Hệ thống thông tin vệ tinh

Chia sẻ: Đỗ TRọng Hậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

218
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vệ tinh thông tin là kỹ thuật tiếp sức vô tuyến vi ba bên cạnh thông tin cáp quang biển trong truyền dẫn điểm điểm cố định. Nó cũng được dùng trong các ứng dụng di động như thông tin cho tàu xe, máy bay, thiết bị cầm tay và cho cả tivi và quảng bá khi mà các kỹ thuật khác như cáp không thực tế hoặc không thể. Vệ tinh thông tin (tiếng Anh: communications satellite, đôi khi viết tắt là SATCOM) là vệ tinh nhân tạo đặt trong không gian dùng cho viễn thông. Vệ tin thông tin...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vệ tinh

H TH NG THÔNG TIN V TINH B môn Thông tin vô tuy n ð i h c công ngh - ðHQG HN Gi ng viên Th m ð c Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Chương 7 – ði u ch và ña truy c p 1. Tín hi u analog 2. Tín hi u s băng g c 3. ði u ch s FSK, PSK, ñi u ch lai 4. Các phương pháp ña truy c p FDMA, TDMA, CDMA 1
Tín hi u Analog Tín hi u Analog 2
Tín hi u Analog Tín hi u s băng g c 3
Tín hi u s băng g c - Modulation Tín hi u s băng g c - Demodulation 4
ði u ch s Khái ni m: tín hi u băng t n g c ñư c bi n ñ i thành m t tín hi u thích ng v i ñư ng truy n ñ có th d dàng ghép kênh và phát truy n qua v tinh. Quá trình x lý bi n ñ i tín hi u bên phát g i là “ñi u ch ”. T i ñ u thu, b bi n ñ i s bi n ñ i tín hi u thu thành tín hi u ban ñ u (gi i ñi u ch ), và sau ñó truy n ñ n nơi nh n. Thông thư ng, t p âm gây ra do ñư ng truy n d n, máy phát, máy thu và b bi n ñ i làm cho ch t lư ng c a tín hi u thu ñư c th p hơn tín hi u ñã truy n ñi. Các d ng ñi u ch : Ch t lư ng ñi u ch M t h thông tin liên l c c n ph i ñư c thi t k ñ ñ t ñư c ch t lư ng yêu c u v i s gi i h n c a công su t phát và ñ r ng băng t n công tác. Khi ñó hi u su t ñi u ch là quan tr ng. Tiêu chu n quan tr ng nh t ñánh giá ch t lư ng ñi u ch là t s tín hi u/t p âm (S/N ñ i v i tín hi u tương t và BER ñ i v i tín hi u s ) trong kênh thông tin S/N (ho c BER) ph thu c vào m t só y u t , quan tr ng hơn c là: – T s sóng mang/t p âm C/N c a kênh thông tin RF ho c c a tín hi u trung t n IF trong máy thu. – D ng ñi u ch tín hi u 5
Các d ng ñi u ch s Các d ng ñi u ch s 6
D ch chuy n pha nh phân (BPSK) Khái ni m: D ch chuy n pha nh phân là thay ñ i góc θ trong phương trình bi u di n sóng mang. Trong trư ng h p này, pha thay ñ i như sau : Tín hi u ‘0’ tương ng v i θo = π ( ho c 0) Tín hi u ‘1 ‘ tương ng v i θ1 = 0 (ho c π) D ch chuy n pha c u phương (QPSK) Khái ni m: H th ng QPSK s d ng 4 tr ng thái pha ñ ñ t hi u qu s d ng t n s l n hơn c a BPSK. Trong h th ng QPSK, tín hi u truy n ñi ñư c bi n ñ i thành hai tín hi u (bi n ñ i n i ti p – song song). Hai sóng mang khác nhau v pha b ng π /2 ñư c ñi u ch b i 2 tín hi u nh phân nói trên, hai tín hi u ñi u ch này k t h p thành m t tín hi u ra ñã ñi u ch . Vì bi n ñ i n i ti p – song song ñư c th c hi n trư c ñi u ch nên t c ñ tín hi u trong ñư ng truy n d n b ng m t n a t c ñ tín hi u ñ u vào (t c ñ xung nh p), t c là khi t c ñ truy n d n trên tuy n là như nhau, thì QPSK có th g i thông tin 2 bit trong m t ñơn v th i gian xung nh p trong khi BPSK ch có th g i thông tin 1 bit. Trong h th ng thông tin v tinh, m t th i gian xung nh p g i là m t ký hi u. Trong h th ng QPSK, pha sóng mang có quan h v i các tín hi u băng t n g c như sau : Tín hi u băng t n g c (I,Q) Góc pha sóng mang (θ) (1,1) π /4 (1,0) 3π /4 (0,0) 5π /4 ho c -3π/4 (0,1) 7π/4 ho c π/4 7
D ch chuy n pha c u phương (QPSK) khi t c ñ truy n d n trên tuy n là như nhau, thì QPSK có th g i thông tin 2 bit trong m t ñơn v th i gian xung nh p trong khi BPSK ch có th g i thông tin 1 bit. Các phương pháp ña truy nh p Khái ni m: ña truy nh p là kh năng m t s lư ng l n các tr m m t ñ t có th ñư c n i v i nhau ñ truy n tín hi u tho i, hình nh, s li u, tín hi u fax,… cho nhau thông qua v tinh M t s y u t nh hư ng ñ n kh năng truy nh p c a các tr m m t ñ t qua v tinh: –Kh năng c a v tinh – Vi c s d ng ph – Công su t c a v tinh – Kh năng k t n i – Giá thành – S ch p nh n c a ngư i s d ng – Tính linh ho t Có 3 k thu t ña truy nh p chính thư ng s d ng là: FDMA, TDMA và CDMA 8
Các phương pháp ña truy nh p M i kênh khuy ch ñ i m t sóng mang mà ph c a sóng mang này n m trong d i thông c a kênh vào th i ñi m kênh này ñang tr ng thái ho t ñ ng. Như v y có th t i m t th i ñi m, các sóng mang cùng chi m d i t n kênh và can nhi u l n nhau. ð tránh can nhi u này, các máy thu c a tr m m t ñ t ph i có kh năng phân bi t gi a các sóng mang thu ñư c. Có th th c hi n ñư c ñi u này theo m t s phương th c sau: • N u ph c a các sóng mang chi m m t d i con khác nhau trong d i t n c a kênh thì máy thu có th phân bi t gi a các sóng mang nh các b l c. ðó là nguyên lý c a ña truy nh p phân chia theo t n s (FDMA). Các phương pháp ña truy nh p • M t s sóng mang ñư c máy thu nh n theo th t th i gian có th ñư c phân bi t theo ki u ch n c a th i gian ngay c khi chúng chi m cùng m t băng t n. ðây là nguyên lý ña truy nh p phân chia th i gian (TDMA) • B ng vi c ñưa thêm m t “d u hi u riêng” ñ c trưng cho các sóng mang s ñ m b o máy thu nh n d ng ñư c t ng sóng mang riêng bi t ngay khi các sóng mang chi m ñ ng th i cùng m t băng t n. D u hi u riêng thư ng ñư c th hi n b ng các mã gi ng u nhiên PN (Pseudo Noise). Phương pháp này là ña truy nh p phân chia theo mã (CDMA). Vi c s d ng các mã như v y có tác ñ ng ñ n vi c m r ng ñáng k ph sóng mang, và do v y phương pháp này còn g i là ña truy nh p giãn ph . 9
ða truy nh p phân chia theo t n s (FDMA) H th ng này th c hi n dùng chung m t ph t n c a b phát ñáp b ng cách chia ph t n thành nh ng băng t n con và phân cho các kênh s d ng riêng bi t. FDMA ñư c ñ c trưng b i s ñơn gi n g n nh v m t thi t b tr m m t ñ t, nhưng b h n ch b i vi c truy n d n ña kênh. ði u này d n t i s c n thi t ph i ñi u khi n công su t phát c a ñư ng k t n i t tr m lên v tinh và làm ph c t p cho vi c phân b t n s cũng như vi c phân chia s d ng, s suy gi m ch t lư ng, kh năng lưu lư ng c a h th ng. Các tr m chia s băng t n c a b phát ñáp b ng các d i t n s riêng bi t Các y u t nh hư ng ch t lư ng FDMA Các suy gi m ph m ch t do phân c c: Nhi u phân c c tr c giao phát sinh do s săp x p phân c c tín hi u không hoàn toàn tri t ñ gi a tr m m t ñ t và v tinh, s sai l ch c c tính c a tín hi u do mưa l n trên ñư ng truy n, ngoài ra còn do ch t lư ng th c t c a các anten thu phát không ñúng như thi t k . Nhi u cùng kênh có th sinh ra t nhi u ngu n khác nhau, ví d do các v tinh có v trí g n nhau ho c do các tr m m t ñ t s d ng các băng t n g n nhau. Ngoài ra, có th do các anten m t ñ t có kh năng nh n bi t kém s phân c c c a chùm tín hi u tia chính. 10
ða truy nh p phân chia theo th i gian (TDMA) H th ng này t o kh năng truy nh p t i ph t n b phát ñáp cho phép trên cơ s phân chia th i gian. H th ng TDMA ñư c ñ c trưng b i tính tương thích v i các h th ng th ng tin s , s d ng t i ña công su t b phát ñáp và ñ r ng băng t n, nhưng thi t b tr m m t ñ t ñòi h i ph c t p hơn so v i h th ng FDMA, và giá thành cũng cao hơn. Các tr m chia s kh năng c a b phát ñáp b ng các kho ng th i gian riêng bi t khác nhau Các y u t nh hư ng ch t lư ng TDMA Các b l c c a các b phát ñáp trên v tinh có nh hư ng ñ n ch s l i bit tín hi u (BER). M t s suy gi m r t nh c a năng lư ng sóng mang trên bit (Eb) ho c s tăng c a m t ñ công su t t p âm (No) ñ u gây ra s thay ñ i c a ch s l i bit (BER). S m t nh p ñ ng b có th làm m t kh năng phát hi n các bit trong các t mã thông tin ñ c trưng, các “tag”, và thông tin c a kênh cho t i khi xu t hi n các burst thông tin ti p theo ho c tín hi u ñ ng b khung ñư c t o ra. Vì ch có m t ph dùng chung nên s ñ ng b là r t quan tr ng vì t i m t th i ñi m ch cho phép m t tr m ñư c phát. N u m t tr m ñánh m t khung ñ nh th i ho t ñ ng c a mình thì s gây ra s ngh n ñư ng phát c a các tr m ñư c n ñ nh. 11
ða truy nh p phân chia theo mã (CDMA) ðư c th c hi n b ng cách dùng chung m t b phát ñáp thông thư ng b ng k thu t giãn ph , trong ñó tín hi u ñư c truy n d n trên m t băng t n l n hơn r t nhi u l n băng t n th c t . ñi u này ñư c th c hi n m t cách t c th i. M i tr m m t phát s d ng m t mã gi ng u nhiên ñ c biêt (PN) ñ th c hi n giãn ph cho lu ng tín hi u phát ñi. M i tr m thu trong m ng ph i có mã nh n d ng t p âm gi ng u nhiên ñ ph c h i và thu nh n l i thông tin ban ñ u. Các m ng khác có th ho t ñ ng ñ ng th i và trong cùng m t ph n u như s d ng mã khác nhau ñ giãn ph và khôi ph c tín hi u thông tin c a mình Cho phép chèn các tín hi u mã theo th i gian và t n s . M i tr m s tách các tín hi u mã này và nh n d ng chúng. ða truy nh p phân chia theo mã (CDMA) K thu t ñơn gi n, do nó không dòi h i b t kỳ s ñ ng b truy n d n nào gi a các tr m. ð ng b duy nh t là c a máy thu v i chu i sóng mang thu ñư c. Nó cung c p các thu c tính h u ích ñ ch ng l i can nhi u t các h th ng khác. FDMA TDMA CDMA 12