Tỡm hiểu về quỹ đạo vệ tinh Tựy thuộc vào độ cao so với mặt đất, quỹ đạo vệ tinh trong hệ thống thụng tin vệ tinh được chia thành:- HEO High Elpitical Orbit quỹ đạo elip cao; - GSO Geo
bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học ngành : xử lý thông tin truyền thông thông tin vệ tinh tính toán can nhiễu vệ tinh đoàn minh Trang Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS.NGUYễN §øc thuËn Hµ Néi 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205164051000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC THÔNG TIN VỆ TINH VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG MÃ SỐ: ĐOÀN MINH TRANG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC THUẬN Hà Nội 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Đoàn Minh Trang Học viên Cao học ngành Xử lý thông tin Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, khóa 2007– 2009 Tơi xin cam đoan luận văn “ THÔNG TIN VỆ TINH VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH ”, trực tiếp nghiên cứu thực hướng dẫn PGS TS Nguyễn Đức Thuận Tôi xin chịu hoàn toàn chịu trách nhiệm Đồ án Hà Nội, tháng 11/2009 Đoàn Minh Trang MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG TỪ NGỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH VẼ MỞ ĐẦU PHẦN I TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 10 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 10 I GIỚI THIỆU CHUNG 10 II Các dịch vụ vệ tinh 10 Tìm hiểu quỹ đạo vệ tinh 11 Anten thông tin vệ tinh 16 Sự lan truyền sóng 23 CẤU HÌNH CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN VỆ TINH 30 Phần không gian 30 Phần mặt đất 34 Các nguyên lý thông tin vệ tinh 36 III BĂNG TẦN VỆ TINH 41 Băng tần vệ tinh 41 Can nhiễu điều lệ vô tuyến giới 48 CHƯƠNG II VỆ TINH VINASAT 49 I CÁC ƯU ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 49 II Các ưu điểm thông tin vệ tinh 49 Dịch vụ VINASAT 50 HỆ THỐNG VỆ TINH VINASAT 51 Cấu hình vệ tinh VINASAT 51 Các tiêu kỹ thuật 56 PHẦN II LÝ THUYẾT VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH 59 I LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH 59 Giới thiệu 59 Tính tốn ΔT/T 59 2.1 Cơ sở lý thuyết 59 2.2 Nhiễu hai mạng vệ tinh địa tĩnh tính ΔT/T 62 Phối hợp sử dụng ΔT/T phương pháp Cung tọa độ 69 3.1 Tính tốn ΔT/T cách tách đường truyền lên xuống 69 3.2 Điều kiện cho phối hợp mạng vệ tinh địa tĩnh có chuẩn bị hoạt động 69 Phương pháp luận cho tính tốn khả nhiễu có hại trạm không gian ( tỷ số C/I) 72 4.1 Sự cần thiết tính tốn C/I 72 4.2 Phương pháp tính tốn 73 4.3 Các loại nhiễu u cầu tính tốn C/I sử dụng hệ số điều chỉnh nhiễu 74 4.4 Cơng thức tính toán số dư M, C/I, C/N 75 II PHẦN MỀM TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH100 Lưu đồ thuật toán 100 1.1 1.2 1.3 1.4 Lưu đồ thuật tốn tính giá trị ΔT/T 100 Lưu đồ thuật tốn tính giá trị C/I 101 Lưu đồ thuật tốn tính giá trị C/N 102 Lưu đồ thuật tốn tính giá trị M 103 Phần viết chương trình tính tốn can nhiễu vệ tinh 103 Giao diện phần mềm 108 KẾT LUẬN 112 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 DANH SÁCH BẢNG Bảng Góc phương vị hệ toạ độ topocentric-horizon 20 Bảng Giá trị góc phương vị A z 23 Bảng Mục tiêu chất lượng kênh thoại / ISDN 40 Bảng Thống kê băng tần ITU-R phân bổ cho dịch vụ FSS .43 Bảng Các tham số vệ tinh băng tần C .45 Bảng Các tham số trạm mặt đất băng tần C 45 Bảng Các tham số vệ tinh băng tần Ku điển hình 46 Bảng Các tham số trạm mặt đất băng tần Ku điển hình .47 Bảng C¸c tham sè chÝnh cđa vƯ tinh băng tần Ka điển hình 48 Bng 10 Các tham số trạm mặt đất băng tần Ka điển hình 48 Bảng 11 Băng tần cung phối hợp phù hợp 71 Bảng 12 Tổng hợp trường hợp nhiễu khác u cầu tính tốn C/I 75 TỪ NGỮ VIẾT TẮT ITU International Telecommunication Union FSS Fix Satellite Service MSS Mobile Satellite Service BSS Broadcasting Satellite Service HEO Highly Elpitical Orbit GEO Geostatinary Earth Orbit MEO Medium Earth Orbit LEO Low Earth Orbit GSO Geostationary Orbit TVRO Tivi Receive Only EIRP Equivalent Isotropically Radiated Power HPA High Power Amplifier LNA Low Noise Amplifier C/N Carrier to Noise (ratio) S/N Signal to Noise (ratio) C/I Carrier to Interference (ratio) I/N Interference to Noise (ratio) BER Bit Error Rate ISDN Integrated Service Digital Network VSAT Very Small Apenture Terminal PCF/BCF Primary Control Facility/ Backup Control Facility ESLNT SEI Equivalent Satellite Link Noise Temperature Single Entry Interference REC.WRC-2000 Recommandation World Radiocommunication Conference - 2000 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình Các quỹ đạo hệ thống thông tin vệ tinh .13 Hình Quỹ đạo Ellipse 13 Hình Quỹ đạo chuyển động vệ tinh 14 Hình Thành phần điện trường toạ độ cầu .19 Hình Hệ trục toạ độ Toptropic-horizon .21 Hình Mối quan hệ vị trí trạm mặt đất vệ tinh với góc nhìn anten trạm mặt đất 22 Hình Minh hoạ góc giới hạn góc nhìn trạm mặt đất 24 Hình Đường truyền tín hiệu mưa .26 Hình Thành phần đứng ngang phân cực tuyến tính .27 Hình 10 Mức độ phân cực chéo XPD 29 Hình 11 Khử phân cực mưa 30 Hình 12 Bộ phân kênh đầu vào 33 Hình 13 Vệ tinh INTELSAT VIII 34 Hình 14 Sơ đồ chi tiết trạm phát thu 37 Hình 15 Cấu hình tổng quát tuyến vệ tinh chiều 41 Hình 16 Các dịch vụ sử dụng thông tin vệ tinh .51 Hình 17 Dịch vụ VSAT_IP 52 Hình 18 Hệ thống trạm điều khiển mặt đất 53 Hình 19 Vùng phủ sóng băng tần C .54 Hình 20 Băng tần C mở rộng vệ tinh VINASAT 55 Hình 21 Vùng phủ sóng băng tần Ku 56 Hình 22 Tần số băng Ku vệ tinh VINASAT 57 Hình 23 Ảnh hưởng nhiễu đến hệ thống vệ tinh địa tĩnh .61 Hình 24 Giá trị ΔT tạo hai vệ tinh địa tĩnh ảnh hưởng đến 63 Hình 25 Tần số bao phủ đường xuống 64 Hình 26.Tần số bao phủ đường lên 64 Hình 27 Tần số bao phủ đường xuống vệ tinh mong muốn vệ tinh gây nhiễu có tách sóng biến đổi tần số đơn giản 65 Hình 28 Tần số bao phủ đường lên vệ tinh mong muốn vệ tinh gây nhiễu có tách sóng biến đổi tần số đơn giản 66 Hình 29 Tần số bao phủ đường lên xuống vệ tinh mong muốn vệ tinh gây nhiễu có tách sóng biến đổi tần số đơn giản 67 Hình 30 Bộ tách sóng biến đổi tần số đơn giản vệ tinh mong muốn - Trường hợp 68 Hình 31 Tách riêng ảnh hưởng đường xuống- Trường hợp Hình 32 Ví dụ tốn 80 Hình 33 Ví dụ tốn 89 Hình 34 Giao diện phần mềm tính tốn can nhiễu vệ tinh 100 Hình 35 Các option phần mềm tính tốn can nhiễu vệ tinh 100 Hình 36 Chức load liệu cho đầu vào chương trình tính tốn 101 Hình 37 Chức tra cứu giá trị đầu vào đầu chương trình tính tốn 101 Hình 38 Ví dụ tính tốn can nhiễu vệ tinh chương trình 102 Hình 39 Chức save lại giá trị đầu vào đầu sau tính tốn chương trình 102 MỞ ĐẦU Trong hệ thống thông tin mặt đất thơng tin vệ tinh có nhiều ưu điểm bật nhiều ứng dụng Một ưu điểm vượt trội thông tin vệ tinh so với hệ thống thông tin mặt đất khác sẵn sàng thông tin vệ tinh khắp nơi, thực đặc biệt hữu ích cho nơi mà công nghệ khác cung cấp Ngồi thơng tin vệ tinh cịn cung cấp loạt dịch vụ có tính tồn cầu Nhờ ưu điểm bật mình, thơng tin vệ tinh phát triển nhanh chóng thập niên qua Số lượng vệ tinh phóng lên khơng gian với mục đích khác tăng lên đáng kể Cùng với xu hướng phát triển giới, ngày 19 tháng 04 năm 2009, Việt Nam phóng thành cơng vệ tinh VINASAT giúp đáp ứng nhu cầu ngày tăng lĩnh vực viễn thông Sự kiện ngày bước ngoặt quan trọng việc đại hóa hệ thống truyền dẫn mạng viễn thơng Việt Nam Để dự án phóng vệ tinh VINASAT thành công, việc đăng ký quỹ đạo vệ tinh, Việt Nam phải phối hợp tần số vị trí quỹ đạo với nhiều vệ tinh xung quanh Một vấn đề phối hợp quỹ đạo tính tốn can nhiễu vệ tinh VINASAT vệ tinh xung quanh Đây nội dung đồ án thạc sỹ em với tên đề tài: “THÔNG TIN VỆ TINH VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN CAN NHIỄU GIỮA CÁC VỆ TINH” Hà Nội, ngày tháng năm 2009 Học viên Đoàn Minh Trang