Thiết kế tuyến thông tin vệ tinh hà nội vinh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

621.382

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN VỆ TINH
HÀ NỘI - VINH

Giảng viên hướng dẫn :

TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa

Sinh viên thực hiện

:

Trần Đình Dũng

Lớp

:

50K1 - ĐTVT

Mã số sinh viên

:

0951080300

Nghệ An - 01/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

Trần Đình Dũng

Mã số sinh viên: 0951080300

Ngành:

Điện tử Viễn thơng

Khố: 50

1. Đầu đề đồ án:

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thƣớc bản vẽ):
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
Họ tên giảng viên hướng dẫn:

TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa

1. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
2. Ngày hồn thành đồ án:

....../....../20......
....../....../20......

TRƯỞNG BỘ MƠN

Ngày...... tháng...... năm 2014
NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày...... tháng...... năm 2014
CÁN BỘ PHẢN BIỆN


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
---------------------------

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

Trần Đình Dũng

Mã số sinh viên: 0951080300

Ngành:

Điện tử Viễn thơng

Khố: 50

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa
Cán bộ phản biện:

ThS. Nguyễn Thị Kim Thu

1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................

............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
2. Nhận xét của cán bộ phản biện:
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
............................................................................................................................. ..
...............................................................................................................................
Ngày

tháng 01 năm 2014
Cán bộ phản biện


MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ...................................................................................... vi
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH ..............1

1.1. Lịch sử phát triển của thông tin vệ tinh ............................................................1
1.2. Đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh ..........................................................2
1.3. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh ...........................................................................3
1.4. Cấu trúc một hệ thống thông tin vệ tinh ...........................................................5
1.5. Các phương pháp đa truy nhập đến vệ tinh ......................................................6
1.5.1. Phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA ..........................7
1.5.2. Phương pháp đa truy nhập phân chia theo theo thời gian TDMA .............9
1.5.3. Phương pháp đa truy nhập phân chia theo mã CDMA ............................13
1.6. Vệ tinh Vinasat - 1, Vinasat - 2 ......................................................................14
1.6.1. Các thông tin chung ..................................................................................14
1.6.2. Một số thông số kỹ thuật cơ bản ..............................................................15
1.6.3. So sánh vệ tinh Vinasat - 1 và Vinasat - 2 ..............................................16
1.7. Kết luận chương ..............................................................................................17
CHƢƠNG 2. SĨNG VƠ TUYẾN ĐIỆN TRONG THƠNG TIN VỆ TINH .....18
2.1. Tần số và các đặc tính của sóng vơ tuyến điện trong thơng tin vệ tinh ..........18
2.1.1. Sóng vơ tuyến và tần số ............................................................................18
2.1.2. Tần số sử dụng cho thông tin vệ tinh .......................................................18
2.2. Phân cực sóng .................................................................................................20
2.2.1. Định nghĩa ................................................................................................20
2.2.2. Sóng phân cực elip ...................................................................................20
2.2.3. Sóng phân cực trịn ...................................................................................21
2.2.4. Sóng phân cực thẳng ................................................................................21


2.3. Sự truyền lan sóng vơ tuyến điện trong thơng tin vệ tinh...............................21
2.3.1. Khái niệm về sự truyền lan sóng trong thông tin vệ tinh .........................21
2.3.2. Suy hao trong thông tin vệ tinh ................................................................21
2.3.3. Tạp âm trong thông tin vệ tinh .................................................................25
2.3.4. Hiệu ứng Doppler .....................................................................................31
2.3.5. Trễ truyền dẫn ..........................................................................................31

2.3.6. Sự giảm khả năng tách biệt phân cực chéo do mưa .................................31
2.3.7. EIRP: Đặc trưng khả năng phát ................................................................31
2.3.8. G/T: Đặc trưng độ nhạy máy thu..............................................................32
2.3.9. Sự nhiễu loạn do các sóng can nhiễu .......................................................32
2.4. Kết luận chương ..............................................................................................32
CHƢƠNG 3. KỸ THUẬT TRẠM VỆ TINH VÀ TRẠM MẶT ĐẤT ...............33
3.1. Phần không gian .............................................................................................33
3.1.1. Phân hệ thông tin ......................................................................................33
3.1.2. Bộ phát đáp ...............................................................................................34
3.1.3. Anten trên vệ tinh .....................................................................................38
3.1.4. Phân hệ phụ trợ .........................................................................................40
3.2. Phần mặt đất....................................................................................................43
3.2.1. Cấu hình trạm mặt đất ..............................................................................43
3.2.2. Công nghệ máy phát .................................................................................45
3.2.3. Công nghệ máy thu...................................................................................46
3.2.4. Anten trạm mặt đất ...................................................................................49
3.2.5. Hệ thống anten bám vệ tinh ......................................................................51
3.3. Kết luận chương ..............................................................................................53
CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ TUYẾN THÔNG TIN VỆ TINH ...............................54
4.1. Giới thiệu chung .............................................................................................54
4.2. Các chỉ tiêu chất lượng ...................................................................................54
4.3. Các chỉ tiêu sẵn sàng.......................................................................................55
4.4. Quan hệ giữa chất lượng và C/N ....................................................................55
4.5. Các tham số cần cho tính tốn ........................................................................55
4.5.1. Tính tốn cự ly thơng tin, góc ngẩng và góc phương vị ..........................56


4.5.2. Tính tốn dự trữ tuyến lên (UPLINK)......................................................58
4.5.3. Tính tốn dự trữ đường xuống (DOWNLINK) ........................................60
4.5.4. Kết quả toàn tuyến ....................................................................................62

4.6. Bài tốn thiết kế tuyến thơng tin vệ tinh giữa Hà Nội - Vinh qua vệ tinh
Vinasat 1 ................................................................................................................62
4.6.1. Tính tốn các thơng số tuyến lên (UpLink)..............................................67
4.6.2. Tính tốn các thơng số tuyến xuống (DownLink)....................................69
4.6.3. Kết quả tồn tuyến ....................................................................................72
4.7. Thiết kế chương trình hỗ trợ tính tốn ............................................................73
4.8. Kết luận chương ..............................................................................................77
KẾT LUẬN ĐỀ TÀI ...............................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................79
PHỤ ỤC .................................................................................................................80


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những thập kỷ qua, cùng với sự phát triển của khoa học, công nghệ
ngành viễn thông đã có những phát triển vượt bậc, đáp ứng nhu cầu trao đổi thơng
tin góp phần khơng nhỏ trong cơng cuộc xây dựng và định hướng phát triển của xã
hội loài người.
Chúng ta sống trong kỷ nguyên của sự bùng nổ thông tin, việc trao đổi thông
tin diễn ra khắp mọi nơi trên thế giới với yêu cầu nhanh chóng và chính xác. Đối
với thơng tin quốc tế, thơng tin vệ tinh đã cung cấp những đường thông tin dung
lượng lớn, chất lượng tốt và từ đó xây dựng một tuyến liên lạc phù hợp. Đây là lĩnh
vực đang còn mới với nhiều ưu điểm và có tốc độ phát triển nhanh chóng nên em
lựa chọn đề tài này để nghiên cứu những vấn đề trên cũng như để trang bị thêm các
kiến thức cho bản thân. Được sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa em
chọn đề tài đồ án tốt nghiệp là “Thiết kế tuyến thông tin vệ tinh Hà Nội - Vinh”.
Đồ án được trình bày trong bốn chương. Chương thứ nhất trình bày về tổng quan
của hệ thống thơng tin vệ tinh. Chương thứ hai nói về sóng vơ tuyến điện trong
thơng tin vệ tinh. Chương thứ ba trình bày các kỹ thuật trạm mặt đất và trạm vệ
tinh. Chương cuối cùng là quá trình thiết kế một tuyến thông tin vệ tinh.
Với sự giúp đỡ tận tình của cơ, em đã cố gắng vận dụng các kiến thức đã học

để hoàn thành đồ án, nhưng vì thời gian cịn hạn chế nên trong đồ án này khơng
tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo của thầy cơ và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa người trực
tiếp hướng dẫn về nội dung và phương pháp, giúp em thực hiện tốt đồ án. Xin chân
thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm khoa và các thầy cô giáo trong khoa ĐTVT đã tạo
điều kiện để chúng em được học tập và hồn thành chương trình đào tạo.
Nghệ An, ngày

tháng 01 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Trần Đình Dũng

i


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh. Đây là phương pháp truyền
dẫn được sử dụng rộng rãi bởi vì có vùng phủ sóng rộng, dung lượng lớn, chất
lượng và độ tin cậy thông tin cao. Ngoài ra, các phương pháp đa truy nhập, các
dạng quỹ đạo, phân định tần số sử dụng trong thơng tin vệ tinh cũng được trình bày.
Cuối cùng là phần thiết kế và tính tốn cho tuyến thơng tin vệ tinh Hà Nội - Vinh
qua vệ tinh Vinasat - 1 được thực hiện dựa trên phần mềm Visual Basic.

ABSTRACT
This thesis was introducted the overview of satellite communication. This is a
transmission technique that is now widely used because of the wide coverage,
large capacity, quality and high reliability information. In addition, multiple
access methods, the orbital shape, frequency assignment used in satellite

communication were also presented. The last is the design and routing
calculations for satellite communication Hanoi - Vinh through Vinasat - 1 was
based on Visual Basic software.

ii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1. Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh ...........................................................3
Hình 1.2. Cấu trúc một hệ thống thơng tin vệ tinh......................................................5
Hình 1.3. Đa truy nhập phân chia theo tần số .............................................................8
Hình 1.4. Đa truy nhập phân chia theo thời gian ......................................................11
Hình 1.5. Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã..................................................13
Hình 2.1. Đồ thị biểu diễn suy hao do mưa và do tầng điện ly theo tần số ..............18
Hình 2.2. Suy hao trong thiết bị phát và thu .............................................................24
Hình 2.3. Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất và vệ tinh ........................................29
Hình 2.4. Can nhiễu giữa các hệ thống thơng tin vệ tinh ..........................................29
Hình 2.5. Đặc tính vào ra của TWT ..........................................................................30
Hình 3.1. Phần khơng gian của hệ thống thơng tin vệ tinh .......................................33
Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo bộ phát đáp .........................................................................35
Hình 3.3. Sơ đồ cấu tạo máy thu ...............................................................................35
Hình 3.4. Sơ đồ bộ phân kênh đầu vào .....................................................................37
Hình 3.5. Anten loa hình chữ nhật ............................................................................39
Hình 3.6. Anten phản xạ ...........................................................................................40
Hình 3.7. Các trục ổn định của vệ tinh......................................................................41
Hình 3.8. Cấu hình của một trạm mặt đất .................................................................44
Hình 3.9. Cấu hình bộ khuếch đại cơng suất cao ......................................................45
Hình 3.10. Hệ số tạp âm ............................................................................................47
Hình 3.11. Anten gương parabol ...............................................................................49

Hình 3.12. Các anten lệch .........................................................................................50
Hình 3.13. Sự nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo địa tĩnh ...........................................51
Hình 3.14. Cửa sổ cho phép vệ tinh chuyển động tự do ...........................................52
Hình 4.1. Các tham số của đường truyền trạm mặt đất - vệ tinh ..............................56
Hình 4.2. Góc phương vị của vệ tinh ........................................................................58

iii


Hình 4.3. Kết quả tín hiệu được điều chế bằng QPSK3/4 ........................................63
Hình 4.5. Lưu đồ thuật tốn chương trình.................................................................73
Hình 4.6. Giao diện chính .........................................................................................74
Hình 4.7. Kết quả tính tốn tuyến lên .......................................................................75
Hình 4.8. Kết quả tính tốn tuyến xuống .................................................................75
Hình 4.9. Kết quả tồn tuyến ...................................................................................75
Hình 4.10. Mơ tả kết quả thiết kế tuyến ....................................................................76

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Tính năng của các hệ thống đa truy nhập .................................................14
Bảng 2.1. Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh .....................................................20
Bảng 2.2. Suy giảm của khí quyển theo tần số .........................................................24
Bảng 3.1. Các thơng số kỹ thuật của các loại HPA ..................................................38
Bảng 3.2. So sánh các bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA ...........................................48
Bảng 4.1. Các chỉ tiêu chất lượng đối với thoại ........................................................54
Bảng 4.2. Yêu cầu về hệ số phẩm chất G/T và EIRP của các vùng, thành phố........65
Bảng 4.3. Các số liệu được sử dụng để thiết kế tuyến thông tin vệ tinh ...................66

v


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
CCIR

ITU
CDMA
EIRP
FDM
FDMA

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Comite Consultatif International
des Radiocommunications
International Telecommunications
Union

Uỷ ban tư vấn vơ tuyến quốc tế
Liên đồn viễn thông quốc tế

Code Division Multiplex Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

Equiralent Isotropic Radiated

Công suất phát xạ đẳng hướng

Power

tương đương

Frequency Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo tần số

Frequency Division Multiplex
Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số

FET

Field Effect Transistor

Transistor hiệu ứng trường

FM

Frequency Modulation

Điều chế tần số

GEO

Geostationary Earth Orbit

Quỹ đạo địa tĩnh

HEMT

High Electron Mobility Transistor

Transistor độ linh động điện tử cao

HPA

High Power Amplifier

Bộ khuếch đại công suất cao

IBO

Input background color off

Độ lùi đầu vào

IMUX

In Multiplexer

Bộ phân kênh đầu vào

International Telecommunications

Tổ chức vệ tinh viễn thông

Sattelite Organization

quốc tế

KLY

Klytron

Đèn klytron

LEO

Low Earth Orbit

Quỹ đạo trái đất tầm thấp

LNA

Low Noise Amplifier

Bộ khuếch đại tạp âm thấp

LO

Local ossilator

Bộ dao động nội

MEO

Medium Earth Orbit

Quỹ đạo trái đất tầm trung

OBO

Output back off

Độ lùi đầu ra

OMUX

Out Multiplexer

Bộ ghép kênh đầu ra

FM

Frequency Modulation

Điều chế tần số

PSK

Phase Shift Keying

Điều chế pha số

INTELSAT

vi


SPD

Saturation Power Density

Mật độ cơng suất bão hịa

SSPA

Solid State Power Amplifier

Bộ khuếch đại bán dẫn

TDM

Time Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo thời gian

TDMA

Time Division Multiplex Access

TT&C

Telemetry, Tracking and Command Đo lường, bám và điều khiển

Đa truy nhập phân chia theo
thời gian

Telementry, Tracking, Control and

Đo lường từ xa, theo dõi, kiểm

Monitoring

soát và giám sát

TWT

Traveling Wave Tube

Đèn sóng chạy

TWTA

Traveling Wave Tube Amplituder

Bộ khuếch đại đèn sóng chạy

XPD

Cross-Polarization Discrimination

Khả năng phân biệt phân cực chéo

TTC&M

vii


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN VỆ TINH
Thơng tin vệ tinh là một phương tiện truyền thông mà hiện nay được sử dụng
khá phổ biến ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Mỗi phương tiện truyền thông có
một đặc trưng riêng và thơng tin vệ tinh cũng vậy. Chương này sẽ đề cập đến những
đặc trưng cơ bản như cấu trúc hệ thống, các quỹ đạo, các phương pháp truy nhập...
của hệ thống thông tin vệ tinh. Và trong nội dung dưới đây chúng ta sẽ thấy những
ưu điểm nổi trội hay những nhược điểm tồn tại của phương thức truyền dẫn này so
với các phương thức truyền dẫn khác ở mặt đất.
1.1. Lịch sử phát triển của thông tin vệ tinh
Cuối thế kỷ XIX, nhà bác học Nga Tsiolkovsky (1857-1935) đã đưa ra các khái
niệm cơ bản về tên lửa đẩy dùng nhiên liệu lỏng. Ông cũng đưa ra ý tưởng về tên lửa
đẩy nhiều tầng, các tàu vũ trụ có người điều khiển dùng để thăm dò vũ trụ. Năm 1926
Robert Hutchinson Goddard thử nghiệm thành công tên lửa đẩy dùng nhiên liệu
lỏng. Tháng 5/1945 Arthur Clarke nhà vật lý nổi tiếng người Anh đồng thời là tác giả
của mơ hình viễn tưởng thơng tin toàn cầu, đã đưa ra ý tưởng sử dụng một hệ thống
gồm 3 vệ tinh địa tĩnh dùng để phát thanh quảng bá trên toàn thế giới.
Tháng 10/1957 lần đầu tiên trên thế giới, Liên Xơ phóng thành cơng 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 SCORE của Mỹ. Năm 1964 thành lập tổ
chức thông tin vệ tinh quốc tế INTELSAT.
Năm 1965 ra đời hệ thống thông tin vệ tinh thương mại đầu tiên INTELSAT-1
với tên gọi Early Bird. Cuối năm 1965 liên xơ phóng vệ tinh MOLNYA lên quỹ đạo

elip. Năm 1971 thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTERSPUTNIK gồm
Liên Xô và 9 nước XHCN.
Năm 1972-1976 Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonesia sử dụng vệ tinh cho thông
tin nội địa. Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hàng hải quốc tế qua vệ tinh
INMARSAT. Năm 1984 Nhật bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tiếp
qua vệ tinh. Năm 1987 thử nghiệm thành công vệ tinh phục vụ cho thông tin di
động qua vệ tinh.
1


Thời kỳ những năm 1999 đến nay, ra đời ý tưởng và hình thành những hệ
thống thơng tin di động và thơng tin băng rộng tồn cầu sử dụng vệ tinh. Ở Việt
Nam sự phát triển của thông tin vệ tinh có thể được khái quát như sau:
Năm 1980, khánh thành trạm thông tin vệ tinh mặt đất Hoa sen-1 nằm trong
hệ thống thông tin vệ tinh INTERPUTNIK, được đặt tại Kim Bảng – Hà Nam.
Trạm thông tin vệ tinh Hoa sen-1 là của nhà nước Liên Xô tặng nhân dân Việt
Nam. Năm 1984, khánh thành trạm thông tin vệ tinh mặt đất Hoa sen-2 đặt tại
Thành phố Hồ Chí Minh.
Ngày 24/09/1998, Thủ tướng chính phủ ra quyết định 868/QĐ-TTG về việc
thơng qua báo cáo dự án phóng vệ tinh viễn thông VINASAT lên quỹ đạo địa tĩnh
do tổng Công ty Bưu chính viễn thơng Việt Nam làm chủ đầu tư.
Tháng 4/2008, Việt Nam đã th Pháp phóng thành cơng vệ tinh VINASAT-1
(mua của Mỹ) lên quỹ đạo địa tĩnh. Với sự kiện này, Việt Nam trở thành nước thứ 6
trong khu vực và nước thứ 93 trên thế giới có vệ tinh riêng [1]. Ngày 16/5/2012 phóng
thành cơng vệ tinh VINASAT-2 lên quỹ đạo địa tĩnh.
1.2. Đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh
Thông tin vệ tinh tuy ra đời muộn nhưng phát triển rất nhanh chóng bởi nó có
nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ thống viễn thơng khác, đó là :
Vùng phủ sóng rộng, chỉ cần ba vệ tinh có thể phủ sóng tồn cầu, trừ hai cực. Thiết
bị phát sóng của hệ thống thơng tin vệ tinh chỉ cần cơng suất nhỏ. Tính linh hoạt

cao, hiệu quả kinh tế lớn: Hệ thống thông tin vệ tinh đựợc thiết lập nhanh chóng
trong điều kiện các trạm mặt đất ở xa nhau hoặc các địa hình phức tạp, dung lượng
có thể thay đổi tùy theo u cầu.
Có khả năng đa truy cập, dung lượng thơng tin lớn. Cùng một bộ phát đáp trên
vệ tinh có thể dùng chung cho nhiều trạm mặt đất. Với băng tần làm việc rộng nhờ
áp dụng các kỹ thuật sử dụng lại băng tần, hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt
tới dung lượng lớn trong một thời gian ngắn mà khơng một loại hình thơng tin nào
khác có thể đạt đựợc.
Đa dạng về loại hình phục vụ: thơng tin vệ tinh có thể cung cấp các loại hình
dịch vụ thư thoại, fax, internet, phát thanh, truyền hình quảng bá, thơng tin di động
qua vệ tinh, thăm dị địa chất, quan sát mục tiêu, nghiên cứu khí tượng, phục vụ
quốc phòng an ninh…
2


Chất lượng và độ tin cậy thông tin cao: Thông tin vệ tinh rất ổn định, đã có
nhiều trường hợp bão to, động đất mạnh làm cho các phương tiện truyền thơng khác
mất tác dụng chỉ cịn duy nhất thơng tin vệ tinh hoạt động.Tuyến thơng tin vệ tinh
chỉ có vệ tinh có vai trị như trạm lặp, thiết bị bám vệ tinh và các trạm mặt đất thu
phát nên xác suất hư hỏng trên tuyến là rất thấp. Các thiết bị đặt trên vệ tinh có thể
tận dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện hầu như cả ngày lẫn đêm.
Tuy vậy, thơng tin vệ tinh cũng có một số nhược điểm, đó là :
Trễ truyền dẫn lớn do khoảng cách truyền dẫn xa. Ảnh hưởng của tạp âm và
suy hao lớn : Trong quá trình truyền lan thì tín hiệu phải qua nhiều thiết bị thu phát,
qua không gian với khoảng cách lớn cùng với nhiều yếu tố ảnh hưởng suy hao do
khí quyển hoặc thời tiết, tất cả yếu tố đó làm suy hao tín hiệu rất lớn. Giá thành lắp
đặt hệ thống rất cao, chi phí để phóng vệ tinh tốn kém và vẫn tồn tại xác suất rủi ro.
Thời gian sử dụng hạn chế, khó bảo dưỡng sửa chữa và nâng cấp: Mỗi vệ tinh có
tuổi thọ nhất định, và vệ tinh khi đã phóng lên ở xa trái đất nên mọi hoạt động điều
khiển vệ tinh chỉ thông qua trạm điều khiển do đó khi sai hỏng khó sửa chữa.

1.3. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh
Quỹ đạo
elip nghiêng
Quỹ đạo
xích đạo
Quỹ đạo
cực trịn

Hình 1.1. Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh
Sự chuyển động của vệ tinh tuân theo ba định luật Kepler; định luật Kepler 1
nói rằng "Quỹ đạo các hành tinh là elip với Mặt Trời nằm tại một tiêu điểm"; định
luật Kepler 2 "Đường nối hành tinh và Mặt Trời quét qua những diện tích bằng
nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau"; định luật Kepler 3 cho biết "Bình
phương chu kỳ quỹ đạo của hành tinh tỷ lệ với lập phương bán trục lớn của quỹ đạo

3


elip của hành tinh đó"[3]. Ba định luật này xác định quy luật chuyển động của hành
tinh xung quanh mặt trời. Các quỹ đạo vệ tinh được phân loại thành ba loại như ở
hình 1.1 bao gồm: quỹ đạo cực trịn; quỹ đạo elip nghiêng; quỹ đạo xích đạo trịn.
Trong hệ thống viễn thơng chỉ sử dụng quỹ đạo xích đạo tròn nên trong đồ án
này chỉ đề cập đến quỹ đạo này. Đối với dạng quỹ đạo xích đạo trịn, vệ tinh bay
trên mặt phẳng đường xích đạo và là dạng quỹ đạo được dùng cho vệ tinh địa tĩnh,
nếu vệ tinh bay ở một độ cao đúng thì dạng qũy đạo này sẽ lý tưởng đối với các vệ
tinh thông tin.
* Quỹ đạo địa tĩnh GEO (Geostationalry Earth Orbit)
Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng
36.000 km so với đường xích đạo, vệ tinh loại này bay xung quanh quả đất một
vòng mất 24 giờ bằng chu kỳ quay của trái đất xung quanh trục Bắc- Nam. Mặt

phẳng quỹ đạo nằm trong mặt phẳng xích đạo của trái đất nghĩa là góc nghiêng
bằng 0. Có cùng chiều quay với chiều quay của trái đất từ Tây sang Đông.
Ưu điểm: Hiệu ứng Dopler rất nhỏ do đó việc điều chỉnh anten trạm mặt đất là
không cần thiết. Vệ tinh được coi là đứng yên so với trạm mặt đất. Do vậy, đây là quỹ
đạo lý tưởng cho các vệ tinh thơng tin, nó đảm bảo thơng tin ổn định và liên tục suốt
24h. 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 vệ tinh có thể phủ sóng tồn 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 có hạn. Tài nguyên này đang cạn kiệt do số lượng
vệ tinh của các nước phóng lên càng nhiều. Khơng phủ sóng được những vùng có vĩ
độ lớn hơn 81.30. Chất lượng đường truyền phụ thuộc vào thời tiết. Thời gian trễ
truyền lan lớn. Tính bảo mật khơng cao. Suy hao cơng suất trong truyền sóng lớn,
gần 200dB.
Ứng dụng: Được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thơng tin bảo đảm thơng tin
cho các vùng có vĩ độ nhỏ hơn 81.30.
* Quỹ đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit)
Vệ tinh MEO ở độ cao từ 10.000 km đến 20.000 km, chu kỳ của quỹ đạo là 5
đến 12 giờ, thời gian quan sát vệ tinh từ 2 đến 4 giờ. Ứng dụng cho thông tin di
động hay thông tin radio. Hệ thống MEO cần khoảng 12 vệ tinh để phủ sóng tồn
4


cầu. Loại này có giá thành vừa phải, độ trễ truyền dẫn nhỏ nhưng có nhược điểm là
có tổn hao lớn.
1.4. Cấu trúc một hệ thống thông tin vệ tinh
Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm phần không gian và phần mặt đất được
mơ tả như hình vẽ 1.2.
Phân hệ không gian

Vệ tinh

Đường xuống

Đường lên
Đường xuống Trạm
điều
khiển

Trạm mặt
đất 1

Phân hệ mặt đất

Đường lên

Trạm mặt
đất 2

Hình 1.2. Cấu trúc một hệ thống thông tin vệ tinh
Phần không gian bao gồm vệ tinh và các trạm điều khiển ở mặt đất. Đối với vệ
tinh bao gồm phân hệ thông tin và các phân hệ phụ trợ cho phân hệ thông tin:
Phân hệ thông tin bao gồm hệ thống anten thu phát và tất cả các thiết bị điện tử
hỗ trợ truyền dẫn sóng mang.
Phân hệ thơng tin được đặc trưng bởi các thông số kỹ thuật trong từng băng
tần công tác như sau: Băng tần công tác, số lượng bộ phát đáp, độ rộng dải thông
của mỗi bộ phát đáp, phân cực tín hiệu của đường lên và đường xuống, công suất
bức xạ tương đương đẳng hướng (EIRP) hoặc mật độ thông lượng công suất tạo ra
tại biên của vùng phủ sóng phục vụ, mật độ thơng lượng cơng suất bão hòa tại anten
thu của vệ tinh (SPD - Saturation Power Density), hệ số phẩm chất G/T của máy thu
vệ tinh tại biên của vùng phủ sóng hoặc giá trị cực đại, vùng phủ sóng, cơng suất

đầu ra của bộ cơng suất phát, cấu hình dự phịng cho máy thu và bộ khuếch đại công
suất cao
5


Các phân hệ phụ trợ gồm: Khung vệ tinh, phân hệ cung cấp năng lượng, phân
hệ điều khiển nhiệt độ, phân hệ điều khiển quỹ đạo và tư thế vệ tinh, phân hệ đẩy.
Nhiệm vụ của phân hệ thông tin:
Khuếch đại sóng mang thu được phục vụ cho việc phát lại trên đường xuống.
Cơng suất sóng mang tại đầu vào máy thu vệ tinh nằm trong khoảng pW. Cơng
suất sóng mang tại đầu ra bộ khuếch đại công suất cao nằm trong khoảng 10W đến
100W. Do vậy, bộ khuếch đại công suất của bộ phát đáp vệ tinh khoảng 100dB
đến 130dB.
Thay đổi tần số sóng mang để tránh hiện tượng một phần cơng suất phát tác
động trở lại phía đầu thu.
Phần mặt đất bao gồm tất cả trạm mặt đất, những trạm này thường được nối trực
tiếp hoặc thông qua các mạng mặt đất để đến các thiết bị đầu cuối của người sử dụng.
Nhiệm vụ trạm mặt đất phát: Tiếp nhận các tín hiệu từ mạng mặt đất hoặc trực
tiếp từ các thiết bị đầu cuối của người sử dụng, xử lý các tín hiệu này trong trạm
mặt đất sau đó phát tín hiệu này ở tần số và mức độ cơng suất thích hợp cho sự hoạt
động của vệ tinh.
Nhiệm vụ trạm mặt đất thu: Thu 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.
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].
1.5. Các phƣơng pháp đa truy nhập đến vệ tinh [2]
Trong một hệ thống thông tin vệ tinh, các trạm mặt đất liên lạc với nhau
thơng qua vệ tinh. Vì vậy trong thông tin vệ tinh việc sử dụng các phương thức

truy nhập tới và từ vệ tinh được nghiên cứu một cách hết sức kỹ để có thể chọn
lựa sử dụng phương pháp có hiệu quả nhất. Băng tần của một vệ tinh thông
thường được chia thành những băng tần nhỏ, được khuếch đại một cách riêng rẽ
dùng trong mỗi bộ phát đáp. Việc truy nhập cho mỗi bộ phát đáp có thể được giới
hạn với một trạm mặt đất tại một điểm, hoặc cũng có thể thực hiện đồng thời
nhiều sóng mang một lúc. Trong một vệ tinh thì có thể bao gồm cả hai phương
pháp truy nhập nói trên.
6


Một số bộ phát đáp chỉ làm việc với một sóng mang đơn, trong khi đó cũng có
những bộ phát đáp làm việc với nhiều sóng mang đơn và cũng có những bộ phát
đáp lại xử lý một luồng thơng tin nhiều sóng mang. Đó chính là các phương pháp đa
truy nhập tới các bộ phát đáp của vệ tinh.
Hiện nay hệ thống thông tin vệ tinh áp dụng phổ biến các phương thức đa truy
nhập khác nhau sử dụng tần số, thời gian, không gian hay sử dụng phương pháp xử
lý mã như phương pháp: FDMA, TDMA, CDMA, OMA, RMA, DAMA...Truy
nhập có thể được hiểu là nhiều người sử dụng chia nhau sử dụng cùng một tài
nguyên chung. Trong lĩnh vực thơng tin vệ tinh thì những sử dụng ở đây là những
trạm mặt đất có cùng kiểu dịch vô và khi các tuyến ISL(InterSatellite Link) trở nên
thông dụng thì khái niệm về người sử dụng cũng được mở rộng ra, bao gồm các vệ
tinh khác nhau và các dịch vụ khác trong tương lai.
Dưới đây trình bày một cách tổng quát một số kỹ thuật đa truy nhập thường
được sử dụng nhất đó là kỹ thuật FDMA, TDMA và CDMA.
1.5.1. Phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA
FDMA (Frequency Division Multiplex Acess) là một phương pháp đa truy
nhập dùng trong thông tin vệ tinh, được sử dụng khi có nhiều trạm mặt đất cùng làm
việc trong một hệ thống thông tin vệ tinh, dựa vào nguyên tắc phân chia theo tần số.
Đó là trong hệ thống thơng tin vệ tinh dùng FDMA thì mỗi trạm mặt đất khi phát tín
hiệu sẽ làm việc với một phần bộ phát đáp đó được dành trước cho nó.

Mội trạm mặt đất thu gom tồn bộ lưu lượng thơng tin của trạm đó lên một
sóng mang đơn giản bằng cách ghép băng tần cơ bản FDM hoặc TDM mà khơng
cần biết địa chỉ của các thơng tin đó. Sóng mang FM này mang các tín hiệu có địa
chỉ khác nhau được khuếch đại lên nhờ khuếch đại công suất của trạm mặt đất và
đưa tới anten phát lên vệ tinh. Anten thu của vệ tinh thu những sóng mang này đồng
thời với các sóng mang khác mà các sóng mang này phân biệt với nhau nhờ tần số
của chúng. Toàn bộ băng tần thu được sẽ được đưa qua các bộ lọc rồi sau đó được
khuếch đại bằng các bộ khếch đại sau các bộ lọc tương ứng.
Một kiểu FDMA thường được sử dụng là SCPC (mỗi kênh đơn trên một sóng
mang - Single Channel Per Carrier ). Trong phương thức này thì một tín hiệu hoặc
là thoại hoặc là dữ liệu được điều tần hoặc điều pha PSK được phát đi và truy nhập
tới vệ tinh theo phương thức FDMA.
7


Kiểu đa truy nhập phân chia theo tần số PCM/PSK/FDMA dựa theo nguyên
tắc các kênh thoại được đưa đến trạm mặt đất dưới dạng các luồng PCM, sau khi
thực hiện biến đổi A/D các luồng số có tốc độ 16 - 64 Kbps được sử dụng trong một
chiều truyền dẫn của kênh thoại. Sau đó chúng được ghép kênh và điều chế sóng
mang theo kiểu PSK rồi phát đi, vệ tinh tiếp nhận chúng trên cơ sở FDMA. Nếu lưu
lượng truyền dẫn ở một trạm đó ở mức tới hạn sử dụng để tăng dung lượng kênh
thoại mà không cần phải tăng sóng mang trên vệ tinh.
Khi hệ thống hoạt động trong chế độ thoại sử dụng phương thức SCPC, thời
gian trung bình mà mỗi kênh đươc sử dụng trong chế độ đàm thoại chỉ chiếm 40%
toàn bộ thời gian hoạt động của kênh cho cuộc liên lạc đó. Chế độ thoại khơng làm
giảm độ rộng trung bình của băng tần sử dụng bộ phát đáp trên vệ tinh, nhưng tại bất
kỳ thời điểm nào cũng chỉ hoạt động với 40% dung lượng của sóng mang thoại vì vậy
u cầu về công suất không đáng kể và mức độ điều chế tương hố giảm đi.
Hình 1.3 mơ tả phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số. Trong hệ
thống này mỗi trạm mặt đất phát đi một sóng mang có tần số khác với tần số sóng

mang của các trạm mặt đất khác. Mỗi một sóng mang được phân cách với các
sóng mang khác bằng các băng tần bảo vệ thích hợp sao cho chúng khơng chồng
lên nhau. Phương pháp này có một số ưu điểm như thủ tục truy nhập đơn giản, cấu
hình trạm mặt đất đơn giản, có thể làm việc trong tồn bộ miền thời gian, khơng
u cầu đồng bộ. Bên cạnh đó cũng có những hạn chế nhất định như không linh
hoạt thay đổi tuyến, hiệu quả thấp khi sử dụng nhiều kênh, dung lượng thấp và
chất lượng thấp.
Thời gian

fA

fB

fC

Tần số

fD

Bộ phát đáp

Hình 1.3. Đa truy nhập phân chia theo tần số
8


1.5.2. Phương pháp đa truy nhập phân chia theo theo thời gian TDMA
TDMA là một phương thức truy nhập trong thông tin vệ tinh dựa vào sự phân
chia thời gian sử dụng các bộ phát đáp trong vệ tinh giữa các trạm mặt đất, các trạm
mặt đất này có thể sử dụng trong một tần số sóng mang. Phương thức này cũng
hồn tồn thích hợp cho các mạng viễn thơng số ở dạng gói, hệ thống thơng tin cáp

quang, truyền hình số và các hoạt động của mạng máy tính dùng chung một cơ sở
dữ liệu.
Các phương pháp TDMA là SCPC/TDMA (Single Carrier Per Transponder một số sóng mang trên một phát đáp) và MCPC/TDMA (Multiple CPT - nhiều sóng
mang trên một bộ phát đáp). Tất nhiên trong phương pháp thứ hai sẽ có những yếu
tố làm suy giảm chất lượng hệ thống so với phương pháp thứ nhất.
Phương pháp đa truy nhập TDMA như đã nói ở trên, dựa trên việc phân chia
thời gian sử dụng bộ phát đáp thành các khoảng thời gian nhỏ, giữa các khoảng thời
gian này có khoảng thời gian trống gọi là khoảng bảo vệ. Điều này hoàn toàn tương
tự như trong kỹ thuật FDMA chia toàn bộ băng tần thành các băng tần con và giữa
chúng cũng có các khoảng bảo vệ.
Khác với kỹ thuật FDMA, trong kỹ thuật TDMA, mỗi bộ phát đáp chỉ làm
việc với sóng mang tại một thời điểm dựa trên cơ sở việc truy nhập được thực hiện
đối với nhiều người sử dụng. Trong kỹ thuật này, trạm mặt đất được thiết kế sử
dụng một khe thời gian dành riêng cho nó để phát lưu lượng thơng tin của mình
dưới dạng các bit số nằm trong một luồng bit số gọi là burst tín hiệu.
Thời gian bắt đầu phát của burst tín hiệu được thiết lập khi trạm điều khiển
trung tâm thu được burst tín hiệu đồng bộ. Khoảng thời gian mà mỗi trạm truy nhập
với bộ phát đáp vệ tinh được phân chia bởi trạm điều khiển sao cho phù hợp với
nhu cầu về dung lượng trạm (trạm nào có dung lượng lớn sẽ được chia khoảng thời
gian dài hơn) và thay đồi nhanh chóng cho phù hợp với nhu cầu đột xuất về dung
lượng từng trạm.
Bất kỳ trạm nào cũng có thể truy nhập tới tồn bộ các trạm khác trong hệ
thống để nối thông liên lạc giữa chúng. Đối với kỹ thuật FDMA sự thay đổi độ rộng
băng tần đó ấn định cho mỗi trạm là rất tốn kém so với kỹ thuật TDMA. Sau khi
một trạm đã gửi xong burst thơng tin của mình thì sẽ có một khoảng thời gian trống
9


tạo ra trước khi trạm tiếp theo gửi burst thông tin của mình. Khoảng thời gian trống
được thiết lập dựa trên khả năng nhận biết trước các thay đổi về trễ trong thiết bị,

khả năng thu đồng bộ và sự biến đổi trong dải công tác ra nhằm ngăn ngừa sự giao
thoa giữa các burst tín hiệu cho việc truyền dẫn đồng bộ.
TDMA có một nổi bật nhất là cho phép nhiều trạm mặt đất truy nhật tới bộ phát
đáp vệ tinh hơn kỹ thuật FDMA rất nhiều do việc sử dụng chung một sóng mang của
các trạm mặt đất nên tránh được nhiễu do điều biên tương hỗ trên các bộ phát đáp vệ
tinh. Dung lượng bit của TDMA dường như độc lập với số lượng trạm truy nhập,
nhưng các thông tin cần thiết cho việc thiết lập đường liên lạc với rất nhiều khoảng
thời gian trống giữa các burst tín hiệu khi có q nhiều trạm đó làm giảm khả năng
các thông tin cần thiết. Một ưu điểm nữa của kỹ thuật TDMA là tại mội thời điểm chỉ
có một sóng mang được tạo ra tại trạm mặt đất hoặc tại các bộ phát đáp của vệ tinh
nên các bộ khuếch đại cơng suất có thể làm việc ở các trạng thái bão hịa mà khơng
sợ điều chế tương hỗ. Bộ khuếch đại của vệ tinh có khả năng khống chế công suất ra
trong những trường hợp đặc biệt khi hoạt động ở chế độ SCPT. Khi trên vệ tinh dùng
đèn khuếch đại sóng chạy TWT trong trường hợp có Fading tuyến lên và có sự thay
đổi cơng suất giữa các burst tín hiệu thì khơng cần phải điều chỉnh cơng suất ra của
TWT vì nó làm việc ở chế độ quá tải không đáng kể sẽ làm giảm biến thiên của
đường kết nối lên nhưng đối với đường kết nối xuống.
Trong kỹ thuật FDMA máy phát ở các trạm mặt đất làm việc liên tục, phát liên
tục các sóng mang lên vệ tinh, trong khi đó đối với kỹ thuật TDMA thì máy phát ở
các trạm mặt đất chỉ làm việc khi xung yêu cầu được phát ra và chế độ làm việc là
một sóng mang trên một bộ phát đáp. Chu kỳ làm việc của máy phát trạm mặt đất là
thấp, còn đối với vệ tinh, chu kỳ này biến thiên theo sự thay đổi tải của bộ phát đáp,
chu kỳ ngắn khi lưu lượng thông tin thấp, còn chu kỳ hoạt động gần như liêm tục
nếu như bộ phát đáp đầy tải. Về vấn đề này cần phải nghiên cứu chế độ làm việc
cho máy phát theo chế độ hằng ngày hoặc theo định kỳ.
Trong một vài hệ thống TDMA thì một trạm sẽ lấp đầy các khe thời gian
không sử dụng bằng các bit giả ngẫu nhiên để giữ cho phổ giống như một dạng tạp
âm và giảm được nhiễu liên hệ thống thông tin khác nhau. Vì vậy sóng TDMA
được phát lên vệ tinh 24/24h một ngày. Trong chế độ làm việc SCPT thì máy phát
10

trên vệ tinh lúc đó làm việc ở chế độ bão hịa, lúc này cơng suất đỉnh hay cơng suất
cực đại của trạm mặt đất được đòi hỏi nhiều hơn. Chu kỳ hoạt động của bộ khuếch
đại trên vệ tinh như đã nói ở trên, lối ra cơng suất được đóng mở một cách ngẫu
nhiên cần được giải quyết khi thiết kế các bộ khuếch đại trên vệ tinh vì nó có ảnh
hưởng lớn đến việc cấp nguồn trên vệ tinh.
Kỹ thuật TDMA rất hạn chế về độ rộng băng tần của kênh thông tin, đặc tuyến
tần số của kênh khơng tuyến tĩnh trong khi đó phải đảm bảo cho các kênh PSK hoặc
FSK tốc độ cao mà không được phép chồng lẫn phổ lên các bộ phát đáp lân cận.
Nói chung giá thành các thiết bị rất cao.
Một hệ thống TDMA thường sử dụng toàn bộ bộ phát đáp theo kiểu một sóng
mang trên một bộ phát đáp nhưng nó vẫn có khả năng dùng chung một bộ phát đáp
với các hệ thống khác như FDMA, CDMA hay một hệ thống TDMA độc lập khác.
Khi làm việc theo phương pháp nhiều sóng mang trên một bộ phát đáp thì phải giảm
mức giữa ký tự mang thông tin và nhiễu giữa các bộ phát đáp kề nhau do trải phổ.
Việc thay đổi công suất trong hệ thống TDMA bằng các xung sẽ ảnh hưởng
tới các tín hiệu tương tự trong hệ thống FDMA dùng chung bộ phát đáp. Khi thay
đổi công suất đường lên sẽ ảnh hưởng tới đường xuống.
Một số đặc điểm của TDMA là công suất bộ phát đáp có thể làm việc ở trạng
thái bão hịa, sử dụng hiệu quả độ rộng băng tần, tăng tốc độ truyền tin bằng điều
chế tốc độ cao. Bộ khuếch đại có khả năng hạn chế và loại bỏ Fading tuyến lên,
điều khiển công suất đường lên không phức tạp.

D

Thời gian
C
B
A

1 khung

TDMA
f0

Tần số

Hình 1.4. Đa truy nhập phân chia theo thời gian

11


Hình 1.4 mơ tả phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian. Ở đây,
trục thời gian được phân chia thành các khoảng thời gian gọi là các khung TDMA,
mỗi khung TDMA được phân chia thành các khe thời gian, các khe thời gian này
được ấn định cho mỗi trạm mặt đất. Tất cả các trạm mặt đất đều dùng chung một
sóng mang có tần số trung tâm là f 0 và chỉ phát và thu tín hiệu trong các khe thời
gian được ấn định. Vì thế, trong một khoảng thời gian nhất định, chỉ có tín hiệu từ
một trạm mặt đất chiếm toàn bộ băng tần của bộ phát đáp vệ tinh và không bao giờ
xảy ra trường hợp tín hiệu từ hai trạm mặt đất trở lên chiếm bộ phát đáp của vệ tinh
trong cùng một thời gian. Độ dài của khe thời gian ấn định cho mỗi trạm mặt đất
tuỳ thuộc vào lưu lượng của trạm.
TDMA sử dụng các sóng mang điều chế số và các sóng mang được phát đi
từ trạm mặt đất cần phải được điều khiển chính xác sao cho chúng nằm trong khe
thời gian được phân phối. Để làm được điều này, cần phải có một tín hiệu chuẩn
phát đi từ một trạm chuẩn và các trạm khác lần lượt truyền tín hiệu ngay sau tín
hiệu chuẩn. Phương pháp này có ưu điểm là sử dụng tốt công suất tối đa của vệ
tinh, linh hoạt trong việc thay đổi, thiết lập tuyến, hiệu suất sử dụng tuyến cao khi
số kênh liên lạc tăng. Kết hợp với kỹ thuật nội suy tiếng nói có thể tăng dung lượng

truyền dẫn lên ba đến bốn lần. Nhược điểm của phương pháp là cần phải có đồng bộ
cụm. Mạng TDMA chứa các trạm lưu lượng và ít nhất một trạm chuẩn. Các cụm
được phát đi từ các trạm lưu lượng được gọi là các cụm lưu lượng. Số liệu lưu
lượng được phát bằng các cụm lưu lượng. Trạm chuẩn phát một cụm đặc biệt theo
chu kỳ gọi là cụm chuẩn. Cụm chuẩn cung cấp chuẩn định thời và chu kỳ của nó
đúng bằng một khung TDMA. Mỗi trạm lưu lượng phát các cụm lưu lượng trong
các khe thời gian được ấn định ở vệ tinh bằng cách điều khiển định thời phát cụm
theo cụm chuẩn, cụm chuẩn được sử dụng làm chuẩn định thời, cụm chuẩn và các
cụm lưu lượng được đặt theo thứ tự đúng để tránh chồng lấn trong mỗi khung
TDMA. Nếu khơng có đồng bộ cụm thì các cụm được phát có thể trượt khỏi các
khe thời gian được ấn định ở vệ tinh. Nếu xảy ra chồng lấn các cụm ở vệ tinh thì
thơng tin sẽ bị mất.

12