Bai giang Thong tin Viba - Ve tinh - chuong 6

Chia sẻ: Nguyen Duy Khanh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

HỆ THỐNG THÔNG TIN VIBA - VỆ TINH Khoa CN điện tử - viễn thông Đại học công nghệ Thành Đô Giảng viên Thẩm Đức Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com .Chương 6 - Tính toán tuyến thông tin

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bai giang Thong tin Viba - Ve tinh - chuong 6

HỆ THỐNG THÔNG TIN VIBA - VỆ TINH Khoa CN điện tử - viễn thông Đại học công nghệ Thành Đô Giảng viên Thẩm Đức Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com
Chương 6 - Tính toán tuyến thông tin vệ tinh Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương
Chất lượng hệ thống thu G/T G/T đặc trưng cho chất lượng của máy thu, vì tăng G/T thì SNR tăng lên
Các dạng phân cực dùng trong TTVT Phương của đường do đầu mút của trường điện vẽ lên sẽ xác định phân cực sóng. Cần nhớ rằng trường điện và tr ường t ừ là các hàm thay đổi theo thời gian. Trường từ thay đổi đ ồng pha với trường điện và biên độ của nó tỷ lệ với biên độ của trường điện, vì thế ta chỉ cần xét trường điện. Đầu mút của vectơ E có thể vẽ lên một đường thẳng, trong trường hợp này ta có phân cực tuyến tính. Hầu hết truyền dẫn vô tuyến sử dụng phân c ực tuyến tính, trong đó phân cực đứng được gọi là phân c ực trong đó trường điện vuông góc với mặt đất và phân cực ngang đ ược gọi là phân cực trong đó trường điện song song với m ặt đất.
Các dạng phân cực dùng trong TTVT Theo định nghĩa của IEEE thì phân cực tròn tay ph ải (RHC: right-hand circular) là phân cực quay theo chiều kim đồng h ồ khi nhìn dọc theo phương truyền sóng, còn phân cực tròn tay trái (LHC: left-hand circular) là phân cực quay ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn dọc theo phương truyền sóng. Các phân c ực LHC và RHC trực giao với nhau. Phương truyền sóng dọc theo trục z dương.
Suy giảm sóng trên tuyến Vệ tinh - Mặt đất Khái niệm suy giảm sóng trong không gian tự do, suy giảm sóng khi truyền qua khí quyển thực Công suất thu đựơc ở một anten với hệ số khuyếch đại Gr có thể biểu diễn như sau: trong đó: EIRP=Pt xGt là công suất phát xạ tương đương của anten đẳng hướng, EIRP thường được biểu diễn ở dBW, giả sử Pt được đo bằng W thì: EIRP = Pt +Gt , dBW. Pt là công suất phát, Gt là hệ số khuyếch đại của anten phát, Gr là hệ số khuyếch đại anten thu. Lp là tổn hao đường truyền. Trong không gian tự do tổn hao đường truyền được xác định như sau được xác định như sau: d là khoảng cách giữa an ten phát và anten thu, λ là bước sóng
Suy giảm sóng trên tuyến Vệ tinh - Mặt đất
Suy giảm sóng trên tuyến Vệ tinh - Mặt đất Có thể biểu diễn công suất thu như sau: Ở dạng dB phương trình có thể được biểu diễn như sau: trong đó: EIRP là công suất phát đẳng hướng tương đương, là suy hao trong không gian tự do, được xác định ở dB như sau: FSL = 10 log(4πd / λ ) = 10 log(4πdf / c) FSL= 92,5 + 20lg f [GHz] + 20lg d [km], dB
Suy giảm sóng trong không gian tự do
Suy giảm do khí quyển Hấp thụ của khí trong khí quyển là nguyên nhân gây ra t ổn hao khí quyển. Các tổn hao này thường vào khoảng vài ph ần c ủa dB
Suy giảm do mưa Mưa làm suy hao tín hiệu truyền dẫn và gây ra phân c ực chéo. Hệ số suy hao do mưa phụ thuộc độ cao mưa và đoạn đường nằm ngang trong mưa
Suy giảm sóng trong thực tế Tổn hao do tầng điện ly và khí quyển: lớp khí loãng bị ion hoá bởi các tia vũ trụ, có độ cao từ 70 đến 1000km. Có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng. Ngoài ra hệ số khúc xạ biến đổi làm thay đổi góc tới, biên độ và pha của sóng. Tầng điện ly gây ra dịch phân cực sóng điện từ dẫn đến tổn hao lệch phân cực Tổn hao do mất đồng chỉnh anten Khi thiết lập một đường truyền vệ tinh, lý tưởng phải đạt được đồng chỉnh các anten trạm mặt đất và vệ tinh để đạt được độ khuyếch đại cao nhất
Tổn hao do mất đồng chỉnh anten Có thể xảy ra hai nguyên nhân tổn hao lệch trục, m ột x ẩy ra tại vệ tinh và nguyên nhân thứ hai xẩy ra t ại trạm m ặt đ ất (hình 1b). Tổn hao lệch trục tại vệ tinh được xét t ới khi khi thiết kế đường truyền hoạt động ở đường viền của anten vệ tinh thực tế. Tổn hao lệch trục ở trạm mặt đất được gọi là tổn hao định hướng anten. Tổn hao định hướng anten thường xẩy ra vài phần mười dB. Ngoài tổn hao định hướng, có thể xẩy ra tổn hao do mất đồng chỉnh hướng phân cực. Tổn hao mất đồng chỉnh phân cực thường nhỏ và ta sẽ coi rằng các tổn hao do mất đồng ch ỉnh anten gồm: cả tổn hao định hướng và tổn hao phân cực gây ra do mất đồng chỉnh. Các tổn hao mất đồng chỉnh anten ph ải được đánh giá từ các số liệu thống kê trên cơ sở sai lỗi được quan sát thực tế cho một khối lượng lớn các trạm mặt đất.
PHƯƠNG TRÌNH QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN Tổng tổn hao đường truyền Lp khi trời quang đãng được xác định theo công thức sau: Lp = FSL +RFL+ AML+AA+PL, [dB] Phương trình cho công suất thu ở dB như sau: Pr = EIRP + G r - Lp, [dB] trong đó:Pr là công suất thu [dBW], EIRP là công suất phát xạ đẳng hướng tương đương [dBW], FSL là tổn hao trong không gian tự do [dB]; RFL là tổn hao phidơ máy thu [dB]; AML là tổn hao mất đồng chỉnh anten [dB]; AA là tổn hao hấp thụ khí quyển [dB]; PL là tổn hao lệch phân cực [dB].
Bài tập 1. Khoảng cách giữa trạm mặt đất và vệ tinh là 42.000 km. Tính tổn hao trong không gian tự do tại tần số 6 GHz. FSL= 92,5 + 20lg f [GHz] + 20lg d [km], dB 2. Đường truyền vệ tinh làm việc tại tần số 14 GHz có tổn hao phiđơ bằng 1,5 dB và tổn hao không gian tự do bằng 207 dB. Tổn hao hấp thụ khí quyển bằng 0,5 dB, tổn hao định h ướng anten bằng 0,5 dB, tổn hao lệch cực có thể bỏ qua. Tính t ổng tổn hao đường truyền khi trời quang. Pr = EIRP + G r - Lp, [dB] Lp = FSL +RFL+ AML+AA+PL, [dB] 3. Cho tham số đường truyền như bài 2. Công suất phát là 20W, hệ số khuếch đại của anten phát là 1000, h ệ số khu ếch đại của anten thu là 100. Tính công su ất bức x ạ đẳng h ướng tương đương. Tính công suất tín hiệu tại đầu vào máy thu.
Công suất tạp âm nhiệt Quá trình tạp âm nhiệt ở máy thu được mô hình hoá b ằng quá trình tạp âm trắng Gauss cộng (AWGN: additive white Gauss noise) và được biểu thị bằngcông suất tạp âm cực đại có thể có ở đầu vào bộ khuếch đại như sau: N=kTΔf, [W] trong đó k=1,38.10-23 [ W/Hz.K] là hằng số Boltzmann; T là nhiệt độ tạp âm đo bằng Kenvin [K] và Δf là băng thông kênh [Hz] đo ở mức -3dB. Mật độ phổ công suất tạp âm
Tỉ số Tín/Tạp Ba thông số thường được sử dụng để đánh giá tỷ số tín hiệu trên tạp âm là: sóng mang trên tạp âm (C/N hay Pr/N), sóng mang trên mật độ tạp âm (C/No hay Pr/No) và năng lượng bit trên mật độ phổ tạp âm (Eb/No). Quan hệ giữa các thông số này như sau: Pr/No = (P /N) dB+10lg(Δf), dB.Hz Ebit /No = (Pr/N) dB-10lg(Rbit/Δf), dB trong đó: Pr là công suất thu sóng mang (C), Rbit là tốc độ bit và Ebit là năng lượng bit = PrTbit= Pr/Rbit, Δf là độ rộng băng tần. C/No và Ebit/No không phụ thuộc vào tần số thường được sử dụng để so sánh hiệu suất của các hệ thống khác nhau. C/N phụ thuộc vào độ rộng băng tần của một hệ thống cho tr ứơc (chẳng hạn bộ lọc máy thu).
Tỉ số Tín/Tạp Phương trình cho công suất thu ở dB như sau: Pr = EIRP + G r - Lp, [dB] G/T đặc trưng cho chất lượng của máy thu, vì tăng G/T thì SNR tăng lên
Tỉ số Tín/Tạp Đường lên Đường lên trong đường truyền vệ tinh là đường phát t ừ tr ạm mặt đất đến vệ tinh. Tỷ số sóng mang trên mật độ tạp âm: Khi cần sử dụng tỷ số sóng mang trên t ạp âm ch ứ không phải tỷ số sóng mang trên mật độ tạp âm ta có thể sử dụng công thức sau:
Tỉ số tín/tạp đường xuống Đường xuống là đường phát từ vệ tinh xuống trạm mặt đất. Tỷ số sóng mang trên mật độ tạp âm Các giá trị được sử dụng là EIRP vệ tinh, các tổn hao phiđơ máy thu trạm mặt đất và G/T máy thu trạm m ặt đất. T ổn hao không gian tự do và các tổn hao phụ thuộc tần số khác đ ược tính theo tần số đường xuống. Tỷ số sóng mang trên tạp âm trong đó B là độ rộng băng tần tín hiệu được coi bằng độ rộng băng tần tạp âm B N