ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LẠI QUANG HƯNG Điều khiển công suất và tốc độ thích nghi trong thông tin vệ tinh băng KA luËn v¨n th¹c sÜ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Hµ néi – 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LẠI QUANG HƯNG Điều khiển công suất và tốc độ thích nghi trong thông tin vệ tinh băng KA Mã số : 2.00 luËn v¨n th¹c sÜ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Viết Kính Hµ néi - 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka Môc lôc Môc lôc. 1 b¶ng C¸c ch÷ viÕt t¾t. 5 Ch−¬ng 1: Tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh.
LÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin vÖ tinh. C¸c d¹ng quü ®¹o vÖ tinh. C¸c d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh. C¸c b¨ng tÇn lµm viÖc cña th«ng tin vÖ tinh.
Lùa chän b¨ng tÇn cho th«ng tin vÖ tinh. Quy ®Þnh b¨ng tÇn cho th«ng tin vÖ tinh. C¸c ph−¬ng ph¸p ®a truy nhËp trong th«ng tin vÖ tinh. §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè (FDMA).
§a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian (TDMA). §a truy nhËp ph©n chia theo m· (CDMA):. CÊu tróc cña 1 hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh. PhÇn kh«ng gian.
PhÇn mÆt ®Êt. C¸c lo¹i h×nh dÞch vô cña th«ng tin vÖ tinh. 25 ch−¬ng 2: tÝnh to¸n tuyÕn th«ng tin vÖ tinh. C¸c th«ng sè cña anten .1 HÖ sè t¨ng Ých.
C«ng suÊt ph¸t ë mét h−íng cho tr−íc. C«ng suÊt bøc x¹ ®¼ng h−íng t−¬ng ®−¬ng. C«ng suÊt tÝn hiÖu thu. C«ng suÊt anten thu nhËn ®−îc.
Tr−êng hîp thùc tÕ. C«ng suÊt t¹p ©m ®Çu vµo m¸y thu. §Æc tÝnh vµ x¸c ®Þnh t¹p ©m. 37 1 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka 2.
NhiÖt t¹p ©m cña anten. NhiÖt t¹p ©m cña bé suy hao. NhiÖt t¹p ©m cña mét thiÕt bÞ cã nhiÒu phÇn tö trong tÇng. NhiÖt t¹p ©m cña m¸y thu.
Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ë ®Çu vµo m¸y thu. HÖ sè phÈm chÊt cña thiÕt bÞ thu. NhiÖt t¹p ©m cña m¸y thu. ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng truyÒn dÉn.
¶nh h−ëng cña m−a. C¸c ¶nh h−ëng kh¸c. Sù bï l¹i ®èi víi c¸c ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng truyÒn sãng. Ph©n cùc trùc giao.
Ph©n tËp kh«ng gian. T−¬ng thÝch. Tû sè tÝn hiÖu trªn t¹p ©m ®èi víi 1 tuyÕn (truy nhËp ®¬n). KiÓu bé lÆp .2 BiÓu thøc cña (C/N0)T.
Xu thÕ th«ng tin vÖ tinh. 63 Ch−¬ng 3: §iÒu khiÓn c«ng suÊt vµ tèc ®é thÝch nghi trong Th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka. M« h×nh kªnh và bé −íc ®o¸n kªnh. Tèc ®é và c«ng suÊt thÝch nghi.
§iÒu khiÓn c«ng suÊt thÝch nghi. §iÒu khiÓn tèc ®é thÝch nghi. 84 2 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka b¶ng C¸c ch÷ viÕt t¾t AR1 First order Auto Regressive M« h×nh tù håi quy bËc 1 ARMA Auto Regressive Moving Average M« h×nh trung b×nh tù ®éng håi quy AWGN Additive White Gaussian Noise NhiÔu Gausse tr¾ng céng tÝnh BER Bit Error Rate TØ sè lçi bit BSS Broadcasting Satellite Service DÞch vô vÖ tinh qu¶ng b¸ CDMA Code Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo m· DVB Digital Video Broadcasting Qu¶ng b¸ video sè EIRP Equivalent Isotropic Radiotive Power C«ng suÊt bøc x¹ ®¼ng h−íng t−¬ng ®−¬ng FDMA Frequency Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo tÇn sè FSS Fixed Satellite Service DÞch vô vÖ tinh cè ®Þnh GEO Geographic Earth Orbit Quü ®¹o ®Þa tÜnh HEO High Earth Orbit Quü ®¹o cao INTELSAT International Satellite Orgnisation Tæ chøc vÖ tinh quèc tÕ IBO Input Back Off Lïi ®Çu vµo ITU International Telecommunication Liªn minh viÔn th«ng quèc Union tÕ LEO Low Earth Orbit Quü ®¹o thÊp LHCP Left Hand Circular Polarization Ph©n cùc trßn bªn tr¸i MEASAT Malaysia Satellite VÖ tinh Malaysia MEO Medium Earth Orbit Quü ®¹o trung b×nh MMSE Minimum Mean Squared Error Lçi trung b×nh b×nh ph−¬ng tèi thiÓu MPSK Multi Phase Shift Key Kho¸ dÞch ®a pha 3 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka MQAM Multi Quadrature Amplitude §iÒu biªn cÇu ph−¬ng ®a Modulation møc MSS Mobile Satellite Service DÞch vô vÖ tinh di ®éng OBO Output Back Off Lïi ®Çu ra PSK Phase Shift Key Kho¸ dÞch pha QAM Quadrature Amplitude Modulation §iÒu biªn cÇu ph−¬ng QPSK Quarter Phase Shift Key Kho¸ dÞch pha cÇu ph−¬ng RHCP Right Hand Circular Polarization Ph©n cùc trßn bªn ph¶i SNR Signal to Noise Rate Tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu TDMA Time Division Multiple Access §a truy nhËp ph©n chia theo thêi gian TTVT Th«ng tin vÖ tinh TT&C Telematric Tracking and Control §o xa, b¸m vµ ®iÒu khiÓn VINASAT Vietnam Satellite Project Dù ¸n vÖ tinh ViÖt Nam VSAT Very Small Aperture Terrminal §Çu cuèi cã gãc më nhá XPD Cross - Polarisation Discriminaion Ph©n cùc chÐo XPI Cross - Polarisation Isolation C¸ch ly ph©n cùc chÐo 4 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka Më §ÇU Trong nh÷ng n¨m qua cïng víi sù ph¸t triÓn nh− vò b·o cña khoa häc vµ c«ng nghÖ, th«ng tin vÖ tinh ®· cã nh÷ng b−íc ph¸t tiÓn nh¶y vät. Do cã tÝnh −u viÖt v−ît tréi so víi c¸c ph−¬ng thøc th«ng tin kh¸c nh− cho phÐp triÓn khai nhanh, cù ly liªn l¹c kh«ng h¹n chÕ…C¸c quèc gia hµng ®Çu vÒ c«ng nghÖ viÔn th«ng nh− Nga, Mü, NhËt, Ph¸p, §øc…®· quan t©m ®Çu t− nghiªn cøu, c¶i tiÕn, ph¸t triÓn c«ng nghÖ th«ng tin vÖ tinh.
Cïng víi sù ph¸t triÓn nhu cÇu sö dông c¸c dÞch vô viÔn th«ng, nhu cÇu sö dông dÞch vô th«ng tin vÖ tinh liªn tôc t¨ng víi tèc ®é cao vµ ngµy cµng ®a d¹ng, sè l−îng vÖ tinh ë khu vùc trªn thÕ giíi t¨ng lªn nhanh chãng. Cho ®Õn nay c¸c n−íc trong khu vùc nh−: Th¸i Lan, Ên §é, Indonexia, Malaysia,… ®· cã c¸c vÖ tinh riªng phôc vô nhu cÇu th«ng tin trong n−íc, khu vùc vµ quèc tÕ. Ngµy 24 th¸ng 09 n¨m 1998, Thñ t−íng chÝnh phñ ®· ra quyÕt ®Þnh sè 868/Q§-TTg vÒ viÖc th«ng qua b¸o c¸o nghiªn cøu kh¶ thi dù ¸n “Phãng vÖ tinh viÔn th«ng ViÖt Nam” víi môc tiªu lµ: “Phãng vÖ tinh viÔn th«ng ViÖt Nam nh»m ®¸p øng nhu cÇu truyÒn dÉn trong n−íc, quèc tÕ qua vÖ tinh cña ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m ®Çu thÕ kû 21, x©y dùng hÖ thèng c¸c tr¹m mÆt ®Êt phôc vô nhu cÇu th«ng tin liªn l¹c c«ng céng vµ nhu cÇu cña mét sè ngµnh chuyªn phôc vô c«ng Ých”. Víi nh÷ng c¨n cø trªn, ®Ò tµi “§iÒn khiÓn c«ng suÊt vµ tèc ®é thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka” lµ cÇn thiÕt nh»m ®−a ra c¸c mét hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh sö dông cã hiÖu qu¶ trong ®iÒu kiÖn c¸c b¨ng tÇn kh¸c ®· sö dông hÕt.
Các yêu cầu sử dụng dịch vụ trực tiếp đến người dùng qua vệ tinh tăng, băng Ka đã trở thành một sự lựa chọn ưa thích trong nhiều hệ thống mới vì nó cung cấp băng thông rộng cần thiết để hỗ trợ cho các nhu cầu được dự đoán trước về dung lượng. Víi môc ®Ých nh− vËy, ®Ò tµi sÏ t×m hiÓu c¸c biÖn ph¸p n©ng cao chÊt l−îng th«ng tin vÖ tinh, trong ®ã tËp trung ®i s©u nghiªn cøu vÒ ®iÒn khiÓn c«ng suÊt còng nh− tèc ®é ®¸p øng trong ®iÒu kiÖn suy hao lín. Trong b¨ng tÇn Ka tõ 20 – 30 GHz, suy hao do m−a lµ rÊt lín. Nã ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn 5 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka chÊt l−îng dÞch vô.
Khi đưa ra giải pháp cho vấn đề nghẽn phổ, băng Ka cũng bị suy hao do mưa sâu cỡ hàng chục dB. Do vËy, ®Ò tµi “§iÒn khiÓn c«ng suÊt vµ tèc ®é thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka” chÝnh lµ ®èi t−îng nghiªn cøu ®Ó n©ng cao chÊt l−îng ®−êng truyÒn trong ®iÒu kiÖn suy hao lín. LuËn v¨n bao gåm nh÷ng ch−¬ng sau: Ch−¬ng 1: Tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh Ch−¬ng 2: TÝnh to¸n tuyÕn trong th«ng tin vÖ tinh Ch−¬ng 3: §iÒu khiÓn c«ng suÊt vµ tèc ®é thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka Phô lôc: Giíi thiÖu ch−¬ng tr×nh nguån m« pháng ph−¬ng ph¸p thÝch nghi c«ng suÊt vµ tèc ®é trong b¨ng Ka viÕt b»ng Matlab 6. C¸c vÊn ®Ò kü thuËt liªn quan ®Õn ®Ò tµi lµ t−¬ng ®èi réng vµ lµ nh÷ng vÊn ®Ò khã nªn luËn v¨n ch¾c ch¾n sÏ cßn nhiÒu sai sãt.
Do ®ã, t«i rÊt mong nhËn ®−îc ý kiÕn ®ãng gãp, phª b×nh cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ b¹n bÌ ®ång nghiÖp ®Ó gióp t«i cã thÓ hoµn thiÖn h¬n n÷a phÇn nghiªn cøu cña m×nh. Trong thêi gian thùc hiÖn luËn v¨n nµy, t«i ®· nhËn ®−îc nhiÒu sù hç trî, ®éng viªn vµ khuyÕn khÝch rÊt nhiÒu tõ gia ®×nh, c¸c thÇy c« vµ c¸c ®ång nghiÖp. Tr−íc hÕt, t«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi ThÇy PGS.TS NguyÔn ViÕt KÝnh, ng−êi ®· tËn t×nh chØ b¶o t«i c¸ch ®Þnh h−íng vµ gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ®Ó t«i cã thÓ hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy. Bªn c¹ch ®ã t«i còng xin c¶m ¬n Gia ®×nh t«i ®· lu«n khuyÕn khÝch, ®éng viªn vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn cho t«i yªn t©m hoµn thµnh kho¸ häc vµ luËn v¨n nµy.
T«i xin c¶m ¬n C¸c ThÇy, C« trong khoa §iÖn tö ViÔn Th«ng ®· trang bÞ kiÕn thøc cho t«i trong suèt thêi gian häc. Vµ t«i còng xin göi lêi biÕt ¬n ®Õn Phßng Th«ng tin vÖ tinh vµ øng dông c«ng nghÖ vò trô, Côc Th«ng tin liªn l¹c, Bé C«ng an n¬i t«i c«ng t¸c, ®· t¹o ®iÒu kiÖn vÒ vËt chÊt, thêi gian cho t«i ®−îc theo häc kho¸ häc nµy. Cuèi cïng t«i xin c¶m ¬n c¸c b¹n häc, c¸c ®ång nghiÖp ®· gióp ®ì t«i trong qu¸ tr×nh häc. Hµ Néi, ngµy 15 th¸ng 9 n¨m 2006 6 L¹i Quang H−ng - K10D1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §iÒu khiÓn tèc ®é vµ c«ng suÊt thÝch nghi trong th«ng tin vÖ tinh b¨ng Ka Ch−¬ng 1 Tæng quan vÒ th«ng tin vÖ tinh 1.
LÞch sö ph¸t triÓn cña th«ng tin vÖ tinh. [1] Trong chiÕn tranh thÕ giíi thø 2 cã sù ph¸t triÓn v−ît bËc cña 2 c«ng nghÖ kh¸c nhau ®ã lµ viba vµ tªn löa, ®ã chÝnh lµ nÒn t¶ng cña th«ng tin vÖ tinh.