Những tuyến thông tin vô tuyến dùng cho việc kết nối giữa các trạm mặt đất cần nghiên cứu để đảm bảo quá trình thông tin liên lạc liên tục.Với đặc điểm môi trường truyền (vô tuyến) và các tác nhân bên ngoài tuyến (do mưa, tần khí quyển…) là các yếu tố quan trọng để xác định các thông số làm việc của trạm mặt đất và vệ tinh. Nếu như quá trình phân tích tuyến vệ tinh được xác định thì hệ thống thông tin chất lượng tốt và ổn định cao, chi phí xây dựng hệ thống thấp. Tính toán tỷ số C/No
cho tuyến lên và tuyến xuống như trên không khó khăn, tuy nhiên việc xác định các ảnh hưởng của nhiễu là điều khó bởi lẽ ngày nay với xu hướng toàn cầu hoá nhu cầu thông tin tăng. Nhiều quốc gia xây dựng nhiều dự án phóng vệ tinh nên sự can nhiễu khó kiểm soát được, vì vậy khi xác định độ dự trữ cần phải thận trọng.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Ngày nay, tuy các hệ thống thông tin vệ tinh VSAT không còn là một vấn đề mới nhưng nó vẫn đóng một vai trò quan trọng trong mạng viễn thông. Do ưu thế về khả năng phủ sóng cùng tính linh hoạt và tính di động, nên hệ thống vô tuyến thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR cho phép các nhà khai thác phát triển mạng viễn thông một cách nhanh chóng ở các vùng có địa hình phức tạp và cơ sở hạ tầng viễn thông chưa cao.
Qua đồ án này, em đã nắm bắt được các vấn đề cơ bản của hệ thống VSAT truyền dẫn qua vệ tinh IPSTAR, các ưu nhược điểm của hệ thống truyền dẫn này. Và từ đó, đã đưa ra thuật toán để có thể tính toán và thiết kế một tuyến thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR ứng với điều kiện địa hình cũng như thời tiết tại Việt Nam đáp ứng được các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng cũng như độ tin cậy cho phép.
Mặc dù, đã cố gắng nhưng đồ án vẫn có những vấn đề mà trong khuôn khổ đề tài này chưa giải quyết được:
+ Đường kính Anten vẫn còn lớn, không đạt được tỷ số lỗi BER=10-7 khi hệ thống chịu ảnh hưởng do mưa cả ở GW lẫn UT, làm ảnh hưởng chất lượng hệ thống. Với các yêu cầu lỗi BER cao như vậy, cần thiết phải thực hiện mã hoá chống lỗi hiệu quả để đạt được BER thấp trong điều kiện tạp âm nhiễu không tránh khỏi và sự suy hao do mưa.
+ Tuy đồ án này đã giải quyết hầu hết các dịch vụ nhưng vẫn còn vấn đề về mạng thông tin di động sử dụng vệ tinh VSAT. Lúc này các UT được xem là các MS và vệ tinh được xem như là các BTS.
+ Tính toán thiết kế cho trường hợp tuyến thông tin thoại qua trạm trung gian cần phải xem xét đến độ trễ.
Tóm lại, trong một tương lai gần hệ thống vệ tinh VSAT IPSTAR chắn chắn vẫn là một giải pháp hấp dẫn và vẫn được sử dụng nhiều trong điều kiện cơ sở hạ tầng viễn thông ở các vùng nông thôn nước ta phát triển chưa cao mà giá thành của hệ thống truyền dẫn quang còn đắt đỏ so với nhu cầu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] “ Thông tin vệ tinh “Tổng cục bưu điện. NXB khoa học và kỹ thuật.
[2] Ks Đặng Anh Tuấn, “Thông tin vệ tinh”. Trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học truyền hình 2/2002.
[3] Vũ Đình Thành, “Hệ thống viễn thông”. Trường đại học bách khoa Tp Hồ Chí Minh 1996.
[4] TS Nguyễn Kim Sách, “Thu truyền hình trực tiếp từ vệ tinh”. NXB Khoa học Kỹ thuật 1991.
[5] KS Ngô Anh Ba, “Truyền hình vệ tinh”, Hội vô tuyến điện tử Việt Nam, chuyên đề Kỹ thuật truyền hình 1994.
[6] Thái Hồng Nhị- Phạm Minh Việt “hệ thống viễn thông”. NXB Giáo Dục tập 1,2. [7] “Satellite Communication System in future”. F.Michael Naredi, William.
[8]. Design principles M. Richnaria. Macmillan New Electronics Introductions to Advanced Topics.
[9] “Satellite Communication System On Board Processing”. F.Machoniccio, G.Morelli, Valdoni.
[10] Satellite Communication. Dennis Roddy. McGraw- Hill. [11] Một số địa chỉ Website.
http://www.satsig.net http://www.telsat.com http://www.intelsat.com http://www.ipstar.com http://www.BoarbandSatellite.com http://www.satellite-internet-vsat.com
CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG
Việc tính toán thiết kế tuyến của hệ thống thông tin vệ tinh đòi hỏi quá trình lựa chọn thông số của hệ thống không chỉ một lần mà phải thực hiện nhiều lần để đạt được sự tối ưu. Với sự trợ giúp của máy tính thì việc tính toán trở nên đơn giản hơn nhiều. Chương trình mô phỏng này được viết băng ngôn ngữ Visual Basic được ứng dụng nhiều trong thực tế. Đây là chương trình tính toán tỉ số (C/No) tuyến lên, tuyến xuống của đường vào dữ liệu (inbound) và đường ra dữ liệu dựa vào các công thức khi nhập các thông số liên quan. Kết quả tính toán này được so sánh với (C/No) cho phép của từng tuyến (đường thông tin). Nếu như tuyến không đạt thì ta thay đổi các thông số nhập vào (với những thông số có thể thay đổi được) và thực hiện lại. Nếu được thì tuyến xem như đạt được yêu cầu.
Chương trình gồm có 4 form chính:
- Form giao diện: mang tính chất giới thiệu :
- Form tính toán tuyến lên :
Đối với form tính toán mạng thì nhập đầy đủ các thông số như sau:
Số nhóm UT trong mạng.
Số trạm UT trong mạng.
Tốc độ bit truyền của một nhóm UT. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hiệu suất (quả) điều chế.
Tốc độ mã hóa (theokiểu).
Khoảng (bảo vệ) giữa hai sóng mang.
Băng thông vệ tinh.
Sau khi nhập đầy đủ các thông số, ta tiến hành việc tính toán bằng cách sử dụng nút tính toán kết quả để thực hiện việc tính các thông số liên quan đến mạng cũng như tỷ số (C/No) yêu cầu. Khi có được kết quả, sử dụng nút “Next” để tiếp tục đi đến form tính toán đường lên “Form UpLink”.
Đối với form tính toán tuyến lên và form tính toán tuyến xuống
người dùng nhập đầy đủ các thông số phục vụ cho việc tính toán đường truyền.
- Kinh độ trạm mặt đất. - Vĩ độ trạm mặt đất. - Kinh độ vệ tinh.
- Mật độ dòng CS bão hòa vệ tinh. - EIRP bão hòa của vệ tinh. - (G/T) vệ tinh.
- Độ rộng băng thông. - Đường kính anten UT.
- Công suất danh định UT. - Đường kính anten GW. - Công suất danh định GW. - Suy hao do mưa.
- Tần số đường lên fU. - Tần số đường xuống fD. - C/N chuẩn (yêu cầu).
Sau khi nhập đầy đủ các thông số, ta tiến hành việc tính toán bằng cách sử dụng nút “tính toán” để thực hiện việc tính các thông số đường truyền. Khi đó có được kết quả (C/No)U của đường lên, sử dụng nút “Next” để đưa kết quả tính được vào Form tính đường xuống.
Đối với form tính toán đường xuống người dùng dữ liệu cung cấp từ
“Form UpLink” nhập đầy đủ các thông số phục vụ cho việc tính toán đường truyền này.
Đối với tuyến xuống có các thông số cug cấp: - Đường kính anten UT.
- Đường kính anten GW. - Tần số đường lên fU. - Tần số đường xuống fD. - Suy hao do anten.
- IBOt (độ lùi đầu vào tổng). - IBO1 trạm UT(trạm UT). - IBO1 trạm GW(trạm GW). - Số nhóm UT trong mạng. - Kinh độ trạm mặt đất. - Vĩ độ trạm mặt đất. - Kinh độ vệ tinh.
- Mật độ dòng CS bão hòa vệ tinh. - EIRP bão hòa của vệ tinh. - (G/T) vệ tinh.
- Độ rộng băng thông. - Suy hao do mưa.
- EIRPe của trạm UT. - EIRPe của trạm GW. - (C/No)U trạm UT. - (C/No)U trạm GW. - Hiệu suất anten.
với (C/No)Re yêu cầu). Khi có được kết quả, sử dụng nút “đánh giá” để so sánh kết quả tính được với chỉ tiêu cho phép trên xem tuyến có đạt chất lượng hay không.
⇒ Nếu tuyến đạt chất lượng thì có thông báo :
⇒ Nếu chưa đạt, thì có thông báo :
Khi đó, chúng ta thay đổi các thông số nhập vào (chú ý phải nhập từ mạng hay Form UpLink chứ không nhập số liệu vào Form DownLink) để thực hiện lại việc tính toán để nhận được kết quả theo yêu cầu.
Đúng
Sai
Beg in
So sánh với chỉ tiêu (C/No)t yêu
cầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xuất kết quả cuối cùng
En d
Nhập các thông số Mạng
Tính toán các tham số đường truyền, đưa ra tỷ số
(C/No)t đường về dữ liệu (đường ra dữ liệu) Nhập các thông số tuyến
Dim i As Double For i = 0 To 3
img(i).Visible = Not (img(i).Visible) imgr(i).Visible = Not (img(i).Visible) Next i
End Sub
Private Sub Timer2_Timer() ig.Visible = Not (img(1).Visible) End Sub
Private Sub Timer3_Timer() IMT.Visible = Not (IMT.Visible) IMTR.Visible = Not (IMT.Visible) End Sub
Private Sub m11_Click() FormGround.Show FormMAIN.Hide End Sub
Private Sub m12_Click() End
End Sub
Private Sub m21_Click() FormNet.Show
FormMAIN.Hide End Sub
Private Sub m22_Click() FormUp.Show
FormMAIN.Hide End Sub
Private Sub m23_Click() FormGW.Show
FormMAIN.Hide End Sub
Private Sub m24_Click() FormDown.Show
Dim h As Double Dim j As Double Dim a As Double Dim b As Double Dim C As Double Dim d, k As Double Dim i As Double For i = 0 To 7
If Not IsNumeric(tsN(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub Else '--- h = CSng(tsN(5)) a = CSng(tsN(2)) j = a / h j = Format(j, "####") kqN(0) = CStr(j) a = CSng(tsN(4)) j = j / a j = Format(j, "####") kqN(1) = CStr(j) a = CSng(tsN(3)) j = a / h j = Format(j, "####") kqN(2).Text = CStr(j) a = CSng(tsN(4)) j = j / a j = Format(j, "####") kqN(3) = CStr(j) a = CSng(tsN(6)) b = CSng(tsN(0)) C = CSng(kqN(1)) d = CSng(kqN(3)) k = (1 + (a / 100)) * ((b * C) + d) k = k / 1000 k = Format(k, "##.##") kqN(4) = CStr(k) a = CSng(tsN(8)) b = CDbl(tsN(2)) CNoyu = a + 10 * Lg10(b * 10 ^ 3) CNoyu = Format(CNoyu, "##.##")
CNoyg = a + 10 * Lg10(b * 10 ^ 3) CNoyg = Format(CNoyg, "##.##") kqN(6) = CStr(CNoyg) a = CSng(tsN(7)) b = CSng(kqN(4)) k = 100 * (b / a) k = Format(k, "##.#") kqN(7) = CStr(k) End If Next End Sub
Private Sub Cb1_Click() Select Case Cb1.ListIndex Case 0 tsN(5) = 1 tsN(8) = 10.4 Case 1 tsN(5) = 0.87 tsN(8) = 9.2 Case 2 tsN(5) = 0.75 tsN(8) = 8.6 Case 3 tsN(5) = 0.66 tsN(8) = 7.4 Case 4 tsN(5) = 0.5 tsN(8) = 5.4 End Select End Sub
Private Sub CmdNext_Click() FormUp.Show
FormNet.Hide End Sub
Private Sub CmdNhap_Click() Dim i As Double For i = 0 To 7 tsN(i).Text = "" Next Cb1.ListIndex = 0 End Sub
tsN(3).Text = "256" tsN(4).Text = "0.7" Cb1.ListIndex = 4 tsN(5).Text = "0.5" tsN(6).Text = "20" tsN(7).Text = "36" End Sub
• Form tính tuyến lên :
Dim Ls, Lu, Gt, EIRPe As Double Dim b, e As Double Dim a As Double Dim j As Double Dim v As Double Dim f As Double Dim Pt As Double Dim G1 As Double Dim Phi1 As Double Dim IBO1 As Double Dim CNosat As Double Dim CNot As Double Dim GTsl As Double Dim CNo1 As Double Dim Ar As Double Dim Arg As Double (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Public Function CLinkUp(d As Double, p As Double, n As Double, OBOe As Double) fu = CSng(t(12).Text) fd = CSng(t(13).Text) GTsl = CStr(t(5).Text) Phisat = CDbl(t(3).Text) Du = CSng(t(7).Text) Dg = CSng(t(9).Text) EIRPs = CSng(t(4).Text) a = CSng(t(0).Text) b = CSng(t(2).Text) e = Deg(b - a) a = CSng(t(1).Text) b = Deg(a) a = Cos(b) * Cos(e) a = Format(a, "#.##") Rs = Sqr((Re ^ 2) + (R ^ 2) - 2 * Re * R * a) Rs = Format(Rs, "######") kq0.Text = CStr(Rs)
Gt = GAnten(fu, d, n) Gt = Format(Gt, "####.##") kq2.Text = CStr(Gt) EIRPe = (10 * Lg10(Pt)) + Gt EIRPe = Format(EIRPe, "####.#") kq3.Text = CStr(EIRPe) Ls = 20 * Lg10((4 * pi * Rs * 10 ^ 3 * fu * 10 ^ 9) / C) Ls = Format(Ls, "####.#") kq4.Text = CStr(Ls) If (n >= 0.7) Then La = 0.5 Else La = 0.5 + Ar End If Lu = Ls + La Lu = Format(Lu, "####.#") kq5.Text = CStr(Lu) G1 = 10 * Lg10(4 * pi * ((fu * 10 ^ 9 / C) ^ 2)) G1 = Format(G1, "####.##") kq6.Text = CStr(G1) Phi1 = EIRPe + G1 - Lu Phi1 = Format(Phi1, "####.##") kq7.Text = CStr(Phi1)
IBO1 = Phi1 - Phisat
IBO1 = Format(IBO1, "####.##") kq8.Text = CStr(IBO1)
CNosat = Phisat - G1 + GTsl - 10 * Lg10(k) CNosat = Format(CNosat, "####.##") kq10.Text = CStr(CNosat)
CNo1 = CNosat + IBO1
CNo1 = Format(CNo1, "####.##") kq11.Text = CStr(CNo1) If (n >= 0.7) Then IBO1g = IBO1 EIRPg = EIRPe CNou1g = CNo1 Arg = 0 'Ar Njg = n
ElseIf (Ar = 0) Then IBO1u = IBO1 EIRPu = EIRPe CNou1u = CNo1
IBO1u = IBO1 EIRPu = EIRPe CNou1u = CNo1 Aru = Ar Nju = n End If If (IBO1g = 0) Then ElseIf (IBO1u = 0) Then Else
IBOt = 10 * Lg10(3 * (10 ^ (IBO1u / 10)) + (10 ^ (IBO1g / 10))) '''************* IBOt = Format(IBOt, "####.##")
kq9.Text = CStr(IBOt) End If
End Function
Private Sub Cb1_Click() Select Case cb1.ListIndex Case 0 Ar = 0 Case 1 Ar = 6 End Select End Sub
Private Sub Command1_Click() Dim i As Integer For i = 0 To 10 t(i).Text = "" Next i For i = 12 To 13 t(i).Text = "" Next cb1.ListIndex = 0 End Sub
Private Sub CmdBack_Click() FormUp.Hide
FormNet.Show End Sub
Private Sub Command2_Click() t(0).Text = "108.3"
t(1).Text = "16" t(2).Text = "120" t(3).Text = "-85" t(4).Text = "43"
t(8).Text = "1" t(9).Text = "5.5" t(10).Text = "5" t(12).Text = "14.25" t(13).Text = "12.7" cb1.ListIndex = 1 End Sub
Private Sub Command5_Click() FormUp.Hide
FormDown.Show End Sub
Private Sub CUpGW_Click() Dim OBO As Double
Dim i As Integer lbU(12) = "tr¹m GW" For i = 0 To 13
If Not IsNumeric(t(i).Text) Then
MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub End If Next '--- de = CDbl(t(9).Text) pe = CDbl(t(10).Text) Ni = 0.75 OBO = -8
Njg = Ni 'cung cap cho DownLink Call CLinkUp(de, pe, Ni, OBO) End Sub
Private Sub CUpUT_Click() Dim OBO As Double Dim i As Integer lbU(12) = "tr¹m UT" For i = 0 To 13
If Not IsNumeric(t(i).Text) Then
MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub End If Next '--- de = CDbl(t(7).Text) pe = CDbl(t(8).Text)
Call CLinkUp(de, pe, Ni, OBO) End Sub (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Private Sub CmdNhap_Click() Dim i As Integer For i = 0 To 10 t(i).Text = "" Next i For i = 12 To 13 t(i).Text = "" Next End Sub
Private Sub Form_Load() fu = 0 Du = 0 fd = 0 Dg = 0 IBOt = 0 IBO1u = 0 IBO1g = 0 EIRPu = 0 EIRPg = 0 cno1u = 0 t(0).Text = "108.3" t(1).Text = "16" t(2).Text = "120" t(3).Text = "-85" t(4).Text = "43" t(5).Text = "2.5" t(6).Text = "36" t(7).Text = "1.2" t(8).Text = "1" t(9).Text = "5.5" t(10).Text = "5" t(12).Text = "14.25" t(13).Text = "12.7" cb1.ListIndex = 0 End Sub
• Form tính tuyến xuống :
Public Function CLinkDown(dkinh As Double, Group As Double, niu As Double, Delta As Double, IBO1e As Double)
Dim Gr As Double 'do loi anten Dim Ld As Double '
Dim CNodsat As Double ' Dim OBOt As Double ' Dim OBO1 As Double ' Dim EIRPe1 As Double ' Dim CNod1 As Double ' Dim CNod1u As Double '* Dim CNod1g As Double '* Dim CNodim As Double ' Dim CNid As Double ' Dim Td As Double ' Dim AR1 As Double ' Dim CNor As Double '
'==========Khai bao bien>>>>>>>>>>>> If (niu >= 0.7) Then AR1 = 0 IBO1 = IBO1u CNor = CNoyu Else AR1 = Aru IBO1 = IBO1g CNor = CNoyg End If ts(4) = 0.5 + AR1 '===========>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> Gr = GAnten(fd, dkinh, niu)
Gr = Format(Gr, "####.##") KqD(0).Text = CStr(Gr) Ls = 20 * Lg10((4 * pi * Rs * 10 ^ 3 * fd * 10 ^ 9) / C) La = 0.5 + AR1 Ld = Ls + La Ld = Format(Ld, "####.#") KqD(1).Text = CStr(Ld) Td = 7 + 30 + 80 'Td = Tsky + Tground + TR GTemax = Gr - 10 * Lg10(Td)
GTe = GTemax - Lr - Lpol - Delta GTe = Format(GTe, "####.##") KqD(2).Text = CStr(GTe)
CNodsat = EIRPs - Ld + GTe - 10 * Lg10(k) CNodsat = Format(CNodsat, "####.##") KqD(3).Text = CStr(CNodsat)
If (IBOt < -5) Then OBOt = 0.9 * (IBOt + 5)
KqD(4).Text = CStr(OBOt) If (IBO1e < -5) Then OBO1 = 0.9 * (IBO1 + 5) Else OBO1 = 0 End If KqD(5).Text = CStr(OBO1) '---> If (niu >= 0.7) Then EIRPe1 = EIRPs + OBO1 CNod1 = OBO1 + CNodsat CNod1g = CNod1
CNodim = 79 - 10 * Lg10(Group) - 1.65 * (IBOt + 5) CNodimg = CNodim
Else
EIRPe1 = EIRPs + OBO1 CNod1 = OBO1 + CNodsat CNod1u = CNod1
CNodim = 79 - 10 * Lg10(Group) - 1.65 * (IBOt + 5) CNodimu = CNodim End If EIRPe1 = Format(EIRPe1, "####.##") KqD(6).Text = CStr(EIRPe1) CNod1 = Format(CNod1, "####.##") KqD(7).Text = CStr(CNod1) CNodim = Format(CNodim, "####.##") KqD(8).Text = CStr(CNodim) '--->
CNid = EIRPs - EIRPsli + 10 * Lg10(26 * 10 ^ 6) + Gr - 32 + 25 * Lg10(1.65 * Anpha)
CNid = Format(CNid, "####.##") KqD(9).Text = CStr(CNid) If (niu >= 0.7) Then
CNot = -10 * Lg10(10 ^ (-CNou1u / 10) + 10 ^ (-CNod1 / 10) + 10 ^ (-CNodim / 10) + 10 ^ (-CNid / 10))
Else
CNot = -10 * Lg10(10 ^ (-CNou1g / 10) + 10 ^ (-CNod1 / 10) + 10 ^ (-CNodim / 10) + 10 ^ (-CNid / 10))
End If
CNot = Format(CNot, "####.##") KqD(10).Text = CStr(CNot) KqD(11) = CStr(CNor)
Private Sub CDnGW_Click() Dim dkinh As Double
Dim gp As Double Dim nu As Double Dim dta As Double Dim lv As Double