Xác định ảnh hưởng của nhiễu từ vệ tinh N SAT HEO tới hệ thống 3G của Việt Nam trong băng tần 2 6 GHz

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	1,18 MB

Nội dung

Xác định ảnh hưởng của nhiễu từ vệ tinh N SAT HEO tới hệ thống 3G của Việt Nam trong băng tần 2 6 GHz Xác định ảnh hưởng của nhiễu từ vệ tinh N SAT HEO tới hệ thống 3G của Việt Nam trong băng tần 2 6 GHz luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sỹ khoa học xác định ¶nh hëng cđa nhiƠu tõ vƯ tinh n-sat-heo tíi hƯ thống 3G việt nam băng tần 2.6 GHz ngành: Điện tử-Viễn thông lê văn tuấn Người hướng dẫn Khoa häc: PGS.Ts Hå Anh Tuý Hµ néi - 2005 lời cảm ơn Để thực luận này, đÃ nhận hướng dẫn, giúp đỡ tận tâm thày cô đồng nghiệp Trước hết, xin trân thành cảm ơn PGS TS Hồ Anh Tuý - người thầy đÃ dìu dắt từ năm Đại học, đÃ hướng dẫn tận tình cho Tôi trình thực đề tài Các gợi ý góp ý mặt khoa học PGS đÃ giúp định hướng việc lựa chọn bước thực nhằm hoàn thành tốt đề tài điều kiện eo hẹp thời gian Tôi bày tỏ lòng biết ơn giúp đỡ thày cô giáo Khoa Đào tạo Bồi dưỡng sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Hà nội, đặc biệt thày, cô giáo tham gia giảng dạy lớp cao học Điện tử- Viễn thông khoá 2003-2005 đÃ cung cấp kiến thức, tạo tiền đề cho thực luận văn Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp đÃ tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ trình Tôi thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè đÃ động viên, quan tâm giúp đỡ hoàn thành luận văn Hà nội, tháng 10 năm 2005 Lê Văn Tuấn Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn Mục lục Trang lời cảm ơn Môc lôc .2 Danh mơc çc h×nh vÏ Danh mục Bảng biểu .5 PhÇn I : Tỉng quan PhÇn I : Tæng quan Ch¬ng 1: Néi dung, mục đích đề tài .6 1.1 Tình hình sử dụng băng tần 2500-2690MHz giới Việt nam 1.2 Nội dung, mục đích luận văn Ch¬ng 2: Tỉng quan vỊ hƯ thèng N-SAT-HEO vµ hƯ thèng 3G .10 2.1 Hệ thống vệ tinh phi địa tÜnh N-SAT-HEO cña NhËt .10 2.1.1 CÊu h×nh hƯ thèng 10 2.1.2 Çc tham sè hÖ thèng 12 2.1.2.1 Băng tần 12 2.1.2.2 Ph©n cùc 12 2.1.2.3 §iỊu chÕ sãng mang 12 2.1.2.4 HƯ sè c¾t (roll-off factor) 12 2.1.2.5 Tham sè quỹ đạo .12 2.1.2.6 Anten vÖ tinh .14 2.2 Sơ lược cấu trúc hệ thống di động hƯ ba (3G hay IMT-2000 ) 15 2.2.1 Çc dịch vụ 3G 15 2.2.2 Çc giao diƯn v« tun cđa 3G (IMT-2000) .16 2.2.2.1 Tiêu chuẩn CDMA băng rộng (Wide band CDMA-WCDMA) 16 2.2.2.2 Tiêu chuẩn CDMA đa sóng mang (CDMA-2000 ) .17 2.2.2.3 Tiªu chuÈn CDMA song c«ng theo thêi gian ( CDMA TDD ) 18 2.2.2.4 Tiêu chuẩn TDMA sóng mang đơn (TDMA Single Carrier) 18 2.2.2.5 Tiªu chuÈn FDMA/TDMA 19 2.2.2.6 Lộ trình nâng cÊp lªn 3G cđa ViƯt nam 19 2.2.3 Các loại cell .19 2.2.4 Băng tần 20 Phần II: Phương pháp xác định ảnh hưởng nhiễu từ hệ thống vệ tinh tíi hƯ thèng 3G 22 Chương 3: ảnh hưởng nhiƠu ®Õn hƯ thèng 3G .22 3.1 NhiƠu hƯ thèng CDMA 22 3.1.1 Kh¸i niƯm vỊ nhiƠu 22 3.1.1.1 Khái niệm phân loại nhiÔu 22 Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn 3.1.1.2 Nhiễu cộng nhiễu nhân -tỷ sè tÝn hiƯu/nhiƠu 23 3.1.2 Kü thuật trải phổ CDMA 25 3.1.2.1 Giíi thiƯu chung 25 3.1.2.2 Băng thông tín hiệu trải phổ .27 3.1.2.3 M· ngÉu nhiªn 27 3.1.2.4 HƯ thèng m¸y ph¸t, m¸y thu tr¶i phỉ trùc tiÕp (DSSS) .29 3.1.2.4.1 M¸y ph¸t DSSS-BPSK .29 3.1.2.4.2 M¸y thu DSSS-BPSK 30 3.1.2.5 MËt ®é phỉ c«ng st 32 3.1.2.6 Điều khiển công suất hÖ thèng CDMA 34 3.1.3 NhiƠu hƯ thèng CDMA .34 3.1.3.1 Với nhiễu tạp âm Gausse tr¾ng céng (AWGN), No 36 3.1.3.2 Nhiễu băng hẹp 36 3.1.3.3 Nhiễu băng rộng 37 3.1.3.4 Nhiễu đồng kênh (từ người sử dụng khác) 37 3.2 ảnh hëng cđa nhiƠu tíi m¹ng 3G 39 3.2.1 Tæng quan .39 3.2.2 Phương pháp tính suy giảm vùng phủ sóng cđa hƯ thèng 3G nhiƠu 40 3.2.2.1 TÝnh toán hệ số tăng tạp âm nhiệt đường lên CDMA 41 3.2.2.2 TÝnh to¸n hƯ sè suy gi¶m vïng phđ cđa sector 44 3.2.2.3 ¶nh hëng cđa nhiƠu tíi mét site 3G cã nhiỊu sector 45 Ch¬ng 4: Phương pháp tính toán mức nhiễu .49 4.1 Phương pháp tính mức nhiễu từ hệ thống N-SAT-HEO vào trạm gốc 3G .49 4.1.1 ThuËt to¸n .49 4.1.2 Hệ số phân cách ph©n cùc .54 4.1.3 Çc hƯ sè suy hao kh¸c 54 4.1.4 Tính toán độ tăng ích búp sóng phụ anten trạm gốc 3G 54 4.2 Xác ®Þnh vÞ trÝ tøc thêi cđa mét vƯ tinh phi địa tĩnh không gian 55 4.2.1 Ba định luËt Kepler .55 4.2.2 Các tham số quỹ đạo vệ tinh 58 4.2.3 Xác định vị trí vệ tinh kh«ng gian 60 4.2.3.1 Xác định toạ độ vệ tinh .60 4.2.3.2 Xác định Ly giác nút lên u(t) theo thời gian 64 4.2.4 Xác định góc ngẩng góc phương vị 69 Phần III: Xác định ảnh hưởng nhiễu với điều kiÖn thùc tÕ ViÖt nam .71 Chương 5: Thực xác định ảnh hưởng nhiễu víi ®iỊu kiƯn thùc tÕ cđa ViƯt nam 71 5.1 Thuật toán chương trình thùc hiÖn phÐp tÝnh 71 5.2 Çc tham sè sư dơng .74 5.2.1 HÖ thèng vÖ tinh N-SAT-HEO 74 Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn 5.2.2 Hệ thống 3G 75 5.3 Chương trình dùng bảng tính excel .77 5.3.1 PhÇn sè liệu đầu vào 77 5.3.2 Phần tính toán 79 5.3.3 Phần hiển thị kết 82 5.4 Chương trình Visual Basic 84 5.4.1 Giao diện chương trình 85 5.4.2 PhÇn mÃ chương trình .88 5.4.3 Hiển thị kết chi tiết .88 Chương 6: Kết quả, nhận xét kiến nghị 90 6.1 KÕt tính cho số địa điểm cụ thể ViÖt nam 90 6.2 NhËn xÐt 91 6.3 KiÕn nghÞ 93 tài liệu tham khảo .95 Phô lôc 1: M· chương trình VB 97 Phụ lục 2: Chương trình Excel 112 Danh mục hình vẽ Hình 1: Bảng phân bổ tần số băng 2.6 GHz ITU .7 H×nh 2:HƯ thèng vƯ tinh N-SAT-HEO 11 Hình 3: Vết di chuyển mặt đất vƯ tinh N-SAT-HEO 14 H×nh 4: Lộ trình nâng cấp lên 3G mạng di động ViƯt nam 19 H×nh 5: loại cell 3G (IMT-2000) 20 Hình 6: Các phương án quy hoạch tần số cho IMT-2000 .21 Hình 7:Chuỗi PN với chu kỳ N=15 28 Hình 8:Sơ đồ khối máy phát DSSS BPSK dạng tín hiệu .29 Hình 9: sơ đồ khối máy thu DSSS-BPSK dạng tín hiệu .31 Hình 10: phổ công suÊt hÖ thèng DSSS-BPSK 33 Hình 11: Các loại nhiễu hệ thống CDMA .35 H×nh 12: Phổ tín hiệu băng hẹp gây nhiễu cho mạng S-Fone Tp.HCM .37 Hình 13: Nhiễu đồng kênh (từ người sử dụng khác) .38 Hình 14: Nhiễu làm giảm khoảng cách phñ sãng 40 Hình 15:Biến thiên hệ số tăng tạp âm đường lên data throughput 43 Hình 16: ảnh hëng cđa nhiƠu tíi cell cã sector 46 Hình 17: ảnh hưởng nhiễu tới trạm gốc ni=0.5, 1, dB 47 Hình 18: Các tham số quỹ đạo vệ tinh 58 Hình 19:Tam giác cầu ABC 61 Hình 20: Xác định toạ độ vệ tinh 62 Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn Hình 21:Lưu đồ thuật toán 73 Hình 22: Modun tham số quỹ đạo 78 H×nh 23: Modun tham số phát xạ 79 Hình 24: Modun xác ®Þnh gãc nót u(t) 80 Hình 25: Modun tính toạ độ, khoảng cách vệ tinh 80 Hình 26: Modun tính góc ngẩng, góc phương vị 81 Hình 27: Modun tÝnh Off-axis Gain cña anten Sector 81 H×nh 28: Modun tÝnh Isat/Nth modun tính độ suy giảm vùng phủ sóng 82 Hình 29: Bảng kết .82 Hình 30: Vết quỹ đạo vệ tinh mặt đất .83 H×nh 31: Đồ thị suy giảm vùng phủ sóng với pfd=-113dBW/m2.MHz 84 Hình 32: Giao diện chương trình chung 86 Hình 33: Giao diện chương trình tính Isat/Nth .86 Hình 34: Bảng kết tổng hợp 11 tỉnh khảo sát 89 Hình 35: Suy giảm vïng phđ sãng víi çc møc pfd kh¸c 90 Hình 36: Suy giảm vùng phủ 1BTS Tp.HCM vơi mức pfd khác 91 Danh mục Bảng biểu Bảng 1:Các tham số đường lên hệ thống 3G 42 Bảng 2: Số lượng người sử dụng gây hệ số tăng tạp âm .43 B¶ng 3: Sù suy gi¶m vùng phủ sóng theo giá trị Isat/Nth 48 B¶ng 5: Tham sè hƯ thèng N-SAT-HEO 74 B¶ng 6: Tham sè hƯ thèng 3G 76 Bảng 7: Toạ độ địa điểm đặt BTS 76 Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn Phần I : Tổng quan Chương 1: Nội dung, mục đích đề tài 1.1 Tình hình sử dụng băng tần 2500-2690MHz giới Việt nam Do đặc tính truyền lan không phụ thuộc biên giới hành sóng vô tuyến điện, nên việc sử dụng hệ thống thông tin vô tuyến nước nói chung Việt nam nói riêng phải tuân theo quy định quốc tế, cụ thể Thể lệ Vô tuyến điện (Radio Regulations-RR) Liên minh ViƠn th«ng Qc tÕ (the International Telecommunications Union-ITU ) ThĨ lệ Vô tuyến điện Hội nghị Thông tin vô tuyến Thế giới (the Worl Radiocommunications ConferenceWRC) thông qua sửa đổi Các WRC thường tổ chức theo chu kỳ từ đến năm lần Thông tin di động năm gần đÃ có bïng nỉ vỊ sè lỵng ngêi sư dơng víi tèc độ phát triển lên tới hàng chục % năm số thuê bao điện thoại di động đÃ vượt qua số thuê bao điện thoại cố định Bên cạnh ®ã, xu thÕ chun ®ỉi tõ hƯ thèng th«ng tin động hệ (2G) lên hệ thống thông tin di động hệ 3, hay IMT-2000 theo cách gọi ITU diễn mạnh mẽ Hai mạng Vinaphone MobiFone đÃ triển khai dịch vụ GPRS công nghệ GSM, mạng S-Fone triển khai công nghệ CDMA-2000 1x tới mạng di động Công ty viễn thông điện lực triển khai công nghệ CDMA2000 1x EV-DO Thấy trước nhu cầu phát triển mạng di động 3G, từ năm 2000, ITU đÃ thông qua việc sử dụng thêm băng tần 2500-2690MHz (2.6GHz) cho hệ thống toàn cầu Trong Quy hoạch phổ tần quốc gia Việt nam, băng tần đÃ xác định giành cho việc triển khai hệ thống 3G tương lai gần Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn Hội nghị thông tin vô tuyến giới năm 2000 (WRC-2000) đÃ thông qua định cho phép số nước khu vực Châu Thái bình dương ( Khu vực theo phân chia ITU) triĨn khai çc hƯ thèng Ph¸t sè (sound digital broadcasting) qua vệ tinh phi địa tĩnh (non-GSO satellites) băng tần 2630-2655MHz Hội nghị Thông tin vô tuyến giới năm 2003 (WRC-03) tiếp tục mở rộng, cho phép nước sử dụng thêm băng tần 26052630MHz loại hình vệ tinh địa tĩnh (GSO satellite) để cung cấp loại hình dịch vụ phát số qua vệ tinh nói Hình 1: Bảng phân bổ tần số băng 2.6 GHz ITU Ngoài ra, yếu tố lịch sử, băng tần 2500-2690MHz sử dụng cho loại hình thông tin vô tuyến cố định (viba, hệ thống truyền hình MMDS, ), hệ thống thông tin di động mặt đất (hệ thống vô tuyến điều hành taxi, ) thông tin vệ tinh cố định, dịch vụ truyền hình qua vệ tinh Hình trình bày Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn bảng loại hình thông tin vô tuyến phép sử dụng băng tần 25202655MHz Thể lệ Vô tuyến điện 2004 ITU Các quy định liên quan đến hệ thống phát số qua vệ tinh nêu điều khoản 5.418 Quy định sử dụnng IMT-2000 nêu điều khoản 5.384A Điều khoản 5.418 ghi Hàn quốc, ấn độ, Nhật bản, Pakistan Thái lan băng tần 2535-2655MHz phân bổ cho nghiệp vụ Thông tin quảng bá (phát thanh) qua vệ tinh hệ thống phụ trợ mặt đất nghiệp vụ Việc sử dụng hạn chế cho hệ thống phát số Điều khoản 5.384A ghi Các băng tần, hay số đoạn băng tần băng, 1710-1885 MHz 2500-2690MHz, xác định để nước sử dụng cho hệ thèng IMT-2000 ” Nh vËy, khu vùc sÏ có số nước sử dụng băng tần 2605-2655MHz cho hƯ thèng ph¸t sè qua vƯ tinh, mét sè nước sử dụng cho hệ thống thông tin di động hệ Trên sở quy định ITU, Nhật có kế hoạch triển khai hệ thống phát số qua vệ tinh phi địa tĩnh (non-GSO BSS) với tên gọi NSAT-HEO băng tần 2630-2655MHz dự kiến cung cấp dịch vụ vào năm 2008 Hàn quốc có dự định xây dựng hệ thống khác làm việc băng tần 2605-2630 MHz Với Việt nam, băng tần 2500-2690MHz Đài truyền hình Việt nam sử dụng cho hệ thống truyền hình MMDS Tuy nhiên, thời gian tới, theo Quy hoạch phổ tần quốc gia băng tần dự kiến sử dụng cho hệ thống thông tin di động 3G (IMT-2000) Luận văn tốt nghiệp cao học ĐTVT 2003- 2005 Lê Văn Tuấn 1.2 Nội dung, mục đích luận văn Dù hệ thống vƯ tinh N-SAT-HEO chØ cung cÊp dÞch vơ ë NhËt bản, hệ thống vệ tinh có công suất lớn, sử dụng băng tần trùng với băng tần hệ thống 3G nên khả búp sóng phụ hệ thống vệ tinh có mức công suất lớn, gây ảnh hưởng tới hệ thống 3G nước khu vực, có Việt nam Hiện nay, Nhóm nghiên cứu (Study Group) ITU-R nghiên cứu ảnh hưởng hệ thống tới hệ thống thông tin vô tuyến mặt đất băng tần 2.6 GHz để xác lập điều kiện mức công suất phát xạ phụ mà hệ thống phải tuân theo ITU đÃ thống đưa số khuyến nghị (Recommendation) phương pháp tính (methodology) tham số đầu vào làm sở cho việc tính toán chi tiết Mục tiêu luận văn tìm hiểu phương pháp tính toán, xác định mức độ ảnh hưởng hệ thống vệ tinh quỹ đạo cao N-SAT-HEO Nhật tới hệ thống 3G, mà cụ thể mức độ suy giảm vùng phủ sóng trạm BTS (Base Transceiver Station), từ áp dụng vào điều kiện Việt nam Kết tính sử dụng để xác định mức công suất phát xạ tối đa chấp nhận ®ỵc tõ hƯ thèng N-SAT-HEO tíi l·nh thỉ ViƯt nam để làm sở đàm phán với Nhật xây dựng quan điểm Việt nam vấn đề t¹i ITU ... 147.53 26 . 96 67. 16 1 26 147.53 26 . 96 66. 563 87 147.53 26 . 96 61.9488 147.53 26 . 96 61 .27 027 147.53 26 . 96 60.7 323 6 147.53 26 . 96 60.90185 147.53 26 . 96 60.180 46 147.53 26 . 96 -6. 68038 3.1 420 34 -6. 78741 Hình... gây ảnh hưởng tới hệ thống 3G n? ?ớc khu vực, có Việt nam Hi? ?n nay, Nhóm nghi? ?n cứu (Study Group) ITU-R nghi? ?n cứu ảnh hưởng hệ thống tới hệ thống thông tin vô tuy? ?n mặt đất băng t? ?n 2. 6 GHz để xác. .. b? ?n kÝnh tíi 3km 2. 1 .2 Çc tham sè hệ thống 2. 1 .2. 1 Băng t? ?n Như đÃ trình bày tr? ?n, băng t? ?n hệ thống 26 30 - 26 55MHz, t? ?n số phát tới máy thu Băng thông 25 MHz 2. 1 .2. 2 Ph? ?n cực Ph? ?n cực sử dụng

Ngày đăng: 14/02/2021, 23:52