Thiết kế hệ thống tính toán thông tin VSAT

32 39 0
  • Loading ...
Loading...
1/32 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 07/09/2017, 16:49

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Đề tài : Đà Nẵng-2007 Trang chđ NéI DUNG CHÝNH CđA §Ị TµI       Ch¬ng1: ¬ng1: TỉNG QUAN HƯ THèNG TH¤NG TIN VƯ TINH + CÊu h×nh vµ q ®¹o cđa vƯ tinh tinh + §Ỉc Ỉc ®iĨm iĨm cđa th«ng tin vƯ tinh § ® tinh + C¸c ph¬ng ph¸p ®a truy cËp, cËp, ba d¹ng q ®¹o vµ qu¸ qu¸ tr×nh phãng vƯ tinh tinh Ch¬n : TÇN Sè Vµ C¸C §ỈC TÝNH CđA SãNG V¤ TUỸN §IƯN Sư DơNG TRONG TH¤NG TIN VƯ TINH + TÇn sè sư dơng th«ng tin vƯ tinh; tinh; ®êng lªn vµ ® êng xng xng + Ph©n cùc sãng vµ c¸c ®Ỉc ®Ỉc tÝnh suy hao tÇng ®iƯn ®iƯn ly vµ suy hao ma + Suy hao vµ c¸c ngn t¹p ©m ¶nh ¶nh hëng ®Õn ®Õn th«ng tin vƯ tinh tinh + Can nhiƠu gi÷a c¸c hƯ thèng th«ng tin vƯ tinh vµ nhiƠu tõ c¸c ® êng th«ng tin viba Ch¬ng 3: 3: Kü THT TR¹M MỈT §ÊT + CÊu h×nh cđa tr¹m mỈt ®Êt ®Êt vµ c¸c c«ng nghƯ quan träng cđa tr¹m mỈt ®Êt ®Êt + C¸c lo¹i m¸y ph¸t HPA vµ cÊu h×nh dù phßng1:1 cđa nã nã + C¸c lo¹i anten thêng ®ỵc sư dơng th«ng tin vƯ tinh + C¸c hƯ thèng b¸m ®i vƯ tinh Ch¬ng 4: 4: THùC TR¹NG VƯ TINH KHU VùC CH¢U ¸ _TH¸I B×NH D¦¥NG Vµ KH¶ N¡NG PH¸T TRIĨN VƯ TINH VIƯT NAM + Xu híng ph¸t triĨn vƯ tinh Ch©u ¸-TBD vµ c¸c lo¹i h×nh dÞch vơ vƯ tinh trªn thÕ giíi + C¸c vƯ tinh trªn q ®¹o ë vÞ trÝ 103 0§«ng vµ ph©n lo¹i vƯ tinh theo khèi lỵng + B¶ng sè liƯu vµ dù tÝnh th«ng tin; c¸c lo¹i dÞch vơ th«ng tin vƯ tinh ViƯt Nam Ch¬ng 5: 5: TÝNH TO¸N TUỸN TH¤NG TIN VƯ TINH + C¸c c«ng thøc tÝnh cù ly th«ng tin R, gãc ngÈng E vµ gãc ph¬ng vÞ A + C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kÕt nèi tun lªn + C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kÕt nèi tun lªn + C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kÕt nèi tun xng Ch¬ng 6: 6: L¦U §å THT TO¸N, CH¦¥NG TR×NH M¤ PHáNG Vµ TÝNH TO¸N §¦êng trun th«ng tin vƯ tinh + Lu ®å tht to¸n ch¬ng tr×nh chÝnh vµ lu ®å tht to¸n tÝnh R,E,A + Lu ®å tht to¸n tÝnh tun lªn vµ lu ®å tht to¸n tÝnh tun xng + Liªn kÕt víi ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n vµ m« pháng tun th«ng tin vƯ tinh Tho¸t Trang chđ Ch¬ng1 Qu ỹ đạ o Eli p   1200 36.000 Km VƯ tinh q ®¹o thÊp Qu¶ ®Êt  VƯ tinh ®Þa tÜnh Quy õ đạo đòa tónh H×nh VƯ tinh q ®¹o thÊp vµ vƯ tinh ®Þa tÜnh Trang chđ Ch¬ng1 ®Ỉc ®iĨm cđa th«ng tin vƯ tinh Kh¶ n¨ng ®a truy cËp Cã vïng phđ sãng réng TÝnh ỉn ®Þnh cao, chÊt lỵng tèt thÝch hỵp víi th«ng tin b¨ng réng ThÝch hỵp víi th«ng tin di ®éng HiƯu qu¶ kinh tÕ cao th«ng cù ly lín, ®Ỉt biƯt lµ th«ng xuyªn lơc ®Þa, th«ng tin ®êng dµi vµ tin tin Trang chđ Ch¬ng1 C¸c ph¬ng ph¸p ®a truy cËp th«ng tin vƯ tinh M· A Bé ph¸t ®¸p Bé ph¸t ®¸p D Th êi gi an C fA fB fC fD B A N f TDMA FDMA f TÇn sè t CDMA Quỹ đạo trượt AKM Quỹ đạo chê Q ®¹o cùc trßn Q ®¹o elip nghiªng Q ®¹o xÝch ®¹o trßn H×nh Ba q ®¹o c¬ b¶n cđa vƯ tinh Cậ n điể m 200÷ 300Km ViƠ n điể m Quỹ đạo chun tiÕp Q ®¹o chê, q ®¹o chun tiÕp vµ q ®¹o trỵt Trang chđ Ch¬ng2 B¨ng tÇn TÇn sè sư dơng th«ng tin vƯ tinhvµ øng dơng Tªn th«ng dơng §Ỉc tÝnh (6/4)GHz B¨ng C - Phï hỵp nhÊt th«ng tin vƯ tinh - Dïng th«ng tin qc tÕ vµ néi ®Þa (14/12)GHz B¨ng Ku - (30/20)GHz B¨ng Ka BÞ suy hao ma - Sư dơng th«ng tin qc tÕ vµ néi ®Þa BÞ suy hao nhiỊu ma - Sư dơng th«ng tin néi ®Þa lªn vµ ®êng - §êng §êng lªn B¨ng Ka: 30GHz B¨ng Ku: 14GHz B¨ng C : 6GHz Tr¹m ph¸t mỈt ®Êt xng VƯ tinh  §êng xng B¨ng Ka: 20GHz B¨ng Ku: 12GHz B¨ng C : 4GHz Tr¹m thu mỈt ®Êt Trang chđ Ch¬ng2 Sãn gp h© ®ø n cù ng Sã n c g nga ph© nc ng Cọ kh ùc nàng thu Sọng phán cỉûc thàóng Tên hiãûu Sãn g trßn ph© n cù c Khäng cọ kh nàng thu H×nh Sù thu vµ ph¸t sãng ph©n cùc th¼ng 50 H×nh T¹o mét sãng ph©n cùc trßn Suy hao ma 25mm/h Suy hao tÇng ®iƯn ly 10 0.1 Cưa sỉ v« tun 5 10 50sè 10 TÇn (GHz) H×nh 2.3 §Ỉc tÝnh suy hao cđa sãng tÇng ®iƯn ly vµ ma tÇn sè thay ®ỉi Trang chđ Ch¬ng2 Suy hao th«ng tin vƯ tinh: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ Suy hao khäng gian tỉû Ltd Suy hao táưng âäúi lỉu Suy hao táưng âiãûn ly Suy hao thåìi tiãút Suy hao anten ®Ỉt cha ®óng Suy hao ph©n cùc kh«ng ®óng vµ khäng ®èi xøng Suy hao fiâå thu vµ phạt C¸c ngn t¹p ©m ¶nh hëng ®Õn th«ng tin vƯ tinh MỈt trêi MỈt tr¨ng D¶i ng©n hµ T©ng ®iƯn ly VƯ tinh Trêi ma Bóp chÝnh Bóp ngỵc C¸c ngn t¹p ©m chÝnh sau : - NhiƯt t¹p ©m anten TA - NhiƯt t¹p ©m hƯ thèng fi®¬ - NhiƯt t¹p ©m m¸y thu TR Bóp phơ Trang chđ Ch¬ng2 VƯ tinh VƯ tinh Q ®¹o ®Þa tÜnh TÝn hiƯu cđa mmét ®êng th«ng tin viba trªn mỈt ®Êt trén víi tÝn hiƯu ®Çu vµo anten tr¹m vƯ tinh mỈt ®Êt : §êng ®i Q ®¹o ®Þa tÜnh θ Tr¹m mỈt ®Êt θ cđa tÝn hiƯu : §êng ®i cđa tÝn hiƯu can nhiƠu Tr¹m mỈt ®Êt Tr¹m viba mỈt ®Êt Tr¹m viba mỈt ®Êt Tr¹m viba mỈt ®Êt Can nhiƠu tõ ®êng th«ng tin viba lªn hƯ thèng th«ng tin vƯ tinh Mø c Can nhiƠu gi÷a c¸c hƯ thèng th«ng tin vƯ tinh Tr¹m vƯ tinh mỈt ®Êt Møc t¹i ®iĨm lµm viƯc Møc t¹i ®iĨm b·o hßa ®é lïi ®Çu ®é lïi ®Çu vµo §iĨm b·o hoµ møcvµo møc vµo H×nh §Ỉc tÝnh vµo cđa TWT Møc vµo t¹i ®iĨm lµm viƯc Møc vµo t¹i ®iĨm b·o hßa H×nh 2.8 Møc lïi ®Çu vµo vµ lïi ®Çu Trang chđ Ch¬ng3 ThiÕt bÞ anten b¸m ThiÕt bÞ b¸m ®i vƯ tinh M¸y thu t¹p ©m thÊp LNA C«ng nghƯ m¸y thu LNA C«ng nghƯ ®iỊn khiĨn tiÕng déi Bé gi¶i ®iỊu chÕ ThiÕt bÞ ®a truy nhËp Bé dao ®éng HPA C«ng nghƯ m¸y ph¸t HPA Bé khch ®¹i IF Bé dao ®éng HƯ thèng fi®¬ C«ng nghƯ anten Bé ®ỉi tÇn xng ThiÕt bÞ ®a truy cËp, ®iỊu chÕ vµ gi¶i ®iỊu chÕ Bé ®ỉi tÇn lªn Bé khch ®¹i IF M¸y ph¸t c«ng st cao Bé ®iỊu chÕ - HƯ sè t¨ng Ých cao - Bóp phơ nhá - HiƯu st cao §Ỉc tÝnh ph©n cùc tèt §å thÞ híng - §Ỉc tÝnh t¹p Khch ®¹itÝnh c«nghĐp st lín nhá -©m Ng¨n chỈn xuyªn ®iỊu chÕ -§Ỉc tÝnh t¹p ©m thÊp -Ng¨n chỈn xuyªn ®iỊu chÕHƯ sè khch ®¹i lín - H¹n chÕ tiÕng déi trun dÉn - Gi¸m s¸t tiÕng déi - HiƯu qu¶ - §iỊu khiĨn lçi C¸c c«ng nghƯ quan träng ®èi víi tr¹m Trang chđ Ch¬ng4 B¶ng B¶ng sè liƯu vµ dù tÝnh th«ng tin C¬ cÊu sư dơng theo dung lỵng vƯ tinh Ghi chó Th«ng tin ®iƯn tho¹i ≈ 35% M¹ng VSAT, trung kÕ vƯ tinh(2M140Mbit/s) M¹ng sè liƯu ≈ 10% C¸c kh¸ch hµng cã nhu cÇu trun sè liƯu lín Ph¸t thanh, trun h×nh qu¶ng b¸ ≈ 25% §µi THVN, ®µi TNVN Trun h×nh trùc tiÕp ®Õn nhµ kh¸ch hµng DTHC¸c lo¹i h×nh dÞch ≈ 15% §µi THVN, TCT BCVT VN Th«ng tin ChÝnh phđ vơ cã thĨ sư dơng th«ng tin vƯ tinh ViƯt NamCP16 ≈ 5% Internet ViƠn th«ng n«ng th«n Multimedia Hç trỵ c¸p quang M¹ng dïng riªng DÞch vơ lu ®éng DÞch vơ theo yªu cÇu Trun h×nh trùc tiÕp Chun tiÕp ch¬ng tr×nh trun h×nh vµ ph¸t Trang chđ Ch¬ng6 tÝnh cù ly th«ng tin r, gãc ngÈng E vµ gãc ph¬ng vÞ A Tr¹m mỈt ®Êt O E β0 T S N P Re T©m qu¶ ®Êt VƯ tinh P’ P R r §êng xÝch ®¹o S T O B H×nh M« h×nh x¸c ®Þnh gãc ph¬ng vÞ cđa anten H×nh Mét sè tham sè cđa ®êng trun tr¹m mỈt ®Êt + Kho¶ng c¸ch tõ tr¹m mỈt ®Êt ®Õn vƯ tinh ®ỵc x¸c ®Þnh nh sau: R = Re + r − 2.Re r cos β [km] + Gãc ngÈng ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: tgE = cos β − sin β Re r + Gãc ph¬ng vÞ ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: tg∆Le tgA = ( − sin φ ) Trang chđ Ch¬ng6 tÝnh to¸n kÕt nèi tun lªn + HƯ sè khch ®¹i anten ph¸t tr¹m mỈt ®Êt(GTe): 4.π π D  π D   η GTe = =  λu λ  u  Hc tÝnh theo dB: GTe = 10 logη + 20 log D + 20 log f u + 20 log(π / c) + C«ng st ph¸t x¹ ®½ng híng t¬ng ®¬ng cđa tr¹m mỈt ®Êt EIRPe EIRPe = PTe GTe [w] Hc tÝnh theo dB: EIRPe = 10 lg( PTe ) + GTe [dB w] Tỉng suy hao tun lªn ®ỵc qua biĨu thøc sau ®©y: Lu = Lau + L pu + Lmu [dB ]  T¹p ©m hƯ thèng TSYS  C«ng st sãng mang thu ®ỵc ë vƯ tinh TSYS =  L −1 TS + T A  + TR + T0  FTX LFTX  LFTX  C RS = EIRPe − Lu + GRS • C«ng st t¹p ©m m¸y thu vƯ tinh: N S = 10 lg(k ) + 10 lg(TS ) + 10 lg( B) • Tû sè sãng mang trªn t¹p ©m tun lªn:   C   = EIRPe − LU + G RS − LR − LFRX − LPOL − 10.Log (k T S )  N U C    = EIRPe − LU + GRS − LR − LFRX − LPOL − 10.Log (k B.T S )  N U Trang chđ Ch¬ng6 tÝnh to¸n kÕt nèi tun xng + HƯ sè khuch ®¹i anten thu tr¹m mỈt ®Êt:  πD  4.π 4π πD  πDf D   = η  GRe = A.η = η = η   λD λD λ c    D   πDf D   GRe = 10 lg η    = 10 lg(η ) + 20 lg( πDf D ) − 20 lg( c ) c     + Suy hao tun xng (chđ u lµ suy hao LD = gian 20 lg(4tù π Rdo): f D ) − 20 lg(c) kh«ng + HƯ sè phÈm chÊt cđa tr¹m mỈt ®Êt Ge/Te Ge = GRe − LR − LFRX − LPOL − 10 lg(Te ) Te + TØ sè sãng mang trªn t¹p ©m tun xng (C / N ) D = EI RPS + GRe − LR − LFRX − LPOL − LD − 10 lg(kTe B ) (C / N ) D = EI RPS + GRe − LR − LFRX − LPOL − LD − 10 lg(kTe ) Trang chđ CHỈÅNG ỈÏNG DỦNG TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ TUÚN THÄNG TIN VÃÛ TINH VÅÏI VÃÛ TINH VINASAT V TRẢM MÀÛT ÂÁÚT TẢI H NÄÜI • Tênh toạn thiãút kãú tuún cho tè säú cäng sút sọng mang trãn cäng sút tảp ám tuún lãn v tuún xúng âảt u cáưu • Quạ trçnh toạn s âỉåüc chia lm hai pháưn: • Tênh toạn tuún lãn Trang chđ Cạc gi thiãút ban âáưu 1320Âän g • Kinh âäü vãû tinh: • Âỉåìng kênh anten trảm màût âáút: 15m • Hiãûu sút anten trảm màût âáút: 65% • Cäng sút phạt ca trảm màût âáút: 40W • Bàng táưn hoảt âäüng: 6GHz, fD = GHz) • Bàng thäng kãnh truưn: • EIRP ca vãû tinh: bàng C (fU = [dB/0K] 36 [MHz] 40 [dBW] Trang chđ Cạc bỉåïc ca quạ trçnh toạn tuún lãn • Bỉåïc 1: Tênh cäng sút sọng mang âỉa tåïi anten phạt trảm màût âáút PA = PTE − LFTXE = 10 log 40 − = 15,02 [dBW ] • Bỉåïc 2: Tênh EIRP ca trảm màût âáút • Âäü låüi anten phạt ca trảm màût âáút: Âỉåüc bàòng cäng Gthỉïc: = 10 logη + 20 log D + 20 log f + 20,4 TE U GTE = 10 log 0,65 + 10 log 15 + 20 log + 20,4 = 57,613 [dB • EIRP ca trảm màût âáút l: EIRPE = PA + GTE EIRPE = 15,02 + 57,613 = 72,633 ] [dBW Trang chđ • Bỉåïc 3: Tênh suy hao tuún lãn LU = ( Ltd )U + ( LR )U + LTE + LRS + LPOL ( Ltd )U = 20 log 4π + 20 log R + 20 log fU − 20 log c = 20 log 4π + 20 log 36987,2.103 + 20 log 6.109 − 20 log 3.108 = 199,366 [dB] ( LR )U = γ U × LS γ U = 2,1 hR − hS [km] LS = sin θ e θ e = 51,18 hR = + 0,028 = 3,028 [dB/k m] 3,028 − 0,01 LS = = 3,875 sin 51,18 [km] ( LR )U = 2,1× 3,875 = 8,138 [dB] Trang chđ LTE = 0,9dB LRS = 0,9dB LPOL = 0,1dB LU Suy hao tuún lãn l:,366 + 8,138 + 0,9 + 0,9 + 0,1 = 209,404 [dB = 199 ] • Bỉåïc 4: Tênh cäng sút sọng mang nháûn âỉåüc tải âáưu vo mạy thu vãû tinh • Cäng sút sọng mang âỉa tåïi anten thu vãû C =tinh: EIRP − L = 72,633 − 209,404 = −136,771 [dBW RA E U • Cäng sút sọng mang nháûn âỉåüc tải ] anten thu vãû tinh: C R = C RA + GRS GRS = (G / T ) S + 10 log TU Trang chđ Nhiãût tảp ám tuún lãn: T U F 10 = TR + TRS 10 TR = (10 − 1)T0 = (10 − 1)290 = 290 [oK] TRS = 290 TU = TR + TRS = 580 [oK] Tỉì âọ ta cọ [oK] GRS = + log 580 = 28,63 [dB] C R = −136,771 + 28,63 = −108,141 • Cäng sút nháûn âỉåüc tải âáưu vo mạy thu vãû tinh: [dBW ] C RS = C R − LFRXS = −108,141 − 0,5 = −108,641 [dBW ] Trang chđ • Bỉåïc 5: Tênh tè säú cäng sút sọng mang trãn cäng sút tảp ám tuún lãn (C / N )U = C RS − NU NU = 10 log k + 10 log TU + 10 log B = −228,6 + 10 log 580 + 10 log 36.10 = −125,4 [dBW Do âọ ] (C / N )U = −108,641 + 125,4 = 16,759 [dB] Trang chđ Cạc bỉåïc ca quạ trçnh tuún xúng  Bỉåïc 1:toạn Tênh suy hao tuún L xúng = (L ) D td D + ( LR ) D + LTS + LRE + LPOL Trong âọ ( Ltd ) D = 20 log 4π + 20 log R + 20 log f D − 20 log c = 20 log 4π + 20 log 36987,2.103 + 20 log 4.109 − 20 log 3.108 = 195,843 [dB] ( LR ) D = γ D × LS LS = 3,875 [km] γ D = 0,225 [dB/km] ( LR ) D = γ D × LS = 0,225 × 3,875 = 0,872 [dB] Trang chđ LTS = LRE = 0,9dB LPOL = 0,1dB Do âọ LD = 195,843 + 0,872 + 0,9 + 0,9 + 0,1 = 198,615 [dB]  Bỉåïc 2: Tênh cäng sút sọng mang nháûn âỉåüc tải âáưu vo mạy thu trảm màût âáút • Cäng sút sọng mang âỉa tåïi anten thu trảm C RAE =màût EIRPSâáút: − LD = 40 − 198,615 = −158,615 [dBW ] • Cäng sút sọng mang nháûn âỉåüc tải anten thu trảm màût âáút: C R = C RAE + GRE Trang chđ Âäü låüi anten thu ca trảm màût âáút: GRE = 10 log η + 20 log D + 20 log f D + 20,4 = 10 log 0,65 + 10 log 15 + 20 log + 20,4 = 54,09 [dB] C R = −158,615 + 54,09 = −104,525 [dBW Do âọ ] • Cäng sút sọng mang nháûn âỉåüc tải mạy thu trảm màût âáút C RE = C R − LFRXE = −104,525 − 0,1 = −105,525 [dB]  Bỉåïc 3: Tênh tè säú cäng sút sọng mang trãn cäng sút tảp ám tuún xúng (C / N ) D = C RE − N sys (C / N ) D = −105,527 + 128,337 = 22,81[dB] Trang chđ Lu ®å tht to¸n ch¬ng tr×nh chÝnh START NhËp c¸c th«ng sè: kinh ®é vµ vÜ ®é Tr¹m mỈt ®Êt; kinh ®é vƯ tinh; R e, r TÝnh cù ly th«ng tin R vµ gãc nh×n (E,A) NhËp c¸c thèng sè tun lªn: fU, D, PTe, B, η, GRS vµ c¸c lo¹i suy hao Thay ®ỉi PTe, D TÝnh c¸c th«ng sè tun lªn Kh«ng ®¹t So s¸nh chØ tiªu chÊt lỵng: (C/N)U>=(C/N)Ucho phÐp=20dB §¹t NhËp c¸c th«ng sè tun xng :fd, D, EIRPS, B, η, Grs (fd=fu-2) vµ c¸c lo¹i suy hao TÝnh c¸c th«ng sè tun xng So s¸nh chØ tiªu chÊt lỵng: (C/N)D>=(C/N)D cho phÐp=15dB Thay ®ỉi ® êng kÝnh D Kh«ng ®¹t §¹t END Trang chđ ... TH¤NG TIN VƯ TINH + CÊu h×nh vµ q ®¹o cđa vƯ tinh tinh + §Ỉc Ỉc ®iĨm iĨm cđa th«ng tin vƯ tinh § ® tinh + C¸c ph¬ng ph¸p ®a truy cËp, cËp, ba d¹ng q ®¹o vµ qu¸ qu¸ tr×nh phãng vƯ tinh tinh Ch¬n... b¸m ®i vƯ tinh B¸m ®i vƯ tinh b»ng xung ®¬n B¸m ®i vƯ tinh theo tõng nÊc B¸m ®i vƯ tinh theo ch ¬ng tr×nh B¸m ®i vƯ tinh kiĨu Trang chđ Ch¬ng3 C¸c hƯ thèng b¸m ®i vƯ tinh B¸m ®i vƯ tinh b»ng... dơng th«ng tin vƯ tinh + C¸c hƯ thèng b¸m ®i vƯ tinh Ch¬ng 4: 4: THùC TR¹NG VƯ TINH KHU VùC CH¢U ¸ _TH¸I B×NH D¦¥NG Vµ KH¶ N¡NG PH¸T TRIĨN VƯ TINH VIƯT NAM + Xu híng ph¸t triĨn vƯ tinh Ch©u ¸-TBD
- Xem thêm -

Xem thêm: Thiết kế hệ thống tính toán thông tin VSAT , Thiết kế hệ thống tính toán thông tin VSAT , Thiết kế hệ thống tính toán thông tin VSAT

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay
Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập