Đồ án Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh

Thông tin vệ tinh chỉ mới xuất hiệu trong hơn bốn thập kỹ qua nhưng đã phát triển rất nhanh chóng trên thế giới cũng như trong nước ta, mở ra cho một thời kỳ mới cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống nói chung và đặc biệt ngành viễn thông nói riêng. Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, nhu cầu thông tin giữa con người với con người ngày càng lớn thuận lợi hơn và hoàn hảo hơn nhờ vào các hệ thống truyền tin đa dạng như hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống thông tin hữu tuyến. Các hệ thống này thật sự là phương tiện cực kỳ hữu ích vì nó có khả năng kết nối mọi nơi trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và thời gian giúp con người gần gũi nhau hơn mặc dù quãng đường rất xa, giúp con người cảm nhận cảm nhận được cuộc sống hiện tại của thế giới xung quanh, thông tin qua vệ tinh không chỉ có ý nghĩa truyền dẫn đối với quốc gia, khu vực còn mang tính xuyên lục địa như vệ tinh toàn cầu. Nhờ có vệ tinh mà quá trình truyền thông tin diễn ra giữa các châu lục trở nên tiện lợi và nhanh chóng thông qua nhiều loại hình dịch vụ khác nhau. Thông tin vệ tinh đã được ứng dụng vào nước ta bắt đầu từ những năm 80 mở ra một sự phát triển mới của viễn thông Việt Nam. Thông tin vệ tinh có nhiều ưu điểm nổi bật là vùng phủ sóng rất rộng, triển khai lắp đặt nhanh và khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng cho người dụng. Nó là phương tiện hữu hiệu nhất để kết nối thông tin liên lạc với các vùng xa xôi, biên giới, hải đảo nơi mà mạng cố định không thể với tới được, đồng thời thông tin vệ tinh nhờ ưu điểm triển khai lắp đặt và thiết lập liên lạc nhanh sẽ là phương tiện liên lạc cơ động giúp ứng cứu kịp thời trong các tình huống khẩn cấp. Trước khi có vệ tinh VINASAT-1, Việt Nam đã thuê vệ tinh của các nước khu vực để phục vụ cho nhu cầu thông tin. Vệ tinh VINASAT-1 đưa vào sử dụng áp ứng ngày càng tăng về trao đổi thông tin, giảm chi phí thuê vệ tinh của các nước, mở ra một bước tiến mới cho viễn thông Việt Nam. VINASAT-1 đang vận hành và khai thác tốt, sử dụng gần hết công suất và Việt Nam đã có dự án VINASAT-2 sẽ được phóng và đưa vào sử dụng trong vài năm tới. Do đó việc hiểu biết về thông tin vệ tinh là cần thiết. Từ những vấn đề đó mà đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu khảo sát về hệ thống thông tin vô tuyến mà cụ thể là hệ thống thông tin vệ tinh. Phần nội dung của đề tài được phân bố gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh. Chương 2: vệ tinh địa tĩnh và kỹ thuật trạm mặt đất. Chưong 3: Hệ thống vệ tinh viễn thông VINASAT. Chương 4: Thiết kế kênh truyền dẫn thông tin qua vệ tinh.

doc125 trang | Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 8484 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC NỘI DUNG Trang THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG VỆ THÔNG TIN VỆ TINH 1 1.1. Giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh 1 1.1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vệ tinh quốc tế 1 1.1.2. Cấu trúc tổng thể và nguyên lý thông tin vệ tinh 1 1.1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh 2 1.1.3.1. Vệ tinh và các dạng quỹ đạo của vệ tinh 2 1.1.3.2. Phân chia dải tần cho thông tin vệ tinh 5 1.1.3.3. Ưu, nhược điểm của thông tin liên lạc qua vệ tinh: 6 1.2. Kỹ thuật thông tin vệ tinh. 8 1.2.1. Phóng vệ tinh, định vị và duy trì vệ tinh trên quỹ đạo. 8 1.2.1.1. Phóng vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh. 8 1.2.1.2. Duy trì vệ tinh trên quỹ đạo. 9 1.2.2. Cấu hình tổng quát của một hệ thống thông tin vệ tinh. 9 1.2.2.1. Cấu trúc cơ bản của vệ tinh địa tĩnh. 10 1.2.2.2. Trạm điều khiển vệ tinh. 11 1.2.2.3. Các trạm mặt đất 12 1.3. Phương pháp đa truy nhập. 13 1.3.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 13 1.3.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) 14 1.3.3. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) 15 1.4. Các loại dịch vụ trong thông tin vệ tinh 16 1.5. Kết luận chương 18 Chương 2: VỆ TINH ĐỊA TĨNH VÀ KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT 19 2.1. Giới thiệu chung. 19 2.1.1. Quá trình phát triển của thông tin vệ tinh địa tĩnh. 19 2.1.2. Hoạt động của thông tin vệ tinh địa tĩnh. 20 2.2. Vệ tinh thông tin địa tĩnh 22 2.2.1. Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh 22 2.2.1.1. Phân đoạn không gian 22 2.2.1.2. Phân đoạn mặt đất 26 2.2.1.3. Hệ thống cung cấp nguồn và điều hoà nhiệt 27 2.3. Kỹ thuật trạm mặt đất. 27 2.3.1. Hệ thống anten. 27 2.3.1.1. Đặc tính, yêu cầu của anten trạm mặt đất 27 2.3.1.2. Phân loại anten 28 2.3.1.3. Các thông số của anten parabol đối xứng 29 2.3.2. Dải thông 33 2.3.3. Kỹ thuật trong truyền dẫn 34 2.3.3.1. Kỹ thuật đồng bộ: 34 2.3.3.2. Sửa lỗi mã: 34 2.3.4. Các thiết bị truyền dẫn số trên mặt đất 35 2.3.4.1. Số hoá tín hiệu tương tự 35 2.3.4.2. Thiết bị bảo mật (Encryption) 36 2.3.4.3. Bộ mã hoá kênh (Channel Encoder) 38 2.3.5. Kỹ thuật điều chế 38 2.4. Các thông số cơ bản trên tuyến truyền thông tin 39 2.4.1. Các mức công suất 39 2.4.1.1 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương 39 2.4.1.2. Công suất thu 40 2.4.2. Các loại suy hao 41 2.4.2.2. Suy hao do anten thu phát lệch nhau (hình 2.23) 41 2.4.2.3. Suy hao do không thu đúng phân cực 42 2.4.2.4. Suy hao do khí quyển 42 2.4.2.5. Suy hao do mưa và mây 42 2.4.3. Nhiễu trên tuyến thông tin 46 2.4.3.1. Các nguồn nhiễu 46 2.4.3.2. Mật độ phổ công suất tạp nhiễu N0 46 2.4.3.3. Nhiễu nhiệt của một nguồn nhiễu 47 2.4.3.4. Hệ số nhiễu 47 2.3.3.5. Nhiệt độ nhiễu của bộ suy hao Te 48 2.4.3.6. Nhiệt độ nhiễu của phần tử tích cực 48 2.4.3.8. Nhiễu nhiệt của anten TA 50 2.4.3.9. Nhiễu nhiệt ở hệ thống thu 51 2.4.3.10. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu tại đầu vào decoder 51 2.4.3.11. Tỉ số năng lượng của Bit/mật độ tạp âm Eb/N0 (Energy of Noise Density Ratio) 52 2.5. Kết luận chương 54 Chưong 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT 55 3.1. Tình hình chung 55 3.1.1. Sự phát triển hệ thống thông tinh vệ tinh thế giới 55 3.1.2. Sự phát triển hệ thống thông tinh vệ Việt Nam 55 3.1.3. Thông tin về vệ tinh viễn thông VINASAT-1 55 3.2. Vệ tinh viễn thông VINSAT 56 3.2.1. Tầm quan trọng của vệ tinh VINASAT-1 56 3.2.1.1. Nhà nước 56 3.2.1.2. Doanh nghiệp 57 3.2.1.3. Người dân 58 3.3. Quá trình vận hành và khai thác dịch thông qua VINASAT-1 61 3.3.1. Trạm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 61 3.3.2. Khai thác dịch vụ vệ tinh VINASAT-1 61 3.4. Các dịch vụ từ vệ tinh VINASAT-1 62 3.4.1. VINASAT-1 cho Bộ quốc phòng và công an 62 3.4.1.1. Lựa chọn băng tần 63 3.4.1.2. Các dịch vụ của hệ thống thông tin vệ tinh quân sự 64 3.4.2. VINASAT-1 cho các nhà cung cấp dịch vụ 65 3.4.2.1. Phát thanh lưu động 65 3.4.2.2. Truyền hình qua vệ tinh 66 3.4.2.3. Dịch vụ Internet băng rộng 68 3.4.2.3. Truyền hình hội nghi 70 3.4.2.4.Thông tin di động qua vệ tinh 70 3.4.2.5. VoIP và PSTN 71 3.4.2.7. Dịch vụ phát hình MPEG-4 72 3.4.2.8. Đào tại từ xa 73 3.4.2.9. Ứng dụng vệ tinh trong khí tượng thủy văn 73 3.5. Dự án VINASAT-2 74 3.6. Kết luận chương 75 Chương 4: THIẾT KẾ KÊNH TRUYỀN DẪN THÔNG TIN QUA VỆ TINH 76 4.1. Các thông số kỹ thuật 76 4.1.1. Tọa độ vệ tinh 76 4.1.2. Trạm mặt đất 76 4.2. Cơ sở thiết kế tuyến 79 4.2.1. Tính tuyến lên 79 4.2.1.1. Tuyến lên khi trời trong 79 4.2.1.2. Tuyến lên khi trời mưa 80 4.2.2. Tính tuyến xuống 80 4.2.2.1. Tính tuyến xuống khi trời trong 80 4.2.2.2. Tính tuyến xuống khi trời mưa 81 4.2.3. Tính tuyến tổng 81 4.2.3.1. Lùi công suất ngõ vào và ngõ ra 81 4.2.3.2. Độ lợi công suất vệ tinh 82 4.2.3.3. Quan hệ giữa độ lợi, EIRP và mật độ thông lượng công suất bão hoà 82 4.2.3.4. Thông số tuyến tổng 83 4.3. Thiết kế tuyến truyền hình số vệ tinh VINASAT-1 132O E 85 4.3.1. Vị trí đặt trạm mặt đất 85 4.3.2. Thiết kế tính toán tuyến lên băng Ku 85 4.3.2.1. Băng Ku khi trời trong 85 4.3.2.2. Băng Ku khi trời mưa 88 4.3.3. Thiết kế tính toán tuyến xuống băng Ku 90 4.3.3.1. Băng Ku khi trời trong 90 4.3.3.2. Băng Ku khi trời mưa 92 4.4. Mô phỏng bài toán 93 4.4.1. Giao diện chương trình chính 93 4.4.2. Thông tin về chương trình thiết kế 94 4.4.3. Giao diện chương trình tính toán và thiết kế đường truyền vệ tinh 94 4.5. Kết luận chương: 95 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC……………………………….……………...…………………….……… THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ARQ  Automatic Repeat Repuest  Phát lại tự động   BB  Base Band  Băng tần cơ bản   BER  Bit Error Rate  Tỉ lệ lỗi bít   CDMA  Code Division Multiple Access  Đa nhập cập phân chia theo mã   D  Downlink  Tuyến xuống   D/C  Down Coverter  Đổi tấn tuyến xuống   DEM  Demodelation  Giải điều chế   DTH  Direct To Home  Phát trực tiếp đến trạm mặt đất   ES  Elementary Stream  Trạm mặt đất   ETRP  Equivalent Isotropic Radiated Power  Công suất bức xạ đẳng hướng   f/d  focal/diameter  Tiêu cự/đường kính anten parabol   FDMA  Frequency Division Multiple Access  Đa nhập cập phân chia theo tần số   FEC  Forward Error Conrection  Sửa lỗi bên thu   GPS  Global Positioning System  Hệ thống vệ tinh toàn cầu   HDTV  High Definition Television  Truyền hình số độ phân giải cao   HPA  High Power Amplifine  Khuếch đại công suất cao   IF  Intermediate Frequency  Trung tần   IP  Internet Protocol  Giao thức mạng   IPS  Intrusion prevention system  Chống xâm nhập hệ thống   ISDN  Integrated services Digital Network  Mạng số đa dịch vụ tổng hợp   ITU  International Telecommunication Union  Liên đoàn viễn thông quốc tế   LNA  Low Nosie Amplifier  Khuếch đại tạp âm thấp   LO  Local Oscillator  Dao động nội   PCM  Pulse Code Modulation  Điều biến mã xung   PSDN  Public switched data network  Mạng chuyển mạch số công cộng   PSK  Phase shift keying  Khóa dịch pha   RF  Radio Frequency  Tần số vô tuyến   SES  Satellite Earth Station  Thu vệ tinh từ trạm mặt đất   TDMA  Time Division Multiple Access  Đa nhập cập phân chia theo thời gian   TNVN   Tiếng nói Việt Nam   TTVT-QS   Thông tin vệ tinh quân sự   TV  Television  Truyền hình   U  Uplink  Tuyến xuống   UPS  Uninterupted Power Supply  Nguồn điện không bao giờ ngắt   V/C  Up Coverter  Đổi tần tuyến xuống   VLAN  virtual local area network  Mạng LAN ảo   VoIP  Voice over Internet Protocol  Đàm thoại qua internet   VSAT  Very Small Aperture Terminals  Thiết bị đầu cuối kích thước nhỏ   VSWR  Voltage Standing Wave Radio  Hệ số sóng đứng   DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu  Tên bảng  Trang   1.1  Quy định băng tần thông tin vệ tinh  5   2.1  Độ lợi anten với các đường kính khác nhau ở những băng tần chính  33   2.2  Lượng mưa tương ứng với tổng thời gian suy giảm tín hiệu do mưa trung bình trong năm  43   2.4  Quan hệ giữa hệ số nhiễu và nhiệt độ nhiễu  48   4.1  Quan hệ a và a’ phụ thuộc vị trí trạm mặt đất và vệ tinh  78   DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu  Tên hình vẽ  Trang   1.1  Sơ đồ đường thông tin vệ tinh  1   1.2  Vệ tinh quỹ đạo thấp  3   1.3  Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh  3   1.4  Sự suy giảm của sóng vô tuyến trong không gian  5   1.5  Sơ đồ qũy đạo Holmonn  9   1.6  Hệ thống thông tin vệ tinh  10   1.7  Cấu trúc cơ bản của vệ tinh  10   1.8  Sơ đồ khối chức năng của vệ tinh  10   1.9  Sơ đồ khối chức năng trạm mặt đất  12   1.10  Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập FDMA  14   1.11  Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập TDMA  14   1.12  Băng thông sóng mang truyền dẫn theo kỹ thuật truy nhập CDMA  15   1.13  Các dịch vụ qua vệ tinh  16   2.1  Cấu hình hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh  20   2.2  Sơ đồ cấu tạo bộ phát đáp  23   2.3  Sơ đồ bộ thu băng rộng  24   2.4  Cấu hình trạm mặt đất  26   2.5  Độ rộng búp sóng anten trạm mặt đất θ3dB ≤ 1,6O  28   2.6  Các loại anten dùng trong truyền hình vệ tinh  29   2.7  Cấu trúc của anten parabol đối xứng  29   2.8  Tín hiệu phản xạ trên bề mặt anten  30   2.9  Quan hệ giữa mức năng lượng ở rìa chảo và tỉ số f/D  30   2.10  Góc bức xạ của anten, beam width 3dB  31   2.11  Mô tả quan hệ G, D và  của anten parabol đối xứng  33   2.12  Các thành phần của một chuỗi truyền dẫn số qua vệ tinh  35   2.13  Nguyên lý truyền dẫn bảo mật  37   2.14  Nguyên lý của mã hoá kênh  38   2.15  Mô tả anten đẳng hướng  39   2.16  Anten thực bức xạ vùng A  40   2.17  Tính mức công suất thu  40   2.18  Tính suy hao thu phát  41   2.19  Suy hao do anten thu phát lệnh nhau  42   2.20  Lượng mưa trung bình (mm/h) của các vùng trên thế giới  43   2.21  Tính suy giảm do mưa của CCIR  44   2.22  Lượng mưa R0.01 (mm/h) vượt quá 0.01% của một năm trung bình  45   2.23  Toán đồ xác định suy hao trên một đơn vị chiều dài trong mưa γR (dB/Km)  46   2.24  Mật độ phổ công suất nhiễu N0  47   2.25  Xác định giá trị công suất nhiễu  47   2.26  Nhiệt độ nhiễu của hệ thống  49   2.27  Công suất nhiễu của hệ thống các mạch mắc nối tiếp  50   2.28  Nhiễu nhiệt mặt đất khi trời trong và khi mưa  50   2.29  Nhiễu từ bầu trời và mặt đất đến anten  50   2.30  Nhiệt độ nhiễu trên hệ thống thu  51   3.1  Vệ tinh VINASAT-1  59   3.2  Tầm bao phủ của sóng băng tần C  60   3.3  Tầm bao phủ của sóng băng tần Ku  60   3.4  Trung tâm điều khiển vệ tinh VINASAT-1 Quế Dương  61   3.5  Sơ đồ tổ chức mạng mặt đất TTVT-QS  64   3.6  Mô hình cung cấp dịch vụ internet qua vệ tinh  68   3.7  Sơ đồ truyền hình hội nghị  70   3.8  Các thành phần chính cho cơ sở hạ tầng mạng di động qua vệ tinh  70   3.9  Sơ đồ VoIP và PSTP  71   3.10  Mô hình mạng doanh nghiệp  72   3.11  Sơ đồ phát hình MPEG-4  72   3.12  Mô hình dịch vụ đào tạo từ xa  73   4.1  Mức tín hiệu trên vệ tinh  76   4.2  Góc mở vệ tinh nhìn về trái đất  76   4.3  Các góc của anten trạm mặt đất  77   4.4  Góc ngẩng e và góc phương vị a  77   4.5  Góc ngẩng e và một nửa góc mở vệ tinh (0  77   4.6  Mô tả tuyến lên (Uplink)  79   4.7  Mô tả tuyến xuống (Downlink)  80   4.8  Quan hệ công suất vào và ra đến bão hòa  81   4.9  Đặc tính chuyển đổi công suất của bộ phát đáp vệ tinh  82   4.10  Tuyến tổng  83   4.11  Các mức công suất ở tuyến lên Ku Quy Nhơn  88   4.12  Các mức công suất ở tuyến xuống Ku Quy Nhơn  92   LỜI NÓI ĐẦU Thông tin vệ tinh chỉ mới xuất hiệu trong hơn bốn thập kỹ qua nhưng đã phát triển rất nhanh chóng trên thế giới cũng như trong nước ta, mở ra cho một thời kỳ mới cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống nói chung và đặc biệt ngành viễn thông nói riêng. Ngày nay chúng ta đang sống trong một thế giới của thông tin, nhu cầu thông tin giữa con người với con người ngày càng lớn thuận lợi hơn và hoàn hảo hơn nhờ vào các hệ thống truyền tin đa dạng như hệ thống thông tin vô tuyến hay hệ thống thông tin hữu tuyến. Các hệ thống này thật sự là phương tiện cực kỳ hữu ích vì nó có khả năng kết nối mọi nơi trên thế giới để vượt qua cả khái niệm về không gian và thời gian giúp con người gần gũi nhau hơn mặc dù quãng đường rất xa, giúp con người cảm nhận cảm nhận được cuộc sống hiện tại của thế giới xung quanh, thông tin qua vệ tinh không chỉ có ý nghĩa truyền dẫn đối với quốc gia, khu vực còn mang tính xuyên lục địa như vệ tinh toàn cầu. Nhờ có vệ tinh mà quá trình truyền thông tin diễn ra giữa các châu lục trở nên tiện lợi và nhanh chóng thông qua nhiều loại hình dịch vụ khác nhau. Thông tin vệ tinh đã được ứng dụng vào nước ta bắt đầu từ những năm 80 mở ra một sự phát triển mới của viễn thông Việt Nam. Thông tin vệ tinh có nhiều ưu điểm nổi bật là vùng phủ sóng rất rộng, triển khai lắp đặt nhanh và khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng cho người dụng. Nó là phương tiện hữu hiệu nhất để kết nối thông tin liên lạc với các vùng xa xôi, biên giới, hải đảo nơi mà mạng cố định không thể với tới được, đồng thời thông tin vệ tinh nhờ ưu điểm triển khai lắp đặt và thiết lập liên lạc nhanh sẽ là phương tiện liên lạc cơ động giúp ứng cứu kịp thời trong các tình huống khẩn cấp. Trước khi có vệ tinh VINASAT-1, Việt Nam đã thuê vệ tinh của các nước khu vực để phục vụ cho nhu cầu thông tin. Vệ tinh VINASAT-1 đưa vào sử dụng áp ứng ngày càng tăng về trao đổi thông tin, giảm chi phí thuê vệ tinh của các nước,…mở ra một bước tiến mới cho viễn thông Việt Nam. VINASAT-1 đang vận hành và khai thác tốt, sử dụng gần hết công suất và Việt Nam đã có dự án VINASAT-2 sẽ được phóng và đưa vào sử dụng trong vài năm tới. Do đó việc hiểu biết về thông tin vệ tinh là cần thiết. Từ những vấn đề đó mà đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu khảo sát về hệ thống thông tin vô tuyến mà cụ thể là hệ thống thông tin vệ tinh. Phần nội dung của đề tài được phân bố gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh. Chương 2: vệ tinh địa tĩnh và kỹ thuật trạm mặt đất. Chưong 3: Hệ thống vệ tinh viễn thông VINASAT. Chương 4: Thiết kế kênh truyền dẫn thông tin qua vệ tinh. Ngoài ra còn có một phần phụ lục để bổ sung nội dung cho một số vấn đề cần được làm sáng tỏ trong phần nội dung của đề tài. Thông tin vệ tinh là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật cao, việc tìm hiểu nghiên cứu đòi hỏi phải có thời gian, kinh nghiệm và một kiến thức sâu rộng. Do đó, chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, cần được xem xét thấu đáo hơn. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các ý kiến đóng góp của các thầy cô và toàn thể các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Nguyễn Đình Luyện đã tạo mọi điều kiện và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đồ án. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật & Công nghệ, trường Đại học Quy Nhơn đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường. Quy Nhơn, ngày 9 tháng 10 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Đầy Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG VỆ THÔNG TIN VỆ TINH 1.1. Giới thiệu tổng quan về thông tin vệ tinh 1.1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin vệ tinh quốc tế - Tháng 10 năm 1957 lần đầu tiên trên thể giới, Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo SPUTNIK-1. Đánh dấu một kỷ nguyên về thông tin vệ tinh. - Năm 1958 bức điện đầu tiên được phát qua vệ tinh SOCRE của Mỹ, bay ở vĩ đạo thấp. - Năm 1964 thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTELSAT. - Cuối năm 1965 Liên Xô phóng thông tin vệ tinh MOLNYA lên quỹ đạo elip. - Năm 1971 thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTERSPTNIK gồm Liên Xô và 9 nước XHCN. - Năm 1927-1976 Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonnesia sử dụng vệ tinh chi thông tin nội địa. - Năm 1979 thành lập tổ chức thông tin hành hải quốc tế qua vệ tinh INMARSAT. - Năm 1984 Nhật Bản đưa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực tuyến qua vệ tinh. - Năm 1987 thử nghiệm thành công vệ tin phục vụ cho thông tin di động qua vệ tinh. - Thời kỳ những năm 1999 đến nay, ý tưởng và hình thành những hệ thống thông tin di động và băng thông rộng toàn cầu sử dụng vệ tinh. 1.1.2. Cấu trúc tổng thể và nguyên lý thông tin vệ tinh Hình 1.1: Sơ đồ đường thông tin vệ tinh Muốn thiết lập một đường thông tin vệ tinh, trước hết phải phóng một vệ tinh lên qũy đạo và có khả năng thu sóng vô tuyến điện.Về tinh có thể là vệ tinh thụ động, chỉ phản xạ sóng vô tuyến một cách thu động và không khuếch đại và biến đổi tàn số. Hầu hết các vệ tinh thông tin hiện nay là vệ tinh tích cực. Vệ tinh sẽ thu tín hiệu từ trạm mặt đất, (SES: Satellite Earth Station) biến đổi, khuếch đại và phát lại đến một hoặc nhiều trạm mặt đất khác. Tín hiệu từ trạm mặt đất vệ tinh, gọi là đường lên (uplink) và tín hiệu từ trạm mặt từ vệ tinh về một trạm mặt đất khác đường xuống (downlink). Thiết bị thông tin qua vệ tin bao gồm một số bộ phát đáp sẽ khuếch đại tín hiệu ở các băng tần nào đó lên một công suất đủ lớn và phát về mặt đất. 1.1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh 1.1.3.1. Vệ tinh và các dạng quỹ đạo của vệ tinh - Khái niệm: Một vệ tinh có khả năng thu và phát sóng vô tuyến điện khi được phóng vào vũ trụ ta gọi là vệ tinh thông tin. Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vô tuyến điện nhận được từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vô tuyến điện đến các trạm mặt đất khác. Do vệ tinh chuyển động khác nhau khi quan sát từ mặt đất, phụ thuộc vào quỹ đạo bay của vệ tinh, vệ tinh có thể phân ra vệ tinh quỹ đạo thấp và vệ tinh địa tĩnh. Mỗi loại vệ tinh có nhưng đặc điểm riêng, tùy theo từng loại ứng dụng mà việc sử dụng vệ tinh cũng khác nhau. - Quỹ đạo của vệ tinh: Khi quan sát từ mặt đất, sự di chuyển của vệ tinh theo quỹ đạo bay người ta thương phân vệ tinh thành hai loại: + Vệ tinh quỹ đạo thấp: là vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất, thời gian cần thiết cho vệ tinh để chuyển động xung quanh quỹ đạo của nó khác với chu kỳ quay của quả đất (loại vệ tinh này được ứng dụng trong việc nghiên cứu khoa học, quân sự, khí tượng thủy văn, thông tin di động, …) Hình 1.2: Vệ tinh quỹ đạo thấp Ưu điểm: Phủ sóng được các vùng có vĩ độ cao > 81,3o. Góc ngẫng lớn nên giảm được tạp âm do mặt đất gây ra. Nhược điểm: Mỗi trạm phải có ít nhất hai anten và anten phải có cơ cấu điền chỉnh chùm tia. Để đảm bảo liên lạc liên tục trong 24 giờ thì phải cần nhiều vệ tinh. Ứng dụng: Tổn hao đường truyền nhỏ do vệ tinh bay ở độ cao thấp, nên phù họp với thông tin di động. Trễ truyền lan nhỏ. + Vệ tinh địa tĩnh: là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng 36.000 km so với đường kính quỹ đạo. Vệ tinh này bay xung quanh trái đất 1 vòng mất 24 giờ. Do T bay của vệ tinh bằng T quay của Trái đất và cùng phương hướng (hướng Đông), bởi vậy vệ tinh dường như đứng yên khi quan sát từ mặt đất, gọi là vệ tinh địa tĩnh. Hình 1.3: Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh Ưu điểm: Hiệu ứng Dopler rất nhỏ do đó việc điêu chỉnh anten trạm mặt đất là không cấn thiết. Vệ tinh coi như đứng yêu so với trạm mặt đất. Do vậy đây là quỹ đạo lý tương cho các vệ tinh thông tin, nó đảm bảo thông tin ownr định và liên tục suốt 24 giờ trong ngày. Vùng phủ sóng của vệ tinh lớn, bằng 42,2% bề mặt trái đất. Các trạm mặt đất ở xa có thể liên lạc trực tiếp và hệ thống 3 quả vệ tinh có thể phủ sóng toàn cầu. Nhược điểm: Quỹ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDO AN 9-6.doc
  • docBIA.doc
  • rarchuong trinh mo phong.rar
  • pptslide(in).ppt