Đồ án Thiết kế hệ thống tính toán thông tin Vsat Ipstar

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đề tài: Đà Nẵng-2007 NéI DUNG CHÝNH CñA §Ò TµI Ch­¬ng1: TæNG QUAN HÖ THèNG TH¤NG TIN VÖ TINH. + CÊu h×nh vµ quü ®¹o cña vÖ tinh. + §Æc ®iÓm cña th«ng tin vÖ tinh. + C¸c ph­¬ng ph¸p ®a truy cËp, ba d¹ng quü ®¹o vµ qu¸ tr×nh phãng vÖ tinh. Ch­¬n 2 : TÇN Sè Vµ C¸C §ÆC TÝNH CñA SãNG V¤ TUYÕN §IÖN Sö DôNG TRONG TH¤NG TIN VÖ TINH. + TÇn sè sö dông trong th«ng tin vÖ tinh; ®­êng lªn vµ ®­êng xuèng. + Ph©n cùc sãng vµ c¸c ®Æc tÝnh suy hao do tÇng ®iÖn ly vµ suy hao do m­a. + Suy hao vµ c¸c nguån t¹p ©m ¶nh h­ëng ®Õn th«ng tin vÖ tinh. + Can nhiÔu gi÷a c¸c hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh vµ nhiÔu tõ c¸c ®­êng th«ng tin viba Ch­¬ng 3: Kü THUËT TR¹M MÆT §ÊT. + CÊu h×nh cña tr¹m mÆt ®Êt vµ c¸c c«ng nghÖ quan träng cña tr¹m mÆt ®Êt. + C¸c lo¹i m¸y ph¸t HPA vµ cÊu h×nh dù phßng1:1 cña nã. + C¸c lo¹i anten th­êng ®­îc sö dông trong th«ng tin vÖ tinh. + C¸c hÖ thèng b¸m ®uæi vÖ tinh. Ch­¬ng 4: THùC TR¹NG VÖ TINH KHU VùC CH¢U ¸ _TH¸I B×NH D¦¥NG Vµ KH¶ N¡NG PH¸T TRIÓN VÖ TINH VIÖT NAM. + Xu h­íng ph¸t triÓn vÖ tinh Ch©u ¸-TBD vµ c¸c lo¹i h×nh dÞch vô vÖ tinh trªn thÕ giíi. + C¸c vÖ tinh trªn quü ®¹o ë vÞ trÝ 1030§«ng vµ ph©n lo¹i vÖ tinh theo khèi l­îng + B¶ng sè liÖu vµ dù tÝnh th«ng tin; c¸c lo¹i dÞch vô trong th«ng tin vÖ tinh ViÖt Nam. Ch­¬ng 5: TÝNH TO¸N TUYÕN TH¤NG TIN VÖ 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 tuyÕn lªn + C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kÕt nèi tuyÕn lªn + C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n kÕt nèi tuyÕn xuèng Ch­¬ng 6: L¦U §å THUËT TO¸N, CH¦¥NG TR×NH M¤ PHáNG Vµ TÝNH TO¸N §¦êng truyÒn th«ng tin vÖ tinh. + L­u ®å thuËt to¸n ch­¬ng tr×nh chÝnh vµ l­u ®å thuËt to¸n tÝnh R,E,A. + L­u ®å thuËt to¸n tÝnh tuyÕn lªn vµ l­u ®å thuËt to¸n tÝnh tuyÕn xuèng. + Liªn kÕt víi ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n vµ m« pháng tuyÕn th«ng tin vÖ tinh. Tho¸t Ch­¬ng1 ®Æc ®iÓm cña th«ng tin vÖ tinh Kh¶ n¨ng ®a truy cËp. Cã vïng phñ sãng réng. TÝnh æn ®Þnh cao, chÊt l­îng tèt vµ thÝch hîp víi th«ng tin b¨ng réng. ThÝch hîp víi th«ng tin di ®éng. HiÖu qu¶ kinh tÕ cao trong th«ng tin cù ly lín, ®Æt biÖt lµ trong th«ng tin xuyªn lôc ®Þa, th«ng tin ®­êng dµi. Ch­¬ng1 Ch­¬ng1 C¸c ph­¬ng ph¸p ®a truy cËp trong th«ng tin vÖ tinh TÇn sè sö dông trong th«ng tin vÖ tinh B¨ng Ka: 30GHz B¨ng Ku: 14GHz B¨ng C : 6GHz B¨ng Ka: 20GHz B¨ng Ku: 12GHz B¨ng C : 4GHz §­êng xuèng §­êng lªn §­êng lªn vµ ®­êng xuèng Ch­¬ng2 Ch­¬ng2 Suy hao trong th«ng tin vÖ tinh: Bóp ng­îc Bóp phô C¸c nguån t¹p ©m ¶nh h­ëng ®Õn th«ng tin vÖ tinh C¸c nguån t¹p ©m chÝnh sau : - NhiÖt t¹p ©m anten TA NhiÖt t¹p ©m do hÖ thèng fi®¬. NhiÖt t¹p ©m m¸y thu TR Ch­¬ng2 Suy hao trong khäng gian tæû do Ltd Suy hao do táöng âäúi læu Suy hao do táöng âiãûn ly Suy hao do thåìi tiãút Suy hao do anten ®Æt ch­a ®óng. Suy hao do ph©n cùc kh«ng ®óng vµ khäng ®èi xøng. Suy hao do fiâå thu vµ phaït Ch­¬ng2 Ch­¬ng3 Ch­¬ng3 H×nh 3.9. Anten parabon lÖch vµ anten Gregorian Ch­¬ng3 C¸c lo¹i anten th­êng ®­îc sö dông trong th«ng tin vÖ tinh, ®ã lµ: + Anten Parapol: §©y lµ lo¹i anten cã cÊu tróc ®¬n gi¶n nhÊt vµ gi¸ thµnh thÊp nhÊt. Nã ®­îc dïng chñ yÕu ë c¸c tr¹m chØ thu (kh«ng ph¸t) vµ c¸c tr¹m nhá ®Æc biÖt cã dung l­îng thÊp. + Anten Cassegrain: Lµ lo¹i anten cã thªm mét g­¬ng ph¶n x¹ phô vµo g­¬ng ph¶n x¹ chÝnh, hÖ sè t¨ng Ých cña anten ®­îc n©ng cao vµ ®Æc tÝnh bóp phô còng ®­îc c¶i thiÖn chót Ýt. Anten lÖch (bï): Anten lÖch cã bé phËn fi®¬, g­¬ng ph¶n x¹ phô ®­îc ®Æt ë vÞ trÝ lÖch mét Ýt so víi h­íng trôc cña g­¬ng ph¶n x¹ ®Ó c¸c bé phËn fi®¬ vµ g­¬ng ph¶n x¹ nhá kh«ng chÆn ®­êng ®i cña sãng. B¶ng. C¸c vÖ tinh trong khu vùc Ch©u ¸-Th¸i B×nh D­¬ng vµ c¸c bé ph¸t ®¸p. C¸c xu h­íng ph¸t triÓn chñ yÕu cña th«ng tin vÖ tinh ë Ch©u ¸-Th¸i B×nh D­¬ng. B¶ng. Ph©n bè dÞch vô cho c¸c lo¹i h×nh vÖ tinh hiÖn t¹i trªn thÕ giíi Ch­¬ng4 B¶ng. C¸c vÖ tinh ®· vµ ®ang ®¨ng ký trªn quü ®¹o ë vÞ trÝ 1030§ Ch­¬ng4 B¶ng. Ph©n lo¹i vÖ tinh theo khèi l­îng C¸c hÖ thèng b¸m ®uæi vÖ tinh 1. B¸m ®uæi vÖ tinh b»ng xung ®¬n. 2. B¸m ®uæi vÖ tinh theo tõng nÊc. 3. B¸m ®uæi vÖ tinh theo ch­¬ng tr×nh. 4. B¸m ®uæi vÖ tinh kiÓu nh©n c«ng Ch­¬ng3 C¸c hÖ thèng b¸m ®uæi vÖ tinh 1. B¸m ®uæi vÖ tinh b»ng xung ®¬n. Ch­¬ng3 C¸c hÖ thèng b¸m ®uæi vÖ tinh 2. B¸m ®uæi vÖ tinh theo tõng nÊc. Ch­¬ng3 B¶ng. B¶ng sè liÖu vµ dù tÝnh th«ng tin. Ch­¬ng4 C¸c lo¹i h×nh dÞch vô cã thÓ sö dông trong th«ng tin vÖ tinh ViÖt Nam Internet. ViÔn th«ng n«ng th«n. Multimedia. Hç trî c¸p quang. M¹ng dïng riªng. DÞch vô l­u ®éng. DÞch vô theo yªu cÇu. TruyÒn h×nh trùc tiÕp. ChuyÓn tiÕp ch­¬ng tr×nh truyÒn h×nh vµ ph¸t thanh. + Kho¶ng c¸ch tõ tr¹m mÆt ®Êt ®Õn vÖ tinh ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: [km] + Gãc ngÈng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: H×nh. Mét sè tham sè cña ®­êng truyÒn tr¹m mÆt ®Êt + Gãc ph­¬ng vÞ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Ch­¬ng6 tÝnh cù ly th«ng tin r, gãc ngÈng E vµ gãc ph­¬ng vÞ A tÝnh to¸n kÕt nèi tuyÕn lªn + HÖ sè khuÕch ®¹i anten ph¸t tr¹m mÆt ®Êt(GTe): HoÆc tÝnh theo dB: + C«ng suÊt ph¸t x¹ ®½ng h­íng t­¬ng ®­¬ng cña tr¹m mÆt ®Êt EIRPe [w] HoÆc tÝnh theo dB: [dBw] Tæng suy hao tuyÕn lªn ®­îc qua biÓu thøc sau ®©y: Ch­¬ng6 T¹p ©m hÖ thèng TSYS. C«ng suÊt sãng mang thu ®­îc ë vÖ tinh C«ng suÊt t¹p ©m m¸y thu vÖ tinh: Tû sè sãng mang trªn t¹p ©m tuyÕn lªn: tÝnh to¸n kÕt nèi tuyÕn xuèng + HÖ sè khuyÕch ®¹i anten thu tr¹m mÆt ®Êt: + Suy hao tuyÕn xuèng (chñ yÕu lµ suy hao kh«ng gian tù do): + HÖ sè phÈm chÊt cña tr¹m mÆt ®Êt Ge/Te + TØ sè sãng mang trªn t¹p ©m tuyÕn xuèng. Ch­¬ng6 CHÆÅNG 6 ÆÏNG DUÛNG TÊNH TOAÏN THIÃÚT KÃÚ TUYÃÚN THÄNG TIN VÃÛ TINH VÅÏI VÃÛ TINH VINASAT VAÌ TRAÛM MÀÛT ÂÁÚT TAÛI HAÌ NÄÜI Tênh toaïn thiãút kãú tuyãún sao cho tè säú cäng suáút soïng mang trãn cäng suáút taûp ám tuyãún lãn vaì tuyãún xuäúng âaût yãu cáöu Quaï trçnh tênh toaïn seî âæåüc chia laìm hai pháön: Tênh toaïn tuyãún lãn Tênh toaïn tuyãún xuäúng Caïc giaí thiãút ban âáöu Kinh âäü vãû tinh: Âæåìng kênh anten traûm màût âáút: 15m Hiãûu suáút anten traûm màût âáút: 65% Cäng suáút phaït cuía traûm màût âáút: 40W Bàng táön hoaût âäüng: bàng C (fU = 6GHz, fD = GHz) Bàng thäng kãnh truyãön: 36 [MHz] EIRP cuía vãû tinh: 40 [dBW] Hãû säú pháøm cháút cuía maïy thu vãû tinh: Hãû säú nhiãût taûp ám cuía maïy thu vãû tinh: 3 [dB] 1320Âäng 1 [dB/0K] Âäö thë mæïc cäng suáút cuía tuyãún lãn Caïc bæåïc cuía quaï trçnh tênh toaïn tuyãún lãn Bæåïc 1: Tênh cäng suáút soïng mang âæa tåïi anten phaït traûm màût âáút [dBW] Bæåïc 2: Tênh EIRP cuía traûm màût âáút Âäü låüi anten phaït cuía traûm màût âáút: Âæåüc tênh bàòng cäng thæïc: [dB] EIRP cuía traûm màût âáút laì: [dBW] Bæåïc 3: Tênh suy hao tuyãún lãn [dB] [km] [dB] [dB/km] [km] Cäng thæïc tênh goïc ngáøng Cæû ly thäng tin: Trong âoï ( ) [km] Goïc ngáøng Suy hao tuyãún lãn laì: Bæåïc 4: Tênh cäng suáút soïng mang nháûn âæåüc taûi âáöu vaìo maïy thu vãû tinh Cäng suáút soïng mang âæa tåïi anten thu vãû tinh: Cäng suáút soïng mang nháûn âæåüc taûi anten thu vãû tinh: [dB] [dBW] Nhiãût taûp ám tuyãún lãn: Tæì âoï ta coï Cäng suáút nháûn âæåüc taûi âáöu vaìo maïy thu vãû tinh: [dBW] [dB] [oK] [dBW] [oK] [oK] Do âoï Bæåïc 5: Tênh tè säú cäng suáút soïng mang trãn cäng suáút taûp ám tuyãún lãn [dB] [dBW] Âäö thë mæïc cäng suáút cuía tuyãún xuäúng Caïc bæåïc cuía quaï trçnh tênh toaïn tuyãún xuäúng Bæåïc 1: Tênh suy hao tuyãún xuäúng Trong âoï [dB] [km] [dB/km] [dB] Do âoï Bæåïc 2: Tênh cäng suáút soïng mang nháûn âæåüc taûi âáöu vaìo maïy thu traûm màût âáút Cäng suáút soïng mang âæa tåïi anten thu traûm màût âáút: Cäng suáút soïng mang nháûn âæåüc taûi anten thu traûm màût âáút: [dB] [dBW] Do âoï Cäng suáút soïng mang nháûn âæåüc taûi maïy thu traûm màût âáút Bæåïc 3: Tênh tè säú cäng suáút soïng mang trãn cäng suáút taûp ám tuyãún xuäúng Âäü låüi anten thu cuía traûm màût âáút: [dBW] [dB] [dB] [dB] Tênh cäng suáút taûp ám hãû thäúng (Cäng suáút taûp ám cuía tuyãún xuäúng) Tênh nhiãût taûp ám hãû thäúng Trong âoï do âoï [oK] [oK] NTA do mæa [oK] [oK] Tæì âoï ta coï: NTA fiâå: Trong âoï [oK] [oK] NTA maïy thu: [oK] [dBW]