

Hình 2.1 cho một anten có hệ số khuếch đại GT = 1, góc đặc là góc được tạo
bởi một cung có độ dài bằng bán kính. Đặt một công suất RF có giá trị PT tại tâm
hình cầu khi đó ta có công suất bức xạ trên một đơn vị góc đặc anten đẳng hướng là:
PT
4π

[ w/steradian ]

(2.1)

Hướng mà giá trị độ lợi truyền cực đại là GT, bất kỳ anten nào bức xạ trên đơn
vị góc đặc bằng:
PT .GT
4π

[ w/steradian ]

(2.2)

GT = 1
Anten đẳng hướng
Công suất bức xạ

trên 1 đơn vị góc
đặc

PT

Hình 2.1 – Mô tả anten đẳng hướng
¾

EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power): gọi là công suất bức xạ

đẳng hướng tương đương:
PTGT = EIRP [ w ]

(2.3)

GT
Area A
Góc đặc A/R2

Hình 2.2 – Anten thực bức xạ vùng A


11

Hình 2.2 minh họa cách tính công suất bức xạ trên vùng A:
PA = (PT GT /4 π ) (A/R2) = A PTGT/4 π R2 [w]

(2.4)

¾ Mật độ thông lượng công suất ở cự ly R:

ф=
Trong đó:

PT GT
EIRP
=
2
4πR
4πR 2

[W/m2 ]

(2.5)

EIRP: Là công suất bức xạ đẳng hướng.
PT: Công suất đưa ra anten phát.
GT: Độ lợi anten phát; trường hợp anten vô hướng GT=1 (0dB).
ф: Mật độ thông lượng công suất.

2.1.1.2.

Công suất thu
PR

PT

GT

Ahd

GR

Hình 2.3 – Tính mức công suất thu
Hình 2.3 tính công suất thu PR ở cự ly R:
PR = фAhd = Ahd
Ahd =
Trong đó:

PT GT
EIRP
Ahd
=
2
4πR
4πR 2

(2.6)
(2.7)

GR 2
λ [m2 ]
4π

Ahd : Diện tích hiệu dụng của anten thu.
λ : Bước sóng thu.

Thay (2.7) vào (2.6) có:
PR =

1

λ 2
PT GT G R 2
λ = PTGTGR(
) = PTGTGR
2
4πR
L FS
4πR 4π

trong đó LFS = (

4πR

λ

[w]

(2.8)

)2 là tổn hao trong không gian tự do, do đó:
PR =

PT GT G R
[W]
L FS

(2.9)


12

2.1.2. Các loại suy hao
2.1.2.1.

Suy hao do fiđơ thu phát
Tổn hao do
Feeder phát

L

LFTX

TX

Tổn hao do
Feeder thu
LFRX

PTX

GT

RX
PRX

PR

PT
GR

Hình 2.4 –Tính suy hao thu phát
Suy hao LFTX giữa máy phát và anten phát là suy hao bởi các ống dẫn sóng và
các đầu nối, để anten bức xạ một công suất PT thì công suất tại đầu ra bộ khuếch đại
của máy phát có độ lớn:
PTX = PT.LFTX
Tính theo dB:

(2.10)

PTX[dB] = PT[dB] + LFTX[dB]

Từ đó có thể tính công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng:
EIRP = PTGT =

PTX GT
LFTX

[w]

(2.11)

Suy hao giữa máy thu và anten thu là suy hao tạo nên bởi các fiđơ dẫn sóng và
các đầu nối. Công suất PRX tại đầu vào máy thu có độ lớn như sau:
PRX =
Tính theo dB:
2.1.2.2.

PR
L FRX

[w]

(2.12)

PRX[dB] = PR[dB] - LFRX[dB]

Suy hao do anten thu phát lệch nhau

αT

PT
GT

αR

PR
GR

Hình 2.5 – Suy hao do anten thu phát lệnh nhau
Khi anten phát và thu lệch nhau thì sẽ tạo ra suy hao vì búp sóng chính của
anten thu không hướng đúng chùm tia phát xạ của anten phát, ta biểu diễn hai loại


13

suy hao bằng công thức sau:
α

2
T

α
LT = 10 lg e 2.76(θ 3dB ) = 12( T )2 [dB]

θ 3 dB

α

2
R
α
LR = 10 lg e 2.76(θ 3dB ) = 12( R )2 [dB]

(2.13)
(2.14)

θ 3 dB

θ 3 dB =

Trong đó:

70λ 70C
=
D
Df

[degrees]

(2.15)

D: đường kính anten parabol
C = 3.108: tốc độ truyền sóng
λ: bước sóng
f: tần số sóng

2.1.2.3.

Suy hao do không thu đúng phân cực

Loại suy hao này xảy ra khi anten thu không đúng hướng phát cùng với phân
cực sóng máy thu, ví dụ đối với sóng điện từ phát đi phân cực tròn thì chỉ trên trục
bức xạ của anten sóng mới có phân cực tròn, ngoài trục bức xạ phân cực biến dạng
thành elip, khi truyền trong môi trường khác nhau phân cực bị biến đổi.
Nếu gọi σ là góc giữa hai mặt sóng thì suy hao do lệch phân cực:
LPOL = 20 lg(cosσ)

[dB]

(2.16)

Thường lấy góc lệch beam 3 dB trong phân cực tròn.
2.1.2.4.

Suy hao do khí quyển
L = LFSLA

(2.17)

LA : Suy hao do khí quyển bao gồm suy hao trong tầng điện ly (chủ yếu là suy
hao trong mây từ) và suy hao trong tầng đối lưu (chủ yếu suy hao trong chất khí O2

và hơi nước H2O).
2.1.2.5.

Suy hao do mây và mưa

Nước ta mưa nhiều nên việc thu sóng vệ tinh cũng bị ảnh hưởng không ít.
Theo hình 2.6, Việt Nam nằm ở vùng quy định N của ITU. Bảng 2.1 là lượng mưa
trung bình ở vùng châu Á-Thái Bình Dương.
Suy hao do mưa Arain được tính theo công thức: