Đồ Án Tốt Nghiệp: Mạng Lai Ghép Vệ Tinh và Mặt Đất Đa Anten với NOMA

Nghiên cứu về mạng lai ghép giữa vệ tinh và mặt đất đa anten với NOMA… 57 trang · Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh · 2024.

• Tác giả: Nguyễn Hồng Ngọc
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Ngọc Sơn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử Viễn thông
• Đề tài: Mạng Lai Ghép Vệ Tinh – Mặt Đất Đa Anten Với NOMA
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• 1.4. MẠNG VỆ TINH
• 1.4.1. Đặc điểm của mạng vệ tinh
• 1.4.2. Nhược điểm
• 1.4.3. Quỹ đạo hoạt động
• 1.4.4. Ứng dụng của vệ tinh
• 1.5. MẠNG MẶT ĐẤT
• 1.6. MẠNG LAI GHÉP KẾT HỢP VỆ TINH – MẶT ĐẤT ĐA ANTEN
• 1.6.1. Khái quát và mô tả hệ thống
• 1.6.2. Đa anten trong mạng HSTRN
• 1.6.3. Các mục đích chính của hệ thống Hybrid
• 1.6.4. Hệ thống vệ tinh kết hợp mặt đất
• 1.6.5. Dịch vụ phát sóng
• 1.6.6. Dịch vụ mạng truy cập viễn thông
• 1.6.7. Dịch vụ cung cấp nội dung
• 1.6.8. Kỹ thuật NOMA
• 1.6.9. Giao thức DF
• 1.6.10. Giao thức AF
• 1.7. MÔ HÌNH KÊNH TRUYỀN
• 1.7.1. Kênh truyền vệ tinh – mặt đất và vệ tinh – thiết bị chuyển tiếp (shadowed- rician)
• 1.7.2. Kênh truyền thiết bị chuyển tiếp – mặt đất (Nakagami-m Fading)
• 1.8. NỘI DUNG THỰC HIỆN
• 1.8.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 1.8.2. Giai đoạn phát sóng
• 1.8.3. Giai đoạn chuyển tiếp
• 1.9. MÔ HÌNH HÓA XÁC SUẤT DỪNG
• 1.9.1. Tại người dùng D1
• 1.9.2. Tại người dùng D2
• 1.10. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
• 1.10.1. MÔ PHỎNG KẾT QUẢ
• 1.11. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 1.11.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu Mạng Lai Ghép Vệ Tinh và Mặt Đất Đa Anten với NOMA

Nghiên cứu về mạng lai ghép giữa vệ tinh và mặt đất đa anten với NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) đang trở thành một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực viễn thông. Mạng này kết hợp các công nghệ tiên tiến nhằm cải thiện hiệu suất truyền thông và khả năng kết nối. Việc sử dụng nhiều anten trong hệ thống không chỉ giúp tăng cường độ tin cậy mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ. Đặc biệt, NOMA cho phép nhiều người dùng chia sẻ cùng một tần số, từ đó tối ưu hóa băng thông và giảm thiểu độ trễ trong truyền tải dữ liệu.

1.1. Định nghĩa và vai trò của Mạng Lai Ghép

Mạng lai ghép là sự kết hợp giữa các công nghệ truyền thông vệ tinh và mặt đất, cho phép tối ưu hóa khả năng kết nối. Hệ thống này giúp mở rộng vùng phủ sóng và cải thiện chất lượng dịch vụ cho người dùng.

1.2. Tại sao NOMA là giải pháp tối ưu cho Mạng Lai Ghép

NOMA cho phép nhiều người dùng truy cập cùng một tần số, giúp tiết kiệm băng thông và tăng cường hiệu suất truyền tải. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống có nhiều người dùng cùng kết nối.

II. Thách thức trong Nghiên cứu Mạng Lai Ghép Vệ Tinh và Mặt Đất

Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai mạng lai ghép cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là xác suất dừng trong hệ thống, ảnh hưởng đến khả năng kết nối và chất lượng dịch vụ. Các yếu tố như nhiễu từ môi trường và sự thay đổi trong điều kiện thời tiết có thể làm giảm hiệu suất của mạng. Hơn nữa, việc tối ưu hóa số lượng anten và lựa chọn giao thức truyền tải cũng là những thách thức lớn cần được giải quyết.

2.1. Vấn đề xác suất dừng trong hệ thống

Xác suất dừng là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của mạng. Nó phản ánh khả năng duy trì kết nối trong các điều kiện khác nhau và ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm của người dùng.

2.2. Ảnh hưởng của môi trường đến hiệu suất mạng

Môi trường xung quanh có thể gây ra nhiễu và làm giảm chất lượng tín hiệu. Các yếu tố như thời tiết xấu, địa hình và các vật cản vật lý đều có thể ảnh hưởng đến khả năng truyền tải của mạng.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả cho Mạng Lai Ghép

Để giải quyết các thách thức trong nghiên cứu mạng lai ghép, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiệu quả. Việc mô hình hóa xác suất dừng và sử dụng các giao thức khuếch đại và chuyển tiếp là những bước quan trọng. Các mô phỏng MATLAB có thể được sử dụng để kiểm tra và xác nhận các lý thuyết đã nghiên cứu. Hệ thống cũng cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất tốt nhất trong các điều kiện thực tế.

3.1. Mô hình hóa xác suất dừng trong hệ thống

Mô hình hóa xác suất dừng giúp đánh giá khả năng duy trì kết nối trong các điều kiện khác nhau. Việc này cho phép xác định các yếu tố ảnh hưởng và tìm ra giải pháp tối ưu.

3.2. Sử dụng giao thức khuếch đại và chuyển tiếp

Các giao thức khuếch đại và chuyển tiếp giúp cải thiện hiệu suất truyền tải. Việc lựa chọn giao thức phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa khả năng kết nối và giảm thiểu độ trễ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Nghiên cứu Mạng Lai Ghép

Nghiên cứu về mạng lai ghép có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực viễn thông. Các hệ thống này có thể được áp dụng trong các tình huống khẩn cấp, nơi mà kết nối truyền thông là rất quan trọng. Hệ thống cũng có thể hỗ trợ các dịch vụ như truyền hình vệ tinh, Internet băng thông rộng và các dịch vụ viễn thông khác. Việc áp dụng công nghệ NOMA trong các hệ thống này giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của dịch vụ.

4.1. Ứng dụng trong tình huống khẩn cấp

Trong các tình huống khẩn cấp, mạng lai ghép có thể cung cấp kết nối nhanh chóng và đáng tin cậy. Điều này rất quan trọng để đảm bảo thông tin được truyền tải kịp thời.

4.2. Cải thiện dịch vụ viễn thông

Việc áp dụng công nghệ NOMA giúp cải thiện chất lượng dịch vụ viễn thông, từ đó nâng cao trải nghiệm của người dùng. Các dịch vụ như Internet băng thông rộng và truyền hình vệ tinh cũng được hưởng lợi từ công nghệ này.

V. Kết luận và Tương lai của Nghiên cứu Mạng Lai Ghép

Nghiên cứu về mạng lai ghép vệ tinh và mặt đất đa anten với NOMA mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực viễn thông. Các giải pháp được đề xuất không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tạo ra nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo. Tương lai của mạng này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến trong công nghệ truyền thông, đặc biệt là trong bối cảnh ngày càng tăng nhu cầu về kết nối không dây.

5.1. Hướng phát triển trong nghiên cứu

Nghiên cứu có thể tiếp tục mở rộng để khám phá các công nghệ mới và cải tiến trong mạng lai ghép. Việc áp dụng các kỹ thuật mới sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

5.2. Tương lai của công nghệ NOMA

Công nghệ NOMA có tiềm năng lớn trong việc cải thiện khả năng kết nối và tối ưu hóa băng thông. Tương lai của công nghệ này sẽ phụ thuộc vào việc phát triển các giải pháp sáng tạo và hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh các mạng truyền thông mặt đất truyền thống gặp nhiều trở ngại về phạm vi phủ sóng tại những khu vực xa xôi, địa hình phức tạp, đồng thời dễ xảy ra tắc nghẽn và suy hao nghiêm trọng do chướng ngại vật trong môi trường đô thị. Ngược lại, mạng thông tin vệ tinh sở hữu ưu thế phủ sóng diện rộng nhưng lại chịu tổn hao đường truyền lớn và chi phí triển khai cao. Mạng lai ghép vệ tinh – mặt đất (Hybrid Satellite-Terrestrial Relay Network - HSTRN) là kiến trúc kết hợp nhằm phát huy thế mạnh của cả hai phân đoạn. Việc tích hợp kỹ thuật đa truy cập không trực giao (NOMA) cho phép nhiều người dùng chia sẻ đồng thời cùng một tài nguyên tần số và thời gian thông qua việc ghép kênh trong miền công suất, kết hợp cùng kỹ thuật đa anten tại trạm chuyển tiếp, là hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần, cải thiện chất lượng tín hiệu và giải quyết bài toán mất kết nối trong điều kiện tài nguyên vô tuyến hạn chế.

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu và mô hình hóa xác suất dừng (Outage Probability - OP) của hệ thống HSTRN kết hợp công nghệ NOMA và kỹ thuật đa anten; khảo sát quá trình truyền thông trực tiếp từ vệ tinh đến người dùng mặt đất và quá trình truyền thông gián tiếp thông qua thiết bị chuyển tiếp khuếch đại và chuyển tiếp (Amplify-and-Forward - AF) trang bị nhiều anten. Nghiên cứu đồng thời phân tích ảnh hưởng của kỹ thuật hủy nhiễu tuần tự không hoàn hảo (Imperfect Successive Interference Cancellation - I-SIC), từ đó lựa chọn cấu trúc anten và giao thức chuyển tiếp phù hợp để tối ưu hóa hiệu năng hệ thống.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể gồm 3 nội dung:

1. Mô hình hóa xác suất dừng hoạt động của hệ thống bộ chuyển tiếp kết hợp vệ tinh và mặt đất sử dụng công nghệ NOMA.
2. Nghiên cứu hiệu năng của hệ thống dưới các điều kiện ngưỡng tín hiệu và các thông số kỹ thuật khác, bao gồm số lượng và định dạng anten, tham số của kênh truyền, và các thông số khác ảnh hưởng đến hiệu suất truyền thông.
3. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố môi trường, như độ sâu phủ sóng và nhiễu, đến hiệu suất của hệ thống.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Xác suất dừng hoạt động và tỉ số tín hiệu trên tổng nhiễu (SINR) của hệ thống truyền thông lai ghép vệ tinh – mặt đất sử dụng kỹ thuật NOMA miền công suất.
• Phạm vi không gian và cấu hình hệ thống: Mô hình đường xuống (downlink) bao gồm một vệ tinh đơn anten ($S$), một trạm chuyển tiếp mặt đất ($R$) trang bị $N_R$ anten thu và $N_T$ anten phát hoạt động theo phương thức AF, cùng hai người dùng mặt đất đơn anten ($D_1$ và $D_2$). Người dùng $D_1$ nhận tín hiệu từ cả liên kết trực tiếp với vệ tinh và liên kết chuyển tiếp từ trạm $R$; người dùng $D_2$ không có liên kết trực tiếp với vệ tinh do khoảng cách hoặc vật cản, chỉ nhận tín hiệu thông qua trạm $R$.
• Phạm vi mô hình kênh truyền: Kênh truyền vệ tinh – mặt đất ($S \to D_1$) và vệ tinh – chuyển tiếp ($S \to R$) tuân theo phân phối fading tổng hợp Shadowed-Rician. Kênh truyền chuyển tiếp – mặt đất ($R \to D_1$ và $R \to D_2$) tuân theo phân phối Nakagami-$m$ fading.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài vận dụng các cơ sở lý thuyết viễn thông và mô hình toán học xác suất để phân tích hệ thống truyền thông:

• Mạng vệ tinh và quỹ đạo hoạt động: Phân loại theo bốn dạng quỹ đạo chính gồm quỹ đạo địa tĩnh (GEO/GSO, độ cao xấp xỉ 35.786 km), quỹ đạo tầm cao (HEO), quỹ đạo tầm trung (MEO, từ 2.000 km đến 35.786 km) và quỹ đạo tầm thấp (LEO, dưới 2.000 km).
• Mạng mặt đất và cấu trúc trạm lặp: Phân tích kiến trúc trạm lặp vô tuyến gồm bộ ghép kênh (MUX), bộ phân kênh (DEMUX), bộ điều chế (MOD), bộ giải điều chế (DEMOD), bộ trộn tần lên (U/C) và bộ trộn tần xuống (D/C); các kỹ thuật truyền dẫn tương tự (ghép kênh tần số FDM, điều chế FM) và kỹ thuật số (ghép kênh thời gian TDM, điều chế pha PSK hoặc PM).
• Kỹ thuật đa anten: Áp dụng kỹ thuật kết hợp tỉ lệ tối đa (Maximum Ratio Combining - MRC) với vectơ trọng số tạo chùm tia thu $w_{SR} = h_{SR}^H / ||h_{SR}||F$ tại $N_R$ anten thu của trạm chuyển tiếp trong pha phát sóng, và kỹ thuật truyền dẫn tỉ lệ tối đa (Maximum Ratio Transmission - MRT) với vectơ trọng số $w{RDn} = h_{RDn}^H / ||h_{RDn}||_F$ tại $N_T$ anten phát của trạm chuyển tiếp trong pha chuyển tiếp.
• Kỹ thuật NOMA và giao thức chuyển tiếp: Sử dụng kỹ thuật NOMA miền công suất, phân bổ công suất $\alpha_1$ cho người dùng $D_1$ và $\alpha_2$ cho người dùng $D_2$ ($\alpha_1 + \alpha_2 = 1$). Áp dụng kỹ thuật hủy nhiễu tuần tự (SIC) tại thiết bị người dùng với hệ số công suất dư thừa $\eta \in [0, 1]$ đại diện cho trường hợp I-SIC thực tế.
• Khảo sát hai giao thức tiếp vận AF: Giao thức khuếch đại với hệ số cố định (Fixed Gain - FG-AF) và giao thức khuếch đại với hệ số biến đổi (Variable Gain - VG-AF).

Tiêu chí so sánh	Giao thức VG-AF	Giao thức FG-AF
Yêu cầu thông tin kênh	Yêu cầu thông tin trạng thái kênh chi tiết (CSI) của liên kết truyền thông đầu tiên ($S \to R$).	Chỉ yêu cầu thông tin thống kê biến đổi chậm của kênh truyền đầu tiên, không cần CSI tức thời.
Cơ chế hoạt động	Sử dụng CSI để điều chỉnh hệ số khuếch đại tín hiệu nhận được dựa trên điều kiện kênh thực tế trước khi chuyển tiếp.	Duy trì hệ số khuếch đại cố định dựa trên giá trị kỳ vọng thống kê; không điều chỉnh theo biến động kênh tức thời.
Ưu điểm	Cung cấp hiệu suất chuyển tiếp tối ưu hơn trong điều kiện kênh truyền biến đổi.	Đơn giản hóa tính toán, giảm chi phí triển khai phần cứng so với VG-AF.
Nhược điểm	Đòi hỏi tính toán phức tạp và chi phí cao do phải thu thập, ước lượng và xử lý thông tin CSI liên tục.	Hiệu suất chuyển tiếp có thể suy giảm khi kênh truyền biến đổi mạnh.

• Mô hình kênh truyền toán học:
  • Kênh Shadowed-Rician ($S \to D_1, S \to R$): Biểu diễn dưới dạng tổng của thành phần đường truyền thẳng (LOS) tuân theo biến ngẫu nhiên Nakagami-$m$ và thành phần tán xạ đa đường tuân theo phân phối Gaussian phức với giá trị trung bình bằng 0. Hàm mật độ xác suất (PDF) $f_g(x)$ biểu diễn thông qua hàm hợp lưu siêu hình học Confluent Hypergeometric ($1F1$), và hàm phân phối tích lũy (CDF) $F(x)$ xây dựng từ hàm gamma không đầy đủ.
  • Kênh Nakagami-$m$ fading ($R \to D_1, R \to D_2$): Đặc trưng bởi tham số định hình $m$ và công suất trung bình $\Omega$, xác định tốc độ truyền dẫn đạt được $I_{R-D} = \frac{1}{2}\log_2(1 + \gamma_D)$ và ngưỡng dừng $\gamma_{th} = 2^{2R} - 1$.

Phương pháp nghiên cứu:

• Phương pháp phân tích giải tích: Thiết lập hệ thống công thức giải tích tính toán tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và SINR tại từng nút mạng trong hai giai đoạn truyền dẫn; áp dụng xấp xỉ tích phân Riemann để xác định xác suất dừng giải tích tại người dùng $D_1$.
• Phương pháp mô phỏng số (Monte Carlo): Lập trình thuật toán trên phần mềm MATLAB thông qua chương trình chính điều khiển và hai hàm chức năng chuyên biệt: OP_SM_FG_NOMA (tính xác suất dừng cho FG-AF) và OP_SM_VG_NOMA (tính xác suất dừng cho VG-AF).

Nguồn dữ liệu:

• Dữ liệu nghiên cứu hoàn toàn là dữ liệu số sinh từ mô phỏng trên nền tảng MATLAB, sử dụng số mẫu thử $10^3$ khung bit (bit_frame), khảo sát với biến đầu vào SNR từ 5 dB đến 20 dB (bước nhảy 3 dB), hoặc từ 0 dB đến 10 dB và từ 5 dB đến 45 dB tùy theo kịch bản khảo sát mức độ che phủ và số lượng anten.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan và tính cấp thiết của đề tài

Chương này trình bày tính cấp thiết của việc cải thiện hiệu suất truyền thông trong mạng HSTRN kết hợp NOMA nhằm giải quyết thách thức mất kết nối và giới hạn tài nguyên vô tuyến. Tác giả xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, phạm vi giới hạn của đề tài (mô hình gồm 1 vệ tinh, 1 trạm chuyển tiếp AF đa anten, 2 người dùng mặt đất đơn anten), 3 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể và bố cục 5 chương của đồ án tốt nghiệp.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 hệ thống hóa cơ sở lý thuyết viễn thông liên quan đến đề tài:

• Tổng quan về mạng vệ tinh: Phân tích ưu điểm (vùng phủ rộng, công suất phát thấp, lắp đặt linh hoạt, tính ổn định) và nhược điểm (chi phí ban đầu lớn, dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết như mưa lớn, mây đen); phân loại 4 vùng quỹ đạo (GSO/GEO, HEO, MEO, LEO) và các dịch vụ vệ tinh (GPS, truyền hình, viễn thông, khí tượng).
• Mạng mặt đất: Phân tích cấu trúc trạm lặp vô tuyến với các khối MUX, DEMUX, MOD, DEMOD, bộ trộn tần U/C, D/C và các topo kết nối mạng cơ bản.
• Mạng lai ghép vệ tinh – mặt đất (HSTRN) đa anten: Phân tích lợi ích của việc tích hợp đa anten trong việc tăng cường độ thu nhận tín hiệu, giảm nhiễu và mở rộng độ phủ sóng; làm rõ các dịch vụ tích hợp gồm dịch vụ phát sóng (downlink một chiều băng tần L hoặc S), dịch vụ truy cập viễn thông vô tuyến vệ tinh (S-RAN liên kết hai chiều), và dịch vụ mạng phân phối nội dung thông qua vệ tinh GEO.
• Kỹ thuật NOMA và các giao thức chuyển tiếp: Phân biệt NOMA do người dùng hỗ trợ và NOMA hỗ trợ chuyển tiếp; phân tích cơ chế hoạt động của giao thức giải mã và chuyển tiếp (DF) cùng hai biến thể của giao thức AF là FG-AF và VG-AF.
• Mô hình kênh truyền: Thiết lập hệ thống phương trình toán học mô tả hàm PDF và CDF của kênh truyền Shadowed-Rician (với các tham số $\Omega, m, 2b$) và kênh truyền Nakagami-$m$ fading.

Chương 3. Nội dung thực hiện

Chương 3 tập trung xây dựng mô hình toán học chi tiết cho hệ thống HSTRN AF NOMA qua hai giai đoạn truyền dẫn:

• Giai đoạn phát sóng ($t_1$): Vệ tinh $S$ truyền tín hiệu ghép NOMA $x = x_1\sqrt{\alpha_1 P_S} + x_2\sqrt{\alpha_2 P_S}$ đến trạm chuyển tiếp $R$ và người dùng $D_1$. Tín hiệu thu tại $D_1$ được giải mã tín hiệu $x_2$ theo nguyên lý SIC với tỉ số $\gamma_{1,2}^{t_1}$, sau đó giải mã tín hiệu riêng $x_1$ với tỉ số $\gamma_1^{t_1}$ có tính đến nhiễu can thiệp dư thừa $\eta_1^{t_1} \in [0, 1]$. Tại trạm chuyển tiếp $R$, kỹ thuật MRC được áp dụng để kết hợp tín hiệu từ $N_R$ anten thu.
• Giai đoạn chuyển tiếp ($t_2$): Trạm $R$ khuếch đại tín hiệu thu được với hệ số độ lợi $G_k$ ($k \in {FG, VG}$), sử dụng kỹ thuật MRT phát tín hiệu qua $N_T$ anten tới hai người dùng. Người dùng $D_2$ không có liên kết trực tiếp, giải mã trực tiếp tín hiệu $x_2$ từ tín hiệu chuyển tiếp với SINR $\gamma_2^{t_2, k}$. Người dùng $D_1$ trích xuất thành phần tín hiệu mong muốn từ trạm chuyển tiếp, áp dụng SIC loại bỏ nhiễu của $D_2$, sau đó kết hợp tín hiệu từ pha trực tiếp và pha chuyển tiếp bằng phép toán MRC.
• Mô hình hóa xác suất dừng: Thiết lập các điều kiện biến cố dừng $\mathcal{O}1$, $\mathcal{O}{2,k}$, $\mathcal{O}{3,k}$ tại $D_1$ và biến cố dừng tại $D_2$, áp dụng phương pháp xấp xỉ tích phân Riemann để đưa ra biểu thức giải tích xác suất dừng $P{out,1}^k$ và $P_{out,2}^k$.

Chương 4. Mô phỏng và đánh giá

Chương này mô tả quy trình mô phỏng hiệu năng hệ thống trên phần mềm MATLAB:

• Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình chính và lưu đồ chi tiết cho hai hàm chức năng OP_SM_FG_NOMA và OP_SM_VG_NOMA. Thiết lập ngưỡng tín hiệu $\gamma_{th} = 0$, số mẫu thử $10^3$, quét dải giá trị SNR từ 5 dB đến 20 dB (hoặc 0 dB đến 10 dB).
• Thực hiện mô phỏng xác suất dừng của người dùng $D_1$ và $D_2$ theo giao thức FG-AF và VG-AF trong các điều kiện: SIC hoàn hảo ($\eta = 0$) và I-SIC ($\eta = 1$).
• Khảo sát và so sánh xác suất dừng của hệ thống dưới hai trạng thái che phủ kênh vệ tinh: Che phủ trung bình (Average Shadowing - AS) và Che phủ nặng thường xuyên (Frequent Heavy Shadowing - FHS).
• Đánh giá ảnh hưởng của việc thay đổi số lượng anten thu $N_R$ và anten phát $N_T$ tại trạm chuyển tiếp đối với xác suất dừng của $D_1$ và $D_2$.

Chương 5. Kết luận và hướng phát triển

Tổng kết toàn bộ các kết quả nghiên cứu lý thuyết, mô hình hóa toán học và kết quả mô phỏng số đã đạt được trong đồ án; đồng thời đề xuất các định hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đưa ra các kết quả đánh giá định lượng về xác suất dừng (OP) của hệ thống thông qua các bảng số liệu mô phỏng:

Kịch bản khảo sát	Mức SNR (dB)	Xác suất dừng tại $D_1$	Xác suất dừng tại $D_2$	Nhận xét định lượng từ mô phỏng
Giao thức FG-NOMA	5 đến 20	Giảm dần khi SNR tăng; tại mức SNR cao, giá trị OP bị chặn dưới khi $\eta = 1$.	Giảm dần khi SNR tăng; đường cong suy giảm phụ thuộc nhiễu từ $D_1$.	Khi $\eta = 0$ (SIC hoàn hảo), hệ thống không chịu can nhiễu dư, OP thấp và ổn định. Khi $\eta = 1$ (I-SIC), công suất dư thừa tạo nhiễu làm tăng đáng kể giá trị OP ở cả hai người dùng.
Giao thức VG-NOMA	5 đến 20	Thấp hơn rõ rệt so với FG-AF ở cùng mức SNR; tại 20 dB đạt xấp xỉ 0.0994.	Cải thiện chất lượng rõ rệt so với FG-AF.	Nhờ khả năng điều chỉnh độ lợi theo CSI tức thời, VG-AF có khả năng chống nhiễu từ quá trình SIC tốt hơn FG-AF, duy trì OP thấp hơn ngay cả khi $\eta = 1$.
Ảnh hưởng của che phủ (AS vs. FHS)	5 đến 45	Điều kiện AS cho OP thấp hơn nhiều so với FHS; giá trị tại FHS đạt xấp xỉ 1.0004 ở mức SNR thấp.	Điều kiện AS giúp giảm nguy cơ mất kết nối so với điều kiện FHS.	Dưới điều kiện che phủ nhẹ (AS), cả hai giao thức đều đạt hiệu năng tốt. Dưới điều kiện che phủ khắc nghiệt (FHS), mức chênh lệch hiệu năng giữa FG-AF và VG-AF giảm đi đáng kể.
Ảnh hưởng số lượng anten ($N_R, N_T$)	0 đến 10	Giảm liên tục khi tăng số lượng anten tại trạm chuyển tiếp.	Cải thiện tỉ lệ thuận với số lượng anten phát $N_T$.	Việc tăng số anten thu và phát tại trạm $R$ tăng cường độ lợi phân tập, giảm thiểu tác động của I-SIC và hạ thấp xác suất dừng của cả hai người dùng mặt đất.

Các giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do tác giả đề xuất:

• Khuyến nghị lựa chọn giao thức chuyển tiếp linh hoạt theo điều kiện môi trường: Trong điều kiện kênh truyền biến đổi thông thường hoặc che phủ trung bình (AS), nên áp dụng giao thức VG-AF để tối ưu hóa chất lượng tín hiệu và giảm thiểu xác suất dừng. Trong môi trường che phủ nặng thường xuyên (FHS), giao thức FG-AF là giải pháp khả thi hơn do đạt hiệu năng tiệm cận VG-AF nhưng giảm thiểu được độ phức tạp tính toán và chi phí phần cứng ước lượng CSI.
• Đề xuất tăng cường cấu hình đa anten tại trạm chuyển tiếp nhằm tạo búp sóng định hướng (beamforming thông qua MRC và MRT), giúp bù đắp suy hao đường truyền từ vệ tinh và triệt tiêu can nhiễu do quá trình I-SIC gây ra.

Đóng góp của đồ án:

• Xây dựng mô hình toán học giải tích hoàn chỉnh về xác suất dừng cho hệ thống mạng lai ghép vệ tinh – mặt đất kết hợp NOMA có xét đồng thời liên kết trực tiếp vệ tinh – người dùng và liên kết chuyển tiếp AF đa anten.
• Khảo sát đồng thời và toàn diện tác động của hiện tượng hủy nhiễu tuần tự không hoàn hảo (I-SIC) và các mức độ che phủ kênh Shadowed-Rician (AS, FHS) lên hiệu năng của hai giao thức chuyển tiếp FG-AF và VG-AF.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Mô hình hệ thống mới chỉ xem xét cấu hình gồm 1 vệ tinh đơn anten, 1 trạm chuyển tiếp và 2 người dùng mặt đất đơn anten; chưa mở rộng cho kịch bản nhiều người dùng ($K > 2$) hoặc cấu hình chùm vệ tinh.
• Quá trình phân bổ hệ số công suất NOMA ($\alpha_1, \alpha_2$) được giả định cố định, chưa áp dụng thuật toán tối ưu hóa công suất động theo trạng thái kênh tức thời.
• Số lượng mẫu thử mô phỏng dừng ở mức $10^3$ mẫu/khung (bit_frame) do giới hạn tài nguyên tính toán; toàn bộ kết quả dựa trên mô phỏng số MATLAB, chưa có điều kiện kiểm chứng thực nghiệm trên phần cứng vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm (SDR).

Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất:

• Mở rộng mô hình mạng cho hệ thống HSTRN đa người dùng mặt đất và khảo sát cấu hình đa trạm chuyển tiếp hợp tác.
• Nghiên cứu các giải pháp tối ưu hóa phân bổ công suất động cho các luồng tín hiệu NOMA nhằm tối đa hóa dung lượng tổng của hệ thống.
• Khảo sát các kỹ thuật ước lượng kênh tiên tiến hoặc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI/Machine Learning) để hỗ trợ dự đoán CSI và điều khiển hệ số khuếch đại thích ứng trong môi trường kênh vệ tinh di động biến đổi nhanh.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử – Viễn thông, Kỹ thuật Máy tính – Viễn thông và Kỹ thuật Truyền thông không dây.

Các nội dung có giá trị tham khảo cụ thể bao gồm:

• Phương pháp luận và hệ thống công thức giải tích mô hình hóa xác suất dừng trong mạng thông tin vô tuyến kết hợp vệ tinh – mặt đất sử dụng kỹ thuật ghép kênh phi trực giao NOMA.
• Khung phân tích so sánh chi tiết giữa hai giao thức khuếch đại chuyển tiếp FG-AF và VG-AF dưới tác động của kênh fading hỗn hợp Shadowed-Rician và Nakagami-$m$.
• Lưu đồ thuật toán và quy trình xây dựng hàm mô phỏng Monte Carlo đánh giá xác suất dừng trên phần mềm MATLAB.

Câu hỏi thường gặp

1. Cấu hình anten và các nút mạng trong mô hình nghiên cứu được thiết lập cụ thể như thế nào?

Hệ thống nghiên cứu trong đồ án gồm 4 thực thể chính: một vệ tinh đơn anten phát ($S$), hai người dùng mặt đất đơn anten ($D_1$ và $D_2$), cùng một trạm chuyển tiếp mặt đất ($R$) được trang bị $N_R$ anten thu và $N_T$ anten phát. Trong đó, người dùng $D_1$ có liên kết truyền thông trực tiếp với vệ tinh ($S \to D_1$) và nhận thêm tín hiệu chuyển tiếp từ $R$ ($R \to D_1$); người dùng $D_2$ không có liên kết trực tiếp với vệ tinh, toàn bộ tín hiệu nhận được đều thông qua trạm chuyển tiếp $R$ ($R \to D_2$).

2. Hai giao thức chuyển tiếp FG-AF và VG-AF khác nhau căn bản ở điểm nào về mặt xử lý tín hiệu?

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở hệ số khuếch đại $G_k$ và yêu cầu thông tin trạng thái kênh (CSI): Giao thức VG-AF đòi hỏi trạm chuyển tiếp phải nắm bắt thông tin CSI tức thời của liên kết $S \to R$ để điều chỉnh hệ số khuếch đại $G_{VG} = \sqrt{1 / (\sigma^2(\gamma_{SR} + 1))}$, giúp thích ứng tối ưu với sự biến động của kênh; ngược lại, giao thức FG-AF chỉ yêu cầu thông tin thống kê biến đổi chậm của kênh truyền để duy trì một hệ số khuếch đại cố định $G_{FG} = \sqrt{1 / (\sigma^2(E[\gamma_{SR}] + 1))}$, từ đó đơn giản hóa cấu trúc phần cứng và giảm tải tính toán.

3. Hiện tượng hủy nhiễu tuần tự không hoàn hảo (I-SIC) tác động như thế nào đến xác suất dừng của hệ thống?

Trong quá trình giải mã tín hiệu NOMA tại người dùng $D_1$, hiện tượng I-SIC được biểu diễn thông qua hệ số công suất dư thừa $\eta \in [0, 1]$. Khi $\eta = 0$ (SIC hoàn hảo), tín hiệu của $D_2$ được triệt tiêu hoàn toàn khỏi tín hiệu của $D_1$, giúp xác suất dừng duy trì ở mức thấp. Khi $\eta = 1$ (I-SIC thực tế), thành phần công suất dư thừa chưa được triệt tiêu sẽ đóng vai trò như nguồn nhiễu can thiệp trực tiếp, làm suy giảm tỉ số SINR và đẩy xác suất dừng của cả hai người dùng tăng cao, tạo ra hiện tượng bão hòa xác suất dừng ở dải SNR lớn.

4. Hiệu năng của FG-AF và VG-AF thay đổi ra sao dưới hai điều kiện che phủ kênh vệ tinh AS và FHS?

Dưới điều kiện che phủ trung bình (AS), chất lượng kênh truyền tốt hơn giúp cả hai giao thức đạt xác suất dừng thấp, trong đó VG-AF thể hiện ưu thế vượt trội rõ rệt nhờ cơ chế điều chỉnh độ lợi thích ứng. Tuy nhiên, dưới điều kiện che phủ nặng thường xuyên (FHS), kênh truyền bị suy hao nghiêm trọng khiến xác suất dừng của cả hai đều tăng; lúc này khoảng cách hiệu năng giữa FG-AF và VG-AF bị thu hẹp đáng kể, làm cho FG-AF trở thành phương án triển khai tối ưu hơn nhờ tính đơn giản và chi phí phần cứng thấp.

5. Những kỹ thuật xử lý tín hiệu đa anten nào được áp dụng tại trạm chuyển tiếp $R$?

Tại trạm chuyển tiếp $R$, kỹ thuật kết hợp tỉ lệ tối đa (MRC) được triển khai trên $N_R$ anten thu trong pha phát sóng ($t_1$) để gom và tối ưu hóa năng lượng tín hiệu thu nhận từ vệ tinh $S$. Trong pha chuyển tiếp ($t_2$), kỹ thuật truyền dẫn tỉ lệ tối đa (MRT) được triển khai trên $N_T$ anten phát để định hướng búp sóng phát tín hiệu khuếch đại về phía hai người dùng mặt đất $D_1$ và $D_2$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã xây dựng thành công mô hình toán học giải tích và mô phỏng số đánh giá xác suất dừng cho mạng lai ghép vệ tinh – mặt đất đa anten kết hợp kỹ thuật NOMA. Kết quả nghiên cứu làm rõ vai trò của kỹ thuật đa anten trong việc tăng cường dung lượng và giảm thiểu xác suất dừng dưới ảnh hưởng của hiện tượng hủy nhiễu tuần tự không hoàn hảo (I-SIC). Đồng thời, đồ án chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng giao thức khuếch đại cố định FG-AF trong điều kiện che phủ kênh khắc nghiệt (FHS) nhằm cân bằng giữa hiệu năng truyền thông và độ phức tạp phần cứng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Lý do chọn đề tài: Giới thiệu về bối cảnh của đề tài và mục tiêu cụ thể của nghiên cứu, đồng thời trình bày phạm vi và cấu trúc của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết: Trình bày về các lý thuyết liên quan đến mạng mặt đất, mạng vệ tinh, mạng lai ghép vệ tinh - mặt đất đa anten kết hợp kỹ thuật NOMA, và các khái niệm về các kênh truyền thông. 2 Chương 3: Nội dung thực hiện: Tập trung vào quá trình mô hình hóa hệ thống, việc phân tích dữ liệu thông qua mô phỏng và xác định xác suất dừng. Chương 4: Mô phỏng và đánh giá: Đánh giá kết quả, so sánh chúng với lý thuyết đã nghiên cứu và mô tả quá trình mô phỏng dữ liệu để xác nhận hiệu suất của hệ thống.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển: Tổng kết kết quả của nghiên cứu, rút ra những kết luận cần thiết và đề xuất những hướng đi mới để phát triển đề tài trong tương lai. MẠNG VỆ TINH 2. Tổng quan Mạng vệ tinh là một hệ thống viễn thông sử dụng các vệ tinh nhân tạo để truyền tải tín hiệu và dữ liệu từ một địa điểm đến một địa điểm khác trên Trái Đất. Các vệ tinh này hoạt động trong không gian và truyền tín hiệu đến các trạm thu phát trên mặt đất hoặc các thiết bị đầu cuối di động.

Hệ thống này cho phép truyền tải thông tin qua khoảng cách xa, đặc biệt là trong những khu vực mà các mạng truyền thông đất liền không thể tiếp cận hoặc không hiệu quả [1]. Đặc điểm của mạng vệ tinh 2. Ưu điểm - Vùng Phủ Sóng Rộng: Hệ thống có khả năng phủ sóng rộng, cho phép truyền thông và kết nối tới các địa điểm xa. - Công Suất Phát Thấp: Thiết bị phát sóng chỉ cần một lượng công suất nhỏ để hoạt động, giúp tiết kiệm năng lượng và tài nguyên.

- Lắp Đặt Linh Hoạt: Hệ thống có khả năng lắp đặt hoặc di chuyển một cách nhanh chóng, giúp cung cấp kết nối truyền thông linh hoạt theo nhu cầu. - Dịch Vụ Đa Dạng: Hệ thống này cung cấp nhiều dịch vụ, bao gồm viễn thông thoại, truyền hình ảnh, và nghiên cứu về khí tượng. - Ổn Định Trong Môi Trường: Thông tin từ vệ tinh thường rất ổn định và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh, giúp đảm bảo tính tin cậy của kết nối. - Sử Dụng Năng Lượng Mặt Trời: Hệ thống có khả năng sử dụng nguồn năng lượng từ mặt trời, giúp tiết kiệm năng lượng và hạn chế tác động đến môi trường.

Nhược điểm - Chi Phí Ban Đầu: Lắp đặt một hệ thống vệ tinh có thể yêu cầu chi phí ban đầu đáng kể, bao gồm việc mua sắm và cài đặt thiết bị. - Dễ Bị Can Thiệp: Một số hệ thống vệ tinh có thể dễ bị can thiệp hoặc làm gián đoạn kết nối từ các nguồn bên ngoài. - Phụ Thuộc vào môi trường: Thời tiết trở nên thất thường như tình trạng mưa lớn hoặc tình trạng mây đen có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. 4 - Khả Năng Quản Lý: Quản lý và duy trì hệ thống vệ tinh đòi hỏi kiến thức và kỹ năng đặc biệt, và cần có nguồn nhân lực phù hợp.

Quỹ đạo hoạt động Chia các quỹ đạo vệ tinh thành bốn khu vực khác nhau dựa trên độ cao của chúng là một phân chia thông thường trong ngành viễn thông vệ tinh. Dưới đây là các khu vực này và mô tả ngắn gọn của chúng thông qua Hình 2. Các dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh - GSO: Quỹ đạo Trái đất Địa tĩnh. Vệ tinh ở quỹ đạo này có độ cao xấp xỉ 35,786 km và quay vòng Trái đất với tốc độ giống với vòng quay Trái đất.

Do đó, chúng xuất hiện tĩnh trên bầu trời từ một vị trí cố định và thường được dùng cho các dịch vụ viễn thông, truyền hình, và viễn thông vệ tinh liên quan đến định vị. - HEO: Quỹ đạo Trái đất Tầm cao. Vệ tinh sát ở quỹ đạo này có độ cao biến đổi, thường cao hơn và thấp hơn so với GEO. Chúng được sử dụng cho mục đích cụ thể như định vị toàn cầu và truyền thông tầm cao.

- MEO: Quỹ đạo Trái đất Tầm trung. Vệ sinh ở quỹ đạo này nằm giữa GEO và LEO với độ cao từ khoảng 2,000 km đến 35,786 km. Đây là quỹ đạo được dùng cho hệ thống định vị toàn cầu như GPS và cũng có thể được sử dụng cho dịch vụ viễn thông vệ tinh. - LEO: Quỹ đạo Trái đất Tầm thấp.

Vệ sinh ở quỹ đạo này nằm gần Trái đất, thường có độ cao dưới 2,000 km. Chúng thường di chuyển nhanh quanh Trái đất và 5 được dùng cho các hệ thống viễn thông vệ tinh như Starlink của SpaceX, cũng như cho mục đích nghiên cứu và quan sát Trái đất. Ứng dụng của vệ tinh - GPS: Hệ thống GPS sử dụng một mạng vệ tinh để xác định vị trí và định hướng trên toàn thế giới. - Truyền Hình Vệ Tinh: Vệ tinh truyền hình cung cấp dịch vụ truyền hình và phát sóng trực tiếp đến hàng triệu gia đình trên khắp thế giới.

- Viễn Thông Vệ Tinh: Các vệ tinh viễn thông cung cấp dịch vụ Internet, điện thoại di động và truyền dữ liệu cho các khu vực khó tiếp cận bằng cách sử dụng sóng vệ tinh. - Khí Tượng: Các vệ tinh quan sát Trái đất và thu thập dữ liệu về thời tiết, khí hậu và biến đổi khí hậu. - Truyền Thông Di Động: Vệ tinh di động cung cấp kết nối điện thoại di động và dữ liệu ở những vùng xa xôi và hẻo lánh nơi mạng đất liền không thể đến. - Kết Nối Internet Để Đền Bù Cho Mạng Đất Liền: Trong trường hợp thiên tai hoặc sự cố mạng đất liền, các vệ tinh có thể được triển khai để cung cấp kết nối Internet và truyền thông khẩn cấp.

- Điều Hướng và Lập Bản Đồ: Các ứng dụng lập bản đồ và điều hướng dựa trên dữ liệu từ vệ tinh giúp người dùng lập kế hoạch và xác định vị trí tốt hơn. Thiết bị đầu cuối trạm mặt đất cầm tay: cố định Thiết bị đầu cuối người dùng: Trạm mặt đất Trạm mặt đất Các trạm mặt đất vận chuyển Các trạm mặt đất di động Hình 2. Cấu hình mạng vệ tinh điển hình 6 Cấu hình mạng của một mạng vệ tinh điển hình được minh họa qua Hình 2.2 bao gồm các mạng mặt đất, các vệ tinh với một liên kết giữa các vệ tinh, trạm đất cố định, các trạm đất có thể vận chuyển, các thiết bị đầu cuối cầm tay, các thiết bị đầu cuối di động và các thiết bị đầu cuối người dùng kết nối với các liên kết vệ tinh trực tiếp hoặc thông qua mạng mặt đất [2]. MẠNG MẶT ĐẤT 2.

Tổng quan Mạng mặt đất là một hệ thống truyền thông và viễn thông dựa trên hạ tầng trên mặt đất để truyền tải tín hiệu và dữ liệu giữa các điểm trên Trái Đất. Mạng đất liền bao gồm nhiều phần tử như dây cáp, tòa nhà, thiết bị truyền tải, và các trạm xử lý dữ liệu. Ngoài ra, mạng mặt đất cung cấp dịch vụ thông qua việc truyền tín hiệu giữa trạm gốc và người dùng. Các trạm gốc được xây dựng với nhiều anten để cho phép các thiết bị thu và phát sóng vô tuyến chia sẻ tín hiệu với nhau.

Với các địa điểm tập trung đông, hệ thống mạng mặt đất cho thấy được lợi thế về việc mở rộng băng thông với các kênh thông tin công suất lớn, truyền tải dữ liệu tốc độ cao và độ trễ thấp. Nhưng song song với đó, hệ thống mạng mặt đất dường như cũng không thể đáp ứng toàn diện do phạm vi phủ sóng cũng hạn chế do có nhiều công trình gây nhiễu đường truyền. làm tắc nghẽn khi có nhiều thiết bị kết nối với mạng mặt đất từ đó ảnh hưởng tới chất lượng của việc truyền dữ liệu do nhiều công trình gây nhiễu [3]. Đặc điểm Hệ thống này dựa vào sóng cực ngắn để truyền và nhận tín hiệu, và cần chuyển đổi tín hiệu gốc thành sóng cực ngắn trước khi truyền và ngược lại khi nhận.

Tần số của sóng cực ngắn có thể bị suy giảm khi đi vào tầng điện ly của trái đất, và cả trong môi trường đô thị, nó có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như tòa nhà, cây cối và hạn chế khoảng cách. Để khắc phục hạn chế này và mở rộng phạm vi của hệ thống mạng mặt đất, có thể lắp đặt nhiều trạm lặp. Những trạm lặp này giúp khuếch đại tín hiệu và đảm bảo rằng tín hiệu được truyền đi mà không bị giảm chất lượng.3 mô tả một hệ thống thông tin mạng mặt đất với hai trạm lặp. Mô hình trạm lặp Hệ thống bao gồm các thiết bị cơ bản như bộ ghép kênh (MUX) để kết hợp nhiều tín hiệu vào một tín hiệu duy nhất, phân kênh (DEMUX) để tách tín hiệu ra khỏi tín hiệu kết hợp, bộ điều chế (MOD) để biến đổi tín hiệu thành sóng cực ngắn, giải điều chế (DEMOD) để chuyển đổi sóng cực ngắn thành tín hiệu gốc, bộ trộn tần lên (U/C) để tạo sóng sóng cực ngắn, và bộ trộn tần xuống (D/C) để chuyển đổi tín hiệu từ sóng cực ngắn.

Các trạm lặp (Repeater) được lắp đặt ở các vị trí giữa trạm nguồn và trạm đích để đảm bảo rằng tín hiệu được khuếch đại và không bị tổn thất trong quá trình truyền. Các mạng trên mặt đất sử dụng cả điều chế tương tự và điều chế số để truyền tín hiệu thông tin. Dưới đây là cách hoạt động của chúng: − Hệ Thống Tương Tự: • Tín hiệu thông tin ban đầu được ghép kênh tần số (FDM). Điều này đồng nghĩa với việc nhiều tín hiệu thông tin khác nhau được gán cho các băng tần tần số khác nhau để tránh xung đột.

• Tín hiệu sau khi được ghép kênh tần số sau đó được điều chế theo tần số (FM) hoặc được biến đổi thành sóng radio tần số và trộn lên trước khi được gửi qua các anten RF. − Hệ Thống Kỹ Thuật Số: • Tín hiệu thông tin ban đầu được ghép kênh theo thời gian (TDM). Điều này có nghĩa là các tín hiệu thông tin khác nhau được sắp xếp trong các khe thời gian khác nhau để tránh xung đột. • Tín hiệu sau khi được ghép kênh theo thời gian sau đó được điều chế tần số lên (sử dụng PSK hoặc PM).

• Cuối cùng, tín hiệu được gửi qua các anten RF. 8 Cả hai hệ thống sử dụng anten RF để truyền tín hiệu ra không gian và tới người nhận.