Nghiên cứu thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TRẠM MẶT ĐẤT CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG Hà Nội – Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TRẠM MẶT ĐẤT CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG Người hướng dẫn khoa học PGS.TS VŨ VĂN YÊM Hà Nội – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những nội dung luận văn thực hướng dẫn PGS.TS Vũ Văn Yêm - Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên tài liệu mục tài liệu tham khảo - Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian lận xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Học Viên Nguyễn Thanh Tùng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống thông tin vệ tinh xuất bốn thập kỷ qua có bước phát triển vũ bão với cách mạng công nghệ viễn thông Lĩnh vực vệ tinh ngày trở nên quen thuộc phạm vị toàn giới có bước tiến vững Việt Nam Các hệ thống thông tin vệ tinh ngày giúp người cảm nhận đánh giá giới xung quanh Trong tình hình chung giới phát triển công nghệ vệ tinh Việt Nam nay, việc tìm hiểu phát triển công nghệ thông tin vệ tinh để giảm bớt khối lượng, kích thước tích hợp nhiều chức cho hệ thống vệ tinh mà thay đổi tảng phần cứng Sự đời công nghệ Software Defined Radio (SDR), hay thiết bị vô tuyến có cấu trúc định nghĩa phần mềm đáp ứng nhu cầu Vì lý dó với hướng dẫn tận tình PGS.TS Vũ Văn Yêm chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh” chủ yếu nghiên cứu công nghệ SDR để thiết kế trạm mặt đất cho luận văn tốt nghiệp Mục tiêu luận văn tìm hiểu công nghệ SDR áp dụng để thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh Nội dung luận văn gồm chương: Chương I: Tổng quan trạm mặt đất Chương II: Công nghệ SDR Chương III: Trạm mặt đất sử dụng công nghệ SDR Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM MẶT ĐẤT 10 1.1 Kiến trúc tổng quan trạm mặt đất 10 1.2 Phân hệ anten 11 1.2.1 Anten gương Parabol 11 1.2.2 Anten Cassegrain 12 1.2.3 Bức xạ búp sóng búp sóng phụ 13 1.2.4 Nhiệt độ tạp âm anten 14 1.3 Phân hệ tần số vô tuyến 15 1.3.1 Phần thu 15 1.3.2 Phần phát 16 1.4 Phân hệ xử lý tín hiệu trung tần 17 1.5 Phân hệ giao diện mạng 18 1.5.1 Ghép kênh tách kênh 19 1.5.2 Ghép kênh phân chia theo tần số đa truy nhập FDMA 19 1.6 Phân hệ điều khiển giám sát 20 1.7 Nhận xét chung 21 1.8 Kết luận chương I 24 CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SDR 25 2.1 Tổng quan SDR 25 2.2 Cấu trúc hệ thống SDR lý tưởng 26 2.3 Kiến trúc máy thu điều khiển phần mềm SDR 27 2.3.1 Kiến trúc phần cứng máy thu điều khiển phần mềm 27 2.3.2 Kiến trúc phần mềm máy thu SDR 28 2.3.3 Lấy mẫu tín hiệu thông dải 29 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT 2.4 GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Điều chế số 35 2.4.1 Tổng quan 35 2.4.2 Điều chế số hai trạng thái BPSK 36 2.4.3 Điều chế pha vuông góc (QPSK) 38 2.4.4 Điều chế QAM 43 2.5 Upsampling & downsampling 45 2.5.1 Giảm tốc độ lấy mẫu interger factor 46 2.5.2 Tăng tốc độ lấy mẫu interger factor 49 2.6 Sự cân ADC DAC 51 2.6.1 Các lọc chống sai số lấy mẫu 52 2.6.2 Hạn chế nhiễu 53 2.6.3 Lượng tử hóa dải động 53 2.6.4 Giới hạn công nghệ 54 2.6.5 Cân ADC DAC 55 2.7 Kết luận chương II 61 CHƯƠNG III: TRẠM MẶT ĐẤT SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ SDR 62 3.1 Cấu trúc hệ thống trạm mặt đất sử dụng công nghệ SDR 62 3.2 Cấu trúc DDC DUC 67 3.2.1 Cấu trúc DDC (digital down conventer) 67 3.2.2 Cấu trúc DUC (digital up converter) 77 3.3 Bộ lọc số 79 3.3.1 Phân loại lọc số 79 3.3.2 Nguyên tắc thiết kế lọc số 80 3.3.3 Thiết kế lọc FIR phương pháp cửa sổ 81 3.4 Bộ chuyển đổi tương tự số ADC 82 3.4.1 Lấy mẫu tín hiệu 83 3.4.2 Lượng tử hóa tín hiệu 83 3.4.3 Mã hóa tín hiệu tính toán SNR cho ADC 84 3.5 Ước lượng khử jitter trạm mặt đất 85 3.5.1 Ước lượng jitter từ tín hiệu âm tham chiếu 85 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Khử jitter 87 3.5.2 3.6 GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Mô vấn đề thu phát trạm mặt đất sử dụng công nghệ SDR 91 3.6.1 Sơ đồ khối hệ thống mô 91 3.6.2 Kết mô 92 3.7 Kết luận chương III 98 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC 102 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM DANH MỤC HÌNH VẼ Chương I Hình 1: Sơ đồ khối chức trạm mặt đất điển hình 10 Hình 2: Mô tả kích thước hình học anten parabol 11 Hình 3: Anten Cassegrain 13 Hình 4: Tăng ích anten trạm mặt đất theo khuyến nghị ITU 14 Hình 5: Mô tả tầng đầu vào máy thu 16 Hình 6: Mô tả sơ đồ khối chức phần phát 16 Hình 7: mô tả đường đặc tuyến khuếch đại công suất 17 Chương II Hình 1: Cấu trúc hệ thống SDR lý tưởng 26 Hình 2: Sơ đồ điều chế I/Q 31 Hình 3: Tín hiệu tần số Nyquist F / 34 Hình 4: Không gian tín hiệu BPSK 37 Hình 5: Sơ đồ khối máy phát thu BPSK 38 Hình 6: Vùng định sai 40 Hình 7: Mật độ phổ công suất tín hiệu QPSK 41 Hình 8: Máy phát QPSK 42 Hình 9: Máy thu QPSK 42 Hình 10: sơ đồ khối truyền QAM 44 Hình 11: Constellation cho khung chữ nhật 16-QAM 45 Hình 12: Sơ đồ khối tổng quát trình downsample với factor 48 Hình 13: Phổ sau downsampling 49 Hình 14: Quá trình Upsample với L = 50 Hình 15: Phổ trước sau upsampling 51 Hình 16: Các lọc chống sai số lấy mẫu khử thành phần sai số lấy mẫu 52 Hình 17: Phân tích Walden kỹ thuật ADC 54 Hình 18: Oversampling ADC làm đòn bẩy cho kỹ thuật số 55 Hình 19: Biến đổi Inphase Quadrature (I&Q) giảm xung lấy mẫu 58 Chương III Hình 1: Cấu trúc đơn giản thiết bị vô tuyến SDR 62 Hình 2: Một kiến trúc máy trạm mặt đất thu phát dùng công nghệ SDR 63 Hình 3: Kiến trúc hệ thống thiết bị đầu cuối trạm mặt đất dùng công nghệ SDR 64 Hình 4: Cấu trúc tầng trạm mặt đất 65 Hình 5: Sơ đồ khối hệ thống 66 Hình 6: Cấu trúc chung hệ thống DDC 68 Hình 7: Sơ đồ nguyên lí DDC 68 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Hình 8: Sơ đồ khối DDC 69 Hình 9: Sơ đồ khối trộn tần 69 Hình 10: Sơ đồ khối PLL ( phase lock loop) 71 Hình 11: Đồ thị biểu diễn liên hệ độ sai pha tín hiệu đầu vào giá trị điện áp trung bình đầu 73 Hình 12: Sơ đồ khối dò sai pha 74 Hình 13: Tín hiệu trước sau suy giảm 76 Hình 14: Sơ đồ khối DUC 77 Hình 15: Tín hiệu trước sau nội suy miền thời gian 78 Hình 16: Tín hiệu trước sau nội suy miền tần số 78 Hình 17: Bộ suy giảm tỉ số M/L (M>L) 79 Hình 18: Bộ nội suy tỉ số M/L (M>L) 79 Hình 19: Sơ đồ nguyên lí ước lượng khử jitter 88 Hình 20: Sơ đồ khối đầy đủ hệ thống SISO 91 Hình 21: Tín hiệu vào thành phần phía phát hệ thống SISO 93 Hình 22: Tín hiệu vào thành phần phía thu hệ thống SISO 94 Hình 23: Tín hiệu điều chế BPSK thu sau qua kênh truyền 95 Hình 24: Tín hiệu điều chế QPSK thu sau qua kênh truyền 95 Hình 25: Tín hiệu điều chế - QAM thu sau qua kênh truyền 96 Hình 26: Đồ thị biểu diễn qua hệ BER Eb/No hệ thống sử dụng ước lượng kênh truyền hệ thống sử dụng kênh biết 96 Hình 27: Đồ thị biểu diễn qua hệ BER Eb/No hệ thống sử dụng phương thức điều chế khác 97 Hình 28: Đồ thị mối quan hệ BER với Eb/No hệ thống SISO 98 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM DANH MỤC BẢNG Chương I Bảng 1: Dung lượng băng tần ghép kênh tương tự thông tin vệ tinh 19 Bảng 2: Các tham số trạm mặt đất băng tần C 22 Bảng 3: Các tham số trạm mặt đất băng tần Ku 23 Bảng 4: Các tham số trạm mặt đất băng tần Ka 30/20 Ghz 24 Chương II Bảng 1: Độ phân giải cao đòi hỏi Stop Band Attenuation cao 53 Bảng 2: Tốc độ lấy mẫu phụ thuộc vào ứng dụng 61 Chương III Bảng : Ba dạng khác phân tách 75 Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Amplidtude 10 10 10 500 1000 1500 2000 2500 2000 2500 2000 2500 time(us) 10 tin hieu sau giai dieu che IQ 10 10 500 1000 time(us) 1500 10 tin hieu bo DDC 10 10 500 1000 time(us) 1500 Hình 22: Tín hiệu vào thành phần phía thu hệ thống SISO Qua hai kết thu ta thấy miền thời gian tín hiệu phù hợp với lí thuyết đưa Tín hiệu bên phát ban đầu có tốc độ lấy mẫu nhỏ qua nội suy chèn thêm mẫu vào để tín hiệu xác hơn, sau tín hiệu nhân với sóng mang trước truyền Bên thu tín hiệu thực với trình ngược lại với bên phát Tín hiệu thu bên thu gần giống với tín hiệu phát bên phát, sai lệch nhiễu trắng không đáng kể Tín hiệu đầu DDC giống với tín hiệu đầu vào DUC chứng tỏ phận thực nguyên tắc Dưới kết thu tín hiệu phía thu kênh truyền qua phương thức điều chế khác BPSK, QPSK, 4-QAM Trang 94 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM 0.3 tin hieu thu duoc 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 Hình 23: Tín hiệu điều chế BPSK thu sau qua kênh truyền tin hieu thu duoc -1 -2 -3 -3 -2 -1 Hình 24: Tín hiệu điều chế QPSK thu sau qua kênh truyền Trang 95 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM tin hieu thu duoc 1.5 0.5 -0.5 -1 -1.5 -2 -2 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 Hình 25: Tín hiệu điều chế - QAM thu sau qua kênh truyền Tín hiêu qua kênh truyền có phân bố Rayleigh bị sai lệch suy hao phần thực phần ảo Quan sát hình vẽ ta thấy tín hiệu thu dao động xung quanh điểm mã hóa 10 BER system with known channel system with channel estimation 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 12 14 Eb/No (dB) Hình 26: Đồ thị biểu diễn qua hệ BER Eb/No hệ thống sử dụng ước lượng kênh truyền hệ thống sử dụng kênh biết Trang 96 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Việc thực giải điều chế tín hiệu từ kênh truyền ước lượng thu kết gần tương đương với sử dụng kênh truyền biết 10 10 BER 10 10 10 10 10 BPSK 4-QAM QPSK -1 -2 -3 -4 -5 -6 Eb/No (dB) 10 12 14 16 Hình 27: Đồ thị biểu diễn qua hệ BER Eb/No hệ thống sử dụng phương thức điều chế khác Tỉ lệ lỗi bit tăng tần theo phương thức điều chế BPSK, 4–QAM, QPSK với trị số Eb/No Tiếp theo đồ thị so sánh hệ thống ảnh hưởng jitter, có jitter mà không khử với hệ thống có jitter áp dụng thuật toán khử jitter Trang 97 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM 10 system without cancellation jitter system with cancellation jitter system no jitter -1 10 -2 BER 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 Eb/No (dB) 10 Hình 28: Đồ thị mối quan hệ BER với Eb/No hệ thống SISO Nhận xét: Từ đồ thị ta thấy với hệ thống có jitter mà không thực khử tỉ lệ BER cao khoảng 10-1 điều gần chấp nhận với hệ thống thông tin số đại đòi hỏi độ xác cao Với việc thực khử jitter ta thấy đường biểu diễn bám sát với đường biểu diễn lí tưởng với hệ thống không ảnh hưởng jitter 3.7 Kết luận chương III Chương III tìm hiểu sử dụng công nghệ SDR áp dụng cho trạm mặt đất vệ tinh Trong chương nêu kiến trúc máy trạm mặt đất thu phát dùng công nghệ SDR, em tìm hiểu hai khối đóng vai trò đặc biệt quan trọng cấu trúc máy SDR khối Digital Down Converter (DDC) Digital Up Converter (DUC), chương em sử dụng công nghệ SDR vào để thực việc ước lượng khử jitter hệ thống thông tin vô tuyến Với ý tưởng việc đưa tín hiệu tham chiếu với thông số xác định vào với tín hiệu mang tín để từ kết thu ước lượng jitter từ sử Trang 98 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM dụng để khử jitter Cuối chương III nêu trình xây dựng hệ thống, mô kết đạt Kết đạt qua mô phù hợp với lí thuyết đưa phần Trang 99 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM KẾT LUẬN Công nghệ vô tuyến định nghĩa phần mềm (SDR) sử dụng tảng phần cứng thống để cung cấp tiêu chuẩn thông tin, lược đồ điều chế tần số khác thông qua mô đun phần mềm Nó hỗ trợ việc triển khai hệ thống thông tin vô tuyến đa băng tần đa tiêu chuẩn Với kỹ thuật SDR, nhà khai thác nâng cấp hệ thống đến phiên mà không cần thay đổi phần cứng, giảm thiểu chi phí rủi ro Do ưu điểm nên công nghệ SDR ứng dụng để thiết kế hệ thống thông tin vệ tinh Luận văn: “Nghiên cứu thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh” tìm hiểu áp dụng công nghệ SDR cho trạm mặt đất Trong luận văn em phân tích kĩ đặc điểm nguyên lí số thành phần xử lí tín hiệu số, đặc biệt đề xuất mô hình hệ thống thông tin số kèm theo việc khử jitter ADC tần số cao gây nên Em xây dựng mô thành phần số hệ thống thông tin đưa so sánh nhận xét kết đạt Hạn chế luận văn chưa áp dụng vào ứng dụng cụ thể, giá trị đầu vào hệ thống tự thiết lập không lường hết phức tạp với tín hiêu thực Ngoài hệ thống sơ sài thiếu số thành phần mã hóa nguồn, mã hóa kênh, trải phổ, mã mật… Học viên Nguyễn Thanh Tùng hướng dẫn PGS.TS Vũ Văn Yêm bước tìm hiểu kiến thức công nghệ SDR trạm mặt đất vệ tinh để thực đồ án Một lần em xin cảm ơn PGS.TS Vũ Văn Yêm giúp đỡ nhiệt tình để em hoàn thành luận văn Trang 100 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Generalized Bandpass Sampling Receivers for Software Deýined Radio, YiRan Sun, Stockholm 2006 [2] Matlab 7.5 Tool [3] Simulation and Software Radio for Mobile Communications , Hirosi Harada and Ramjee Prasad 1997 [4] Software Radio Architecture- Object, Joseph Mitola III, 2000 John Wiley & Sons [5] The Effect of Oversampling on Aperture Jitter in Bandpass Sampling Receivers, M Patel, J J O’Reilly, University College London [6] The Theory of Bandpass Sampling, Rodney G Vaughan, Member, IEEE, Neil L Scott, and D Rod White 1991 [7] Hệ thống thông tin vệ tinh, PGS.TS Thái Hồng Nhị, 2008 [8] Đồ án công nghệ vô tuyến điều khiển phần mềm, Đỗ Trung Anh ĐT8-K49 ĐHBKHN [9] Website: - Http://www.sdrforum.org - http://www.google.com.vn - http://www.rfd.gov.vn - http://en.wikipedia.org Trang 101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM PHỤ LỤC MỘT SỐ MODUN CHO TRẠM MẶT ĐẤT DÙNG CÔNG NGHỆ SDR 1- Bộ thu phát băng C mở rộng Bộ thu phát thiết kế chắn cho phép hoạt động liên tục trời liên tục với loại môi trường Nó bao gồm upconverter, downconverter, khuếch đại công suất, điều khiển giám sát, khối nguồn; tất đóng gói khung chắn việc kết nối với thiết bị nhà qua cáp nối tín hiệu IF Bộ LNC kết nốivới thu phát thông qua cáp đồng trục Một dao động độ ổn định cao sử dụng để khóa tổ hợp tần số RX TX Hơn nữa, bù nhiệt lão hóa linh kiện xử lý vi xử lý có sẵn mạch Đặc tính kỹ thuật thu phát: - Dải tần phát: 6.425 – 6.725 GHz - Công suất: 30W - TX gain: 75.8 - IF: 70 MHz, 50Ω - TX phase noise: -60 dBc/Hz max @ 100 Hz, -70 dBc/Hz max @ KHz, -80 dBc/Hz max @ 10 KHz, -90 dBc/Hz max @ 100 KHz, -100 dBc/Hz max @ MHz - Dải tần thu: 3.400 – 3.640 GHz - RX noise figure: 0.9 dB (65K) max (có thể có tùy chọn tới 0.63 dB (45K) 0.49 dB (35K)) - Khối lượng: 20 Kg - Kích thước: 549 x 229 x 262 mm 2- Anten thu phát Hệ thống sử dụng anten thu phát băng tần C mở rộng cho việc thu phát tín hiệu Anten kết nốivới thu phát phát theo sơ đồ sau: Trang 102 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Giắc J1 LNC thu phát nốivới đầu LNC, đầu LNC nối với đầu LNC loa tiếp sóng (feed horn) anten Giắc J2 TX OUT thu phát nối với đầu BUC loa tiếp sóng anten Đặc tính kỹ thuật anten: Trang 103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM - Kích thước: 2.4m - Tần số hoạt động: Tx: 5.850 – 6.725 GHz; Rx: 3.400 – 4.200 GHz - Phân cực: Tuyến tính, vuông góc - Độ lợi: Tx: 42 dBi @ 6.1 GHz; Rx: 38 dBi @ 3.9 GHz - Nhiệt độ nhiễu anten (Antenna Noise Temperature) 10o Elevation: 40K 20o Elevation: 35K 30o Elevation: 32K - Độcáchly: 60 dB 3- Card AD/DA Bo xử lý tín hiệu FPGA Hệ thống thu phát sử dụng card biến đổi tín hiệu IF 70 MHz từ tương tự sang số ngược lại Đối với chiều thu, tín hiệu sau thu anten qua Transceiver cho lối IF (Giắc J4 RXIF) tín hiệu 70 MHz.Tín hiệu nàysẽ số hóa ADC, sau tín hiệu số xử lý tiếp bo FPGA với thuật toán người sử dụng (Giải mã đường truyền, giải điều chế, giải mã tín hiệu …) Trang 104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Đối với chiều phát, tín hiệu số xử lý thuật toán người dùng (mã hóa, điều chế DDS …) đưa tớibộ DAC với tần số IF 70 Mhz Đặc tính kỹ thuật card AD/DA bo xử lý tín hiệu FPGA: - kênh ADC 14 bit, 250 MSPS - kênh DAC 16 bit 800 MSPS - Connector: FMC (LPC) - Chíp FPGA: Kintex-7 325T - Bộ nhớ: GB DDR3 - Có khe cắm thẻ nhớ Micro SD Flash - Giao tiếp PCIe 4- Máy tính lập trình cho FPGA vàđiều khiển, giám sát thu phát Card FPGA lập trình máy tính thông qua giao tiếp PCIe Để hệ thống hoạt động tốt thời gian dài, hiệu đáp ứng nhu cầu lập trình giám sát hệ thống, đề xuất khách hàng sử dụng máy tính công nghiệp với đặc tính kỹ thuật sau: Trang 105 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT - GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM CPU: Intel® Core™ i7-3770 Processor (8M Cache, 3.4 GHz up to 3.90 GHz) - Main board: IMBA-H610-R10 - System Memory: DDR III (240 PIN);4GB (system max 16GB) - Hdd: 500GB 3,5” SATA 8Mb - Powers: ACE-4860AP-R11-RS ; 600W - Ethernet: Dual Realtek RTL8111E PCIeGbE controllers, LAN1 with ASF2.0 supported - I/O Interface: - x RS-232 x RS-422/485 x LPT x SATA 3Gb/s x PS/2 KB/MS 10 x USB 2.0 - Audio: Realtek ALC662 HD Audio codec (Line-in, Line-out, Mic) - Display Interfaces - VGA Integrated in Intel® H61 DVI-D Integrated in Intel® H61 - Expansion - x PCIe x16 slot x PCIe x1 slots x PCI slots - Temperature : -1 0°C ~ 60°C - Humidity: 5% ~95% 5- Một số tiêu kỹ thuật chính, modun trạm mặt đất dùng công nghệ SDR Model: ET-SACOM Bộ thu phát - Dải tần phát: 6.425 – 6.725 GHz Trang 106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM - Công suất: 30W - TX gain: 75.8 - IF: 70 MHz, 50Ω - TX phase noise: -60 dBc/Hz max @ 100 Hz, -70 dBc/Hz max @ KHz, -80 dBc/Hz max @ 10 KHz, -90 dBc/Hz max @ 100 KHz, -100 dBc/Hz max @ MHz - Dải tần thu: 3.400 – 3.640 GHz RX noise figure: 0.9 dB (65K) max Anten thu phát - Kích thước: 2.4m - Tần số hoạt động: Tx: 5.850 – 6.725 GHz; Rx: 3.400 – 4.200 GHz - Phân cực: Tuyến tính, vuông góc - Độ lợi: Tx: 42 dBi @ 6.1 GHz; Rx: 38 dBi @ 3.9 GHz - Nhiệt độ nhiễu anten (Antenna Noise Temperature) - 10o Elevation: 40K - 20o Elevation: 35K - 30o Elevation: 32K Độ cách ly: 60 dB Bộ xử lý tín hiệu - Bộ xử lý: ARM Cortex-A8 800 MHz + C64 DSP - RAM: 512 MB - SD Card: GB - Chíp FPGA: Xilinx Spartan 3A-DSP - ADC: 64 MS/s, 12 bit - DAC: 128 MS/s, 14 bit Hệ điều hành: Linux Model: KC-SACOM Trang 107 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GVHD:PGS.TS VŨ VĂN YÊM Bộ thu phát - Dải tần phát: 6.425 – 6.725 GHz - Công suất: 30W - TX gain: 75.8 - IF: 70 MHz, 50Ω - TX phase noise: -60 dBc/Hz max @ 100 Hz, -70 dBc/Hz max @ KHz, -80 dBc/Hz max @ 10 KHz, -90 dBc/Hz max @ 100 KHz, -100 dBc/Hz max @ MHz - Dải tần thu: 3.400 – 3.640 GHz RX noise figure: 0.9 dB (65K) max Anten thu phát - Kích thước: 2.4m - Tần số hoạt động: Tx: 5.850 – 6.725 GHz; Rx: 3.400 – 4.200 GHz - Phân cực: Tuyến tính, vuông góc - Độ lợi: Tx: 42 dBi @ 6.1 GHz; Rx: 38 dBi @ 3.9 GHz - Nhiệt độ nhiễu anten (Antenna Noise Temperature) - 10o Elevation: 40K - 20o Elevation: 35K - 30o Elevation: 32K Độ cách ly: 60 dB Bộ điều khiển xử lý tín hiệu - Chíp FPGA: Xilinx FPGA Kintex-7 XC7K235T - Giao tiếp PCIe Gen2 x8/4-lane - RAM: 1GB DDR3 - ADC: 250 MS/s, 14 bit - DAC: 800 MS/s, 16 bit Micro SD flash: 32 GB Trang 108 ... tài: Nghiên cứu thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh” chủ yếu nghiên cứu công nghệ SDR để thiết kế trạm mặt đất cho luận văn tốt nghiệp Mục tiêu luận văn tìm hiểu công nghệ SDR... dụng để thiết kế trạm mặt đất cho hệ thống thông tin vệ tinh Nội dung luận văn gồm chương: Chương I: Tổng quan trạm mặt đất Chương II: Công nghệ SDR Chương III: Trạm mặt đất sử dụng công nghệ SDR... khác mở rộng Hiện có nhiều trạm mặt đất loại nhỏ, ví dụ trạm VSAT mạng riêng trực tiếp đến người sử dụng Không hệ thống thông tin vệ tinh cố địch mà hệ thống thông tin vệ tinh di động phát triển