Hướng dẫn liên kết mạng IP thông qua hệ thống vệ tinh phần 4 pps

!!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 46 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực Khi góc nghiêng i bằng 63,435 0 ; thành phần trong ngoặc bằng khơng và sẽ khơng xảy ra quay. Góc nghiêng này được lựa chọn cho quỹ đạo vệ tinh Molnya của Nga. Nếu ta ký hiệu thời gian kỷ ngun là t 0 , góc lên đúng của nút lên là Ω 0 và agumen cận điểm là ω 0 tại kỷ ngun, ta được các giá trị mới cho Ω và ω tại t như sau: )( 00 tt dt d − Ω Ω=Ω )( 00 tt dt d −Ω= ω ω Cần nhớ rằng quỹ đạo khơng phải là một thực thể vật lý và chính các lực do quả đất dẹt gây ra tác dụng lên vệ tinh làm thay đổi các thơng số quỹ đạo. Vậy khác với việc bay theo một quỹ đạo elip khép kín trong một mặt phẳng cố định, vệ tinh bị trơi do dịch lùi các điểm nút và vĩ độ của điểm gần nhất (cận điểm) thay đổi do sự quay của đường các điểm cực. Hiểu được điều này cho phép ta nhìn nhận vệ tinh bay theo một quỹ đạo elip khép kín nhưng với quỹ đạo chuyển động tương đối so với mặt đất do sự thay đổi của Ω và ω. Như đã nói ở trên, chu kỳ P A là thời gian cần thiết để vệ tinh bay từ cận điểm đến cận điểm mặc dù cận điểm đã dịch chuyển so với quả đất. Để làm thí dụ, giả thiết rằng góc nghiêng bằng 90 0 sao cho dịch lùi các nút bằng khơng (từ phương trình b) và tốc độ quay của đường các điểm cực là -K/2 (từ phương trình c) ngồi ra xét trường hợp cận điểm tại thời điểm quan trắc ban đầu nằm ngay trên nút lên. Một chu kỳ sau, cận điểm sẽ ở góc -KP A /2 so với nút lên hay nói một cách khác nó sẽ ở phía Nam so với xích đạo. Thời gian giữa hai lần đi qua nút lên sẽ là P A (1+K/2n), đây sẽ là chu kỳ được quan sát từ trái đất. Nhắc lại rằng K sẽ có cùng đơn vị như n, nghĩa là radian trên giây. Ngồi việc phình ra của xích đạo, trong mặt phẳng xích đạo trái đất khơng hồn tồn là hình tròn, nó có một độ lệch tâm rất nhỏ bậc 10 -5 . Độ lệch này được gọi là tính elip xích đạo (equatorial ellipcity). Ảnh hưởng của tính elip xích đạo là nó sẽ tạo ra một gradien hấp dẫn gây ảnh hưởng đáng kể lên các vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh. Nói một các ngắn gọn, lý tưởng vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh phải cố định so với trái đất. Gradien hấp dẫn gây ra do tính elip xích đạo sẽ làm cho các vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh trơi đến một đ iểm ổn định, điểm này trùng với trục phụ của elip xích đạo. Hai điểm này phân cách nhau bởi một góc 180 0 trên xích đạo nằm vào khoảng kinh độ 75 0 E và 105 0 W. Để tránh cho các vệ tinh đang phục vụ bị trơi các thao tác giữ trạm được thực hiện (Station Keeping Maneuvers). Vì các vệ tinh cũ dần dần bị trơi vào các điểm này nên chúng được gọi là "nghĩa trang vệ tinh". Lưu ý rằng ảnh hưởng tính elip xích đạo là khơng đáng kể đối với hầu hết các quỹ đạo vệ tinh khác. • Sự kéo khí quyển !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 47 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực Đối với các vệ tinh nằm gần trái đất thì ảnh hưởng của sự kéo khí quyển (Atmospheric Drag) là đáng kể . Do lực kéo lớn nhất tại cận điểm và sự kéo này làm giảm tốc độ của vệ tinh tại điểm này nên vệ tinh khơng đạt đến cùng độ cao viễn điểm ở các vùng tiếp theo. Kết quả là bán trục chính và độ lệch tâm giảm. Sự kéo hầu như khơng thay đổi các thơng số khác c ủa quỹ đạo bao gồm cả độ cao cận điểm. Biểu thức gần đúng để xác định sự thay đổi bán trục chính như sau: a=a 0 3 2 )0 0 ' 0 0 ( ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −+ ttnn n Độ dị thường trung bình cũng thay đổi biểu thức gần đúng xác định sự thay đổi này như sau : 2 0 ' 0 )( 2 tt n −= δ Số vệ tinh: 25338 Năm kỷ ngun (hai chữ số cuối cùng của năm): 00 Ngày kỷ ngun (ngày và ngày phân đoạn của năm): 223,79688452 Đạo hàm thời gian bậc nhất của chuyển động trung bình(vòng quay trun g bình/ngày 2 ): 0,000000307 Góc nghiêng (độ): 98,6328 Góc lên đúng của nút lên (độ): 251,5324 Độ lệch tâm: 0,0011501 Agumen cận điểm (độ) : 113,5534 Độ dị thường trung bình (độ): 246,6853 Chuyển động trung bình (vòng/ngày): 14,23304826 Số vòng quay tại kỷ ngun (vòng quay/ngày): 11663 Từ bảng trên ta thấy đạo hàm theo thời gian bậc nhất của chuyển động trung bình (n 0 ') là một số rất nhỏ bằng 0,00000307 vòng/ngày. Như vậy sự thay đổi gây ra do sự kéo chỉ đáng kể đối với khoảng thời gian dài và vì thế đối với mục đích hiện thời ta có thể bỏ qua nó. • Ảnh hưởng của mặt trăng và mặt trời Lực hấp dẫn chính là ảnh hưởng lớn nhất của mặt trăng và mặt trời lên vệ tinh trái đất bên c ạnh những chức năng của chính nó. • Áp suất bức xạ mặt trời Áp suất bức xạ mặt trời chính là ngun nhân gây ra những sự chạm giữa vệ tinh và những phơtơn bức xạ từ Mặt trời, mà chúng hút được hay phản xạ. !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 48 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực 3.3.5. Độ cao của quỹ đạo và vùng bao phủ Độ cao của vệ tinh càng cao thì vùng bao phủ càng lớn đồng nghĩa với việc đó thì khoảng cách càng xa thì đòi hỏi cơng suất truyền càng lớn Hình 3.9 sẽ minh hoạ mối liên hệ đơn giản này: Hình 3.9 Mối liên hệ giữa độ cao và vùng bao phủ Từ đây ta có thể thấy được vệ tinh GEO có độ cao cao nhất nên có vùng bao phủ rộng nhất, vệ tinh LEO có độ cao thấp nhất nên có vùng bao là nhỏ nhất và vệ tinh MEO nằm ở giữa. Vệ tinh GEO có vùng bao phủ là cố định và liên tục, nhưng vệ tinh LEO và MEO sẽ dần dần di chuyển ra xa khỏi vùng bao phủ. Điều này đã chứng minh rằng vệ tinh LEO và MEO thuận lợ i trong việc cung cấp cho thiết bị đầu cuối nhỏ và thấp của hệ thống vệ tinh nhưng điều này cũng làm xuất hiện chi phí cao trong việc phát triển và vận hành. Tuy nhiên những nghiên cứu và phát triển của những chòm vệ tinh trong năm gần đây đã đạt được tiến bộ vượt bậc trong khía cạnh kỹ thuật, kinh tế . Sẽ phải mất một thời gian để có thể khai thác đầy đủ lợi ích của chòm sao bằng việc giảm giá thành của hệ thống để tăng thêm doanh thu từ các dịch vụ và ứng dụng mới. Nối mạng vệ tinh sẽ cung cấp vùng phủ sóng cho trái đất, đặc biệt là những vùng bên ngồi phạm vi phủ sóng của mạng mặt đất. Bởi vậy, trong mục này chúng ta cần phải lấy quan điểm trái đất là trung tâm để xem xét mối quan hệ giữa nối m ạng vệ tinh và trái đất 3.3.6. Độ lợi của anten và độ rộng của chùm tia Trong thơng tin vơ tuyến, anten là một phần rất quan trọng của liên kết truyền dẫn. Nó giúp tập trung năng lượng bức xạ về phía anten thu, nhưng thiết bị thu nhận chỉ nhận được một phần cơng suất. Hầu hết cơng suất trải đều lên trên một vùng rộng. !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 49 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực Hình 3.10 minh họa một đồ thị bức xạ anten tiêu biểu được xác định bởi kích thước của anten và tần số truyền được dùng. Độ tăng ích cực đại của anten được biểu thị như sau: G= A η λ π ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 2 4 Trong đó f c = λ và vận tốc của ánh sáng là 3.10 8 m/s và f là tần số sóng điện từ , diện tích anten là A= 2 D π với D là đường kính Theo phương của q θ ,giá trị của độ lợi là: (tương đối đối với anten đẳng hướng) )(12)( 3max, dBdBi i GdBG θ θ θ − − = Độ rộng chùm tia của đồ thị bức xạ là: fD c D dB 7070 3 == λ θ Hình 3.10 Đồ thị đẳng hướng của anten 3.3.7. Tính tốn vùng bao phủ Độ cao của vệ tinh xác định vùng bao phủ của anten trái đất và khoảng cách của trạm mặt đất từ mép vùng bao phủ đến vệ tinh: !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 50 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực θ E R E R α β β Hình 3.11 Mối quan hệ giữa góc ngẩng và độ cao Trong hình 3.11 OPS là tam giác vng góc, ta có thể tính tốn như sau: α sin)( EEp RhS + = (a) α cos)( EEp RhO + = β tan pp SA = (b) Như vậy ta cũng có A p =ASsin β với phương trình (a) và (b) ta có được: β α β β cos sin )( sin tan EEp RhSAS +== Đối với trường hợp đặc biệt khi 0 = β ,AS=(h E + R E )sin α ta cũng có thể tính cos EE E Rh R + = α sau đó tính 2 2 1 )cos1(sin ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − =−= EE E Rh R aa vì vậy (AS) 2 = (h E +R E ) 2 - R E 2 (c) Ta có thể tính trực tiếp ,OAS trở thành tam giác vng khi 0= β (AS) 2 + R E 2 = (h E + R E ) 2 Từ cơng thức này đưa đến kết quả giống như cơng thức (c). Vùng bao phủ cực đại có thể tính như sau: Vùng bao phủ = 2 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − = EE E EE Rh R RHR 1 2 2 ππ 3.3.8. Khoảng cách và độ trễ lan truyền từ trạm mặt đất đến vệ tinh Hai góc được dùng để định vị vệ tinh từ bất kỳ điểm nào trên bề mặt của trái đất. !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 51 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực ─ Góc ngẩng ( β ): Góc ngẩng là góc giữa 1 điểm được xem xét là ở vơ cùng và vệ tinh, được đo trong mặt phẳng chứa điểm được xét là vệ tinh và trung tâm của trái đất. ─ Góc phương vị( α ):Góc phương vị là góc được đo trong mặt phẳng ngang được xác định là góc giữa hướng bắc địa lý và giao của mặt phẳng chứa điểm được xem xét, vệ tinh và trung tâm của trái đất E R P B O L R T h A θ l ξ ϕ N sattelite Hình 3.12 Khoảng cách giữa trạm mặt đất và vệ tinh Khoảng cách từ trung tâm trái đất tới vệ tinh là : r = h + R E Khoảng cách giữa trung tâm trái đất và vệ tinh có thể tính như sau: θ cos2 2 2 2 rRrRR EE −+= θ θ β sin cos tan r R E − = θ ϕ α sin cossin sin L = với llL sinsincoscoscoscos ϕ ϕ θ == cho GEO ta có 0 = ϕ thì cos 1= ϕ và sin 0 = ϕ Độ trễ do truyền từ trạm mặt đất đến vệ tinh có thể tính như sau: c R T P = với C là vận tốc ánh sáng và bằng 3.10 8 m/s vì vậy độ trễ truyền theo 1 hướng từ một trạm này đến trạm khác là: c RR T P 21 + = với R 1 và R 2 là khoảng cách giữa trạm mặt đất và vệ tinh !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 52 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực 3.4. Đặc điểm liên kết vệ tinh và điều chế cho truyền dẫn Thành phần tín hiệu truyền dẫn cơ bản bao gồm sóng mang và tín hiệu điều chế. Sóng mang là một sóng hình sin liên tục, khơng chứa đựng thơng tin. Tín hiệu điều chế là tín hiệu mang thơng tin và sẽ được truyền qua sóng mang. Nó có thể điều chế (thay đổi) Biên độ, tần số hay pha của sóng mang dẫn tới những sơ đồ đi ều chế khác nhau: điều chế biên độ(AM), điều chế tần số(FM) và điều chế pha (PM). Tại đầu thu bộ giải điều chế có thể tách tín hiệu mang thơng tin ra từ sóng mang bằng cách xử lý giải điều chế và điều này phụ thuộc vào sơ đồ mã hố được sử dụng trong q trình truyền, hình 3.13 minh hoạ các q trình điều chế khác nhau . Q trình điều chế cho phép truyền các tín hiệu mang thơng tin trên các t ần số mang , người ta có thể sử dụng phương pháp đa truy nhập tới tần số vơ tuyền trong miền tần số. Bên cạnh tín hiệu điều chế, những điều kiện kênh truyền vệ tinh cũng có thể gây ra những sự thay đổi tới biên độ, tần số hay pha của sóng mang vì vậy nó có thể là ngun nhân gây ra lỗi truyền dẫn do đó cần phải có những mã sửa lỗi để khơi phục lại nội dung có thể bị sai trong q trình truyền dẫn. 3.4.1. Đặc điểm liên kết vệ tinh Khơng giống với truyền bằng cáp, chất lượng của liên lạc vệ tinh khơng thể điều khiển. Liên lạc vệ tinh có thể là ngun nhân gây ra suy hao truyền sóng ,điều này phụ thuộc vào những nhân tố sau đây: ─ Tần số làm việc: suy hao của tín hiệu bởi sự hấp thụ khí, sự kh ắc nghiệt của tầng đối lưu càng làm tăng độ suy hao đối với tần số. ─ Góc ngẩng của Anten và sự phân cực: chiều dài của đường truyền sóng qua tầng đối lưu biến đổi tỷ lệ nghịch với góc ngẩng. Tương ứng, suy hao truyền dẫn, tiếng ồn cũng tăng khi góc ngẩng giảm. ─ Độ cao của trạm mặt đất:đường truyề n giữa trạm mặt đất và vệ tinh sẽ ngắn hơn nếu chiều cao của trạm mặt đất càng cao , do đó sẽ càng ít suy hao hơn ─ Nhiệt độ tạp âm trạm mặt đất: đây là mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ tạp âm khí quyển tới nhiệt độ tạp âm hệ thống vì vậy ảnh hưởng của tạp âm khí quyển lên đường xuố ng gọi là tỷ số tín hiệu/nhiễu. ─ Vị trí địa lý :Lượng mưa và thời tiết gần trạm mặt đất là những nhân tố ban đầu trong việc xác định tần số và suy hao đường truyền. ─ Hệ số phẩm chất T G :hệ số tăng ích biểu thị hiệu suất của đầu thu G; G là thành phần khuếch đại tính bằng dexiben (dB) và T là nhiệt độ tạp âm của hệ thống. Tỷ số này dùng để biểu thị chất lượng của trạm mặt đất còn gọi là hệ số phẩm chất trạm mặt đất. Suy hao trong khơng gian tự do là suy hao cơng suất chính do truyền lan xa của liên kết vệ tinh. Tuy nhiên đó là suy hao lớn hơn so với m ọi suy hao khác, những suy hao khác cũng chỉ thêm vào suy hao chính vài dB. Tại những tần số 10 GHz và lớn !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 53 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực hơn, suy hao vì sự hấp thụ khí quyển và mưa đặc biệt rất đáng quan tâm. Tại những tần số này, sóng điện từ tương tác và va dội với những phân tử khí của khí quyển nên gây ra suy hao tín hiệu. Quan trọng nhất là cộng hưởng suy hao xuất hiện tại tần số 22,235 GHz do sự bốc hơi nước và giữa tần số 53-65 GHz là khí oxy . Suy hao tại những tần số khác thơng thường rất nhỏ (nh ỏ hơn 1 dB). Những suy hao khí quyển này có thể được tính tốn và cả trong phương trình liên kết để xác định tác động của nó trên tồn bộ chất lượng của hệ thống. Tại những tần số thấp hơn , nhỏ hơn 1 GHz,suy hao do fading đa đường có khả năng xảy ra cao nhất. Sự quay Faraday do tổng số lượng điện tích trong khí quyển trở nên đáng kể hơn, nhưng với việc sử d ụng sự phân cực thích hợp, những suy hao này có thể kiểm sốt trong truyền thơng. 3.4.2. Kỹ thuật điều chế Ta có thể mơ tả tốn học sóng mang như sau: )2cos()( tfAtC ccr π = Trong đó A c là biên độ sóng mang và f c là tần số sóng mang • Ta có thể biểu diễn sóng được điều biên như sau: )2cos()]([)( tftmkAtS cac π + = Trong đó m(t) là tín hiệu và k a là độ nhạy biên của bộ điều chế • Ta có thể biểu diễn sóng được điều tần như sau: ]))((2cos[)( ttmkfAtS fcc + = π Trong đó f c là độ nhạy tần số của bộ điều chế • Ta có thể biểu diễn sóng được điều pha như sau: )](2cos[)( tmkftAtS pcc + = π Trong đó k p là độ nhạy tần của bộ điều chế Trong sóng được điều tần đặt ttmkft fcf ))((2)( + = π θ có thể xem m(t) là ngun nhân gây ra sự thay đổi tần số ttmkf f Δ = Δ )( , mà nó tương đương với sự thay đổi pha ttmkftff fccf Δ +=ΔΔ+=Δ )]([2)( π θ do đó: )(22 )( tmkf dt td fc f ππ θ += và ∫ += t fcf dttmktft 0 )(22)( ππθ Sóng được điều tần được tạo ra bằng cách sử dụng tần số mang kết hợp với tín hiệu mang thơng tin Trong sóng được điều pha )(2)( tmktft pcp + = π θ ví dụ sóng điều pha được tạo ra bằng cách sử dụng tần số mang và tín hiệu thơng tin vì vậy sóng điều pha có thể suy ra từ sóng điều tần và ngược lại. điều pha và điều tần cũng có thể gọi là điều chế góc. !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 54 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực 3.4.3. Sơ đồ điều chế khố dịch pha (PSK) cho truyền dẫn vệ tinh Những điều kiện liên kết qua vệ tinh có thể thay đổi trong suốt q trình truyền dẫn đối với truyền dẫn số, độ cao của truyền dẫn cũng có thể thay đổi với điều kiện liên kết. AM(Amplitude modulation) thì khó sử dụng. FM (Frequency modulation) khó trong việc thực thi và khơng hiệu quả trong tận dụng dải thơng. So sánh vớ i sơ đồ AM và FM, PM(Phase modulation) có những lợi thế của FM và dễ dàng thực hiện vì vậy đối với truyền dẫn vệ tinh thì PM được sử dụng và có nhiều sơ đồ PM khác nhau được phát triển để cân bằng các yếu tố như cơng suất ,tần số và thực hiện hiệu quả. Điểu chế PSK là một phương pháp hiệu quả nhất để truyền tín hiệu số, có thể nói phươ ng pháp điều chế PSK là phương pháp điều chế triệt sóng mang do đó băng thơng của tín hiệu PSK nhỏ hơn băng thơng của tín hiệu FSK nếu dùng cùng một tín hiệu dải nền nhưng ở phía thu phải có mạch dao động tạo sóng mang để thực hiện việc giải điều chế ; tín hiệu dao động này phải có cùng tần số và pha của sóng mang ở máy phát. Các điều nói trên có thể thực hiệ n nhờ một vòng khố pha biến thể gọi là vòng Costas • Băng thơng Ta xét trường hợp đơn giản nhất là PSK nhị phân (Biphase PSK) được minh hoạ trong hình 3.13 a) nếu là PSK đa pha thì thay tốc độ bit bằng tốc độ baud) Trong PSK pha của sóng mang thay đổi giữa 2 trị số 0 0 và 180 0 hiệu điện thế tức thời có thể viết: )2sin()2sin( tfVtfVV cbcbPSK ππ += biểu thức V PSK tương tự như V FSK nhưng tần số f m và f s được thay bằng f c nên băng thơng là BW=(f c +2f f )-(f c -2f f )=4f f BW=2br Như vậy BW PSK <BW FSK nếu điều chế cùng tín hiệu dải nền hình 3.13 b) cho phổ tín hiệu PSK !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 55 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực b T )2sin( tf c π )2sin( π π +tf c )2sin()2sin( πππ ++= tfVtfVV cbcbPSK Hình 3.13 a) PSK nhị phân ff c 2− ff c 2 + c f brfBW fPSK 24 = = Hình 3.13 b) Băng thơng PSK 3.4.4. PSK 2 pha (BPSK-Binary phase shift keying) Trong BPSK, ứng với tín hiệu vào là các điện thế biểu diễn các logic 1, 0 ta có tín hiệu ra là các sóng mang hình sin có pha lệch nhau 180° (Hình 3.14) là sơ đồ khối mạch điều chế và giải điều chế BPSK tw c cos tw c cos + tw c cos − Hình 3.14 a)Điều chế BPSK và b) Giải điều chế BPSK Giả sử logic 1 được đặc trưng bởi điện thế +V dc và logic 0 được đặc trưng bởi – V dc bộ phận chính của mạch điều chế gồm một mạch nhân và một mạch tạo dao động sóng mang cos t c ω . Tín hiệu logic và sóng mang được đưa đến mạch nhân và ta được tín hiệu +cos t c ω hoặc -cos t c ω ở ngã ra của mạch này. [...]... thiết bị thu và từ đó bảo trì trong chuyển phát GVHD:Võ Trường Sơn 59 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực !K Đồ án tốt nghiệp ! Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK ! Mối quan hệ giữa C/N và tỷ lệ lỗi bit của kênh là một biện pháp thực hiện cho mối liên kết số Nó được tính tốn từ tỷ số sóng mang trên mật độ tạp âm, tỷ số C/N0, đối với sơ đồ điều chế đặc biệt bằng: ⎧C E b ⎪ N 0 − 10... tự ab) GVHD:Võ Trường Sơn 58 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực !K Đồ án tốt nghiệp ! Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK ! Tốc độ truyền thơng thường của QPSK là 240 0 bps vì vậy ở mạch điều chế tốc độ của kênh I và Q là 1200 bps Tốc độ biến đổi lớn nhất của tín hiệu tương ứng với chuỗi liên tiếp các bit 1 và 0, chuỗi này được biểu diễn bởi tín hiệu hình vng tần số 600 Hz, tín hiệu... nghiệp ! Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK ! Ở máy thu, sóng mang được tách từ tín hiệu vào, sau đó trộn với tín hiệu vào để cho ra tín hiệu dạng cos 2 ω c t hoặc - cos 2 ω c t Phân tích tín hiệu này ta thấy chúng gồm thành phần một chiều và hoạ tần bậc hai: 1 + cos 2ω c t 2 1 + cos 2ω c t − cos 2 ω c t = −( ) 2 cos 2 ω c t = Cho vào mạch lọc hạ thơng, ta được ở ngã ra các thành phần dc... Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK ! Hình 3.15 Mạch điều chế vòng 3 .4. 5 PSK 4 pha –PSK cầu phương (4 PSK hay QPSK) PSK 4 pha còn gọi là PSK cầu phương (QPSK : Quadrature PSK) là mạch điều chế cho tín hiệu ra có 1 trong 4 pha tùy theo trạng thái của một cặp bit (dibit) dữ liệu vào, độ lệch pha của các tín hiệu ra là 900 (Hình 3.16) là sơ đồ khối mạch điều chế PSK 4 – pha fb 2 f c = 1600... nghiệp ! Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK ! Thí dụ, với các bit ở ngã vào ab=01, tín hiệu ở ngã ra là - sinwct + coswct, tín hiệu này có thể thay thế bởi tín hiệu duy nhất có pha là 1350 − sin wct + cos wct sin wc t cos wct sin wc t + cos wc t − sin wc t sin wc t sin wc t − cos wc t − cos wc t − sin wct − cos wct − cos wc t sin wct − cos wct Hình 3.17 Các tín hiệu đầu ra Giải mã PSK 4 pha:... dẫn điện, ứng với bán kỳ dương của sóng mang diod B dẫn mạnh hơn diod C, dòng điện chạy trong nửa trên của biến thế ra lớn hơn nhưng có chiều ngược lại (từ dưới lên), ta được tín hiệu ra ngược pha sóng mang vào ─ Khi khơng có sóng mang hoặc khơng có dữ liệu vào sẽ khơng có dòng điện ở ngã ra GVHD:Võ Trường Sơn 56 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực !K Đồ án tốt nghiệp ! Liên kết mạng IP qua hệ. .. kiện giới hạn WTb = ∞ tương ứng với trường hợp MSK bình thường, và khi WTb nhỏ hơn phần tử đơn vị thì việc gia tăng hơn nữa của cơng suất truyền tập trung vào bên trong dải thơng của tín hiệu GMSK 3 .4. 7 Tỷ lệ lỗi bit (BER) :tham số đánh giá chất lượng của sơ đồ mã hố Lỗi bit xuất hiện trong kênh vệ tinh trong q trình truyền dẫn Tỷ lệ lỗi bit (BER) phụ thuộc vào tỷ số tín hiệu/tạp âm (S/N) tại thiết bị... mơ tả ở (Hình 3.15) Các diod A, B, C, D dẫn hay ngưng tùy thuộc hiệu thế đặt vào ngã X,Y trong lúc tín hiệu vào ngã RS chỉ khiến các diod dẫn mạnh hay yếu mà thơi Sóng mang được đưa vào ngã RS, dữ liệu được đưa vào ngã XY Giả sử bit 1 khiến X dương hơn Y và ngược lại cho bit 0 ─ Khi dữ liệu là bit 1 diod A và D dẫn điện, ứng với bán kỳ dương của sóng mang diod A dẫn mạnh hơn diod D, dòng điện chạy trong... t − sin ω c t sin ω c t Hình 3.18 Mạch giải mã PSK 4 pha Mạch phục hồi sóng mang sẽ cho lại 1 sóng mang sin ω c t từ tín hiệu nhận được, tín hiệu này được cho thẳng vào mạch nhân ngã I và được làm lệch 900 trước khi được đưa vào mạch nhân ngã Q, tín hiệu ra ở các mạch nhân được đưa vào mạch lọc hạ thơng để loại bỏ thành phần tần số cao, các thành phần DC sẽ được tổng hợp ở mạch tổng để cho lại dòng... tần bậc lẻ Trong q trình điều chế xuất hiện các băng cạnh chứa các họa tần này, mạch lọc BPF có nhiệm vụ loại bỏ thành phần tần số này 3 .4. 6 Điều chế dịch pha cực tiểu dùng bộ lọc Gauss (GMSK) Là kỹ thuật điều chế tín hiệu số cho phép sự thay đổi pha (phase) là tối thiểu giữa các ký tự liên tiếp nhau GMSK có đặc tính tương tự như điều chế MSK, tuy nhiên dạng xung (pulse shape) tín hiệu là hàm Gausian . đất và vệ tinh !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 52 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực 3 .4. Đặc điểm liên kết vệ tinh. nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK! GVHD:Võ Trường Sơn 54 http://www.ebook.edu.vn SVTH: Vũ Văn Trực 3 .4. 3. Sơ đồ điều chế khố dịch pha (PSK) cho truyền dẫn vệ tinh. cao của vệ tinh xác định vùng bao phủ của anten trái đất và khoảng cách của trạm mặt đất từ mép vùng bao phủ đến vệ tinh: !!K Đồ án tốt nghiệp Liên kết mạng IP qua hệ thống vệ tinh thế hệ sauK!