Tính toán đường truyền vệ tinh cho các ứng dụng của dự án vinasat

NGUYỄN VĂN LINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN LINH KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA DỰ ÁN VINASAT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHỐ 2011B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN LINH TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA DỰ ÁN VINASAT Chuyên ngành : Kỹ thuật Truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HỒNG PHƯƠNG CHI Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG .5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ I MỞ ĐẦU I.1 I.2 CƠ SỞ NGHIÊN CỨU VÀ MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN TỔ CHỨC LUẬN VĂN II TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 10 II.1 GIỚI THIỆU 10 II.1.1 Lịch sử phát triển thông tin vệ tinh .10 II.1.2 Các đặc điểm thông tin vệ tinh 11 II.1.3 Cấu trúc tổng thể đường thông tin vệ tinh 13 II.2 CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO CỦA VỆ TINH 14 II.2.1 Các dạng quỹ đạo vệ tinh 14 II.2.2 Các thơng số vệ tinh địa tĩnh 16 II.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 19 II.3.1 Phần không gian 19 II.3.2 Phần mặt đất 30 II.3.3 Đa truy nhập dịch vụ thông tin vệ tinh 32 II.3.4 Các loại dịch vụ thông tin vệ tinh 49 III TỔNG QUAN VỀ VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT 51 III.1 VỆ TINH VINASAT-1 51 III.1.1 Các thơng số vệ tinh Vinasat-1 51 III.1.2 Các giới hạn khai thác vệ tinh Vinasat-1 53 III.1.3 Vùng phủ sóng vệ tinh Vinasat-1 .54 III.2 VỆ TINH VINASAT-2 56 III.2.1 Các thơng số vệ tinh Vinasat-2 56 III.2.2 Các giới hạn khai thác vệ tinh Vinasat-2 58 III.2.3 Vùng phủ sóng vệ tinh Vinasat-2 .59 III.3 CÁC LOẠI HÌNH DỊCH VỤ CỦA VỆ TINH VINASAT 59 III.3.1 Dịch vụ thuê băng tần 60 III.3.2 Thoại, fax internet 61 III.3.3 Trung kế mạng di động .61 III.3.4 III.3.5 III.3.6 III.3.7 III.3.8 III.3.9 Kênh thuê riêng 62 Truyền hình quốc tế 62 Hội nghị truyền hình 63 Truyền hình SNG 65 Truyền hình DTH 66 Truyền dẫn CATV .67 IV PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH 69 IV.1 PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN 69 IV.1.1 Giới thiệu chung 69 IV.1.2 Phân tích đường truyền tuyến lên 69 IV.1.3 Phân tích đường truyền tuyến xuống 72 IV.1.4 Bộ phát đáp vệ tinh 78 IV.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tuyến truyền dẫn 79 IV.1.6 Biện pháp khắc phục ảnh hưởng 83 IV.2 TÍNH TỐN ĐƯỜNG TRUYỀN .85 IV.2.1 Đặt vấn đề 85 IV.2.2 Tính công suất phát tối thiểu trạm mặt đất Hà Nội 86 V XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA DỰ ÁN VINASAT 94 V.1 PHÂN TÍCH CÁC ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH TƯƠNG ỨNG ĐỐI VỚI CÁC DỊCH VỤ CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH VINASAT .94 V.2 XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH .94 V.2.1 Các tham số đầu vào 94 V.2.2 Các tiêu chuẩn dịch vụ 95 V.2.3 Các thông số đầu 96 V.2.4 Phần mềm tính tốn đường truyền vệ tinh 99 V.2.5 Đánh giá phần mềm .108 KẾT LUẬN 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC .112 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải TTVT Thông tin vệ tinh XHCN Xã Hội Chủ Nghĩa VSAT Very small aperture terminals (Thiết bị đầu cuối mặt đất) SES Satellite earth station (Trạm mặt đất) HEO Highly elpitical orbit (Quỹ đạo Elip cao) MEO Medium earth orbit (Quỹ đạo trung bình) LEO Low earth orbit (Quỹ đạo thấp) GEO Geostationary orbit (Quỹ đạo địa tĩnh) TV Ti Vi LNA Low noise amplifier (bộ khuếch đại tạp âm nhỏ) FET Field effect transistor (transistor trường) BJT Bipolar junction transistor (transistor tiếp giáp lưỡng cực) TWTA Traveling wave tube amplifiers (Bộ khuếch đại đèn sóng chạy) TT&C Telemetry, tracking and command (Đo từ xa, bám điều khiển) TVRO The home TV receive-only system (Hệ thống thu TV nhà) LDPC Low density parity check code (mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp) TPC Turbo product codes (Mã turbo) DTH Direct to home (truyền hình trực tiếp đến nhà) FDMT TDMA Frequency division multiple acces (Đa truy nhập phân chia theo tần số) Time division multiple acces (Đa truy nhập phân chia theo thời gian) CDMA MF/TDMA MF/CDMA CPDMA MF/CPDMA Time division multiple acces (Đa truy nhập phân chia theo mã) Multiple frequency/TDMA (Đa truy nhập phân chia theo thời gian/Đa tần số) Multiple frequency/CDMA (Đa truy nhập phân chia theo mã/Đa tần số) Code phase division multiple acces (Đa truy nhập phân chia theo pha mã) Multiple frequency/CPDMA (Đa truy nhập phân chia theo pha mã/Đa tần số) RSV Reed-solormon viterbi (Mã vòng sửa lỗi) UPC Up-link power control (Điều khiển công suất phát lên) G – Gain Hệ số tăng ích anten EIRP Cơng suất xạ đẳng hướng tương đương G/T Hệ số phẩm chất C/N Tỷ số sóng mang tạp âm Eb/N0 Tỷ số lượng bít mật độ phổ cơng suất tạp âm C/TT Tổng tỷ số sóng mang tạp âm OBO Output back off (Độ lùi công suất đầu ra) IBO Input back off (Độ lùi công suất đầu vào) CATV Community Atenna TV (Hệ thống TV anten tập thể) FEC Forward error correction (Mã sửa lỗi trước) BER Bit error rate (tỷ lệ lỗi bít) SCPC Single Channel per Carrier (Đơn kênh sóng mang) XPD Cross Polar Discrimination (Phân biệt phân cực vng góc) HPA High Power Amplifier (Bộ khuếch đại công suất) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tham số số loại modem satellite 37 Bảng 2.2 Các tham số vệ tinh băng tần C 45 Bảng 2.3 Các tham số trạm mặt đất băng tần C 46 Bảng 2.4 Các tham số vệ tinh băng tần Ku điển hình 47 Bảng 2.5 Các tham số trạm mặt đất băng tần Ku điển hình 47 Bảng 2.6 Các tham số vệ tinh băng tần Ka điển hình 48 Bảng 2.7 Các tham số trạm mặt đất băng tần Ka điển hình 48 Bảng 3.1 Tham số chung vệ tinh Vinasat-2 58 Bảng 4.1 Sự suy giảm khí theo tần số 81 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Sơ đồ đường thông tin vệ tinh 14 Hình 2.2 Ba dạng quỹ đạo vệ tinh 15 Hình 2.3 Tóm tắt dạng quỹ đạo vệ tinh .16 Hình 2.4 “Góc nhìn” từ vệ tinh địa tĩnh 17 Hình 2.5 Vị trí vệ tinh địa tĩnh phủ sóng tồn cầu 19 Hình 2.6 Quy hoạch tần số phân cực, tần số hình vẽ đo MHz 20 Hình 2.7 Các kênh phát đáp vệ tinh .21 Hình 2.8 Máy thu băng rộng vệ tinh 22 Hình 2.9 Bộ phân kênh vào 24 Hình 2.10 Sơ đồ khối biểu đồ mức tương đối điển hình phát đáp .25 Hình 2.11 Phân hệ anten cho vệ tinh .27 Hình 2.12 Sơ đồ khối phân hệ thông tin cho vệ tinh 29 Hình 2.13 Sơ đồ khối trạm mặt đất 32 Hình 2.14 Biểu đồ loại mã 34 Hình 2.15 Biểu đồ mã LDPC TPC 35 Hình 2.16 Modem satellite SLM-5650 36 Hình 2.17 Băng thơng sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập FDMA .39 Hình 2.18 Băng thơng sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập TDMA .40 Hình 2.19 Băng thơng sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập CDMA 42 Hình 3.1 Vùng phủ sóng băng tần C mở rộng 55 Hình 3.2 Vùng phủ sóng băng tần Ku 56 Hình 3.3 Vùng phủ sóng vệ tinh Vinasat-2 59 Hình 3.4 Các loại dịch vụ vệ tinh Vinasat 60 Hình 3.5 Dịch vụ thoại, fax internet 61 Hình 3.6 Dịch vụ trung kế mạng di động 62 Hình 3.7 Dịch vụ kênh thuê riêng 62 Hình 3.8 Dịch vụ truyền hình quốc tế 63 Hình 3.9 Dịch vụ hội nghị truyền hình 64 Hình 3.10 Dịch vụ đào tạo từ xa 65 Hình 3.11 Dịch vụ truyền hình SNG 66 Hình 3.12 Dịch vụ truyền hình DTH .67 Hình 3.13 Dịch vụ truyền dẫn CATV 68 Hình 4.1 Sơ đồ đường truyền 86 Hình 4.2 Sơ đồ tính tốn đường truyền cho kênh thông tin .93 I MỞ ĐẦU I.1 CƠ SỞ NGHIÊN CỨU VÀ MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN So với hệ thống thơng tin mặt đất thơng tin vệ tinh có nhiều ưu điểm bật nhiều ứng dụng Rõ ràng 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 cơng nghệ khác khơng thể cung cấp Ngồi thơng tin vệ tinh cịn cung cấp loạt dịch vụ có tính tồn cầu Chính ưu điểm bật thơng tin vệ tinh phát triển nhanh chóng thập niên qua Đầu năm 2008, Việt nam phóng vệ tinh Vinasat-1 vệ tinh Việt nam Vệ tinh sử dụng băng tần C Ku Sở hữu vệ tinh thể hội nhập đầy đủ, sâu rộng lĩnh vực thông tin truyền thông nước ta, thể ý trí tâm Đảng Nhà nước việc việc tắt đón đầu khoa học, công nghệ đưa đất nước phát triển mạnh mẽ dựa nguồn lực tri thức công nghệ Tuy nhiên để triển khai tốt dịch vụ, cần thiết phải có tính tốn chi tiết, cụ thể cho loại dịch vụ, khả đáp ứng hệ thống vệ tinh Vinasat loại dịch vụ cụ thể Với mục đích vậy, đề tài tập trung giải đưa kiến nghị, dự báo sở phân tích tham số kỹ thuật vệ tinh Vinasat điều kiện phối hợp, môi trường nhiễu bị dàng buộc cung cấp dịch vụ cụ thể cho khách hàng nghiên cứu tình hình phát triển ngành công nghiệp vệ tinh thời gian qua, cơng nghệ mã hóa ứng dụng thông tin vệ tinh Kết đề tài kết q trình nghiên cứu có hệ thống lâu dài, góp phần vào việc xây dựng, phát triển lĩnh vực công nghệ thông tin vệ tinh Việt nam Tài liệu tham khảo dựa số giáo trình cung cấp trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội số tài liệu nước ngồi, thời gian hạn chế trình độ có hạn , nên vần đề trình bày cịn nhiều thiếu sót, tơi tiếp tục cập nhật, sửa chữa bổ sung cho hoàn thiện Nút “Report in Excel” dùng để export kết tính tốn chi tiết file Excel Ví dụ phần file kết tính tốn chi tiết cho đường truyền vệ tinh bao gồm tuyến lên tuyến xuống: LINK BUDGET OPTIMIZATION REPORT 4.5 m to 1.8 m - C band - Reed Solomon/Viterbi Created at 12/21/2007 8:56:14 PM Uplink Earth Station HA NOI Downlink Earth Station HO CHI MINH Satellite Name VINASAT at 132 E Link Parameters UpLink DownLink Units Site Latitude(N) 21 10.8 degrees Site Longitude(E) 105.8 106.7 degrees Site Altitude 0.02 0.02 km 106 Frequency 6.6 3.5 GHz Form Eb/No optimization tương ứng với toán nghịch đường truyền vệ tinh bao gồm đường lên đường xuống: 107 V.2.5 Đánh giá phần mềm Ngơn ngữ lập trình: phần mềm viết ngơn ngữ lập trình Visual Basic, ưu điểm ngơn ngữ dễ sử dụng, dễ phát triển, môi trương phát triển thân thiện… cơng cụ lập trình phát triển tập đồn Microsoft Việc tính tốn đường truyền vệ tinh có nhiều thơng số công thức, với việc tạo phần mềm giúp người dùng tiết kiệm thời gian, giảm nhầm lẫn tiện lợi Kết phần mềm có sai lệch so với tính tốn thơng thường tính tốn có sai số, tác giả chưa tính hết đến loại suy hao ảnh hưởng đến đường truyền vệ tinh… Dựa vào phần mềm ta phân tích tính tốn chi tiết cho loại hình dịch vụ Dựa vào kết tính tốn cho loại hình dịch vụ, ta dễ dành đánh giá khả đáp ứng yêu cầu loại hình dịch vụ, từ đưa biện pháp giúp giảm ảnh hưởng đến thông tin vệ tinh 108 KẾT LUẬN Với phát triển xã hội nay, sản phẩm truyền thông đa phương tiện ngày phát triển, dịch vụ di dộng truyền hình kỹ thuật số địi hỏi thơng tin phải thơng suốt, đáp ứng cải thiện chất lượng dịch vụ làm cho dung lượng đòi hỏi tăng cao, số lượng vệ tinh tăng dần làm cho yêu cầu cấp thiết phải tính tốn đường truyền vệ tinh cho ứng dụng tránh ảnh hưởng đến cung cấp truyền thông tin Thông tin vệ tinh hệ thống thông tin lớn so với loại thông tin khác Việc nắm bắt vấn đề thông tin vệ tinh hạn chế chưa sâu sắc tơi tìm hiểu số vấn đề sau: • Đầu tiên biết lịch sử xu hướng phát triển kỹ thuật thông tin vệ tinh, đặc điểm ứng dụng thông tin vệ tinh, cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh • Luận văn cho nhìn tổng quan thông tin vệ tinh, tổng quan dạng quỹ đạo vệ tinh cấu trúc chung vệ tinh Các kỹ thuật, cơng nghệ có liên quan trực tiếp tới thơng tin vệ tinh mã hóa kênh truyền, phương pháp đa truy nhập,… sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh • Tìm hiểu tổng quan thơng số vùng phủ sóng vệ tinh Vinasat nói chung Đây thông số đầu vào quan trọng để tính tốn đường truyền vệ tinh kết xác • Mơ tả cách thức để phân tích tính tốn thơng số truyền dẫn cho sóng mang số cho kênh thuê riêng tuyến thơng tin vệ tinh Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền tuyến thông tin vệ tinh địa tĩnh loại suy hao, can nhiễu gây tạp âm, mưa, xuyên cực, giao thoa… khoảng cách xa mà phải tính đến q trình đánh giá phân tích 109 • Xây dựng thành cơng phần mềm tính tốn đường truyền vệ tinh, dựa phần mềm ta tiến hành phân tích tính tốn chi tiết cho loại hình dịch vụ Dựa vào kết tính tốn cho loại dịch vụ, ta dễ dàng chọn thông số cho loại dịch vụ vệ tinh Vinasat Với đạt nghiên cứu trình bày luận văn chưa phải hoàn chỉnh mong muốn kết nghiên cứu giúp phần giải vấn đề tính tốn tối ưu đường truyền thông tin vệ tinh nói chung với vệ tinh Vinasat Tơi tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện phát triển luận văn để đáp ứng yêu cầu xã hội Tơi xin chân thành cảm ơn Tiến sĩ Hồng Phương Chi hướng dẫn thực đề tài Cảm ơn anh Nguyễn Huy Cương giúp đỡ trình thực luận văn 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1], [2], [13], [14], [15] Bộ tư lệnh thông tin liên lạc, Tập huấn thông tin vệ tinh, 2008 [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin vệ tinh, 2007 [10], [11] http://www.comtechefdata.com/technologies/fec [12] http://www.comtechefdata.com/products/satellite-modems [16] PGS-TS Phạm Minh Việt, Thông Tin Vệ Tinh, NXB KH&KT, 2007 [17] http://vinasat.com.vn/32/115/446.html [18] http://vinasat.com.vn/32/115/442.html [19] http://cuctanso.vn/Noi_dung/Hoat_dong_su_kien/VINASAT2Tam_nhin_chien_luoc/ [20] http://www.vinasat.com.vn/32/62/326.html [21] http://www.vinasat.com.vn/32/62/343.html [22] http://www.vinasat.com.vn/32/62/344.html [23] http://www.vinasat.com.vn/32/62/345.html [24] http://www.vinasat.com.vn/32/62/363.html [25], [26] http://www.vinasat.com.vn/32/62/364.html [27] http://www.vinasat.com.vn/32/62/365.html [28] http://www.vinasat.com.vn/32/62/366.html [29] http://www.vinasat.com.vn/32/62/367.html [30] Trần Đình Lương, Thơng Tin Vệ Tinh, NXB KH&KT, Tổng Cục Buu Điện [31] http://vi.wikipedia.org/wiki/Vinasat [32] http://itu.int 111 PHỤ LỤC Module SatLibrary Function BinhPhuong(ByVal X) BinhPhuong = X * X End Function Function PFD(ByVal eirp As Double, ByVal BandWidth As Double, ByVal PerBand As Double, ByVal SatLong As Double, ByVal ESLong As Double, ByVal ESLat As Double) 'Function PFD(ByVal eirp, ByVal bandwidth, ByVal PerBand, ByVal SatLong, ByVal ESLong, ByVal ESLat) As Double Dim d, ESLongR, ESLatR, agso, SatLongR, c, c1, b As Double Const R As Double = 6371 'ban kinh trai dat agso = 42164 ESLongR = ESLong * Math.PI / 180 ESLatR = ESLat * Math.PI / 180 SatLongR = SatLong * Math.PI / 180 c = Math.Cos(ESLatR) c1 = Math.Cos(ESLongR - SatLongR) b = Math.Acos(c * c1) d = Math.Pow(R * R + agso * agso - * R * agso * Math.Cos(b), 0.5) ' khoang cach d PFD = eirp - 10 * Math.Log10(4 * Math.PI) - 20 * Math.Log10(d * 1000) - 10 * Math.Log10(BandWidth * 1000) + 10 * Math.Log10(PerBand) PFD = Math.Round(PFD, 2) End Function Function Distance(ByVal Satpos As Double, ByVal ESlong As Double, ByVal ESLat As Double) As Double Dim d, agso, b As Double Dim R As Double, c As Double, c1 As Double Dim EslongR As Double, EslatR As Double, SatposR As Double R = 6371 agso = 42164 EslongR = ESlong * Math.PI / 180 'convert to radian EslatR = ESLat * Math.PI / 180 SatposR = Satpos * Math.PI / 180 c = Math.Cos(EslatR) c1 = Math.Cos(EslongR - SatposR) b = Math.Acos(c * c1) d = Math.Sqrt(R ^ + agso ^ - * R * agso * Math.Cos(b)) Distance = Math.Round(d, 2) 'unit in Km End Function Function Elevation(ByVal SatPos As Double, ByVal ESlong As Double, ByVal ESLat As Double) As Double Dim d, agso, b As Double Dim R, c, c1 As Double Dim EslongR, EslatR, SatposR As Double R = 6371 agso = 42164 112 EslongR = ESlong * Math.PI / 180 EslatR = ESLat * Math.PI / 180 SatposR = SatPos * Math.PI / 180 c = Math.Cos(EslatR) c1 = Math.Cos(EslongR - SatposR) b = Math.Acos(c * c1) d = Math.Sqrt(R ^ + agso ^ - * R * agso * Math.Cos(b)) 'den day giong cong thuc tinh Distance Elevation = Math.Round(Math.Acos(agso / d * Math.Sin(b)) * 180 / Math.PI, 2) End Function Function Gasous(ByVal Temp As Double, ByVal Vapour As Double, ByVal Freq As Double) As Double Dim Dry As Double, Water As Double Dim rp As Double, rt As Double Dim hoD As Double, hw As Double ' calculate for f < 57 GHz rp = rt = 288 / (273 + Temp) 'Theo ITU-R P 676, ITR-P1510 Dry = (7.27 * rt / (Freq ^ + 0.351 * rp ^ * rt ^ 2) + 7.5 / ((Freq - 57) ^ + 2.44 * rp ^ * rt ^ 2)) * Freq ^ * rp ^ * rt ^ * 10 ^ -3 ' Water = (3.27 * 10 ^ -2 * rt + 1.67 * 10 ^ -3 * Vapour * rt ^ / rp + 7.7 * 10 ^ -4 * Freq ^ 0.5 + 3.79 / ((Freq - 22.325) ^ + 9.81 * rp ^ * rt) + 11.73 * rt / ((Freq - 183.31) ^ + 11.85 * rp ^ * rt) + 4.01 * rt / ((Freq - 325.153) ^ + 10.44 * rp ^ * rt)) * Freq ^ * Vapour * rp * rt * 10 ^ -4 ' hoD = ' f < 50 GHz hw = 1.8 * (1 + / ((Freq - 22.2) ^ + 5) + 5.0# / ((Freq - 183.2) ^ + 6) + 2.5 / ((Freq 325.4) ^ + 4)) Gasous = Dry * hoD + Water * hw End Function Function Ges(ByVal d As Double, ByVal Freq As Double, ByVal Eff As Double) As Double ' Gain of a E/S Dim Gain As Double Gain = Eff * (10.472 * Freq * d) * (10.472 * Freq * d) Gain = 10 * Math.Log10(Gain) Ges = Math.Round(Gain, 2) End Function Function Azimuth(ByVal Satpos As Double, ByVal ESlong As Double, ByVal ESLat As Double) As Double Dim d As Double, agso As Double, b As Double, B1 As Double Dim R As Double, c As Double, c1 As Double, A As Double Dim EslongR As Double, EslatR As Double, SatposR As Double R = 6371 agso = 42164 EslongR = ESlong * Math.PI / 180 EslatR = ESLat * Math.PI / 180 SatposR = Satpos * Math.PI / 180 113 B1 = EslongR - SatposR c = Math.Cos(EslatR) c1 = Math.Cos(B1) b = Math.Acos(c * c1) A = Math.Asin(Math.Sin(Math.Abs(B1)) / Math.Sin(b)) * 180 / Math.PI If ESLat < Then If B1 < Then Azimuth = A Else Azimuth = 360 - A End If Else If B1 < Then Azimuth = 180 - A Else Azimuth = 180 + A End If End If End Function Function YeartoMonth(ByVal Year As Double) As Double Dim Q1 As Double, Beta As Double, p As Double Dim Qp As Double, pw As Double Q1 = 2.85 Beta = 0.13 p = 100 - Year If p < Math.Exp(1 / Beta * Math.Log(Q1 / 12)) Then Qp = 12 End If If (p < 3) And (p > Math.Exp(1 / Beta * Math.Log(Q1 / 12))) Then Qp = Math.Exp(Math.Log(Q1) - Beta * Math.Log(p)) End If If (p < 30) And (p > 3) Then Qp = Math.Exp(Math.Log(Q1) - Beta * Math.Log(3)) End If If p > 30 Then Qp = Math.Exp(Math.Log(Q1) - 0.7513 * Math.Log(p / 30)) End If pw = Qp * p YeartoMonth = Math.Round(100 - pw, 2) End Function 'Tinh toan suy hao mua Function Rainfade(ByVal Rainfall As Double, ByVal Freq1 As Double, ByVal Latitude As Double, ByVal Longitude As Double, ByVal Altitude As Double, ByVal Satlong As Double, ByVal Avail As Double) As Double Dim ESLongitude As Double, ESLatitude As Double, SiteAltitude As Double Dim SLongitude As Double, b As Double, LatitudeChoice As Double 114 Dim ESelevation As Double, RainFallRateR001 As Double, Frequency As Double Dim AvailableByYear As Double, hr As Double, Ls As Double, Lg As Double Dim Kh As Double, Kv As Double, Alphah As Double, Alphav As Double, tilt As Double Dim k As Double, Alpha As Double, GammaR As Double, Hfactor As Double, Vfactor As Double Dim nuy As Double, crossx As Double, Lr As Double, Le As Double, RainLoss001 As Double, Rainloss As Double Dim Beta As Double, p As Double, Tem As Double Dim KhArray(26) As Double, KvArray(26) As Double, AhArray(26) As Double, AvArray(26) As Double Dim KArray(26) As Double, AlphaArray(26) As Double, FreqArray(26) As Double Dim i As Integer Const pi = 3.141592654 Const R = 6371 Const Re = 8500 Const agso = 42164 ESLongitude = Longitude * pi / 180 ESLatitude = Latitude * pi / 180 SLongitude = Satlong * pi / 180 b = Math.Acos(Math.Cos(ESLongitude - SLongitude) * Math.Cos(ESLatitude)) ESelevation = Elevation(Satlong, Longitude, Latitude) 'Tinh goc ngang Frequency = Freq1 SiteAltitude = Altitude RainFallRateR001 = Rainfall AvailableByYear = Avail LatitudeChoice = Latitude 'Bang so lieu sau lay khuyen nghi ITU-R P 838 '"Specific attenuation model for rain for use in prediction methods" KhArray(0) = 0.0000387 KhArray(1) = 0.000154 KhArray(2) = 0.00065 KhArray(3) = 0.00175 KhArray(4) = 0.00301 KhArray(5) = 0.00454 KhArray(6) = 0.0101 KhArray(7) = 0.0188 KhArray(8) = 0.0367 KhArray(9) = 0.0751 KhArray(10) = 0.124 KhArray(11) = 0.187 KhArray(12) = 0.263 KhArray(13) = 0.35 KhArray(14) = 0.442 KhArray(15) = 0.536 KhArray(16) = 0.707 KhArray(17) = 0.851 KhArray(18) = 0.975 KhArray(19) = 1.06 KhArray(20) = 1.12 115 KhArray(21) = 1.18 KhArray(22) = 1.31 KhArray(23) = 1.45 KhArray(24) = 1.36 KhArray(25) = 1.32 ' KvArray(0) = 0.0000352 KvArray(1) = 0.000138 KvArray(2) = 0.000591 KvArray(3) = 0.00155 KvArray(4) = 0.00265 KvArray(5) = 0.00395 KvArray(6) = 0.00887 KvArray(7) = 0.0168 KvArray(8) = 0.0335 KvArray(9) = 0.0691 KvArray(10) = 0.113 KvArray(11) = 0.167 KvArray(12) = 0.233 KvArray(13) = 0.31 KvArray(14) = 0.393 KvArray(15) = 0.479 KvArray(16) = 0.642 KvArray(17) = 0.784 KvArray(18) = 0.906 KvArray(19) = 0.999 KvArray(20) = 1.06 KvArray(21) = 1.13 KvArray(22) = 1.27 KvArray(23) = 1.42 KvArray(24) = 1.35 KvArray(25) = 1.31 ' AhArray(0) = 0.912 AhArray(1) = 0.963 AhArray(2) = 1.121 AhArray(3) = 1.308 AhArray(4) = 1.332 AhArray(5) = 1.327 AhArray(6) = 1.276 AhArray(7) = 1.217 AhArray(8) = 1.154 AhArray(9) = 1.099 AhArray(10) = 1.061 AhArray(11) = 1.021 AhArray(12) = 0.979 AhArray(13) = 0.939 AhArray(14) = 0.903 AhArray(15) = 0.873 AhArray(16) = 0.826 AhArray(17) = 0.793 116 AhArray(18) = 0.769 AhArray(19) = 0.753 AhArray(20) = 0.743 AhArray(21) = 0.731 AhArray(22) = 0.71 AhArray(23) = 0.689 AhArray(24) = 0.688 AhArray(25) = 0.683 ' AvArray(0) = 0.88 AvArray(1) = 0.923 AvArray(2) = 1.075 AvArray(3) = 1.265 AvArray(4) = 1.312 AvArray(5) = 1.31 AvArray(6) = 1.264 AvArray(7) = 1.2 AvArray(8) = 1.128 AvArray(9) = 1.065 AvArray(10) = 1.03 AvArray(11) = AvArray(12) = 0.963 AvArray(13) = 0.929 AvArray(14) = 0.897 AvArray(15) = 0.868 AvArray(16) = 0.824 AvArray(17) = 0.793 AvArray(18) = 0.769 AvArray(19) = 0.754 AvArray(20) = 0.744 AvArray(21) = 0.732 AvArray(22) = 0.711 AvArray(23) = 0.69 AvArray(24) = 0.689 AvArray(25) = 0.684 ' FreqArray(0) = FreqArray(1) = FreqArray(2) = FreqArray(3) = FreqArray(4) = FreqArray(5) = FreqArray(6) = 10 FreqArray(7) = 12 FreqArray(8) = 15 FreqArray(9) = 20 FreqArray(10) = 25 FreqArray(11) = 30 FreqArray(12) = 35 FreqArray(13) = 40 FreqArray(14) = 45 117 FreqArray(15) = 50 FreqArray(16) = 60 FreqArray(17) = 70 FreqArray(18) = 80 FreqArray(19) = 90 FreqArray(20) = 100 FreqArray(21) = 120 FreqArray(22) = 150 FreqArray(23) = 200 FreqArray(24) = 300 FreqArray(25) = 400 'tinh theo cong thuc va khuyen nghi ITU-R P.838 nam 1999 For i = To 25 KArray(i) = (KhArray(i) + KvArray(i) + (KhArray(i) - KvArray(i)) * Math.Cos(ESelevation * pi / 180) * Math.Cos(ESelevation * pi / 180)) / AlphaArray(i) = (KhArray(i) * AhArray(i) + KvArray(i) * AvArray(i) + (KhArray(i) * AhArray(i) - KvArray(i) * AvArray(i)) * Math.Cos(ESelevation * pi / 180) * Math.Cos(ESelevation * pi / 180)) / (2 * KArray(i)) Next i 'bat dau phan noi suy 'ty le logarit doi voi Freq va k, ty le tuyen tinh doi voi Alpha i=0 Do While FreqArray(i) 23 hr = - 0.075 * (LatitudeChoice - 23) Case Is > hr = Case Is > -21 hr = Case Is > -71 hr = + 0.1 * (LatitudeChoice + 21) Case Else hr = End Select 'da tinh xong cao mua hr: height of rain 'thuc te truyen song theo goc ngang, nen dai truyen song mua thuc te la Ls > h0 If ESelevation > Then Ls = (hr - SiteAltitude) / Math.Sin(ESelevation * pi / 180) Else 118 Ls = * (hr - SiteAltitude) / (Math.Sqrt(Math.Sin(ESelevation * pi / 180) * Math.Sin(ESelevation * pi / 180) + * (hr - SiteAltitude) / Re) + Math.Sin(ESelevation * Math.PI / 180)) End If Lg = Ls * Math.Cos(ESelevation * Math.PI / 180) ' Rain attenuation per Km 'GammaR = Math.Exp(Math.Log(k) + Alpha * Math.Log(RainFallRateR001)) 'GammaR=k.R^alpha 'cong thuc o tren di dong qua, co the bieu dien cach khac nhu duoi day GammaR = k * Math.Pow(RainFallRateR001, Alpha) Hfactor = / (1 + 0.78 * Math.Sqrt(Lg * GammaR / Frequency) - 0.38 * (1 - Math.Exp(-2 * Lg))) nuy = Math.Atan((hr - SiteAltitude) / (Lg * Hfactor)) If nuy > Then Lr = Lg * Hfactor / Math.Cos(ESelevation * pi / 180) Else Lr = (hr - SiteAltitude) / Math.Sin(ESelevation * pi / 180) End If If Math.Abs(LatitudeChoice) < 36 Then crossx = 36 - Math.Abs(LatitudeChoice) Else crossx = End If Vfactor = / (1 + Math.Sqrt(Math.Sin(ESelevation * pi / 180)) * (31 * (1 - Math.Exp(ESelevation / (1 + crossx))) * Math.Sqrt(Lr * GammaR) / (Frequency * Frequency) - 0.45)) Le = Lr * Vfactor RainLoss001 = GammaR * Le 'Le la dai thuc te song truyen mua p = 100 - AvailableByYear 'AvailableByYear: tin cay duong truyen If (p > 1) Or (Math.Abs(LatitudeChoice) > 36) Then Beta = End If If (p < 1) And (Math.Abs(LatitudeChoice) < 36) And (ESelevation > 25) Then 'day la truong hop Vietnam Beta = -0.005 * (Math.Abs(LatitudeChoice) - 36) Else Beta = -0.005 * (Math.Abs(LatitudeChoice) - 36) + 1.8 - 4.25 * Math.Sin(ESelevation * pi / 180) End If Tem = -(0.655 + 0.033 * Math.Log(p) - 0.045 * Math.Log(RainLoss001) - Beta * (1 - p) * Math.Sin(ESelevation * pi / 180)) Rainloss = Math.Exp(Math.Log(RainLoss001) + Tem * Math.Log(p / 0.01)) Rainfade = Math.Round(Rainloss, 2) End Function End Module 119 ... 86 V XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA DỰ ÁN VINASAT 94 V.1 PHÂN TÍCH CÁC ĐƯỜNG TRUYỀN VỆ TINH TƯƠNG ỨNG ĐỐI VỚI CÁC DỊCH VỤ CỦA HỆ THỐNG VỆ TINH VINASAT. .. thông tin vệ tinh Chương 3: Tổng quan vệ tinh viễn thơng Vinasat Chương 4: Phân tích tính tốn đường truyền vệ tinh Chương 5: Xây dựng phần mềm tính đường truyền vệ tính cho ứng dụng dự án Vinasat. .. III.1.2 Các giới hạn khai thác vệ tinh Vinasat- 1 53 III.1.3 Vùng phủ sóng vệ tinh Vinasat- 1 .54 III.2 VỆ TINH VINASAT- 2 56 III.2.1 Các thơng số vệ tinh Vinasat- 2 56 III.2.2 Các