Đang tải... (xem toàn văn)
Kênh vô tuyến và mô hình kênh vô tuyến Chất lượng của hệ thống thông tin phụ thuộc vào nhiều kênh truyền, nơi mà tín hiệu được truyền đi từ máy phát đến máy thu Không giống như kênh truyền hữu tuyến l.
Kênh vơ tuyến mơ hình kênh vơ tuyến Chất lượng hệ thống thông tin phụ thuộc vào nhiều kênh truyền, nơi mà tín hiệu truyền từ máy phát đến máy thu Không giống kênh truyền hữu tuyến ổn định dự đốn được, kênh truyền vơ tuyến hồn tồn ngẫu nhiên khơng dễ dàng việc phân tích Tín hiệu phát qua kênh truyền vô tuyến, bị cản trở tòa nhà, núi non, cối… bị phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ tượng gọi chung fading Và kết máy thu, ta thu nhiều phiên khác tín hiệu phát ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống thơng tin vơ tuyến Do nắm vững đặc tính kênh truyền vơ tuyến yêu cầu để chọn lựa thích hợp cấu trúc hệ thống, kích thước thành phần thông số tối ưu hệ thống Thiết bị hệ thống truyền dẫn vơ tuyến Cấu hình hệ thống truyền dẫn vô tuyến - Sơ đồ khối tổng quát hệ thống thu phát vô tuyến - Chức thành phần sơ đồ khối Để thực tổ chức thực thông tin đường vô tuyến, đầu phát cần có thiết bị phát, đầu thu cần có thiết bị thu Thơng thường việc tổ chức thông tin theo chiều, đầu cần phải có thiết bị phát thiết bị thu Sơ đồ tổng quát hệ thống thông tin vơ tuyến hình -Thiết bị phát tập hợp phương tiện kỹ thuật, nằm nguồn tín hiệu điện sơ cấp mơi trường truyền sóng -Thiết bị thu tập hợp phương tiện kỹ thuật, nằm mơi trường truyền sóng nguồn tiêu thụ tín hiệu điện sơ cấp -Thiết bị phát bao gồm máy phát hệ thống anten - phiđơ Máy phát thực ba chức bản: + Biến đổi tín hiệu điện sơ cấp thành dạng tín hiệu cao tần phù hợp với dải tần số công tác hệ thống + Tạo dải tần công tác với số lượng tần số công tác, độ ổn định tần số độ xác tần số cho trước + Tạo công suất cao tần yêu cầu từ nguồn lượng chỗ Khi tính tốn cơng suất phải tính đến cự ly liên lạc yêu cầu, hiệu anten phát thu dùng, phương pháp tiến hành liên lạc +Máy phát thường gồm kích thích, khuếch đại cơng suất thiết bị phối hợp anten Bộ kích thích thực biến đổi tín hiệu sơ cấp thành tín hiệu cao tần sơ cấp (tín hiệu vơ tuyến), tổng hợp mạng tần số cơng tác dải tần cho, sau chuyển tín hiệu vơ tuyến sơ cấp chọn lên tần số công tác Bộ khuếch đại công suất bảo đảm khuếch đại tín hiệu cao tần lên đủ mức cần thiết, thường gồm nhiều tầng mắc nối tiếp Thiết bị phối hợp bảo đảm phối hợp máy phát với thiết bị anten mặt trở kháng để anten xạ công suất cực đại, biến lượng điện thành lượng sóng điện từ -Thiết bị thu bao gồm hệ thống anten phiđơ máy thu +Máy thu gồm có tuyến thu chung tuyến thu riêng Anten thu nhận lượng sóng điện từ nhờ phi đưa tới lối vào máy thu Trong máy thu dạng tín hiệu xử lý theo nguyên tắc Rộng - Hạn chế - Hẹp - Hạn chế cho phép nâng cao độ chọn lọc, độ nhạy dạng tín hiệu Tuyến thu chung đóng vai trị Rộng - Hạn chế, tín hiệu có ích khuếch đại, lọc dải rộng biến đổi thành tín hiệu điện tần số trung gian Tuyến thu riêng đóng vai trị Hẹp - Hạn chế, dạng tín hiệu phân chia thành tuyến riêng biệt tiếp tục khuếch đại, lọc dải hẹp biến đổi thành tín hiệu sơ cấp đưa dạng cần thiết cho hoạt động thiết bị đầu cuối Nguồn tin tín hiệu dạng tương tự số Trong thông tin vô tuyến ta hay gặp dạng thiết bị thu - phát kết hợp (thường gọi máy thu phát) máy phát máy thu chung vỏ (tùy trường hợp có số phận dùng chung anten, mạch máy phát kiêm mạch vào máy thu, dao động chủ sóng máy phát kiêm dao động ngoại sai máy thu - tổng hợp tần số, lọc tuyến tần số ) Các phần tử nối ghép máy thu máy phát với anten: thiết bị anten-phiđơ Các đặc tính kĩ thuật hệ thống thông tin vô tuyến: - Ngẫu nhiên hóa - Khơi phục sóng mang +Điều chế biên độ (hay gọi điều biên, tiếng Anh: Amplitude Modulation, viết tắt "AM") kỹ thuật sử dụng điện tử viễn thông, phổ biến dùng để truyền thơng tin qua sóng mang vơ tuyến Kỹ thuật thay đổi biên độ tín hiệu sóng mang theo biên độ tín hiệu thơng tin cần gửi đi, hay nói cách khác điều chế sóng mang biên độ theo tín hiệu mang tin Ví dụ, thay đổi cường độ tín hiệu dùng để phản ánh âm tái tạo lại người nói, để xác định độ chói điểm ảnh truyền hình (Trái ngược với điều biên điều tần, thường sử dụng để truyền âm thanh, tần số truyền thay đổi; điều pha thường sử dụng điều khiển từ xa, pha tín hiệu sóng mang thay đổi) - Khơi phục định thời +Điều chế tần số (hay biến điệu tần số, tiếng Anh: Frequency modulation viết tắt "FM") áp dụng kỹ thuật vô tuyến điện kỹ thuật xử lý tín hiệu Người ta truyền thơng tin sóng mang cao tần hai cách Thay đổi tần số sóng mang theo tín hiệu cần truyền, biên độ sóng mang cao tần khơng thay đổi, kỹ thuật điều chế tần số Và điều chế biên độ sóng mang theo tín hiệu cần truyền mà tần số sóng mang giữ ngun Ngồi cịn nhiều phương pháp điều chế khác, điều chế pha, điều chế mạch xung, điều chế biên mã, điều chế đơn biên - Các cân tín hiệu: +Bộ Equalizer thiết bị âm có khả tăng / cắt lượng (biên độ) dải tần số định cách sử dụng nhiều mạch lọc Có nhiều loại EQ khác sử dụng ứng dụng khác ngày nay, bản, tất chúng có chức tương tự Graphic EQ +Bộ cân graphic cấu hình để cung cấp cho bạn hình đồ họa cài đặt EQ Nhiều năm trước, Equalizer dựa núm xoay Khi đơn vị bắt đầu EQ 15, 30 chí 45 băng tần (tần số), thật khó để nhìn thấy diễn nháy mắt Do đó, Equalizer phát triển sử dụng trượt thay núm nhanh chóng kỹ sư âm ưa chuộng thuận tiện sử dụng Các kỹ sư thích cách dễ dàng nhìn thấy đường cong EQ tổng thể nháy mắt, họ thích sử dụng trượt núm Parametric EQ +Trong Equalizer parametric, số tham số kiểm soát lọc khác áp dụng cho tần số âm Bộ Equalizer parametric sử dụng rộng rãi tình cần kiểm sốt tốt tín hiệu âm Để cân Equalizer parametric, phải có quyền kiểm sốt mức tăng, Q (băng thông tần số tăng / cắt) tần số Trong hầu hết trường hợp, điều khiển nằm chiết áp quay Một số Equalizer khơng có điều khiển Q số Chúng gọi cân bán tham số (Equalizer semo-parametric) - Các trộn: Các trộn sóng có chức trộn sóng thu đài phát (ft)với sóng cao tần (fd) để đảm bảo chất lượng đầu mã hóa đồng điệu với nội dung cần đưa Khai thác bảo dưỡng quản lý hệ thống vô tuyến Một số thiết bị truyền dẫn vô tuyến thực tế Các loại thiết bị vô tuyến -Thiết bị vô tuyến đa dạng chủng loại, tùy thuộc theo chức năng, yêu cầu sử dụng, cấu trúc thiết bị thiết kế nhà sản xuất khác Với tín hiệu cần truyền khác nhau, điều chế/ mã hóa giải điều chế/giải mã khác dẫn đến có nhiều loại thiết bị vơ tuyến khác Ví dụ thiết bị vơ tuyến xạ xung vô tuyến trực tiếp, thiết bị vô tuyến điều biên, điều pha, điều tần -Ngoài yêu cầu sử dụng, dạng cấu trúc an ten, cơng suất phát khác góp phần tạo phong phú thiết bị vơ tuyến Chính phong phú dẫn đến phức tạp việc phân loại, quản lý, tiêu chuẩn hóa thiết bị vô tuyến -Một số loại thiết bị vô tuyến thường gặp thị trường điện tử viễn thông tin học gồm: +Thiết bị thông tin vô tuyến công suất lớn, Thiết bị vô tuyến cố định; Thiết bị thông tin di động tế bào số; Thiết bị thông tin vô tuyến mặt đất; Thiết bị thông tin vệ tinh cố định, di động mặt đất; Thiết bị thông tin vô tuyến định vị, dẫn đường; Thiết bị thông tin vô tuyến hàng không; Thiết bị thông tin vô tuyến hàng hải; Thiết bị vơ tuyến thơng tin, an tồn cứu nạn hàng hải; Thiết bị vô tuyến điện tử dân dụng; Thiết bị thu phát hình, phát quảng bá; Thiết bị vô tuyến dùng y học, khoa học, thăm dò vũ trụ ; Thiết bị đa, phát xung trực tiếp; Thiết bị công nghệ tin học v.v Định nghĩa vệ tinh : vệ tinh nhân tạo người đặt lên quỹ đạo xác định , cho phép thực hiên vũ trụ làm nhiệm vụ mà làm trái đất tốn khó khăn ứng dụng vệ tinh -vệ tinh viễn thông : inmarsat Iridium , thurayce, návstar ( gps , vinasat, truyền thoại - vệ tinh quan trắc mặt đất : metosat ( quan sát 200triu km2 , độ phân giải 1km) lập đồ theo giõi ,quy hoạc tài nguyên , đô thị , dự báo thời tiết - vệ tinh nghiên cứu khoa học : đặc trưng đất đai , thảm thực vật , tầng ozon - vệ tinh quân ; thông tin liên lạc , trinh sát Câu 1: Cấu trúc tổng quát HTTTVT? Vẽ sơ đồ khối trình bày ưu nhược điểm, chức thành phần? Tổng quan HTTTVT *Vệ tinh bao gồm: - Tải: trang thiết bị, linh kiện thu phát, xử lý, tín hiệu thơng tin (hay gồm hệ thống anten thu ohast, tất thiết bị điện tử phục vụ cho việc truyền dẫn xử lý tín hiệu) - Nền: khung, vỏ, thiết bị phụ trợ giúp thiết bị hoạt động - Sau phóng vào vũ trụ, vệ tinh trở thành hệ thống thơng tin ngồi trái đất Nó có nhiệm vụ thu tín hiệu dạng sóng vô tuyến từ trạm trái đất gửi lên, khuếch đại phát trở cho trạm khác Quỹ đạo vệ tinh có loại bản: + Quỹ đạo tròn + Quỹ đạo elip + Quỹ đạo địa tĩnh - Ưu điểm + có khả đa truy nhập + vùng phủ sóng, cần vệ tinh địa tĩnh can phủ sóng tồn cầu + ứng dụng thơng tin di động nhiều loại hình dịch vụ khác + thích hợp với dịch vụ truyền hình (vệ tinh địa tĩnh) + hiệu kinh tế cao thông tin cư li lớn, đặc biệt thông tin xuyên lục địa + dung lượng thông tin lớn, độ tin cậy chất lượng thông tin cao - Nhược: + vốn đầu tư ban đầu cao + thời gian làm việc tương đối ngắn (7-10 năm) + có số giới hạn sử dụng: quỹ đạo, phân chia tần số + phụ thuộc vào thiết bị phóng - Chức : - Trạm mặt đất phát: + xử lý tín hiệu trực tiếp từ thiết bị người dùng thông qua mạng mặt đất + đổi tên thành sóng mang + phát lên với tần số phù hợp - Trạm mặt đất thu: + thu tín hiệu sóng mang từ vệ tinh xuống + chuyển sóng mang xuống băng sở + xử lý + cung cấp lại cho người dùng Câu 2: Vẽ sơ đồ khối trình bày chức khối phát đáp vệ tinh? * Bộ phát đáp vệ tinh: tổ hợp máy phát máy thu dải tần số qua vệ tinh, tần nhiều tần phát - phát đáp đặt vệ tinh để thu tín hiệu từ tuyến lên, biến đổi tần số KĐCS truyền trở lại theo tuyến xuống Câu 3: Thế vệ tinh địa tĩnh? Đkiện để trở thành vệ tinh địa tĩnh? - Vệ tinh địa tĩnh vệ tinh đứng yên tương đối so với điểm xác định trái đất - Điều kiện: + quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh phải nằm mặt phẳng xích đạo có quỹ đạo trịn + có vùng vận tốc góc ( chu kì quay ) trái đất = 23h56’ 4,1 + chuyển động hướng với trái đất Câu 4: so sánh ưu nhược điểm Ku ,C, Ka Band C Band Ku Band Ka -ưu: - chịu ảnh hưởng thời - băng thông lớn - băng thông lớn tiết - thiết bị khơng có sẵn - khơng can nhiễu sóng - thiết bị có sẵn viba -nhược: - băng thơng hẹp - chịu ảnh hưởng thời tiết - chịu ảnh hưởng thời tiết - dễ bị can nhiễu - nhiều cịn chịu ảnh hưởng - thiết bị lớn, phức tạp sóng viba sóng viba Câu 5: Các giải tần làm việc HTTTVT? Trong giải tần Ka ( Ku) tần số tuyến lên tuyến xuống phân định ntn? Giải thích sở phân định đó? Why lên cao xuống? Dải tần (GHz) 0,1 - 0,3 0,3 – 1–2 2–4 4–8 – 12 12 – 18 18 – 27 27 – 40 40 – 75 75 – 110 110 – 300 300 – 3000 Loss= 20log( Ký hiệu VHF UHF L S C X Ku K Ka V W Mm µm dải tần C - tuyến lên: 5,925GHz – 6,425GHz - tuyến xuống: 3,7GHz – 4,2GHz dải tần Ku - tuyến lên : 14GHz – 14,5GHz - tuyến xuống: 11,7GHz – 12,2GHz nhằm tránh tần số tăng giảm giống nhau, giống gây can nhiễu cho F1 > F2 (uplink > downlink) vì: suy hao TTVT yes suy hao môi trường truyền dẫn, xác định CT : πdd f ) với d không đổi, ta nhận thấy f tăng suy hao Loss tăng Để đảm bảo đầu c thu thu tín hiệu sóng mang máy thu phải có cơng suất lớn để nhạy thu Vì vậy, f tăng ,Loss tăng máy phát phải có cơng suất tăng để bù vào phần suy hao trình truyền dẫn hệ thống lớn, nguồn ni mạch, mà tiêu chí vệ tinh phải có kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm lượng, trạm mặt đất không giới hạn kích thước nguồn cấp Nên để đơn giản việc xây dựng hệ thống, người ta thường chọn tần số tuyến lên F1 lớn tần số tuyến F2 Câu 6: khái niệm góc ngẫng, góc phương vị? vẽ để thể góc đó? - Góc phẳng: góc hợp đường + tia nối từ trạm mặt đất đến trạm vệ tinh + tia tiếp tuyến với mặt đất điểm đặt trạm - Góc phương vị: góc đo hệ thống định vị cầu Như hình bên, góc phương vị góc vector bắc ảnh chiếu vng góc ngơi xuống đường chân trời + tia nối từ trạm thu thẳng lên phương bắc + tia nối từ trạm thu đến hình chiếu vệ tinh lên mặt đất Câu 7: Định luật Newton, keppler Định luật kepplet thứ : tâm trái đất nằm tiêu điểm quỹ đao elip ( f f’ ) Điểm xa quỹ đạo so với tâm trái đất nằm phía tiêu điểm thứ 2, gọi viễn điểm Chiều cao vệ tinh điện tĩnh so với trái đất 35.768km Định luật kepplet thứ I ; e = rmax - rmin rmax+ rmin ... học gồm: +Thiết bị thông tin vô tuyến công suất lớn, Thiết bị vô tuyến cố định; Thiết bị thông tin di động tế bào số; Thiết bị thông tin vô tuyến mặt đất; Thiết bị thông tin vệ tinh cố định, di... Thiết bị thông tin vô tuyến định vị, dẫn đường; Thiết bị thông tin vô tuyến hàng không; Thiết bị thông tin vô tuyến hàng hải; Thiết bị vơ tuyến thơng tin, an tồn cứu nạn hàng hải; Thiết bị vô tuyến. .. qua vệ tinh, tần nhiều tần phát - phát đáp đặt vệ tinh để thu tín hiệu từ tuyến lên, biến đổi tần số KĐCS truyền trở lại theo tuyến xuống Câu 3: Thế vệ tinh địa tĩnh? Đkiện để trở thành vệ tinh