Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 7

Chia sẻ: Khinh Kha Kha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

181
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều chế và đa truy cập - tín hiệu analog - tín hiệu số băng gốc - điều chế số FSK , PSK , điều chế lại - các phương pháp đa truy cập FDMA , TDMA , CDMA

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 7

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