Tiểu luận môn Định vị vệ tinh: Tính công suất yêu cầu của một máy phát thông tin vệ tinh từ Trạm phát Bình Dương 10°51’N, 106°48’E, trạm thu Hà Nội 21°09’N, 106°14’E bao gồm những nội dung về tính toán công suất yêu cầu của máy phát trạm mặt đất trong thông tin vệ tinh; xác định dung lượng kênh của hệ thống thông tin vệ tinh.
ề Đ bài:
ầ ủ ệ ấ ộ Tính công su t yêu c u c a m t máy phát thông tin v tinh t ừ
ươ ộ ạ ạ Tr m phát Bình D ng 10°51’N, 106°48’E, Tr m thu Hà N i 21°09’N,
106°14’E.
ề ệ ớ a. V i đi u ki n:
ư ượ ư + Vào mùa m a, l ng m a trung bình là 150mm/h.
ệ ộ ọ ư ở ệ + Nhi t đ ch n theo mùa m a Vi t Nam.
ầ ố + T n s Uplink 6 GHz, Downlink 4 Ghz.
ườ ặ ấ + Đ ng kính anten tr m ạ m t đ t l0m.
ườ ệ + Đ ng kính anten v tinh l,2m.
3.
ỷ ệ ỗ + T l l i bít cho phép BER 10
R = 75dBmW.
ấ ố ầ ạ ể + Công su t t i thi u yêu c u t i máy thu là P
ư ư ư ề ệ ẩ ớ b. V i đi u ki n tiêu chu n nh trên nh ng không m a.
ả ườ ợ ế c. So sánh k t qu cho hai tr ng h p tính toán nêu trên.
Bài làm:
Câu a:
ể ượ ầ ủ ệ ấ Đ tính đ ộ c công su t yêu c u c a m t máy phát thông tin v tinh t ừ
ộ ạ ộ ạ ệ ế ầ ả ị m t tr m phát đ n m t tr m thu qua v tinh, c n ph i xác đ nh:
Năng l
ượ ườ ề ừ ạ ệ ừ ng đ ng truy n t tr m phát lên v tinh; t ị đó xác đ nh công
ấ ố ể ủ ở ạ ặ ấ su t t i thi u c a máy phát tr m phát m t đ t.
Năng l
ượ ườ ề ừ ệ ế ạ ừ ng đ ng truy n t v tinh đ n tr m thu; t ị đó xác đ nh công
ấ ố ể ủ ệ su t t i thi u c a máy phát v tinh.
Trên c s các thông s tính toán thi
ơ ở ố ế ế ượ ườ ề t k năng l ng đ ng truy n k ể
ể ườ ư ừ ợ ụ trên, có th áp d ng trong hai tr ng h p mùa m a và mùa khô. T đó,
ể ậ ế ế ả ậ ố có th l p b ng so sánh các thông s và rút ra k t lu n (n u có).
ầ ậ ả ướ V y, bài toán trên c n gi i theo các b c sau:
ượ ườ ề ừ ạ ươ ướ B c 1: Tính toán năng l ng đ ng truy n t tr m phát Bình D ng
ừ ấ ố ể ủ ở ạ ệ lên v tinh t đó tính công su t t i thi u c a máy phát tr m phát Bình
ớ ề ươ ệ D ng v i đi u ki n trên.
ệ ấ ấ ấ ộ ố ọ ị Công su t thu là m t thông s quan tr ng nh t trong vi c xác đ nh ch t
ượ ể ệ ế ố ủ ế ệ ộ ế l ng c a m t tuy n thông tin v tinh. Hình 1 th hi n rõ các y u t quy t
ế ấ ị đ nh đ n công su t thu này:
Suy hao
ế ố ế ị ấ Hình 1: Các y u t quy t đ nh công su t thu
ạ ệ ượ ị ấ Công su t thu t i máy thu v tinh đ c xác đ nh:
(1) PR = PT + GT — LT + GR — LR — Lp
Trong đó:
ấ PR : Công su t vào máy thu
ủ ấ PT : Công su t ra c a máy phát
ệ ố ủ GT : H s tăng ích c a anten phát
ệ ố ủ GR : H s tăng ích c a anten thu
ơ ệ ố LT : Suy hao h th ng fiđ phát
ệ ố ơ LR : Suy hao h th ng fiđ thu
ườ ề Lp : Suy hao đ ng truy n.
ườ ề ượ ở ị Trong đó, suy hao đ ng truy n đ c xác đ nh b i (2):
(2) L p=г + L i+L a+L r
Trong đó:
doự г: Suy hao trong không gian t
ệ ấ ầ ụ Li : Suy hao h p th trong t ng đi n ly
ụ ấ La : Suy hao h p th trong không khí
Lr : Suy hao do m a.ư
ượ ượ ố ở ị c P c các thông s xác đ nh b i (1) và (2), ầ T thì c n tính đ
ể Do đó, đ tính đ ụ ể c th :
1. H s tăng ích c a anten
ủ ủ ế ị ộ ố ọ ệ ố ệ ố H s tăng ích c a anten là m t thông s quan tr ng, quy t đ nh không
ấ ượ ữ ấ ượ ả ạ nh ng ch t l ng anten mà c ch t l ặ ủ ng và quy mô c a các tr m m t
đ t.ấ
ệ ố ủ ượ ứ ị H s tăng ích c a anten đ c xác đ nh theo công th c:
2
(cid:0)
(cid:0)
G
D (cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (3) (cid:0) (cid:0)
ườ Trong đó: D: là đ ủ ng kính c a anten
(cid:0) ệ ườ Ở ấ : là hi u su t, thông th ng (cid:0) =0,5 (cid:0) 0,7. ọ (cid:0) đây ch n = 0,6
2
ớ ỡ V i f c GHz, thay (cid:0) =C/f ta có:
D
(cid:0)
G
(cid:0) 10 (cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
Tính theo decibel ta có:
10(cid:0) 3
G[dB] = 20 lg + 20 lgD + 20 lgf +10 lg(cid:0)
= 18,18 + 20 lgD + 20 lgf
* H s tăng ích c a anten phát
ệ ố ủ , D=8m
GT[dB(cid:0) = 18,18 + 20lgD + 20lgf[dB(cid:0)
= 18,18 + 20lg8 + 20lg 14 = 59,16 [dB] (3)
* H s tăng ích c a anten thu,
ệ ố ủ D=1,2m
GR [dB(cid:0) = 18,18 + 20 lg D + 20 lgf[dB(cid:0)
(4) = 18,18 + 20 lg1,2 + 20 lg 14 = 42,68 [dB]
ệ ố ơ 2. Suy hao h th ng fiđ :
ệ ố ệ ơ ượ ế ế H th ng fiđ dùng trong Thông tin v tinh đ c thi t k sao cho càng
ỏ ố Ở ệ ạ ọ ơ nh càng t ỏ ạ ẹ v tinh, nó có d ng g n, nh nên suy hao fiđ là nh . T i t.
ặ ấ ạ ượ ặ tr m m t đ t, máy phát và máy thu đ ầ c đ t càng g n anten càng t ố ể t đ
ự ế ấ ố ỏ ườ ẫ làm sao cho suy hao ng d n sóng nh nh t. Th c t , ng i ta thi ế ế ệ t k h
(cid:0) ơ ể ố ạ ặ ấ ạ ạ ệ th ng fiđ đ có suy hao 12dB t i tr m m t đ t và 1dB t i v tinh
thông tin.
ơ ư ọ Do đó, ch n suy hao fĩđ nh sau:
ơ ệ ố * Suy hao h th ng fiđ phát:
(5) LT = 2dB
ơ ệ ố * Suy hao h th ng fiđ thu:
(6) LR = 1dB
ườ ề 3. Suy hao đ ng truy n Lp
ườ ề ượ ầ ượ ở ị Suy hao đ ng truy n đ c xác đ nh b i (2), ta tính l n l t các thành
ầ ụ ể ph n này, c th :
* Suy hao trong không gian t
ự г do:
ự ượ Suy hao trong không gian t do đ ứ c tính theo công th c
ả ườ ề ừ ạ ươ Trong đó Ri: kho ng cách đ ng truy n, t ế tr m phát Bình D ng đ n
ả ừ ạ ươ ệ v tinh, là kho ng cách t tr m phát Bình D ng (10°51'N, 106°48’E) đ nế
ệ v tinh.
V trí c a tr m phát Bình D ng:
ươ ủ ạ ị 10°51 ’N, 106°48’E
ủ ị ừ ị ượ ị c v trí hình ệ V trí c a v tinh Vinasat: 132,0°E. T đó, xác đ nh đ
ế ủ chi u c a nó là 00°00’N, 132°00'E.
S d ng ph n m m tính quãng đ
ử ụ ề ầ ườ ể ừ ị ng đ tính cung tròn t ủ v trí c a
ươ ủ ệ ế ế ạ ị ả ấ tr m phát Bình D ng đ n v trí hình chi u c a v tinh lên qu đ t,
(cid:0)
ượ ả ị xác đ nh đ c cung tròn này là: N=1647 nm (h i lý)
028
N 60
1647 60
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
Bán kính qu đ t là R =
ả ấ 6400km
Độ cao v tinh h = 35750km
Xét tam giác vuông AOB ta có:
ệ
OB = R.cos(cid:0) = 6400.cos28° = 6400.0,8829 = 5650,05 km
(cid:0) BC = h + FB = 35750 + (6400 5650,05) = 36499.95 km
2
2
AB = R.sin(cid:0) = 6400.sin28° = 6400.0,4695 = 3004,8 km
36499
95,
3004
8,
R 1
(cid:0) (cid:0) (cid:0) = 36623,42km
2
2
3
ừ T (7) tính theo decibel ta có:
x
x
14,34
42,
x 10
R 1
dB
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (8)
lg10
lg10
23,207
(cid:0) 4 (cid:0)
36623 x 0 02
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ụ ệ ầ ấ Li * Suy hao h p th trong t ng đi n ly:
ụ ở ầ ả ầ ị ấ ệ Trong d i t n Uplink là 14Ghz thì không b h p th b i t ng đi n ly nên suy
ụ ệ ầ ấ hao h p th trong t ng đi n ly: (9) Li = 0
ế ử ỗ ầ ố Hình 3: C a s t n s vô tuy n
* Suy hao do h p th trong không khí:
ụ ấ La
ả ầ ụ ở ị ấ Trong d i t n Uplink là 14Ghz thì không b h p th b i không khí nên
ấ ụ suy hao h p th trong không khí:
* Suy hao do m a:ư Lr
(10) La= 0
ầ ố ử ụ ệ Trong thông tin v tinh, khi s d ng t n s Uplink trên 10GHz thì suy
ố ế ị ấ ượ ấ ọ ế ư hao do m a là nhân t quan tr ng nh t quy t đ nh ch t l ng tuy n.
ừ T hình v , t i f (11) ẽ ạ u= 14GHz ta có: Lr = 3.8[dB]
ừ ể ị ượ ườ ậ V y, t (2), (8) và (11) ta có th xác đ nh đ c suy hao đ ề ng truy n
ư nh sau:
Lp = г + Li + La + Lr = 207,23 + 3,8 = 211,03[dB] (12)
ấ ừ ạ ươ ệ 4. Công su t phát t tr m phát Bình D ng lên v tinh
T = 75dBmW ta
ầ ố ầ ấ ớ ể ở V i yêu c u công su t yêu c u t i thi u máy thu là P
ượ ấ ừ ạ ươ ệ ể có th tính đ c công su t máy phát t tr m phát Bình D ng lên v tinh
ư nh sau: (2) PR = PT + GT — LT + GR — Lr— Lp
=> PT = PR GT + LT GR + LR + Lp
= 75 59.16 + 2 42.68 + 1 + 211.03 = 53.61[dBm(cid:0) ( 13)
ạ ẳ ấ ướ ươ ươ Công su t phát x đ ng h ng t ng đ ng:
(14) EIRP = P T + G T L T = 53,67 + 59,16 2 = 110,83[ d B m ]
ấ ạ ỷ ố ấ ượ ở ị T s công su t sóng mang trên công su t t p âm đ c xác đ nh b i (15):
C / N = PR Nsys (15)
sys là nhi
ể ị ượ ệ ạ ệ ố Đ xác đ nh đ ầ c C/N c n tìm N t t p âm h th ng.
ệ ạ ệ ố ạ ồ Nhi ả ạ t t p âm h th ng bao g m c t p âm ngoài và t p âm bên trong
ậ ạ ằ ổ ổ ấ ạ ố ớ ệ ố ệ ố h th ng, vì v y, t p âm t ng đ i v i h th ng đó b ng t ng công su t t p
ủ âm bên ngoài và bên trong c a nó.
ệ ạ ủ ệ ố ượ ở Nhi t t p âm c a h th ng đ ị c xác đ nh b i:
T
T
S
F
T
T
SYS
R
T A L
F
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (16)
ệ ạ t t p âm bên ngoài Trong đó: Ts là nhi
ệ ạ t t p âm anten Ta: Nhi
ệ ạ ơ ệ ố t t p âm h th ng fíđ TF: Nhi
ệ ạ t t p âm máy thu TR: Nhi
ủ ệ ố ơ ố ự LF : Suy hao c a h th ng fiđ (s th c)
ố ớ ườ ừ ộ ặ ấ ớ ệ ạ Tuy nhiên, đ i v i đ ng lên t m t tr m m t đ t t i v tinh thì các
ạ ạ ạ ạ ề ặ nguyên nhân t p âm chính là t p âm máy thu và t p âm ngoài (t p âm b m t
ệ ố ặ ấ ể ỏ ậ ạ ơ m t đ t). Vì v y, có th b qua t p âm h th ng fiđ và anten.
V y:ậ
( l 7 ) T S Y S =T s + T R
sys cho toàn bộ
ị ượ Suy ra, t ấ ạ c công su t t p âm N ể Từ sys có th xác đ nh đ
ư ố h ệ th ng nh sau:
(18) Nsys = 10lg(k.Tsys.B) [dB]
23 (W/Hz/°K)
ằ ố Trong đó: k: H ng s Boltzman, k=l,38.10
ộ ộ ầ B: Đ r ng băng t n (Hz)
s, TR theo (17) và (18). Các thông s này
ể ầ ị ố Đ tính NSYS c n xác đ nh T
ượ ư ị đ c xác đ nh nh sau:
* T p âm nhi
ạ ệ s t bên ngoài T
ệ ạ ồ ệ ạ ụ ệ ạ Nhi t t p âm bên ngoài bao g m: nhi t t p âm vũ tr , nhi ủ t t p âm c a
ệ ạ ặ ờ ủ ệ ạ ể ả d i ngân hà, nhi t t p âm c a m t tr i, nhi t t p âm do khí quy n, nhi ệ ạ t t p
ệ ạ ừ ạ ặ ấ ạ ư âm do m a, và nhi t t p âm t tr m m t đ t xung quanh tr m.
ạ ệ ạ ụ ệ ạ ủ ả Trong đó các lo i nhi t t p âm vũ tr , nhi t t p âm c a d i ngân hà,
ệ ạ ặ ờ ể ỏ ủ ớ nhi ố t t p âm c a m t tr i, thì v i tàn s Uplink là 14GHz có th b qua các
ạ ạ ể ạ lo i t p âm này (t p âm khí quy n).
ệ ạ ừ ặ ấ ạ ạ ẩ Nhi t t p âm t các tr m m t đ t xung quanh tr m do góc ng ng anten
ươ ạ ẩ ộ ớ ủ c a các tr m Bình D ng và Hà N i có góc ng ng anten l n 45° và 52° nên
ưở ể ỏ ả các nh h ể ng này không đáng k nên có th b qua.
ệ ạ ư ượ ư ậ Nh v y nhi ủ ế t t p âm bên ngoài ch y u là do m a và nó đ c tính
theo công th c:ứ
(19)
ệ ạ ư t t p âm do m a Trong đó: Tr nhi
ệ ộ ủ ơ ư ứ t đ trung bình c a c n m a tính theo công th c: Tm: Nhi
(20) Tm =1,12xT xq 5 0 ( ° K )
ệ ộ ặ ấ ạ ệ ộ ủ t đ xung quanh c a tr m m t đ t Nhi ư t đ trung bình mùa m a Txq: Nhi
ở ươ Bình D ng là 32°c = 305°K.
M =16,57
ạ ệ ộ ư T i nhi t đ 305°K thì suy hao do m a là L
Suy ra:
(21) T s =1,12.30550 = 291,6
* Nhiêt đô tap âm đ u vào máy thu
ầ : TR
ạ ệ ạ Do máy thu s d ng là lo i máy thu LNA nên nhi t t p âm t ươ ng
ươ ườ đ ỏ ng nh , th ử ụ ọ ng ch n:
TR=40°K (22)
ừ T (21) và (22) ta có:
(23)
SYS :
TSYS = T S + T R = 291,6 + 40 = 331,6° K ể ượ ị Thay (23) vào (18) có th xác đ nh đ c N
NSYS = 10 lg(k.Tsrs .B) = 10 lg k +10 lg TSYS +10 lg B
= 10 lg(l,38.10 23) +10 lg 331,6 +10 lg(36.106) = 228,6 + 25,2 + 75,56 = 127,83[dE(cid:0)
ừ T (15) ta có:
(24) C/N = P R Nsys = 75 + 127,83 = 52,83[ d B ]
B cướ 2.
ố ng đ
ườ ể ủ ở ạ ươ ượ Tính toán năng l ấ ố đó tính công su t t ề ừ ệ ng truy n t i thi u c a máy phát
ươ ự ư ể ượ ng t nh trên có th tính đ ể ừ đ t ệ ề đi u ki n trên. T ộ ạ v tinh xu ng tr m thu Hà N i ớ tr m phát Bình D ng v i ố c các thông s :
ệ ố ủ
10(cid:0) 3
G[ d B ] = 20 lg + 20 lg D + 20 lg f +10 lg (cid:0)
= 18,18 + 201gD + 20 lgf
ệ ố D= 1,2 m
ủ * H s tăng ích c a anten phát, GT [dB(cid:0) = 18,18 + 20 lg D + 20 lg f[dB(cid:0) = 18,18 + 20 lg 1,2 + 20 lg 11
= 40,59[dB] (25)
* H s tăng ích c a anten thu
ệ ố ủ , D= 8 m
GR[dB(cid:0) = 18,18 + 20lgD + 20lg f[dB(cid:0)
= 18,18 + 20lg8 + 20lg11
= 57,06 [ d B ] (26)
ơ 2. Suy hao h th ng fiđ :
ế ế ượ ệ c thi
ố Ở ệ ạ ơ t.
H th ng fiđ dùng trong Thông tin v tinh đ ỏ ạ ặ ấ
.
ặ ự ế ố ỏ ệ ố ơ t k sao cho càng ỏ ạ ẹ v tinh, nó có d ng g n, nh nên suy hao fi đ là nh . T i ố ể t đ làm ế ế ệ ố t k h th ng i ta thi (cid:0) ọ ượ ầ c đ t càng g n anten càng t ườ ấ , ng ạ ệ ặ ấ ldB t i v tinh thông tin
ệ ố nh càng t tr m m t đ t, máy phát và máy thu đ ẫ sao cho suy hao ng d n sóng nh nh t. Th c t fĩ đ đ có suy hao l2dB t ọ ạ ạ i tr m m t đ t và ơ ư ơ ể Do đó, ch n suy hao fĩ đ nh sau:
ơ ệ ố * Suy hao h th ng fiđ phát:
(27) LT = ldB
ỉ ơ ệ ố * Suy hao h th ng f đ thu:
LR = 2dB (28)
ườ ề
ng truy n LP
ườ ề ượ ầ ượ ở ị Suy hao đ ng truy n đ c xác đ nh b i (2), ta tính l n l t các thành
ầ ụ ể ph n này, c th :
* Suy hao trong không gian t
ự г do:
ự ượ Suy hao trong không gian t do đ ứ c tính theo công th c
ả ườ ề ừ ạ ệ ế ạ ng truy n, t Trong đó R2: kho ng cách đ tr m phát V tinh đ n tr m thu Hà
N i.ộ
ủ ị ạ V trí c a tr m thu Hà N i: ộ 21°09’N, 106°14’E
ủ ị ừ ị ượ ị ệ V trí c a v tinh Vinasat: c v trí hình 132,0°E. T đó, xác đ nh đ
ế ủ chi u c a nó là 00°00’N, 132°00’E.
ử ụ ề ầ ườ ể ừ ị S d ng ph n m m tính quãng đ ng đ tính cung tròn t ủ v trí c a
ể ủ ệ ả ấ ươ ế ạ ị tr m phát Bình D ng đ n v trí hình chi u c a v tinh lên qu đ t, xác
(cid:0)
ượ ả ị đ nh đ c cung tròn này là: N=1980nm (h i lý)
033
N 60
1980 60
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ả ấ Bán kính qu đ t là R = 6400km
ệ ộ Đ cao v tinh h = 35750km
Xét tam giác vuông AOB ta có: OB = R.cos(cid:0) = 6400.cos33° = 6400.0,8387 = 5367,68km
(cid:0) BC = h + FB = 35750 + (6400 5367,68) = 36782.32km
2
2
AB = R.sin(cid:0) = 6400.sin33° = 6400.0,5446 = 3485.44km
R
km
36782
32,
3485
44,
36947
09,
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
2
2
3
ừ T (29) tính theo dexibel ta có:
.14,3.4
10.09,
R 1
(cid:0)30
dB
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
lg10
lg10
7,204
(cid:0) 4 (cid:0)
36947 027 ,0
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
* Suy hao h p th trong t ng đi n ly:
ụ ệ ấ ầ Li
ụ ở ầ ả ầ ị ấ ệ Trong d i t n Uplink là 11Ghz thì không b h p th b i t ng đi n ly
ệ ấ ầ ụ nên suy hao h p th trong t ng đi n ly:
(31) Li = 0
ầ ố T n s (GHz)
ế ử ổ ầ ố Hình 3: C a s t n s vô tuy n
* Suy hao do h p th trong không khí:
ụ ấ La
ả ầ ụ ở ị ấ Trong d i t n Uplink là 14Ghz thì không b h p th b i không khí nên
ấ ụ suy hao h p th trong không khí:
* Suy hao do m a:ư Lr
(32) La = 0
ầ ổ ử ụ ệ Trong thông tin v tinh, khi s d ng t n s Uplink trên 10GHz thì suy
ố ế ị ấ ượ ấ ọ ế ư hao do m a là nhân t quan tr ng nh t quy t đ nh ch t l ng tuy n.
ừ T hình v , t i f (33) ẽ ạ D= 11GHz ta có: Lr =l.9[dB]
ừ ể ị ượ ườ ề ậ V y, t (2), (30) và (33) ta có th xác đ nh đ c suy hao đ ng truy n nh ư
sau:
(34) Lp = г + Li + La + Lr = 204,7 +1,9 = 206,6[dB]
ầ ừ ạ ệ ấ ạ
ộ ố tr m phát V tinh xu ng tr m thu Hà N i
T =
ầ ố ầ ấ ớ ể ở ộ V i yêu c u công su t yêu c u t i thi u máy thu Hà N i là P
ể ượ ấ ừ ạ ệ 75dBmW, ta có th tính đ c công su t máy phát t tr m phát V tinh
ư ố xu ng nh sau:
T (2)ừ
P R = P T + G T — L T + G R — L R — L p
=> PT = P R G T +L T G R +L R + L p
(35) = 75 40,59 +1 57,06 + 2 + 204,7 = 35.05[dBm]
ạ ẳ ấ ướ ươ ươ Công su t phát x đ ng h ng t ng đ ng
(36) EIRP = P T + G T L T = 35,05 + 40,59 1 = 74,64[dBm]
ấ ạ ỷ ố ấ ượ T s công su t sóng mang trên công su t t p âm đ ở ị c xác đ nh b i
sys là nhi
ể ị ượ ệ ạ ệ ố Đ xác đ nh đ ầ c C/N c n tìm N t t p âm h th ng.
ệ ạ ủ ệ ố ượ ở Nhi t t p âm c a h th ng đ ị c xác đ nh b i:
T S
T F
T
SYS
T R
T A L
F
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (16)
ớ ườ ườ ừ ệ ặ ấ ế ạ Khác v i đ ng lên, đ ố ng xu ng t ầ v tinh đ n tr m m t đ t thì c n
ố ủ ế ả ầ ị ph i tính h t các thông s c a (16). Do đó ta c n xác đ nh:
* T p âm nhi
ạ ệ Ts t bên ngoài:
ạ ệ ượ ị T p âm nhi t bên ngoài đ c xác đ nh theo (17). Tuy nhiên, nhi ệ ộ t đ
trung
ạ ư ở ộ bình t i mùa m a Hà N i là 25°C=298°K nên
1
1 ML
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) 1,12.298 50 = 283,76 (cid:0) dB(cid:0) (37) TS (cid:0) Tr = Tm (cid:0) (cid:0)
ạ TA *T p âm anten:
A = 30°K
ệ ườ Trong thông tin v tinh th ọ ng ch n T (39)
* Nhi
ệ ạ t t p âm máy thu: Nh (40) ư trên v i Tớ R = 40°K
ệ ộ ạ ươ ươ ử ụ ủ Nhi t đ t p âm t ng đ ạ ng c a máy thu do máy thu s d ng là lo i
ệ ạ ươ ươ ỏ máy thu LNA nên nhi t t p âm t ng đ ả ng nh kho ng 40°K.
ệ ố ơ * Suy hao h th ng fiđ :
(41) LF = 0,2 dB
V y:ậ
76,283
298
T S
T F
T
dB
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
lg10
lg10
40
25,30
SYS
T R
T A L
30 6.0
F
(cid:0) (cid:0) (42) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
NSYS [dB] = 10 lg k +10 lg Tsys +10 lg B
= 228,6 +10 lg 30.25 + 75,56 = 122,79[dB]
Suy ra:
(24) C / N = P R N SYS = 75 + 122,79 = 47,79[ d B ]
ướ B c 3:
ế ế ượ ườ ư ề ể ơ ở ệ Trên c s vi c thi t k năng l ng đ ng truy n nh trên, có th xây
ượ ả ả ư ế ự d ng đ c b ng k t qu nh sau:
ệ V tinh 132,0°E Phát Bình D ngươ ầ Băng t n lên 14Ghz Thu Hà N iộ ầ ố Băng t n xu ng 11Ghz
(PT) u dBm 53,67
(LT) u dB 2,0
(GT) u dB 59,16
(EIRP) u dBm 110,83
(La) u dB 0
(GR) u dB 42,68
(LR) u dB 1,0
(NSYS) u dBHz 127,83
(C/N)u dBHz 52,83
dBm 35,05 (PT)d
dB lể0 (LT)d
dB 40,59 (GT)d
(EIRP)d dBm 57,174
(La)d dB 0
dB 57,06 (GR)d
dB 2,0 (LR)d
(NsYs)d dBHz 122,79
(C/N)d dBHz 47,79
ố ư ớ ề ờ ệ Câu b. Tính các thông s nh trên v i đi u ki n vào mùa khô (tr i không
m a):ư
Gt, GR không thay đ i;ổ
ơ ở ế ế ố ố ị ở ấ Trên c s các thông s tuy n lên và tuy n xu ng đã xác đ nh trên ta th y
La, Li v n coi là b ng 0 nh trên;
Lp, LR không thay đ i.ổ
ư ẫ ằ
ỉ ả ưở ế ố ệ ạ ư Do đó, m a ch nh h ng đ n các thông s nhi t t p âm NSYS thông số
này đ c ượ tính nh ư sau:
ệ ố ấ ạ ạ ầ ủ Công su t t p âm N c a h th ng thu tính t i đ u vào máy thu đ ượ c
ị ằ ứ ể bi u th b ng công th c:
N = k.Tsys.B
ệ ộ ạ ươ ươ ượ ứ Nhi t đ t p âm t ng đ ủ ệ ố ng c a h th ng đ c tính theo công th c:
T S
T F
T
SYS
T R
T A L
F
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
NSYS = 10 lg(k.TSYS.B) [dB]
ư ở ệ ạ ủ ế ư Nh đã phân tích trên, nhi t t p âm bên ngoài ch y u là do m a, đ ượ c
ở ị xác đ nh b i:
T
1
T S
M
T m
1 L
M
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
ệ ạ ư t t p âm do m a Trong đó TM nhi
ệ ộ ủ ơ ư ứ t đ trung bình c a c n m a tính theo công th c: Tm : Nhi
Tm =1,12T x q50(°K)
ệ ộ ươ t đ trung bình mùa khô ở Bình D ng là 22°c = Txq: Nhi
295°K
M =16,57
LM : Suy hao do m a Lư
Suy ra:
NSYS (cid:0) dB(cid:0) =10 lgk +10 lg T +10 lg B
= 228,6 + 30,15 + 75,56 = 122,89[dB(cid:0)
ừ ứ T công th c:
ứ Theo công th c (13) ta có:
= 75 40,59 +1 57,06 + 2 + 204,7
PT = PR Gt + LT GR + LR + L p
= 35.05[dBm]
ạ ẳ ấ ướ ươ ươ Công su t phát x đ ng h ng t ng đ ng
EIRP = PT + G T L T = 35,05 + 40,59 1 = 74,64[ d B m ]
C/N = PR Nsys = 75 + 122,89 = 47,89[dB]
ề ế ả ủ ế ậ ườ ợ ng h p trên: Câu c: K t lu n v k t qu c a 2 tr
ơ ở ở ể ấ ằ ệ ề ờ Trên c s các tính toán ư trên có th th y r ng, trong đi u ki n tr i m a
ầ ố ặ ờ ả hay tr i khô, m c dù t n s Uplink là 14GHz và Downlink là 11GHz là các d i
ủ ế ự ả ư ị ưở ầ ố t n s ch u suy hao ch y u do m a, tuy nhiên, s nh h ớ ng không quá l n
ộ ệ ố ố ớ đ i v i toàn b h th ng.
Đ bàiề :
ượ ủ ệ ố ệ Tính toán dung l ng kênh c a h th ng thông tin v tinh trong hai
ườ ợ tr ng h p không nén và có nén
ề ớ ệ V i đi u ki n
ộ ộ + Đ r ng băng thông B = 36Mhz
ề ế + Đi u ch 32PSK
+ Mã kênh FEC t ỷ ệ l 7/8
+ Phát hình
Bài làm:
Mô hình c a h th ng thông tin v tinh
ủ ệ ố ệ
* Tr
ườ ợ ng h p không nén
Theo công th c c a Shanon:
ứ ủ
S N
R = B . log(l + )
T c đ Baud là
6
ố ộ
Baud
6 (10.60
)
R 1
B 198,1
10.72 198,1
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
5 = 32).
Th c hi n đi u ch 32 PSK nên s bit /symbol là 5 (vì 2
ự ế ề ệ ố
ậ ố ộ ề ế V y t c đ sau đi u ch là:
R2 = 2R1 = 2.60.106 = 120.106
Do có 6 mã PN nên t c đ sau mã kênh là:
ố ộ
R3 =6R2 = 6X120.106 = 720.106
Th c hi n mã kênh FEC (t
6
6
ự ệ ỷ ệ l ố ộ 7/8) nên t c đ sau mã tin:
R
x
720
x 10
540
10.
4
R 3
3 4
3 4
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
h= 48MHz (fmâu
= 6MHz), ta có
ớ ệ ủ V i băng thông c a tín hi u hình: B
6
4
ể ị ượ ố th xác đ nh đ c s kênh hình là:
n
.
.
9
hình
R B
100 120
100 120
540 10. 6 10.48
h
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (kênh)
ệ ố ự ữ H s d tr kênh là 20%
* Tr
ườ ợ ng h p có nén
ể ử ụ ề Trong truy n hình có th s d ng các mã có t ỷ ệ l nén cao 6:1, 16:1, 80:1
và 100:l.
ớ ố ố V i các mã nén khác nhau ta có s bít khác nhau do đó s kênh phát hình
cũng khác nhau:
R (cid:0)
R
ứ ể ể ầ ố Công th c chung đ tính s kênh hình đ u vào có th là:
5
4
T c đ tín hi u hình sau khi nén:
1 m
ố ộ ệ ớ v i m là t ỷ ệ l nén (m= 6; 16;
80;100)
4
ể ượ c là: ầ S ố kênh hình đ u vào có th phát đ
m
.
.
nhình
R 4 R 5
100 120
100 120
100 120
mR R 5
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
V y:ậ
ỷ ệ T l mã 6:1
.6(cid:0)
hìnhn
ể ố ượ S kênh hình có th phát đ c là:
100 120
= 5 (kênh)
ỷ ệ T l mã 16:1
ể ố ượ S kênh hình có th phát đ c là:
.16
13
hìnhn
100 120
(cid:0) (cid:0) (kênh)
ỷ ệ T l mã 80:1
ể ố ượ S kênh hình có th phát đ c là:
.80
hìnhn
100 120
(cid:0) (cid:0) = 66 (kênh)
ỷ ệ T l mã 100:1
ể ố ượ S kênh hình có th phát đ c là:
100
.
hìnhn
100 120
(cid:0) (cid:0) 83 (kênh)
ế K t luân:
ể ấ ằ ự ề ệ ố ượ Có th th y r ng khi th c hi n nén thì s kênh truy n đ c tăng lên
ề ố ườ ử ụ ự ệ ế ứ ấ r t nhi u, t c là s ng i s d ng tăng. Tuy nhiên, n u th c hi n nén thì
ả ả ề ặ ấ ượ ủ ệ ố ố ỗ cũng ph i tr giá v m t ch t l ng c a h th ng (do s l i bít tăng).
