Download miễn phí Đề tài Kĩ thuật thông tin vệ tinh



MỤC LỤC
 
Chương 1 1
TỔNG QUAN KĨ THUẬT THÔNG TIN VỆ TINH 1
1.Giới thiệu chung 1
2.Phần không gian 7
2.1 Cấu trúc 7
2.2, Các dạng quỹ đạo của vệ tinh. 9
2.3, Vai trò của trạm điều khiển 12
2.4, Phân hệ thông tin của vệ tinh 13
3. Phần mặt đất (ground segment) 16
4. Phân cực sóng mang trên thông tin vệ tinh. 17
5. Các dải tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh. 18
6. Các kỹ thuật điều chế và giải điều chế tín hiệu 21
6.1 Khái niệm 21
6.2. Kĩ thuật điều chế tân sô (FM) 21
6.3. Kĩ thuật giải điều chế sóng mang FM 22
6.4. Điều chế số 24
6.5 Kỹ thuật điều chế sóng mang PSK 28
6.6 Các thông số của cách điều chế PSK 31
7.Các kỹ thuật đa truy nhập 32
7.1. Khái niệm 32
7.2 Các vấn đề về lưu lượng 33
7.3, Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA 34
7.4. Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA 37
7.5. Kĩ thuật đa truy nhập phân tán chia theo mã CDMA. 43
CHƯƠNG 2 49
CÁC YẾU TỐ TRUYỀN DẪN TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 49
1. Suy hao 49
1.1 Suy hao do khí quyển và suy hao trong không gian tù do 49
1.2.Suy hao do mưa và các hiện tượng khí hậu khác 50
2. Sự xuyên cực ( cross polarisa tion). 52
2.1. Khái niệm 52
2.2. Xuyên cực do mưa. 53
2.3. Xuyên cực do các tinh thể băng. 53
3. Hiệu ứng quay phân cực faraday (faraday Rotation) 53
4 . Sù uốn cong tia sóng (ray – bending) 54
5. Hiệu ứng nhiều đường (multipatheffects) 55
6. Tạp âm và can nhiễu 56
6.1. Bản chất của tạp âm 56
6.2 Nhiệt độ tạp âm 56
6.3 Nhiễu giao thoa (Interference) 58
7. Ảnh hưởng của trễ truyền dẫn – tiếng vọng(Echo) 59
7.1. Thời gian truyền dẫn trên tuyến không gian 59
7.2 Thời gian truyền dẫn trong mạng (Recommendation G114 CCITT) 60
8, Các biện pháp khắc phục ảnh hưởng (compensation) 60
8.1 Bù hiệu ứng quay phân cực 60
8.2 Bù suy hao 60
8.3 Phân tập không gian (Site Diversity ) 61
8.4 Biện pháp thích ứng (Adaptive ) 61
CHƯƠNG 3 62
KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT 62
1. Anten của trạm mặt đất. 62
1.1.Dạng hình học 63
1.2 Hệ số tăng Ých của antenna 64
1.3.Độ rộng búp sóng 65
2. Đầu thu phát sóng (feed horn) 65
2.1 Chức năng đầu thu phát sóng 65
2.2. Cấu trúc của đầu thu phát sóng 66
3. Bộ khuyếch đại tạp âm thấp 67
3.1 Khái niệm 67
3.2. Bộ khuyếch đại thông số (Parametric Amplifier) 67
3.3. Các bộ khuyếch đại dùng Transistor trường (FET). 68
3.4. Hiệu ứng làm lạnh nhiệt điện (Thermoelectric Coooling) 69
4. Bộ đổi tần. 69
4.1. Khái niệm. 69
4.2. Các bộ đổi tần kép (Bouble Frequency Converters) 71
4.3. Các bộ dao động nội (Local ocssillators) 73
5. Bộ khuyếch đại công suất lớn (HPA) 73
5.1. Khái niệm 73
5.2. Bộ khuyếch đại công suất Klytron(KPA). 74
5.3. Bộ khuyếch đại đèn sóng chạy(TWTA) 75
5.4. Bộ khuyếch đại công suất bán dẫn (SSPA). 76
5.5. Các đặc tính của bộ khuyếch đại công suất. 76
6. Các thiết bị truyền dẫn analog của trạm mặt đất 81
6.1. Sử lý băng gốc 82
6.2 Thiết bị ghép kênh và phân kênh FDM 84
7. Các thiết bị truyền dẫn số của trạm mặt đất (Digital Transmission). 85
7.1. Số hoá tín hiệu Analog UE 85
7.2. Thiét bị ghép kênh và phân kênh TDM. 87
7.3. Thiết bị bảo mật (Encryption). 87
7.4. Bộ phân tán năng lượng (Serrambler And De – Scrambler) 88
7.5. Bộ mã hoá kênh (Channel Encoder). 89
7.6 Bộ giải mã kênh (Channel Decoder) – Thuật toán Viterbi 92
7.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến truyền dẫn số của ES 94
8. Lý thuyết modem IDR và DCME 98
8.1 Khái niệm 98
8.2 Modem sè IDR 99
8.3. Thiết bị ghép mạch số DCME. 100
8.4 Các giao thức ( Interfaces ) 103
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-de_tai_ki_thuat_thong_tin_ve_tinh.cUQyVEGEsC.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51401/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ể được đưa qua bộ tích phân để loại nhiễu và khôi phục đúng dạng bản tin ở phía phát.
Vì khi điều chế PSK tín hiệu có dạng m(t)p(t) với tốc độ chíp RC lớn hơn RBcho nên dải phổ sóng mang PSK sẽ mở rộng so với dải tần của nó khi chỉ điều chế với m(t) theo một tỷ số RC/ RB. Vì chuỗi mã p(t) là chuỗi giả ngẫu nhiên cho nên mật độ công suất của sóng mang được trải đều trong dải phổ và giá trị công suất đỉnh thấp xuống rất nhiều (hình 15).
Khi N sóng mang cùng truy nhập vệ tinh ở cùng tần số góc wC, tín hiệu r(t) sau bé DEMOD có dạng:
r(t) = [s(t) + åsi(t)] 2cos wCt (i = 1…..N – 1)
x(t) = m(t)p(t)2 + åmi(t)pi(t) p(t) = m(t) + åmi(t)pi(t)p(t)
Tại đầu ra bộ nhận ở máy thu ta có:
r(t) = [m(t)p(t) cos wCt + åmi(t)pi(t) cos wCt]2cos wCt
Lúc này bản tin m(t) đã bị một lượng can nhiễu của các sóng mang lân cận. Tuy nhiên nếu ta tìm được các mã p(t) và pi(t) có một sự không tương quan đủ lớn thì p(t) sẽ làm cho công suất của mi(t) vốn đã bị trải rộng ra bởi pi(t) càng bị trải rộng hơn nữa. Do đó mật độ công suất của mi(t) tại máy thu sẽ rất nhỏ và ta có thể lấy được m(t) dễ dàng. Đây chính là nguyên lý của DS – CDMA. Thực tế ta có thể điều chế PSK cho m(t) trước rồi mới nhận với p(t) nhưng cách này phức tạp hơn nên Ýt được dùng.
Truyền dẫn nhảy tần số (FH – CDMA):
Lúc này bản tin m(t) không được điều chế lên sóng mang có tần số cố định nữa mà điều chế lên sóng mang có tần số thay đổi theo từng bước được tạo ra từ bộ tổng hợp tần số (Synthesizer). Bộ tổng hợp này được điều khiển bởi một chuỗi mã p(t) có tốc độ RC được tạo ra từ bộ sinh mã (Code Generator). Giả sử tần số của sóng mang có thể có N giá trị như thế cần có các chuỗi mã dài log2N chíp để điều khiển bộ tổng hợp sinh ra chúng. Tốc độ thay đổi tần số sóng mang là RH =RC/log2N, chu kì thay đổi tần số là TH ta thấy RH có thể bằng, lớn hơn hay nhỏ hơn RB nhưng trên thực tế người ta thường dùng RH<<RB. Tín hiệu s(t) khi điều chế BPSK có dạng:
s(t) = m(t) coswC(t)t
s(t) cũng được giải điều chế Coherent ở máy thu. Do đó:
r(t) = m(t) coswC(t)t x 2 coswC(t)t=m(t) +m(t) coswC(t)t
TÇn sè
Sau khi qua bộ lọc thông thấp có dải chắn chứa toàn bộ dải biến đổi của 2coswC(t) ta sẽ thu được bản tin m(t) ban đầu.
§iÒu chÕ b»ng
m(t) trong TH
TH
FMAX
FMAX
b
F
b
B
FMIN
FMAX
Thêi gian
F
B
FMIN
Hình 16: Phân bố phổ ở FH – CDMA khi RH<<RB.
Mỗi trạm mặt đất (ES) sử dụng một mã riêng nên quy luật nhảy tần số của chúng sẽ khác nhau hay có lưới thời gian – tần số (Time – Frequency Grid) khác nhau (hình 16) . Tại phía thu chỉ có tần số bằng tần số sóng mang chuẩn tạo ra từ bộ Synthesizer mới được giải điều chế. Vì vậy sóng mang có lưới giống như của sóng mang chuẩn sẽ được khôi phục toàn bộ và các sóng mang khác chỉ có thể can nhiễu được một phần nhỏ. Khi các mã pi(t) (i = 1…N) có độ tương quan thấp thì các bước chia tần (b) của sóng mang càng nhiều làm cho dải phổ (B) của wC(t) càng rộng ra. Khi đó thì thành phần can nhiễu vào m(t) sẽ rất nhỏ.
Kĩ thuật tạo mã giả ngẫu nhiên p(t) (Pseudo Random Code):
Chuỗi mã p(t) có dạng giả ngẫu nhiên tức là chuỗi có số lượng chíp 0 (tương ứng giá trị –1 của mã NRZ) và chíp 1 (tương ứng giá trị +1 của mã NRZ) xấp xỉ nhau, hơn nữa sự phân bố các chíp 1 và 0 trong mét chu kì cũng khá đều nhau. Có điều kiện này p(t) mới bảo đảm được việc trải phổ và do đó mới có thể cho phép loại bỏ được các thành phần can nhiễu ở phía thu khi thực hiện đa truy nhập.
Việc tạo mã tiến hành thông qua 1 thanh ghi dịch có r flip – flop như ở hình 16 mỗi khoá ai (i = 1…r-1) có thể đóng hay mở tuỳ theo mã thiết kế. Thanh ghi dịch làm việc với nhịp đồng hồ RC và được đồng bộ với s(t) nếu là ở phía thu. Mã p(t) sẽ lặp lại sau mét chu kì 2r – 1 chíp. Mỗi chu kì chứa 2r -1 – 1 chíp 0 và 2r – 1 chíp 1. Trên hình 17, ta cũng thấy một ví dụ về sơ đồ bộ tạo mã giả ngẫu nhiên dùng một thanh ghi dịch gồm 3FF. Mã tạo ra có chu kì 23-1 = 7, mét chu kì p(t) có dạng 1001110. Với kĩ thuật mạch tích hợp (IC) hiện nay, sè FF trong thanh ghi dịch có thể den hàng triệu và khi đó 1 chu kì của p(t) có thể kéo dài hàng chục năm.
CK (RC)
VÝ dô r = 3
FF
P(t)
FF
FF
FF
FF
FF
FF
P(t)
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
00
a2
aT-1
a1
a1
a2=0
a2=0
Hình17: Nguyên lý tạo mã giả ngẫu nhiên p(t)
Các tính chất của CDMA:
*) Hiệu suất ghép
Số sóng mang truy nhập cực đại được cho bởi công thức:
NMãX = 1+(RC/ RB)/ G(Eb/ N0)
Như vậy hiệu suất được tính bằng tỉ số giữa dung lượng lớn nhất NMAXRB của toàn kênh vệ tinh và dung lượng nó có thể tải được (RC) trên băng tần trải phổ.
h= NMAXRB / RC
Ta thấy nếu băng tần trải phổ là 36 MHz thì hiệu suất của CDMA chỉ nằm trong khoảng từ 9 đến 15% tương ứng với khả năng lỗi từ 10-6 ¸ 10-4.
*Ưu nhược điểm của CDMA:
CDMA là kỹ thuật đa truy nhập hiện đại nhất. Nó không cần có một sự đồnh bộ giữa các ES mà chỉ cần đồng bộ giữa chuỗi thu và chuỗi mã. Vì vậy việc đồng bộ có thể thực hiện rất đơn giản bằng các vòng khoá pha điều khiển bộ sinh mã ở phía thu.
Có tính bảo mật cao vì p(t) có thể hết sức dài và không bị nhiễu phá hoại. Điều này rất thích hợp cho quân đội và các dịch vụ cần búp sóng rộng (ví dụ như Mobile… ).
Có độ linh hoạt hoàn hảo vì khi bổ xung trạm mới hay cấu hình lại trạm cũ, Ta chỉ việc thiết lập một mã mới sao cho nó không tương quan với các mã đang dùng.
Tuy nhiên CDMA yêu cầu có băng tần rộng mà dung lượng thì lại thấp. Đồng thời việc thiết kế ra các bộ mã p(t) thích hợp không phải là đơn giản.
Chương 2
Các yếu tố truyền dẫn trong thông tin vệ tinh
1. Suy hao
1.1 Suy hao do khí quyển và suy hao trong không gian tù do
Trên cả hai tuyến lên và xuống, sóng mang đều phải đi qua tầng khí quyển dày của trái đất. Với tần số trong khoảng từ 1 ¸ 30 GHz, các sóng mang chỉ chịu tác động chủ yếu của tầng đối lưu ( Troposphere ) và tầng ion ( Ionsphere ). Tầng đối lưu trải dài từ mặt đất cho đến độ cao 15 Km còn tầng ion nằm giữa độ cao 70 và 1000 Km. Trong đó vùng gần sát mặt đất của tầng đối lưu và vùng có độ cao 400 Km của tầng ion là gây ra ảnh hưởng mạnh nhất. Người thathấy rằng vùng tần số từ 300MHz ¸ 10GHz là vùng mà khí quyển gây ảnh hưởng Ýt nhất, gọi là vùng cửa sổ của sóng Radio (Radio Window).
Các chất khí trong khí quyển gây nên suy hao do chúng hấp thụ công suất sóng điện từ mà ta phát ra. Sự hấp thụ này càng tăng khi mật độ các chất khí càng dày hay khi áp lực của khí quyển tăng lên. Vì vậy các vùng khí ở gần mặt đất là gây suy hao lớn nhất. Nói chung , nhuyên nhân gây ra sự hấp thụ năng lượng sóng điện từ trong khí quyển chủ yếu là do Oxygen và hơi nước. Tổng lượng suy hao khí quyển không đáng kể tại tần số nhỏ hơn 10GHz và không quá 1 ¸ 2dB tại tần số 22GHz trong điều kiện độ Èm không khí bình thường và góc ngẩng antenna lớn hơn 100.
Còng do sự hấp thụ mà các chất khí sinh quyển còn gây ra tạp âm nhiệt, là nguyên nhân chủ yếu gây nên nhiệt độ tạp âm TSKY của bầu trời. Trong tính toán tuyến, TSKY có thể tính bằng sông thức sau:
...

---