53 CHỈÅNG 4 KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ THÄNG TIN VÃÛ TINH 4.2. NGUN L CA THÄNG TIN VÃÛ TINH Sau khi âỉåüc phọng vo v trủ, vãû tinh tråí thnh trảm thäng tin ngoi trại âáút. Nọ cọ nhiãûm vủ thu tên hiãûu dỉåïi dảng sọng vä tuún tỉì mäüt trảm åí trại âáút, khúch âải räưi phạt tråí vãư trại âáút cho mäüt trảm khạc. Cọ hai quy lût chi phäúi qu âảo ca cạc vãû tinh bay xung quanh qu âáút l: • Màût phàóng qu âảo bay ca vãû tinh phi càõt ngang tám Trại âáút. • Qa âáút phi l trung tám ca báút k qu âảo no ca vãû tinh. Hçnh 4.1 biãøu diãùn 3 dảng qu âảo cå bn ca vãû tinh. 4.2.1. Qu âảo cỉûc trn Ỉu âiãøm ca dảng qu âảo ny l mäùi âiãøm trãn màût âáút âãưu nhçn tháúy vãû tinh thäng qua mäüt qu âảo nháút âënh, viãûc ph sọng ton cáưu ca dảng qu âảo ny âảt âỉåüc vç qu âảo bay ca vãû tinh s láưn lỉåüt quẹt táút c cạc vë trê trãn màût âáút. Dảng qu âảo ny âỉåüc sỉí dủng cho cạc vãû tinh dỉû bạo thåìi tiãút, hng hi, thàm d ti ngun v cạc vãû tinh do thạm, khäng thäng dủng cho truưn thäng tin. 4.2.2. Qu âảo elip nghiãng Ỉu âiãøm ca loải qu âảo ny l vãû tinh cọ thãø âảt âãún cạc vng cỉûc cao m cạ c vãû tinh âëa ténh khäng thãø âảt tåïi. Tuy nhiãn qu âảo elip nghiãng cọ nhỉåüc âiãøm l hiãûu ỉïng Doppler låïn v váún âãư âiãưu khiãøn bạm âøi vãû tinh phi åí mỉïc cao. Hçnh 4.1 Ba dảng qu âảo cå bn ca vãû tinh. Qu âảo xêch âảo Qu âảo elip nghiãng Qu âảo cỉûc trn 54 4.2.3. Qu âảo xêch âảo trn Âäúi våïi dảng qu âảo ny, vãû tinh bay trãn màût phàóng âỉåìng xêch âảo v l dảng qu âảo âỉåüc dng cho vãû tinh âëa ténh, nãúu vãû tinh bay åí mäüt âäü cao âụng thç dảng qu âảo ny s l tỉåíng âäúi våïi cạc vãû tinh thäng tin. 4.2.3.1. Qu âảo âëa ténh GEO (Geosychronous Earth Orbit) Vãû tinh âëa ténh l vãû tinh âỉåüc phọng lãn qu âảo trn åí âäü cao khong 36.000km so våïi âỉåìng xêch âảo, vãû tinh loải ny bay xung quanh qu âáút mäüt vng máút 24h. Do chu k bay ca vãû tinh bàòng chu k quay ca trại âáút xung quanh trủc ca nọ theo hỉåïng Âäng cng våïi hỉåïng quay ca trại âáút, båíi váûy vãû tinh dỉåìng nhỉ âỉïng n khi quan sa ït tỉì màût âáút, do âọ nọ âỉåüc gi l vãû tinh âëa ténh. Båíi vç mäüt vãû tinh âëa ténh cọ thãø âm bo thäng tin äøn âënh liãn tủc nãn cọ nhiãưu ỉu âiãøm hån vãû tinh qu âảo tháúp dng lm vãû tinh thäng tin. Nãúu ba vãû tinh âëa ténh âỉåüc âàût åí cạch âãưu nhau bãn trãn xêch âảo thç cọ thãø thiãút láûp thäng tin liãn kãút giỉỵa cạc vng trãn trại âáút bàòng cạch chuøn tiãúp qua mäüt hồûc hai vãû tinh. Âiãưu ny cho phẹp xáy dỉûng mäüt mảng thäng tin trãn ton thãú giåïi. Ngoi ra ngỉåìi ta cn cọ 2 loải qu âảo khạc: 4.2.4. Qu âảo tháúp LEO (Low Earth Orbit) Âäü cao âiãøn hçnh ca dảng qu âảo ny l 160 âãún 480 km, nọ cọ chu k 90 phụt. Sỉû gáưn kãư ca cạc vãû tinh LEO cọ thûn låüi l thåìi gian âãø dỉỵ liãûu phạt âi âãún vãû tinh v âi vãư l ráút ngàõn. Do kh nàng thỉûc hiãûn nhanh ca nọ, tạc dủng tiãúp sỉïc tỉång häù ton cáưu giỉỵa cạc mảng v loải hçnh häüi thoải vä tuún truưn hçnh s cọ Hçnh 4.2 : Vãû tinh qu âảo âëa ténh. 55 hióỷu quaớ vaỡ hỏỳp dỏựn hồn. Nhổng hóỷ thọỳng LEO õoỡi hoới phaới coù khoaớng 60 vóỷ tinh loaỷi naỡy mồùi bao truỡm hóỳt bóử mỷt õởa cỏửu 4.2.5. Quyợ õaỷo trung bỗnh MEO (Medium Earth Orbit) Vóỷ tinh MEO ồớ õọỹ cao tổỡ 10.000km õóỳn 20.000 km, chu kyỡ cuớa quyợ õaỷo laỡ 5 õóỳn 12 giồỡ, thồỡi gian quan saùt vóỷ tinh tổỡ 2 õóỳn 4 giồỡ. ặẽùng duỷng cho thọng tin di õọỹng hay thọng tin radio. Hóỷ thọỳng MEO cỏửn khoaớng 12 vóỷ tinh õóứ phuớ soùng toaỡn cỏửu. 4.3. CAẽC C IỉM CUA THNG TIN V TINH: Trong thồỡi õaỷi hióỷn nay, thọng tin vóỷ tinh õổồỹc phaùt trióứn vaỡ phọứ bióỳn nhanh choùng vỗ nhióửu lyù do khaùc nhau. Caùc ổu õióứm chờnh cuớa thọng tin vóỷ tinh so vồùi caùc phổồng tióỷn thọng tin dổồùi bióứn vaỡ trón mỷt õỏỳt nhổ hóỷ thọỳng caù p quang vaỡ hóỷ thọỳng chuyóứn tióỳp viba sọỳ laỡ: - Coù khaớ nng õa truy nhỏỷp . - Vuỡng phuớ soùng rọỹng. - ỉn õởnh cao, chỏỳt lổồỹng vaỡ khaớ nng cao vóử thọng tin bng rọỹng. - Coù thóứ ổùng duỷng cho thọng tin di õọỹng. - Hióỷu quaớ kinh tóỳ cao trong thọng tin cổỷ ly lồùn, õỷc bióỷt trong thọng tin xuyón luỷc õởa. Soùng vọ tuyóỳn õióỷn phaùt õi tổỡ mọỹt vóỷ tinh ồớ quyợ õaỷo õởa tộnh coù thóứ bao phuớ hồn 1/3 toaỡn bọỹ bóử mỷt traùi õỏỳt, nón nhổợng traỷm mỷt õỏỳt õỷt trong vuỡng õoù coù thóứ thọng tin trổỷc tióỳp vồùi bỏỳt kyỡ mọỹt traỷm mỷt õỏỳt khaùc trong vuỡng qua mọỹt vóỷ tinh thọng tin . Kyợ thuỏỷt sổớ duỷng mọỹt vóỷ tinh chung cho nhióửu traỷm mỷt õỏỳt vaỡ vióỷc tng hióỷu qua ớ sổớ duỷng cuớa noù tồùi cổỷc õaỷi õổồỹc goỹi laỡ õa truy nhỏỷp. Noùi caùch khaùc õa truy nhỏỷp laỡ phổồng phaùp duỡng mọỹt bọỹ phaùt õaùp trón mọỹt vóỷ tinh chung cho nhióửu traỷm mỷt õỏỳt. 4.4. H THNG THNG TIN V TINH C BAN Mọỹt hóỷ thọỳng thọng tin vóỷ tinh bao gọửm hai phỏửn cồ baớn: - Phỏửn trón khọng laỡ vóỷ tinh vaỡ caùc thióỳt bở lión quan. - Phỏửn mỷt õỏỳt bao gọửm caùc traỷm mỷt õỏỳt . Trong õoù vóỷ tinh õoùng vai troỡ lỷp laỷi tờn hióỷu truyóửn giổợa caùc traỷm mỷt õỏỳt, thổỷc chỏỳt kyợ thuỏỷt thọng tin vóỷ tinh laỡ kyợ thuỏỷt truyóửn dỏựn maỡ trong õoù mọi trổồỡng truyóửn dỏựn laỡ khọng gian vuợ truỷ vồùi khoaớng caùch õổồỡng truyóửn khaù daỡi. Taỷi õỏy ta cuợng gỷp laỷi mọỹt sọỳ vỏỳn õóử õọỳi vồùi mọỹt baỡi toaùn truyóửn dỏựn, õoù laỡ caùc vỏỳn õóử õióửu chóỳ taỷp ỏm vaỡ nhióựu õổồỡng truyóửn, õọửng bọỹ giổợa hai õỏửu thu phaùt. Hỗnh veợ laỡ mọỹt vờ duỷ õồn giaớn vóử lión laỷc giổợa hai traỷm mỷt õỏỳt thọng qua vóỷ tinh thọng tin . 56 Âỉåìng hỉåïng tỉì trảm màût âáút phạt âãún vãû tinh âỉåüc gi l âỉåìng lãn (Up link) v âỉåìng tỉì vãû tinh âãún trảm màût âáút thu gi l âỉåìng xúng (Down link). Háưu hãút, cạc táưn säú trong khong 6GHz hồûc 14GHz âỉåüc dng cho âỉåìng lãn v táưn säú khong 4GHz hồûc 11GHz cho âỉåìng xúng. Tải âáưu phạt, thäng tin nháûn tỉì mảng ngưn (cọ thãø l kãnh thoải, truưn hçnh qung bạ, truưn säú liãûu .) s âỉåüc dng âãø âiãưu chãú mäüt sọng mang trung táưn IF. Sau âọ tên hiãûu ny âỉåüc âỉa qua bäü chuøn âäøi náng táưn (Up Converter) cho ra táưn säú cao hån RF (Radio Frequency). Tên hiãûu RF ny âỉåüc khúch âải åí bäü khúch âải cäng sút cao HPA (High Power Amplifier) räưi âỉåü c bỉïc xả ra khäng gian lãn vãû tinh qua anten phạt. Tải vãû tinh, tên hiãûu nháûn âỉåüc qua anten s âỉåüc khúch âải v chuøn âäøi táưn säú xúng (Down Converter), sau âọ âỉåüc khúch âải cäng sút räưi âỉåüc phạt tråí lải trảm màût âáút. ÅÍ trảm màût âáút thu, tên hiãûu thu âỉåüc qua anten âỉåüc khúch âải båíi bäü khúch âải tảp ám tháúp LNA (Low Noise Amplifier). Sau âọ âỉåüc chuøn âäøi táưn säú xúng trung táưn qua bäü chuøn âäøi hả táưn (Down Converter) v cúi cng âỉåüc gii âiãưu chãú khäi phủc lải tên hiãûu bàng gäúc. 4.5. Táưn säú sỉí dủng trong thäng tin vãû tinh Cạc táưn säú sỉí dủng trong thäng tin vãû tinh nàòm trong bàng táưn siãu cao SHF (Super High Frequency) tỉì 3 âãún 30 GHz, trong phäø táưn säú sỉí dủng cho vãû tinh ngỉåìi ta cn chia cạc bàng táưn nh våïi phảm vi ca dy phäø nhỉ bng 4.1. Hiãûn nay, bàng C v bàng Ku âỉåüc sỉí dủng phäø biãún nháút, bàng C (4/6 GHz) nàòm åí khong giỉỵa cỉía säø táưn säú, suy hao êt do mỉa, trỉåïc âáy âỉåüc dng cho cạc hãû thäúng viba màût âáút. Sỉí dủng chung cho hãû thäúng Intelsat v cạc hãû thäúng khạc bao gäưm cạc hãû thäúng vãû tinh khu vỉûc v nhiãưu hãû thäúng vãû tinh näüi âëa. Bàng Ku (12/14 v 11/14 GHz), âỉåüc sỉí dủng räüng ri tiãúp sau bàng C cho viãùn thäng cäng cäüng, dng nhiãưu cho thäng tin näüi âëa v thäng tin giỉỵa cạc cäng ty. Do táưn säú cao nãn cho phẹp sỉí dủng nhỉỵng anten cọ kêch thỉåïc nh, nhỉng cng vç táưn säú cao nãn tên hiãûu åí bàng Ku bë háúp thủ låïn do mỉa. Âỉåìng lãn 6GHz(14GHz) Âỉåìng xúng 4GHz(11GHz) Khúch âải tảp ám thạp Hả táưn Gii âiãưu chãú Âiãưu chãú Náng táưn Khúch âải cäng sút Hçnh 4.3. Liãn lảc giỉỵa hai trảm màût âáút qua vãû tinh. 57 Bng 4.1. Táưn säú sỉí dủng trong thäng tin vãû tinh. Bàng Táưn säú (GHz) Bỉåïc sọng (cm) L S C X Ku Ka 0,390 ÷ 1,661 1,662 ÷ 3,339 3,400 ÷ 7,075 7,025 ÷ 8,425 10,90 ÷ 18,10 17,70 ÷ 36,00 76,9 ÷ 18 18 ÷ 8,82 8,82 ÷ 4,41 4,41 ÷ 3,56 2,75 ÷ 1,66 1,95 ÷ 0,83 Bàng Ka (20/30 GHz) láưn âáưu tiãn sỉí dủng cho thäng tin thỉång mải qua vãû tinh Sakura ca Nháût, cho phẹp sỉí dủng cạc trảm màût âáút nh v hon ton khäng gáy nhiãùu cho cạc hãû thäúng viba. Tuy nhiãn bàng Ka suy hao âạng kãø do mỉa nãn khäng ph håüp cho thäng tin cháút lỉåüng cao. 4.6. Cạc phỉång phạp âa truy nháûp âãún mäüt vãû tinh 4.6.1. Phỉång phạp âa truy nháûp phán chia theo táưn säú FDMA FDMA (Frequency Division Multiplex Access) l loải âa truy nháûp âỉåüc dng phäø biãún trong thäng tin vãû tinh, trong hãû thäúng ny mäùi trảm màût âáút phạt âi mäüt sọng mang cọ táưn säú khạc våïi táưn säú sọng mang ca cạc trảm màût âáút khạc. Mäùi mäüt sọng mang âỉåüc phán cạch våïi cạc sọng mang khạc bàòng cạc bàng táưn bo vãû thêch håüp sao cho chụ ng khäng chäưng lãn nhau. FDMA cọ thãø âỉåüc sỉí dủng cho táút c cạc hãû thäúng âiãưu chãú: hãû thäúng âiãưu chãú tỉång tỉû hay âiãưu chãú säú nhỉ cạc sọng mang FM (Frequency Modulation) âiãưu chãú bàòng cạc tên hiãûu âiãûn thoải â ghẹp kãnh hồûc cạc tên hiãûu truưn hçnh v cạc sọng mang PSK (Phase Shift Keying) âiãưu chãú säú. Mäüt trảm màût âáút thu cạc tên hiãûu cọ chỉïa thäng tin nhåì mäüt bäü lc thäng di. f A f C f B f D Thåìi gian Táưn säú Bäü phạt âạp Hçnh 4.4. FDMA. 58 Phỉång phạp ny cho phẹp táút c cạc trảm truưn dáùn liãn tủc, nọ cọ ỉu âiãøm l khäng cáưn thiãút âiãưu khiãøn âënh thåìi âäưng bäü v cạc thiãút bë sỉí dủng khạ âån gin. Hiãûu qu sỉí dủng cäng sút vãû tinh ca nọ l khạ täút, tuy nhiãn vç cạc kãnh truưn dáùn âỉåüc phán chia theo mäüt thỉåïc âo váût l l táưn säú. Nãn phỉång phạp ny thiãúu linh hoảt trong viãûc thay âäøi cạch phán phäúi kãnh v hiãûu qu tháúp khi säú sọng mang tàng. Nhỉng b lải phỉång phạp ny cọ th tủc truy nháûp âån gin, cạc cáúu hçnh phỉång tiãûn trảm màût âáút cng âån gin, do âọ dãù dng ỉïng dủng phán phäúi theo u cáưu v kêch hoảt bàò ng tiãúng nọi trong cạc täøng âi dung lỉåüng nh . 4.6.2. Phỉång phạp âa truy nháûp phán chia theo thåìi gian TDMA TDMA l phỉång phạp âa truy nháûp trong âọ cạc trảm màût âáút dng chung mäüt bäü phạt âạp trãn cå såí phán chia theo thåìi gian nhỉ hçnh 4.5. Trong hçnh 4.5, trủc honh chè táưn säú, trủc tung chè thåìi gian. Trủc thåìi gian âỉåüc phán chia thnh cạc khong thåìi gian gi l cạc khung TDMA, mäùi khung TDMA âỉåüc phán chia thnh cạc khe thåìi gian, cạc khe thåìi gian ny âỉåüc áún âënh cho mäùi trảm màût âáút. Táút c cạc trảm màût âáút âãưu dng chung mäüt sọng mang cọ táưn säú trung tám l 0 f v chè phạt v thu tên hiãûu trong cạc khe thåìi gian âỉåüc áún âënh. Vç thãú, trong mäüt khong thåìi gian nháút âënh, chè cọ tên hiãûu tỉì mäüt trảm màût âáút chiãúm ton bäü bàng táưn ca bäü phạt âạp vãû tinh v khäng bao giåì xy ra trỉåìng håüp tên hiãûu tỉì hai trảm màût âáút tråí lãn chiãúm bäü phạt âạp ca vãû tinh trong cng mäüt thåìi gian. Âäü di ca khe thåìi gian áún âënh cho mäùi trảm màût âáút tu thüc vo lỉu lỉåüng ca trảm. TDMA sỉí dủng cạc sọng mang âiãưu chãú säú v cạc sọng mang âỉåüc phạt âi tỉì trảm màût âáút cáưn phi âỉåüc âiãưu khiãøn chênh xạc sao cho chụng nàòm trong khe thåìi gian âỉåüc phán phäúi. Âãø lm âỉåüc âiãưu ny, cáưn phi cọ mäüt tên hiãûu chøn phạt âi tỉì mäüt trảm chøn v cạc trảm khạc láưn lỉåüt truưn tên hiãûu ngay sau tên hiãûu chøn. Trong phỉång phạp âa truy nháûp ny, cạc trảm màût âáút phi truưn tên hiãûu mäüt 1khung TDMA Thåìi gian Táưn säú 0 f A D C B A Hçnh 4.5. Âa truy nháûp phán chia theo thåìi gian 59 cạch giạn âoản v cáưn phi dỉû phng khong thåìi gian bo vãû giỉỵa cạc sọng mang âãø cạc tên hiãûu tỉì cạc trảm màût âáút khäng chäưng láún lãn nhau khi âãún bäü phạt âạp. Ỉu âiãøm ca phỉång phạp ny l cọ thãø sỉí dủng täút cäng sút täúi âa ca vãû tinh v cọ thãø thay âäøi dãù dng dung lỉåüng truưn ti bàòng cạch thay âäøi khong thåìi gian phạt v thu, do âọ nọ linh hoảt trong viãûc thay âäøi, thiãút láûp tuún, âàûc biãût l hiãûu sút sỉí dủng tuún ráút cao khi säú kãnh liãn lảc tàng. Màût khạc, TDMA khi kãút håüp våïi k thût näüi suy tiãúng nọi thç cọ thãø tàng dung lỉåüng truư n dáùn lãn ba âãún bäún láưn. Tuy nhiãn, TDMA cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm nhỉ sau: • u cáưu phi cọ âäưng bäü củm Mảng TDMA chỉïa cạc trảm lỉu lỉåüng v êt nháút mäüt trảm chøn. Cạc củm âỉåüc phạt âi tỉì cạc trảm lỉu lỉåüng âỉåüc gi l cạc củm lỉu lỉåüng. Säú liãûu lỉu lỉåüng âỉåüc phạt bàòng cạc củm lỉu lỉåüng. Trảm chøn phạt mäüt củm âàûc biãût theo chu k gi l củm chøn. Củm chøn cung cáúp chøn âënh thåìi v chu k ca nọ âụng bàòng mäüt khung TDMA. Mäùi trảm lỉu lỉåüng phạt cạc củm lỉu lỉåüng trong cạc khe thåìi gian âỉåüc áún âënh åí vãû tinh bàòng cạch âiãưu khiãøn âënh thåìi phạ t củm theo củm chøn, củm chøn âỉåüc sỉí dủng lm chøn âënh thåìi, củm chøn v cạc củm lỉu lỉåüng âỉåüc âàût theo thỉï tỉû âụng âãø trạnh chäưng láún trong mäùi khung TDMA. Nãúu khäng cọ âäưng bäü củm thç cạc củm âỉåüc phạt cọ thãø trỉåüt khi cạc khe thåìi gian âỉåüc áún âënh åí vãû tinh. Nãúu xy ra chäưng láún cạc củm åí vãû tinh thç thäng tin s bë máút. • Tên hiãûu tỉång tỉû phi âỉåüc chuøn sang dảng säú khi sỉí dủng k thût TDMA. • Giao diãûn våïi cạc hãû thäúng màût âáút tỉång tỉû ráút phỉïc tảp dáùn âãún giạ thnh ca hãû thäúng cao. 4.6.3.Phỉång phạp âa truy nháûp phán chia theo m CDMA CDMA (Code Division Multiplex Access) l phỉång phạp truy nháûp ỉïng dủng k thût tri phäø, trong âọ mi âäúi tỉåüng cọ thãø : • Âỉåüc phẹp hoảt âäüng âäưng thåìi. • Hoảt âäüng tải táưn säú nhỉ nhau. • Sỉí dủng ton bäü bàng táưn ca hãû thäúng cng mäüt lục m khäng gáy nhiãùu sang thäng tin ca âäúi tỉåüng khạc. Âa truy nháûp phán chia theo m CDMA l phỉång phạp âa truy nháûp m åí âọ cạc trảm màût âáút cọ thãø phạt tên hiãûu mäüt cạch liãn tủc v âäưng thåìi, v sỉí dủng cng mäüt bàng táưn ca kãnh. Trong CDMA, mäùi sọng mang phạt âỉåüc âiãưu chãú bàòng mäüt m âàûc biãût qui âënh cho mäùi trảm màû t âáút v trảm màût âáút thu cọ thãø tạch âỉåüc tên hiãûu cáưn thu khi cạc tên hiãûu khạc nhåì m âàûc biãût âọ. Táûp håüp cạc m cáưn dng phi cọ cạc thüc tênh tỉång quan sau âáy: 60 • Mäùi m phi cọ thãø âỉåüc phán biãût mäüt cạch dãù dng våïi bn sao ca chênh nọ bë dëch chuøn theo thåìi gian. • Mäùi m phi cọ thãø âỉåüc phán biãût mäüt cạch dãù dng báút cháúp cạc m khạc âỉåüc sỉí dủng trãn mảng. Viãûc truưn dáùn tên hiãûu hỉỵu êch kãút håüp våïi m âi hi mät bàng thäng låïn hån nhiãưu so våïi bàng thäng u cáưu âãø truưn dáùn chè riãng thäng tin hỉỵu êch. Âọ l l do vç sao ngỉåìi ta gi l truưn dáùn tri phäø. Âàûc âiãøm ca CDMA • Hoảt âäüng âån gin, do nọ khäng âi hi báút k sỉû âäưng bäü truưn dáùn no giỉỵa cạ c trảm. Âäưng bäü duy nháút l âäưng bäü ca mạy thu våïi chùi sọng mang thu âỉåüc. • Nhåì viãûc tri phäø åí phêa phạt v thu hẻp phäø åí phêa thu nãn nọ cọ kh nàng chäúng lải can nhiãùu giỉỵa cạc hãû thäúng v nhiãùu do hiãûn tỉåüng âa âỉåìng truưn ráút täút, âäưng thåìi cọ tênh bo máût ca tên hiãûu cao. Bãn cảnh cạc ỉu âiãøm nhỉ trãn, CDMA váùn täưn tải nhỉåüc âiãøm nhỉ hiãûu qu sỉí dủng bàng táưn kẹm, âäü räüng bàng táưn truưn dáùn u cáưu låïn. Tuy váûy CDMA ráút ph håüp âäúi våïi cạc mảng cọ cạc trảm nh våïi âäü räüng chm tia anten låïn v âäúi våïi truư n thäng vãû tinh våïi cạc mạy di âäüng. 4.6.4. Phỉång phạp âa truy nháûp phán phäúi trỉåïc v âa truy nháûp phán phäúi theo u cáưu 4.6.4.1. Âa truy nháûp phán phäúi trỉåïc Âa truy nháûp phán phäúi trỉåïc l mäüt phỉång phạp âa truy nháûp m trong âọ cạc kãnh vãû tinh âỉåüc phán bäú cäú âënh cho táút c cạc trảm màût âáút khạc nhau, báút cháúp cọ hay khäng cọ cạc cüc gi phạt âi. 4.6.4.2. Âa truy nháûp phán phäúi theo u cáưu Âa truy nháûp phán phäúi theo u cáưu l phỉång phạp âa truy nháûp m trong âọ cạc kãnh vãû tinh âỉåüc sàõp xãúp lải mäùi khi cọ u cáưu thiãút láûp kãnh tỉì cạc trảm màût âáút cọ liãn quan. Âa truy nháûp phán phäúi theo u cáưu cho phẹp sỉí dủng cọ hiãûu qu dung lỉåüng kãnh ca vãû tinh âàûc biãû t khi mäüt säú trảm màût âáút cọ dung lỉåüng nh sỉí dủng chung mäüt bäü phạt âạp nhỉ trong trỉåìng håüp hãû thäúng âiãûn thoải vãû tinh trãn biãøn. 4.7 SỈÛ PHÁN CỈÛC SỌNG Trỉåìng âiãûn tỉì ca sọng vä tuún âiãûn khi âi qua trong mäüt mäi trỉåìng dao âäüng theo mäüt hỉåïng nháút âënh, tu theo kiãøu dao âäüng âọ m ta cọ hai loải phán cỉûc. Hai loải phán cỉûc sọng vä tuún âiãûn âỉåüc sỉí dủng trong thäng tin vãû tinh l sọng phán cỉûc thàóng v sọng phán cỉûc trn. 4.7.1 Sọng phán cỉûc thàóng 61 Mäüt sọng phán cỉûc thàóng cọ thãø âỉåüc tảo ra bàòng cạch dáùn cạc tên hiãûu tỉì mäüt äúng dáùn sọng chỉỵ nháût âãún mäüt anten loa, nhåì âọ sọng âỉåüc bỉïc xả theo kiãøu phán cỉûc thàóng âỉïng song song våïi cảnh âỉïng ca anten loa. Âãø thu âỉåüc sọng ny anten thu cng cáưn phi bäú trê giäúng nhỉ tỉ thãú anten phêa phạt. Trong trỉåìng håüp khi âàût anten thu vng gọc våïi anten phạt thç khäng thãø thu âỉåüc sọng ny ngay c khi sọng âi vo äúng dáùn sọng, vç nọ khäng âỉåüc näúi våïi âỉåìng cạp âäưng trủc. Ta dãù dng tảo ra sọng phán cỉûc thàóng, nhỉng cáưn phi âiãưu chènh hỉåïng ca äúng dáùn sọng anten thu sao cho song song våïi màût phàóng phán cỉûc sọng âãú n. 4.7.2 Sọng phán cỉûc trn Sọng phán cỉûc trn l sọng trong khi truưn lan phán cỉûc ca nọ quay trn, cọ thãø tảo ra loải sọng ny bàòng cạch kãút håüp hai sọng phán cỉûc thàóng cọ phán cỉûc vng gọc nhau v gọc lãûch pha l 90 0 . Sọng phán cỉûc trn l phán cỉûc phi hay trại phủ thüc vo sỉû khạc nhau giỉỵa cạc sọng phán cỉûc thàóng l såïm pha hay cháûm pha. Âäúi våïi sọng phán cỉûc trn màûc d khäng cáưn âiãưu chènh hỉåïng ca loa thu, nhỉng mảch fiâå ca anten lải tråí nãn phỉïc tảp hån âäi chụt. Trong thäng tin vãû tinh, sọng phán cỉûc trn âỉåüc chn âãø sỉí dủng nhåì cọ tênh ỉu viãût sau: - Sỉû chãnh lãûch giỉỵa phán cỉûc trn phi v phán cỉûc trn trại l khạ låïn. Vç váûy m viãûc phạt v thu tên hiãûu khäng nh hỉåíng lãn nhau våïi k thût sỉí dủng lải táưn säú. -Trong khong táưn säú tỉì 4GHz âãún 6GHz thç mỉïc âäü phán cạch giỉỵa hai phán cỉûc ph i v phán cỉûc trại r rãût, do âọ chụng khäng gáy giao thoa hay can nhiãùu lãn nhau. 4.8 CỈÍA SÄØ TÁƯN SÄÚ Cạc sọng vä tuún âiãûn truưn âãún hay âi tỉì cạc vãû tinh thäng tin chëu nh hỉåíng ca táưng âiãûn ly v khê quøn. Táưng âiãûn ly l mäüt låïp khê long bë ion hoạ båíi cạc tia v trủ, cọ âäü cao tỉì 60km âãún 2000km so våïi màût âáút, låïp mang âiãûn ny cọ tênh cháút háúp thủ v phn xả sọng. Do cạc biãún âäøi trảng thại ca táưng âiãûn ly, lm giạ trë háúp thủ v phn xả thay âäøi gáy ra sỉû biãún thiãn cỉåìng âäü sọng âi vo, gi l sỉû thàng giạng. Tuy nhiãn tênh cháút ny nh hỉåíng ch úu âäúi våïi bàng so ïng ngàõn, táưn säú cng cao nh hỉåíng ca táưng âiãûn ly cng êt, cạc táưn säú åí bàng sọng viba háưu nhỉ khäng bë nh hỉåíng ca táưng âiãûn ly. Trong khê quøn, tuy nh hỉåíng ca khäng khê, håi nỉåïc v mỉa cáưn phi âỉåüc tênh âãún, nhỉng åí táưn säú 30GHz hồûc tháúp hån cọ thãø b qua, cạc táưn säú ny âang âỉåüc sỉí dủng cho thäng tin vãû tinh. 62 Tỉì âäư thë ta tháúy ràòng, cạc táưn säú nàòm åí khong giỉỵa 1 GHz v 10 GHz thç suy hao kãút håüp do táưng âiãûn ly v mỉa l khäng âạng kãø, do váûy bàng táưn ny âỉåüc gi l "cỉía säø táưn säú ". Nãúu sọng trong cỉía säø vä tuún âỉåüc sỉí dủng trong thäng tin vãû tinh thç suy hao truưn dáùn cọ thãø âỉåüc xem gáưn âụng l suy hao khäng gian tỉû do. Vç váûy, cho phẹp thiãút láûp cạc âỉåìng thäng tin vãû tinh äøn âënh, nhỉng phi lỉu âãún sỉû can nhiãùu våïi cạc âỉåìng thäng tin viba trãn màût âáút vç cạc sọng trong thäng tin viba cng sỉí dủng táưn säú nàòm trong cỉía säø táưn säú. 4.9 SUY HAO TRONG THÄNG TIN VÃÛ TINH Mäüt tuún thäng tin vãû tinh bao gäưm âỉåìng truưn sọng tỉì anten c a trảm phạt âãún vãû tinh (tuún lãn - uplink) v tỉì vãû tinh âãún anten ca trảm màût âáút thu (tuún xúng - downlink). Do âọ suy hao trong thäng tin vãû tinh gäưm cạc loải suy hao sau: 4.9.1 Suy hao trong khäng gian tỉû do Âäúi våïi vãû tinh âiả ténh åí âäü cao 35.768km, cỉû ly thäng tin cho mäüt tuún lãn hay mäüt tuún xúng gáưn nháút l 35.768km. Do cỉû ly truưn sọng trong thäng tin vãû tinh låïn nhỉ váûy nãn suy hao trong khäng gian tỉû do l suy hao låïn nháút. Gi suy hao ny l td L , ta cọ : 2 4 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = λ π d L td (4.1) Trong âọ d[km] : l chiãưu di ca mäüt tuún lãn hay xúng. λ [m] : bỉåïc sọng cäng tạc. td L [dB] ì Bỉåïc sọng λ âỉåüc âäøi ra táưn säú cäng tạc våïi quan hãû f = c/ λ . c : váûn täúc ạnh sạng c = 3.10 8 m/s. Suy hao (dB) 0,1 0,5 1 5 10 50 100 Táưn säú (GHz) Hçnh 4.6. suy hao ca sọng do táưng âiãûn ly v do mỉa khi táưn säú thay âäøi. 100 50 10 5 1 Suy hao do mỉa 25mm/h Suy hao do táưng âiãûn ly Cỉía säø táưn säú [...]...63 f : táưn säú cäng tạc [GHz] Lục âọ cäng thỉïc âãø tênh suy hao trong khäng gian tỉû do l Ltd = 20lg (4 π df) - 20lg(c) (4. 2) Suy hao khäng gian tỉû do ca tuún lãn hay xúng khi cäng tạc åí bàng C (4/ 6 GHz) vo khong 200dB Âãø b vo suy hao ny, âm bo cho mạy thu nháûn âỉåüc mäüt tên hiãûu â låïn cåỵ -90dBm âãún -60dBm, ngỉåìi ta sỉí dủng anten cọ âỉåìng... khong 60km âãún 2000km, do bë ion hoạ mảnh nãn låïp khê quøn åí âäü cao ny bao gäưm ch úu l cạc âiãûn tỉí tỉû do, 64 cạc ion ám v dỉång nãn âỉåüc gi l táưng âiãûn ly Sỉû háúp thủ sọng trong táưng âiãûn ly gim khi táưn säú tàng, åí táưn säú trãn 600MHz thç sỉû háúp thủ khäng âạng kãø 4. 9 .4 Suy hao do thåìi tiãút Suy hao do cạc âiãưu kiãûn thåìi tiãút nhỉ máy, mỉa, sỉång m, suy hao ny phủ thüc vo nhiãưu... gọc ngáøng anten, âäü cao âàût anten, âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: Le = hm − hs (km) sin E (4. 3) Våïi hm l âäü cao ca cån mỉa (km), theo khuún nghë 5 64 ca CCIR åí vé âäü tỉì 00 âãún 560 láúy hm = 3 + 0,028 (km) hs l âäü cao anten trảm màût âáút so våïi mỉïc nỉåïc biãøn (km) cn E l gọc ngáøng anten (âäü) 4. 9.5 Suy hao do âàût anten chỉa âụng Khi anten phạt v thu lãûch nhau thç s tảo ra suy hao vç... xả ca anten phạt Thỉåìng thç suy hao do âàût anten chỉa âụng tỉì 0,8 âãún 1 dB Anten phạt Anten thu Gọc sai lãûch αT αR Hçnh 4. 7 Sai lãûch do âàût anten chỉa âụng 65 4. 9.6 Suy hao trong thiãút bë phạt v thu Täøn hao fiâå TX LFTX PTX L PT Täøn hao fiâå LFRX PRX PR RX GT GR Hçnh 4. 8 Suy hao trong thiãút bë phạt v thu Suy hao trong thiãút bë phạt v thu cn gi l suy hao do hãû thäúng fiâå, cọ hai loải nhỉ... tảp ám hãû thäúng Nhiãût tảp ám hãû thäúng âỉåüc xem l täøng ca bäún thnh pháưn âỉåüc biãøu diãùn theo biãøu thỉïc: 66 TSYS = TS + TA + TF + TR LF [0K] (4. 4) Di ngán h Táưng âiãûn ly Màût tràng Màût tråìi Tråìi mỉa bụp chênh bụp ngỉåüc bụp phủ Hçnh 4. 9 Cạc ngưn tảp ám nh hỉåíng âãún thäng tin vãû tinh Trong âọ: TSYS : nhiãût tảp ám hãû thäúng TS : nhiãût tảp ám bãn ngoi TA : nhiãût tảp ám anten TF :... Trỉåìng håüp tảp ám tênh trong âäü räüng bàng táưn 1Hz thç cäng sút tảp ám sinh ra gi l máût âäü phäø tảp ám N0 v bàòng : N0 = N/B (W/Hz), nhiãût tảp ám tỉång âỉång s bàòng : TSYS = N0/k (4. 11) 4. 10.3 Cäng sút tảp ám nhiãùu 4. 10.3.1 Can nhiãùu khạc tuún Cạc tuún thäng tin vãû tinh cọ thãø bë nhiãùu trong cạc trỉåìng håüp nhỉ sau: + Vãû tinh thäng tin khạc âãún trảm màût âáút + Trảm màût âáút khạc âãún vãû... cäng tạc tỉì 10GHz tråí lãn, nghéa l khi cäng tạc åí bàng Ku ( 14/ 12GHz) hay bàng Ka (30/20GHz) Anten cọ gọc ngáøng cng låïn thç suy hao táưng âäúi lỉu cng nh, do âỉåìng truưn ca sọng trong táưng âäúi lỉu cng ngàõn Tải cạc táưn säú 21GHz v 60GHz cọ cạc suy hao cỉûc âải, âọ l do sỉû cäüng hỉåíng háúp thủ âäúi våïi cạc phán tỉí håi nỉåïc v Oxy 4. 9.3 Suy hao do táưng âiãûn ly Táưng âiãûn ly l låïp khê quøn... thüc vo gọc ngáøng ca anten, táưn säú cäng tạc + Nhiãût tảp ám do mỉa, âỉåüc xạc âënh bàòng cäng thỉïc : TM = Tm (1 − Trong âọ 1 ) LM (4. 5) TM : nhiãût tảp ám do mỉa (0K) LM : suy hao do mỉa, LM = 16,57 Tm : nhiãût âäü trung bçnh ca cån mỉa Tm = 1,12 Txq - 50 (0K) (4. 6) Txq : nhiãût âäü xung quanh trảm màût âáút (0K) + Nhiãût tảp ám tỉì trảm màût âáút xung quanh trảm Vç anten ca trảm màût âáút hỉåïng... tråí trong anten nhỉ cạc thanh âåỵ, bäü tiãúp sọng (ngưn bỉïc xả så cáúp) v bäü suy hao bụp phủ gáy ra 4. 10.1.2 Nhiãût tảp ám hãû thäúng fiâå TF Nhiãût tảp ám hãû thäúng fiâå âỉåüc tênh båíi biãøu thỉïc sau: TF = T0 ( LF -1) (0K) Trong âọ T0 : nhiãût âäü mäi trỉåìng (0K) LF : suy hao ca hãû thäúng fiâå (4. 8) 68 TF tàng khi LF tàng dáùn âãún cäng sút tảp ám bãn trong gáy ra båíi hãû thäúng fiâå tàng lãn... cho cọ hãû thäúng fiâå l nh nháút Mäüt cạch gáưn âụng cọ thãø coi nhiãût tảp ám fiâå l 2900K 4. 10.1.3 Nhiãût tảp ám mạy thu TR Nhiãût tảp ám mạy thu bàòng täøng nhiãût tảp ám gáy ra trong mäùi pháưn ca mạy thu Nọ âỉåüc tênh båíi cäng thỉïc sau: TR = T1 + Trong âọ TR T T2 TK + 3 + + (0K) G1 G1G2 G1G2 G K (4. 9) : nhiãût tảp ám mạy thu (0K) G1 , G2 , , G K : l hãû säú khúch âải tỉìng pháưn T1 , T2 , . 1,661 1,662 ÷ 3,339 3 ,40 0 ÷ 7,075 7,025 ÷ 8 ,42 5 10,90 ÷ 18,10 17,70 ÷ 36,00 76,9 ÷ 18 18 ÷ 8,82 8,82 ÷ 4, 41 4, 41 ÷ 3,56 2,75 ÷ 1,66 1,95 ÷ 0,83 Bàng Ka (20/30. tinh våïi cạc mạy di âäüng. 4. 6 .4. Phỉång phạp âa truy nháûp phán phäúi trỉåïc v âa truy nháûp phán phäúi theo u cáưu 4. 6 .4. 1. Âa truy nháûp phán phäúi