Nghiên cứu mô hình truyền sóng tín hiệu truyền hình qua vệ tinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI # " DƯƠNG ĐÌNH TRUNG NGHI£N CøU MÔ HìNH TRUYềN SóNG TíN HIệU TRUYềN HìNH QUA Vệ TINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Ng−êi h−íng dÉn khoa häc : TS NGUYễN HữU TRUNG Hà Nội, năm 2009 i MC LC THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT .V DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC HÌNH VẼ VII MỞ ĐẦU I CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ VỀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH TRUYỀN SĨNG TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH QUA VỆ TINH 1.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG VỆ TINH 1.2.1 Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh 1.2.2 Đặc điểm thông tin vệ tinh địa tĩnh 1.2.3 Cấu hình hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh .6 1.2.4 Vệ tinh .6 1.2.5 Trạm mặt đất CHƯƠNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 10 2.1 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN TRÊN TUYẾN THÔNG TIN 10 2.1.1 Các mức công suất .10 2.1.1.1 Công suất xạ đẳng hướng tương đương 10 2.1.1.2 Công suất thu 11 2.1.2 Các loại suy hao 12 2.1.2.1 Suy hao fiđơ thu phát 12 2.1.2.2 Suy hao anten thu phát lệch 12 2.1.2.3 Suy hao không thu phân cực 13 2.1.2.4 Suy hao khí .13 2.1.2.5 Suy hao mây mưa 13 2.1.3 Nhiễu tuyến thông tin 19 2.1.3.1 Các nguồn nhiễu 19 2.1.3.2 Mật độ phổ công suất tạp nhiễu N0 19 2.1.3.3 Nhiễu nhiệt nguồn nhiễu 19 2.1.3.4 Hệ số nhiễu 20 2.1.3.5 Nhiệt độ nhiễu suy hao Te 20 ii 2.1.3.6 Nhiệt độ nhiễu phần tử tích cực 20 2.1.3.7 Nhiệt độ nhiễu hệ thống thiết bị mắc nối tiếp 22 2.1.3.8 Nhiễu nhiệt anten TA 23 2.1.3.9 Nhiễu nhiệt hệ thống thu 25 2.1.4 Tỉ lệ tín hiệu nhiễu đầu vào decoder 25 2.1.5 Tỉ số lượng bit/mật độ tạp âm Eb/N0 (Energy of Noise Density Ratio) 26 2.2 VỆ TINH VINASAT1 27 2.2.1 Thông số kỹ thuật 28 2.2.1.1 Băng tần C mở rộng (C-Extended) 28 2.2.1.2 Băng tần Ku .29 2.2.2 Dịch vụ cung cấp 29 2.2.2.1 Cho thuê băng tần .29 2.2.2.2 Dịch vụ trọn gói .29 2.3 HỆ THỐNG ANTEN 30 2.3.1 Đặc tính, yêu cầu anten trạm mặt đất 30 2.3.2 Phân loại anten 30 2.3.3 Anten parabol đối xứng 32 2.3.3.1 Kích thước cấu trúc anten 32 2.3.3.2 Hiệu suất anten 32 2.3.3.3 Nhiệt độ nhiễu anten (TA) 34 2.3.3.4 Độ lợi anten .34 2.3.3.5 Độ rộng búp hướng anten 35 2.3.3.6 Hệ số sóng đứng 37 2.3.4 Phễu thu sóng 37 2.3.5 Vị trí anten .37 CHƯƠNG LÝ THUYẾT TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 40 3.1 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 40 3.2 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH .43 3.2.1 Điều tần FM (Frequency Modulation) 43 3.2.1.1 Chỉ số điều chế (Modulation index) 43 3.2.1.2 Sự phân bố phổ 43 3.2.1.3 Giải điều chế sóng điều tần .43 iii 3.2.1.4 Tỉ số tín hiệu nhiễu (S/N) ngõ giải điều chế 43 3.2.1.5 Độ lợi giải điều chế 44 3.2.1.6 Chất lượng tín hiệu truyền hình 44 3.2.2 Mã hoá kênh (Channel Encoding) .46 3.2.3 Điều chế số (Digital Modulation) 47 3.2.4 Hiệu suất phổ (Spectral Efficiency) Г 48 3.2.5 Chất lượng giải điều chế 48 3.2.6 Giải mã sửa lỗi 51 3.2.7 Tính tốn tốc độ liệu có ích so với dải thơng vệ tinh .55 3.2.8 Hệ số phản xạ ГR 58 3.2.9 Hệ số sóng đứng – VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) .58 3.2.10 Return Loss 58 3.2.11 Tổn hao không phối hợp trở kháng (Missmatch Loss) 59 3.2.12 Nén tần số ảnh (Image Rejection) 60 3.2.13 Tạp âm méo xuyên điều chế vệ tinh 61 3.2.14 Mức cơng suất tín hiệu vào 63 3.2.15 Dãy tốc độ symbol khoảng tần số ngõ vào 63 3.2.16 Nhiệt độ nhiễu tương đương TR, hệ số nhiễu 63 3.2.17 Băng thông IF2 63 3.2.18 Mức công suất dao động ngõ vào Low-band 63 3.2.19 Điểm ngăn hài bậc 63 3.2.20 Mức audio 63 CHƯƠNG ỨNG DỤNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH TẠI VIỆT NAM .64 4.1 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH TẠI VIỆT NAM 64 4.1.1 Xe truyền hình vệ tinh băng tần KU - DSNG 64 4.1.2 Trạm phát truyền hình số vệ tinh băng tần C đặt Đài Truyền hình Việt Nam .67 4.1.3 Trạm phát truyền hình số vệ tinh băng tần Ku đặt Vĩnh Yên 69 4.2 THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH SỬ DỤNG VỆ TINH VINASAT1 74 4.2.1 Vị trí đặt trạm mặt đất 75 4.2.1.1 Trạm Hà Nội (tính vị trí Đài Truyền hình Việt Nam) 75 4.2.1.2 Trạm thành phố Hồ Chí Minh 76 iv 4.2.2 Tính tuyến lên 77 4.2.2.1 Tuyến lên trời 77 4.2.2.2 Tuyến lên trời mưa 78 4.2.3 Tính tuyến xuống 78 4.2.3.1 Tuyến xuống trời 78 4.2.3.2 Tuyến xuống trời mưa 79 4.2.4 Tính tuyến tổng 79 4.2.4.1 Lùi công suất đầu vào đầu .79 4.2.4.2 Độ lợi công suất vệ tinh 80 4.2.4.3 Quan hệ độ lợi, EIRP mật độ thơng lượng cơng suất bão hồ 80 4.2.4.4 Thông số tuyến tổng 81 4.2.5 Thiết kế tính toán tuyến lên băng Ku 83 4.2.5.1 Trạm Ku Hà Nội trời 83 4.2.5.2 Trạm Ku Hà Nội trời mưa 86 4.2.5.3 Trạm Ku TP Hồ Chí Minh trời 87 4.2.5.4 Trạm Ku TP Hồ Chí Minh trời mưa 88 4.2.6 Thiết kế tính toán tuyến xuống băng Ku .89 4.2.6.1 Tuyến xuống Ku Hà Nội trời 89 4.2.6.2 Tuyến xuống Ku Hà Nội trời mưa .92 4.2.6.3 Tuyến xuống Ku TP Hồ Chí MinhHà Nội trời 92 4.2.6.4 Tuyến xuống Ku TP Hồ Chí MinhHà Nội trời mưa 93 4.2.7 Tính tuyến tổng C trạm Hà Nội 94 4.2.8 Tính kênh truyền dẫn 97 KẾT LUẬN .98 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 v THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT AMR Analog Microware Radio Hệ thống tương tự BEP Bit Error Probability Xác suất bít lỗi BER Bit Error Ratio Tỉ lệ bít lỗi CCIR International Telecommunications Hiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ (ITU-R) Union - Radiocommunications phận tiêu chuẩn vô tuyến Standardisation Sector C/N D DTH Channel encoding Mã hố kênh Carrier/Noise Tỷ số sóng mang nhiễu Constant envelope Đường bao không thay đổi Downlink Tuyến xuống Digital Modulation Điều chế số Direct encoding Mã hoá trực tiếp Direct to Home Phát tín hiệu vệ tinh trực tiếp đến máy thu mặt đất DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá video số Châu Âu EIRP Equivalent Isotropic Radiated Công suất xạ đẳng hướng Power tương đương Encoding Mã hố ES Elementary Stream Dịng truyền tải sở f/D focal/diameter Tiêu cự/đường kính anten parabol FEC Forward error correct Sửa lỗi trực tiếp ( sử lỗi trước/sửa lỗi tiến Feedhorn Phễu hứng sóng cụm LNB FSS Fixed Satellite Service Dịch vụ vệ tinh cố định GEO Geo-Synchronous Earth Quỹ đạo địa tĩnh Orbits/Geo Stationary Orbits H Horizontally Phân cực ngang vi HDTV High Definition Television Truyền hình độ nét cao HPA High Power Amplifiers Khuếch đại công suất cao IBO Input Back-Off power Lùi công suất ngõ vào IFRR Image Rejection Ratio Tỉ số nén tần số ảnh IRD Integrated Reciever/Decoder Đầu thu giải mã tín hiệu số LEOs Low- Earth Orbits Vệ tinh quỹ đạo thấp LO Local Oscillator Bộ dao động nội LNA Low noise Amplifier Mạch khuếch đại nhiễu thấp LNB Low noise Block Downconverter Bộ dịch tần nhiễu thấp MEOs Medium – Earth Orbits Quỹ đạo trung bình MPEG-2 Moving Pictures Experts Group Nhóm chun gia tiêu chuẩn truyền hình MCPC Multiple channels Per Carrier Đa kênh sóng mang OBO Output Back-Off power Lùi công suất ngõ RL Return Loss Suy hao trở RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SEP Symbol Error Probability Xác suất lỗi symbol SCPC Single channel Per Carrier Đơn kênh sóng mang S/N Signal/Noise Tín hiệu nhiễu SNG Satellite News Gathering Mạng thu thập tin tức vệ tinh Spectral efficiency Hiệu suất sử dụng phổ tần SSPA Solid State Power Amplifier Mạch khuếch đại công suất bán dẫn TS Transport stream Dịng truyền tải TV Television Truyền hình TWTA Traveling Wave Tube Amlifier Bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạy U Uplink Tuyến lên V Vertically Phân cực đứng VSAT Very small receiver antenna Hệ thống anten thu vệ tinh nhỏ VSWR Voltage Standing Wave Ratio Hệ số sóng đứng vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 – Lượng mưa tương ứng với tổng thời gian suy giảm tín hiệu 14 Bảng 2.2 – Quan hệ hệ số nhiễu nhiệt độ nhiễu 21 Bảng 2.3 – Độ lợi anten với đường kính khác băng tần .36 Bảng 2.4 – Quan hệ a phụ thuộc vị trí trạm mặt đất vệ tinh 39 Bảng 3.1 – Tọa độ vệ tinh theo vùng địa lý 42 Bảng 3.2 – Sự cải thiện chất lượng S/N pre- de-emphasis cộng với Videometric weighting [CCIR Report 637] 45 Bảng 3.3 – Expression for binary error probability 50 Bảng 3.4 – Giá trị lý thuyết EC/N0 để đạt giá trị BEP tiêu biểu 51 Bảng 3.5 – Các giá trị độ lợi giải mã tiêu biểu 53 Bảng 3.6 – BIT RATES (Mbps) versus FEC .55 Bảng 3.7 – Eb/N0 and REQUIRED VITERBI FEC RATE .56 Bảng 3.8 – Multichoice DStv link Budget parameters .57 Bảng 3.9 – Reflection coefficient and return loss versus VSWR 59 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 – Hệ thống thông tin vệ tinh Hình 2.1 – Mơ tả anten đẳng hướng 10 Hình 2.2 – Anten thực xạ vùng A 10 Hình 2.3 – Tính mức cơng suất thu 11 Hình 2.4 –Tính suy hao thu phát 12 Hình 2.5 – Suy hao anten thu phát lệnh 12 Hình 2.6 – Lượng mưa trung bình (mm/h) vùng giới 14 Hình 2.7 – Lượng mưa r0.01 (mm/h) vượt 0.01% năm trung bình 15 Hình 2.8 – Tốn đồ xác định suy hao đơn vị chiều dài mưa γR (dB/Km) .16 Hình 2.9 – Tính suy giảm mưa CCIR .17 Hình 2.10 – Suy hao mưa tín hiệu băng Ku băng C 18 viii Hình 2.11 – Mật độ phổ cơng suất nhiễu N0 19 Hình 2.12 – Xác định giá trị công suất nhiễu .20 Hình 2.13 – Nhiệt độ nhiễu hệ thống 21 Hình 2.14 – Cơng suất nhiễu hệ thống mạch mắc nối tiếp 22 Hình 2.15 – Nhiễu từ bầu trời mặt đất đến anten 23 Hình 2.16 – Nhiễu nhiệt mặt đất trời mưa .24 Hình 2.17 – Nhiệt độ nhiễu bầu trời TSKY trời hàm góc ngẩng e .24 Hình 2.18 – Nhiệt độ nhiễu hệ thống thu 25 Hình 2.19 – Vệ tinh VinaSat 28 Hình 2.20 – Độ rộng búp sóng anten trạm mặt đất θ3dB ≤ 1,6O 30 Hình 2.21 – Các loại anten dùng truyền hình vệ tinh .31 Hình 2.22 – Cấu trúc anten parabol đối xứng 32 Hình 2.23 – Tín hiệu phản xạ bề mặt anten 33 Hình 2.24 – Quan hệ mức lượng rìa chảo tỉ số f/D 33 Hình 2.25 – Góc xạ anten, beam width 3dB 35 Hình 2.26 – Mơ tả quan hệ G, D θ − 3dB anten parabol đối xứng 36 Hình 2.27 – Các góc anten trạm mặt đất 37 Hình 2.28 – Góc ngẩng e góc phương vị a 38 Hình 2.29 – Góc ngẩng e nửa góc mở vệ tinh α0 38 Hình 3.1 – Tình hình phát triển DTH khu vực châu Á 40 Hình 3.2 – Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình qua vệ tinh 41 Hình 3.3 – Ngun lý mã hố kênh .46 Hình 3.4 – Nguyên lý điều chế cho kênh truyền hình số 47 Hình 3.5 – Hệ thống thu truyền hình số vệ tinh 48 Hình 3.6 – Quan hệ tỉ lệ bit lỗi mức Ec/N0 theo lý thuyết 49 Hình 3.7 – Mối quan hệ (BEP)In (BEP)Out mạch giải mã 51 Hình 3.8 – Chất lượng hệ thống điều chế mã hố 52 Hình 3.9 – Ngưỡng máy thu số đánh dấu mức BER định .54 Hình 3.10 – Quan hệ BER theo công suất thu hệ AMR DMR 57 Hình 3.11 – Quan hệ phổ tần số IF, RF, Local Oscillator tần số ảnh .60 Hình 3.12 – Đặc tuyến vào-ra khuếch đại TWT mức lùi cơng suất 61 Hình 3.13 – Nhiễu xuyên điều chế có tần số sóng mang ngõ vào 62 ix Hình 3.14 – Nhiễu xuyên điều chế có tần số sóng mang ngõ vào 62 Hình 4.1 – Sơ đồ khối xe Ku - DSNG 64 Hình 4.2 – Sơ đồ cung cấp tín hiệu Viba cho trạm vệ tinh Vĩnh yên 69 Hình 4.3 – Hệ thống Trạm phát truyền hình số băng tần Ku đặt Vĩnh yên 70 Hình 4.4 – Sơ đồ khối mã hoá DBE 4130 .71 Hình 4.5 – Hệ thống RF Vĩnh yên .73 Hình 4.6 – Mức tín hiệu vệ tinh 74 Hình 4.7 – Góc mở vệ tinh nhìn trái đất 75 Hình 4.8 – Mơ tả tuyến lên (Uplink) 77 Hình 4.9 – Mơ tả tuyến xuống (Downlink) 78 Hình 4.10 – Quan hệ cơng suất vào đến bão hịa 79 Hình 4.11 – Đặc tính chuyển đổi công suất phát đáp vệ tinh (hoạt động với sóng mang đơn) 80 Hình 4.12 – Tuyến tổng 81 Hình 4.13 – Các mức tuyến lên Hà nội (số liệu mẫu số trời mưa) 86 Hình 4.14 – Các mức tuyến lên TP.HCM (số liệu mẫu số trời mưa) .87 Hình 4.15 – Các mức cơng suất tuyến xuống Ku Hà Nội .91 Hình 4.16 – Các mức công suất tuyến xuống Ku TP.Hồ Chí Minh 93 85 ⎛ GαT ⎜⎜ ⎝ TR ⎞ ⎞ ⎛ GR ⎟⎟ ⎟⎟ = ⎜⎜ [OK-1] L L L ⎠SL ⎝ R FRX POL ⎠ TA + T ⎛⎜1 − ⎞⎟ + T F⎜ R LFRX LFRX ⎟⎠ ⎝ (4.37) Sử dụng (2.63) tính GR: πDf ⎛ π × 1,8 × 14 × 109 ⎞ ⎟⎟ = 38301,96076 = 45,83 dBi ) = 0,55 ⎜⎜ GR = η.( c × 108 ⎠ ⎝ Giả sử vệ tinh nằm rìa phủ sóng anten trạm phát có: αR = θ3dB α Theo (2.14), tính suy hao LR : LR = 12( R )2 = 12 ⎛⎜ ⎞⎟ = dB θ dB ⎝2⎠ (4.38) = 1O (4.39) Áp dụng (2.16) tính suy hao: LPOL = 20 lg(cosσ) = 20lg(cos1O) = -0,0013 [dB] Suy hao nhỏ, bỏ qua Dùng (2.32), tính TR : Theo bảng 2.2 có F = 3dB, nên: TR = (F – 1)TO = (100,3-1).290OK = 288,6 OK (4.40) Thay giá trị tính vào (4.37): ⎛ GαT ⎜⎜ ⎝ TR ⎞ ⎡ 290 ⎤ G ⎟⎟ = ⎛⎜ ⎞⎟ = 45,83 – – - 10lg ⎢ 0,1 + 290⎛⎜1 − 0,1 ⎞⎟ + 288,6⎥ ⎝ 10 ⎠ ⎣10 ⎦ ⎠SL ⎝ T ⎠ SL ⎛G⎞ -1 ⎜ ⎟ = 41,83 - 10lg578,6 = 41,83 – 27,62 = 14,21 dBK ⎝ T ⎠ SL (4.41) Thay giá trị tính k = -228,6[dB/Hz OK] vào (4.36): ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 72,66dBw-207dB+14,21dBOK-1+228,6 dB/Hz OK ⎝ N O ⎠U ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 108,47 dBHz N ⎝ O ⎠U (4.42) Hình 4.13 tóm tắt mức tuyến lên CU = PU = 72,66 – 207 + 42,83 – = - 92,51dB; NOU = - 194,97 dB Trên hình 4.6 chọn mức thu vệ tinh 10 pW tương đương -110dBw Khi trời có mức dự trữ 110 – 92,51 = 17,49 dB Như độ dư công suất dự trữ 17,49 dB 86 ⎛ GT ⎜⎜ ⎝ LT ES PTX TX LFTX PT ⎛G ⎞ ⎜⎜ R ⎟⎟ ⎝ LR ⎠ SL ⎞ ⎟⎟ ⎠ ES PR LU = LFSLA s SL PRX LFRX RX 72,66dBw 75,68 +50,16dBi 23dBw 26,02 -207dB -220dB -91,51dBw - 101,49 22,5dBw -134,34dBw - 144,32 42.83dBi CU=PU = -92,51dBw NOU= -194,97(dB/Hz) (C/N0)U = 108,47dBHz CUrain = PUrain = -102,49dBw NOUrain = -200,97 (dB/Hz) (C/N0)Urain = 98,49dBHz Hình 4.13 - Các mức tuyến lên Hà nội (số liệu mẫu số trời mưa) 4.2.5.2 Trạm Ku Hà Nội trời mưa Khi truyền sóng tuyến lên bị mưa sóng điện từ bị hấp thụ lượng, bị biến đổi phân cực hạt mưa tác động, thân mưa xạ siêu cao làm nhiễu tín hiệu hữu ích nhiệt độ nước mưa cộng thêm nhiệt độ tạp âm đường truyền Suy hao mưa Việt Nam băng Ku điều kiện góc ngẩng 500 theo kết tính sở số liệu mưa Việt Nam 13dB Như suy hao đường truyền tuyến lên: LUrain =LA[dB]+LFS[dB]+Lrain[dB] = 0.3[dB]+206.7[dB]+13[dB]= 220[dB] Để an toàn cho phép trạm phát cơng suất bão hịa mưa 400W tương đương 26,02 dB EIRPESrain[dBw] = 72,66 + 3,02 = 75,68dBw ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 75,68dBw-220dB+14,21dBOK-1+228,6 dB/Hz OK ⎝ NO ⎠Urain ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 98,49 dBHz ⎝ NO ⎠Urain CU = PU = 75,68 – 220 + 42,83 – = - 102,49dB NOU = - 200,97 dB (4.43) 87 Trên hình 4.6 chọn mức thu vệ tinh 10 pW tương đương -110dBw Như độ dự trữ 110 - 102,49 = 7,51dBw Khi vệ tinh chỉnh AGC cần độ dự trữ cỡ 3dBw đủ Trời mưa bão chỉnh AGC hết mức 4.2.5.3 Trạm Ku TP Hồ Chí Minh trời Cách tính trạm Hà Nội, khác vài thông số: ⎛ 4π × 36622,863× 10 × 14 × 10 4πsfU ⎞ LFS = ( ) = ⎛⎜ ⎟ = ⎜⎜ λ × 108 ⎝ C ⎠ ⎝ 4πs 2 ⎞ ⎟⎟ = 4,612x1020 ⎠ LFS = 206,63 dB LU = LFSLA = 206,63 + 0,3 = 206,93 dB (4.44) ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 72,66dBw-206,93dB+14,21dBOK-1+228,6 dB/Hz OK ⎝ N O ⎠U ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 108,54 dBHz ⎝ N O ⎠U (4.45) CU = PU = 72,66 – 206,93 + 42,83 – = - 92,44 dB NOU = - 200,97 dB Khi trời có mức dự trữ 110 – 92,44 = 17,56 dB Như độ dư công suất dự trữ 17,56 dB ⎛ GT ⎜⎜ ⎝ LT ES PTX TX LFTX PT ⎛ GR ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ LR ⎠ SL ⎞ ⎟⎟ ⎠ ES LU = LFSLA PR s SL PRX LFRX RX 72,66dBw 75,68 +50,16dBi 23dBw 26,02 -206,93dB - 224,23 -129,44dBw - 105,72 22,5dBw -134,27dBw - 148,55 42.83dBi CU = PU = -92,44dBw NOU = -200,97 (dB/Hz) (C/N0)U = 108,54dBHz CUrain = PUrain = -106,72dBw NOUrain = -200,97 (dB/Hz) (C/N0)Urain = 94,26dBHz Hình 4.14 - Các mức tuyến lên TP.HCM (số liệu mẫu số trời mưa) 88 4.2.5.4 Trạm Ku TP Hồ Chí Minh trời mưa + Tính Lrain (Arain) áp dụng mục 2.1.2.5: - Tính độ cao mưa hR (Km), theo (2.19): hR = 3+0.028=3,028 Km 00 (Pi1)SATU = -80 +20 + 10lg(0,05)2 – 10lg4π-1-1-1 =-63 - 26 - 11= -100dBw Mà theo (4.22) IBO= (P ) (P ) i i SATU = (Φ )SL = -8 => (P 1) = -8 – 100 = -108dBw i (Φ SATU )SL CUrain = PRX - MRrain = -110 + = -107dBw: Công suất vào đầu thu vệ tinh PR = PRX + LFRX = -107 + = -106dBw (Thỏa giả thiết) ⎛G⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 20 - = 19 dB ; ⎝ LR ⎠ SL ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 80 +3 = 83dB ⎝ NO ⎠Urain ⎛ C ⎞ ⎛G ⎞ 1 ⎜⎜ ⎟⎟ = (EIRPSATU)ES ⎛⎜ ⎞⎟ ⎜⎜ αR ⎟⎟ ⎝ L ⎠U ⎝ TR ⎠SL k ⎝ NO ⎠Urain ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = (EIRPSATU)ES – 220 + 10 + 228,6 = 83dB ⎝ NO ⎠Urain => (EIRPSATU)ES = 83 + 220 – 10 – 228,6 = 64,4dB ⎛ PTX ⎝ LFTX Mà (EIRPSATU)ES = ⎜⎜ ⎞ ⎛ GT ⎟⎟ ⎜⎜ ⎠ ES ⎝ LT ⎞ ⎟⎟ = PTX + 40 – 0,5 – 0,5 = 64,4dB ⎠ ES PTXmax = 64,4 – 40 + = 25,4dB tức 346,74 W PTX = PTXmax – = 25,4 – = 17,4dB tức 54,95 W Nghĩa trời trong, trạm phát lên công suất 54,95W Khi mưa cơng suất tăng đến 346,74 W Tính đường kính anten phát mặt đất: GR = η.( DR ES = πDf D c ⎛ π × D × × 109 ⎞ ⎟⎟ = D2x2368,716134= 10000 ) = 0,6 ⎜⎜ 10 × ⎠ ⎝ 4,221696241 = 2,055m Chọn DR ES = 2,2m Tính đường kính anten thu vệ tinh: GT = η.( πDf D c ⎛ π × D × × 109 ⎞ ⎟⎟ = D2x2171,323123 = 100 × 10 ⎝ ⎠ )2 = 0,55 ⎜⎜ DT SL = 0,04605486808 = 0,22m Chọn DT SL = 0,5m 97 4.2.8 Tính kênh truyền dẫn ⎛ C ⎞ ⎟⎟ = ⎝ NO ⎠ Drain Với ⎜⎜ ⎛ C ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ = 83dBw Chọn FEC = 3/4 QPSK ⎝ N O ⎠Urain Với băng thơng transponder 36MHz theo (3.16) có (C/N0) = (Eb/N0).Rb Để đảm bảo BEP = 10-6, từ bảng 3.5 có (Eb/N0)T 6,2dB, tương ứng có độ lợi giải mã 4,3 dB, suy giảm giải điều chế khơng hồn hảo 1.5 dB; Nên: (Eb/N0) = 6,2 dB + 1,5 dB = 7,7 dB đó: (C/N0) = (Eb/N0).Rb = 7,7 dB x Rb = 83 dB [Hz] Suy Rb = 83 – 7,7 = 75,3dB tức 33,88442Mb/s Đây tốc độ bít cho MCPC Với tiêu chuẩn thiết kế này, hệ thống phục vụ dịch vụ truyền hình số Nếu trung bình chương trình có tốc độ bít 3,38Mb/s ghép 10 chương trình 98 KẾT LUẬN Trên sở phân tích, nghiên cứu lý thuyết thực tế, đề tài xây dưng thành cơng tốn tính tốn lượng đường truyền cho hệ thống truyền dẫn số qua vệ tinh nói chung hệ thống truyền hình số qua vệ tinh nói riêng Bằng lý thuyết thực nghiệm, đề tài đạt kết tính tốn xác yếu tố coi phức tạp tạp âm nhiệt, dự báo suy hao mưa cho tuyến truyền dẫn số qua vệ tinh Bản luận văn tóm tắt sở lý thuyết thiết kế kênh truyền hình số vệ tinh giải vài điểm sau: ¾ Thiết kế tuyến truyền hình cụ thể cho Ku-Band C-Band hai cách: tuyến tổng tuyến lẻ ¾ Cho số cụ thể tính suy hao mưa Hà Nội (13dB) TP Hồ Chí Minh (17,3dB) ¾ Cho tiêu C/No, M, CU, CD thông số thực tế ¾ Tính tốn thiết kế phù hợp thông số thiết bị thu phát vệ tinh Đài Truyền hình Việt Nam Hệ thống truyền hình số qua vệ tinh hệ thống lớn, có nhiều hệ thống nhỏ, hạn chế thời gian nên chưa sâu vào nghiên cứu để trình bày chi tiết hệ thống Những phần trình bày luận văn mang tính lý thuyết thiết kế hệ thống, chưa đưa thông số kỹ thuật tối ưu, chưa cấu trúc chi tiết hệ thống Ngoài ra, chưa nghiên cứu nhu cầu sử dụng hệ thống truyền hình số qua vệ tinh, khả cung cấp nhà khai thác nên chưa đánh giá hết hệ thống mà Việt Nam sử dụng đề xuất lựa chọn hệ thống tương lai Hướng phát triển đề tài sử dụng phần mềm để viết chương trình mơ việc tính tốn tuyến điều khiển hệ thống Những tồn tiếp tục nghiên cứu đưa đề xuất thời gian tới 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Lương (2001), Các hệ thống thơng tin vệ tinh, NXB Bưu điện Phùng Văn Vận (2005), Nghiên cứu cấu trúc hệ thống viễn thông mặt đất để sử dụng hiệu vệ tinh Vinasat, Đề tài KC.01.19 Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng (2009), Cơng nghệ vệ tinh, Tài liệu khố học Cơng nghệ vệ tinh Dennis Roddy, Satellite Communications, Mc Graw Hill ITU-T Reports S series ITU-T Reports P series Websites of ITU, DVB, Satellite Companies www.vtv.org.vn www.vinasat.com.vn ... tính tốn cho chuẩn MPEG-4 DVB-S2 đơn giản Đề tài có tên ? ?Nghiên cứu mơ hình truyền sóng tín hiệu truyền hình qua vệ tinh? ?? nhằm đưa phương án thiết kế hệ thống truyền hình vệ tinh Đài Truyền hình. .. phát sóng kênh truyền hình Đài Truyền hình Việt Nam Do việc thiết kế kênh truyền hình số qua vệ tinh việc quan trọng Việc thiết kế kênh truyền hình số qua vệ tinh điều mẻ với nhà chuyên môn nước... THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH TẠI VIỆT NAM .64 4.1 HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH TẠI VIỆT NAM 64 4.1.1 Xe truyền hình vệ tinh băng tần KU - DSNG 64 4.1.2 Trạm phát truyền hình