Giáo trình Thông tin vi ba vệ tinh - Chương 4: Khái niệm chung về thông tin vệ tinh

53  
CHƯƠNG 4  
KHÁI NIỆM CHUNG  
VỀ THÔNG TIN VỆ TINH  
4.1 NGUYÊN LÝ CỦA THÔNG TIN VỆ TINH  
Sau khi được phóng vào vũ trụ, vệ tinh trở thành trạm thông tin ngoài trái đất.  
Nó có nhiệm vụ thu tín hiệu dưới dạng sóng vô tuyến từ một trạm ở trái đất, khuếch  
đại rồi phát trở về trái đất cho một trạm khác.  
Có hai quy luật chi phối quỹ đạo của các vệ tinh bay xung quanh quả đất là:  
• Mặt phẳng quỹ đạo bay của vệ tinh phải cắt ngang tâm Trái đất.  
• Qủa đất phải là trung tâm của bất kỳ quỹ đạo nào của vệ tinh.  
Hình 4.1 biểu diễn 3 dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh.  
Quỹ đạo elip  
nghiêng  
Quỹ đạo  
xích đạo  
Quỹ đạo  
cực tròn  
Hình 4.1 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh.  
4.1.1 Quỹ đạo cực tròn  
Ưu điểm của dạng quỹ đạo này là mỗi điểm trên mặt đất đều nhìn thấy vệ tinh  
trong một khoảng thời gian nhất định. Việc phủ sóng toàn cầu của dạng quỹ đạo này  
đạt được vì quỹ đạo bay của vệ tinh sẽ lần lược quét tất cả các vị trí trên mặt đất.  
Dạng quỹ đạo này được sử dụng cho các vệ tinh dự báo thời tiết, hàng hải, thăm dò  
tài nguyên và các vệ tinh do thám. Nó ít được sử dụng cho thông tin truyền hình vì  
thời gian xuất hiện ngắn.  
4.1.2 Quỹ đạo elip nghiêng  
Ưu điểm của loại quỹ đạo này là vệ tinh có thể đạt đến các vùng cực cao mà  
các vệ tinh địa tĩnh không thể đạt tới. Tuy nhiên quỹ đạo elip nghiêng có nhược  
điểm là hiệu ứng Doppler lớn và vấn đề điều khiển bám đuổi vệ tinh phải ở mức  
cao.  
4.1.3 Quỹ đạo xích đạo tròn  
54  
Đối với dạng quỹ đạo này, vệ tinh bay trên mặt phẳng đường xích đạo và là  
dạng quỹ đạo được dùng cho vệ tinh địa tĩnh, nếu vệ tinh bay ở một độ cao đúng thì  
dạng quỹ đạo này sẽ lý tưởng đối với các vệ tinh thông tin.  
+ Quỹ đạo địa tĩnh GEO (Geosychronous Earth Orbit)  
Hình 4.2 Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh.  
Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh được phóng lên quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng  
36.000km so với đường xích đạo, vệ tinh loại này bay xung quanh quả đất một  
vòng mất 24h. Do chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ quay của trái đất xung quanh  
trục của nó theo hướng Đông cùng với hướng quay của trái đất, bởi vậy vệ tinh  
dường như đứng yên khi quan sát từ mặt đất, do đó nó được gọi là vệ tinh địa tĩnh.  
Bởi vì một vệ tinh địa tĩnh có thể đảm bảo thông tin ổn định liên tục nên có nhiều  
ưu điểm hơn vệ tinh quỹ đạo thấp dùng làm vệ tinh thông tin.  
Nếu ba vệ tinh địa tĩnh được đặt ở cách đều nhau bên trên xích đạo thì có thể  
thiết lập thông tin liên kết giữa các vùng trên trái đất bằng cách chuyển tiếp qua một  
hoặc hai vệ tinh. Điều này cho phép xây dựng một mạng thông tin trên toàn thế  
giới.  
Ngoài ra người ta còn có 2 loại quỹ đạo khác:  
4.1.4 Quỹ đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit)  
Vệ tinh MEO ở độ cao từ 10.000km đến 20.000 km, chu kỳ của quỹ đạo là 5  
đến 12 giờ, thời gian quan sát vệ tinh từ 2 đến 4 giờ. Ứng dụng cho thông tin di  
động hay thông tin radio. Hệ thống MEO cần khoảng 12 vệ tinh để phủ sóng toàn  
cầu.  
4.1.5 Quỹ đạo thấp LEO (Low Earth Orbit)  
Độ cao điển hình của dạng quỹ đạo này là 160 đến 480 km, nó có chu kỳ 90  
phút. Thời gian quan sát thấy vệ tinh khoảng dưới 30 phút. Việc bố trí các vệ tinh  
LEO gần nhau có thuận lợi là thời gian để dữ liệu phát đi đến vệ tinh và đi về là rất  
55  
ngắn. Do khả năng thực hiện nhanh của nó, tác dụng tiếp sức tương hỗ toàn cầu  
giữa các mạng và loại hình hội thoại vô tuyến truyền hình sẽ có hiệu quả và hấp dẫn  
hơn. Nhưng hệ thống LEO đòi hỏi phải có khoảng 60 vệ tinh loại này mới bao trùm  
hết bề mặt địa cầu  
4.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH:  
Trong thời đại hiện nay, thông tin vệ tinh được phát triển và phổ biến nhanh  
chóng vì nhiều lý do khác nhau. Các ưu điểm chính của thông tin vệ tinh so với các  
phương tiện thông tin dưới biển và trên mặt đất như hệ thống cáp quang và hệ thống  
chuyển tiếp viba số là:  
- Có khả năng đa truy nhập.  
- Vùng phủ sóng rộng, chỉ cần 3 vệ tinh địa tỉnh là có thể phủ sóng toàn cầu.  
- Ổn định cao, chất lượng và khả năng cao về thông tin băng rộng.  
- Có thể ứng dụng cho thông tin di động.  
- Thích hợp với dịch vụ truyền hình  
- Hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn, đặc biệt trong thông tin xuyên lục  
địa.  
Sóng vô tuyến điện phát đi từ một vệ tinh ở quỹ đạo địa tĩnh có thể bao phủ  
hơn 1/3 toàn bộ bề mặt trái đất, nên những trạm mặt đất đặt trong vùng đó có thể  
thông tin trực tiếp với bất kỳ một trạm mặt đất khác trong vùng qua một vệ tinh  
thông tin .  
Kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và việc tăng hiệu  
quả sử dụng của nó tới cực đại được gọi là đa truy nhập. Nói cách khác đa truy nhập  
là phương pháp dùng một bộ phát đáp trên một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt  
đất.  
4.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH CƠ BẢN  
Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm hai phần cơ bản:  
- Phần trên không là vệ tinh và các thiết bị liên quan.  
- Phần mặt đất bao gồm các trạm mặt đất .  
Đường xuống  
4GHz(11GHz)  
Đường lên  
6GHz(14GHz)  
Giải điều  
chế  
Khuếch đại  
tạp âm tháp  
Hạ tần  
Khuếch đại  
công suất  
Điều  
chế  
Nâng  
tần  
Hình 4.3 Liên lạc giữa hai trạm mặt đất qua vệ tinh.  
Trong đó vệ tinh đóng vai trò lặp lại tín hiệu truyền giữa các trạm mặt đất,  
thực chất kỹ thuật thông tin vệ tinh là kỹ thuật truyền dẫn mà trong đó môi trường  
truyền dẫn là không gian vũ trụ với khoảng cách đường truyền khá dài. Tại đây ta  
56  
cũng gặp lại một số vấn đề đối với một bài toán truyền dẫn, đó là các vấn đề điều  
chế tạp âm và nhiễu đường truyền, đồng bộ giữa hai đầu thu phát.  
Hình vẽ là một ví dụ đơn giản về liên lạc giữa hai trạm mặt đất thông qua vệ  
tinh thông tin .  
Đường hướng từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh được gọi là đường lên (Up  
link) và đường từ vệ tinh đến trạm mặt đất thu gọi là đường xuống (Down link).  
Hầu hết, các tần số trong khoảng 6GHz hoặc 14GHz được dùng cho đường lên và  
tần số khoảng 4GHz hoặc 11GHz cho đường xuống.  
Tại đầu phát, thông tin nhận từ mạng nguồn (có thể là kênh thoại, truyền hình  
quảng bá, truyền số liệu ...) sẽ được dùng để điều chế một sóng mang trung tần IF.  
Sau đó tín hiệu này được đưa qua bộ chuyển đổi nâng tần (Up Converter) cho ra tần  
số cao hơn RF (Radio Frequency). Tín hiệu RF này được khuếch đại ở bộ khuếch  
đại công suất cao HPA (High Power Amplifier) rồi được bức xạ ra không gian lên  
vệ tinh qua anten phát. Tại vệ tinh, tín hiệu nhận được qua anten sẽ được khuếch đại  
và chuyển đổi tần số xuống (Down Converter), sau đó được khuếch đại công suất  
rồi được phát trở lại trạm mặt đất. Ở trạm mặt đất thu, tín hiệu thu được qua anten  
được khuếch đại bởi bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier). Sau  
đó được chuyển đổi tần số xuống trung tần qua bộ chuyển đổi hạ tần (Down  
Converter) và cuối cùng được giải điều chế khôi phục lại tín hiệu băng gốc.  
4.4 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh  
Các tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh nằm trong băng tần siêu cao SHF  
(Super High Frequency) từ 3 đến 30 GHz, trong phổ tần số sử dụng cho vệ tinh  
người ta còn chia các băng tần nhỏ với phạm vi của dãy phổ như bảng 4.1  
Bảng 4.1. Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh.  
Băng  
C
X
Ku  
Ka  
Tần số (GHz)  
Bước sóng (cm)  
÷
÷
3,400 7,075  
8,82 4,41  
÷
÷
4,41 3,56  
7,025 8,425  
÷
÷
2,75 1,66  
10,90 18,10  
÷
÷
1,95 0,83  
17,70 36,00  
Hiện nay, băng C và băng Ku được sử dụng phổ biến nhất, băng C (4/6 GHz)  
nằm ở khoảng giữa cửa sổ tần số, suy hao ít do mưa, trước đây được dùng cho các  
hệ thống viba mặt đất. Sử dụng chung cho hệ thống Intelsat và các hệ thống khác  
bao gồm các hệ thống vệ tinh khu vực và nhiều hệ thống vệ tinh nội địa. Băng Ku  
(12/14 và 11/14 GHz), được sử dụng rộng rãi tiếp sau băng C cho viễn thông công  
cộng, dùng nhiều cho thông tin nội địa và thông tin giữa các công ty. Do tần số cao  
nên cho phép sử dụng những anten có kích thước nhỏ, nhưng cũng vì tần số cao nên  
tín hiệu ở băng Ku bị hấp thụ lớn do mưa.  
Băng Ka (20/30 GHz) lần đầu tiên sử dụng cho thông tin thương mại qua vệ  
tinh Sakura của Nhật, cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ và hoàn toàn không  
gây nhiễu cho các hệ thống viba. Tuy nhiên băng Ka suy hao đáng kể do mưa nên  
không phù hợp cho thông tin chất lượng cao.  
4.5 Các phương pháp đa truy nhập đến một vệ tinh  
57  
4.5.1 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA  
FDMA (Frequency Division Multiplex Access) là loại đa truy nhập được  
dùng phổ biến trong thông tin vệ tinh, trong hệ thống này mỗi trạm mặt đất phát đi  
một sóng mang có tần số khác với tần số sóng mang của các trạm mặt đất khác. Mỗi  
một sóng mang được phân cách với các sóng mang khác bằng các băng tần bảo vệ  
thích hợp sao cho chúng không chồng lên nhau. FDMA có thể được sử dụng cho tất  
cả các hệ thống điều chế: hệ thống điều chế tương tự hay điều chế số như các sóng  
mang FM (Frequency Modulation) điều chế bằng các tín hiệu điện thoại đã ghép  
kênh hoặc các tín hiệu truyền hình và các sóng mang PSK (Phase Shift Keying)  
điều chế số. Một trạm mặt đất thu các tín hiệu có chứa thông tin nhờ một bộ lọc  
thông dải.  
Thời gian  
fD  
Tần số  
fB  
Bộ phát đáp  
fC  
Hình 4.4 FDMA.  
Phương pháp này cho phép tất cả các trạm truyền dẫn liên tục, nó có ưu điểm  
là không cần thiết điều khiển định thời đồng bộ và các thiết bị sử dụng khá đơn  
giản. Hiệu quả sử dụng công suất vệ tinh của nó là khá tốt, tuy nhiên vì các kênh  
truyền dẫn được phân chia theo một thước đo vật lý là tần số. Nên phương pháp  
này thiếu linh hoạt trong việc thay đổi cách phân phối kênh và hiệu quả thấp khi số  
sóng mang tăng. Nhưng bù lại phương pháp này có thủ tục truy nhập đơn giản, các  
cấu hình phương tiện trạm mặt đất cũng đơn giản hơn  
4.5.2 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA  
A
D
Thời gian  
C
1khung  
B
TDMA  
A
Tần số  
Hình 4.5. Đa truy nhập phân chia theo thời gian  
58  
TDMA là phương pháp đa truy nhập trong đó các trạm mặt đất dùng chung  
một bộ phát đáp trên cơ sở phân chia theo thời gian như hình 4.5. Trong đó trục  
hoành chỉ tần số, trục tung chỉ thời gian. Trục thời gian được phân chia thành các  
khoảng thời gian gọi là các khung TDMA, mỗi khung TDMA được phân chia thành  
các khe thời gian, các khe thời gian này được ấn định cho mỗi trạm mặt đất. Tất cả  
f0  
các trạm mặt đất đều dùng chung một sóng mang có tần số trung tâm là  
và chỉ  
phát và thu tín hiệu trong các khe thời gian được ấn định. Vì thế, trong một khoảng  
thời gian nhất định, chỉ có tín hiệu từ một trạm mặt đất chiếm toàn bộ băng tần của  
bộ phát đáp vệ tinh và không bao giờ xảy ra trường hợp tín hiệu từ hai trạm mặt đất  
trở lên chiếm bộ phát đáp của vệ tinh trong cùng một thời gian. Độ dài của khe thời  
gian ấn định cho mỗi trạm mặt đất tuỳ thuộc vào lưu lượng của trạm.  
TDMA sử dụng các sóng mang điều chế số và các sóng mang được phát đi từ  
trạm mặt đất cần phải được điều khiển chính xác sao cho chúng nằm trong khe thời  
gian được phân phối. Để làm được điều này, cần phải có một tín hiệu chuẩn phát đi  
từ một trạm chuẩn và các trạm khác lần lượt truyền tín hiệu ngay sau tín hiệu chuẩn.  
Trong phương pháp đa truy nhập này, các trạm mặt đất phải truyền tín hiệu một  
cách gián đoạn và cần phải dự phòng khoảng thời gian bảo vệ giữa các sóng mang  
để các tín hiệu từ các trạm mặt đất không chồng lấn lên nhau khi đến bộ phát đáp.  
Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng tốt công suất tối đa của vệ  
tinh và có thể thay đổi dễ dàng dung lượng truyền tải bằng cách thay đổi khoảng  
thời gian phát và thu, do đó nó linh hoạt trong việc thay đổi, thiết lập tuyến, đặc biệt  
là hiệu suất sử dụng tuyến rất cao khi số kênh liên lạc tăng. Mặt khác, TDMA khi  
kết hợp với kỹ thuật nội suy tiếng nói thì có thể tăng dung lượng truyền dẫn lên ba  
đến bốn lần. Tuy nhiên, TDMA có một số nhược điểm như sau:  
• Yêu cầu phải có đồng bộ cụm  
Mạng TDMA chứa các trạm lưu lượng và ít nhất một trạm chuẩn. Các cụm  
được phát đi từ các trạm lưu lượng được gọi là các cụm lưu lượng. Số liệu lưu  
lượng được phát bằng các cụm lưu lượng. Trạm chuẩn phát một cụm đặc biệt theo  
chu kỳ gọi là cụm chuẩn. Cụm chuẩn cung cấp chuẩn định thời và chu kỳ của nó  
đúng bằng một khung TDMA. Mỗi trạm lưu lượng phát các cụm lưu lượng trong  
các khe thời gian được ấn định ở vệ tinh bằng cách điều khiển định thời phát cụm  
theo cụm chuẩn, cụm chuẩn được sử dụng làm chuẩn định thời, cụm chuẩn và các  
cụm lưu lượng được đặt theo thứ tự đúng để tránh chồng lấn trong mỗi khung  
TDMA. Nếu không có đồng bộ cụm thì các cụm được phát có thể trượt khỏi các  
khe thời gian được ấn định ở vệ tinh. Nếu xảy ra chồng lấn các cụm ở vệ tinh thì  
thông tin sẽ bị mất.  
• Tín hiệu tương tự phải được chuyển sang dạng số khi sử dụng kỹ thuật  
TDMA.  
• Giao diện với các hệ thống mặt đất tương tự rất phức tạp dẫn đến giá  
thành của hệ thống cao.  
4.5.3 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo mã CDMA  
CDMA (Code Division Multiplex Access) là phương pháp truy nhập ứng dụng  
kỹ thuật trải phổ, trong đó mọi đối tượng có thể :  
• Được phép hoạt động đồng thời.  
59  
• Hoạt động tại tần số như nhau.  
• Sử dụng toàn bộ băng tần của hệ thống cùng một lúc mà không gây nhiễu sang  
thông tin của đối tượng khác.  
Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA là phương pháp đa truy nhập mà ở đó  
các trạm mặt đất có thể phát tín hiệu một cách liên tục và đồng thời, và sử dụng  
cùng một băng tần của kênh.  
Trong CDMA, mỗi sóng mang phát được điều chế bằng một mã đặc biệt qui  
định cho mỗi trạm mặt đất và trạm mặt đất thu có thể tách được tín hiệu cần thu  
khỏi các tín hiệu khác nhờ mã đặc biệt đó. Tập hợp các mã cần dùng phải có các  
thuộc tính tương quan sau đây:  
• Mỗi mã phải có thể được phân biệt một cách dễ dàng với bản sao của  
chính nó bị dịch chuyển theo thời gian.  
• Mỗi mã phải có thể được phân biệt một cách dễ dàng bất chấp các mã  
khác được sử dụng trên mạng.  
Việc truyền dẫn tín hiệu hữu ích kết hợp với mã đòi hỏi môt băng thông lớn  
hơn nhiều so với băng thông yêu cầu để truyền dẫn chỉ riêng thông tin hữu ích. Đó  
là lý do vì sao người ta gọi là truyền dẫn trải phổ.  
Đặc điểm của CDMA  
• Hoạt động đơn giản, do nó không đòi hỏi bất kỳ sự đồng bộ truyền dẫn nào  
giữa các trạm. Đồng bộ duy nhất là đồng bộ của máy thu với chuỗi sóng mang thu  
được.  
• Nhờ việc trải phổ ở phía phát và thu hẹp phổ ở phía thu nên nó có khả năng  
chống lại can nhiễu giữa các hệ thống và nhiễu do hiện tượng đa đường truyền rất  
tốt, đồng thời có tính bảo mật của tín hiệu cao.  
Bên cạnh các ưu điểm như trên, CDMA vẫn tồn tại nhược điểm như hiệu quả  
sử dụng băng tần kém, độ rộng băng tần truyền dẫn yêu cầu lớn.  
Tuy vậy CDMA rất phù hợp đối với các mạng có các trạm nhỏ với độ rộng  
chùm tia anten lớn và đối với truyền thông vệ tinh với các máy di động.  
4.5.4 Phương pháp đa truy nhập phân phối trước và đa truy nhập phân phối theo  
yêu cầu  
4.5.4.1 Đa truy nhập phân phối trước  
Đa truy nhập phân phối trước là một phương pháp đa truy nhập mà trong đó  
các kênh vệ tinh được phân bố cố định cho tất cả các trạm mặt đất khác nhau, bất  
chấp có hay không có các cuộc gọi phát đi.  
4.5.4.2 Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu  
Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu là phương pháp đa truy nhập mà trong  
đó các kênh vệ tinh được sắp xếp lại mỗi khi có yêu cầu thiết lập kênh từ các trạm  
mặt đất có liên quan. Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu cho phép sử dụng có  
hiệu quả dung lượng kênh của vệ tinh đặc biệt khi một số trạm mặt đất có dung  
lượng nhỏ sử dụng chung một bộ phát đáp như trong trường hợp hệ thống điện thoại  
vệ tinh trên biển.  
4.6 SỰ PHÂN CỰC SÓNG  
Trường điện từ của sóng vô tuyến điện khi truyền qua một môi trường thì  
dao động theo một hướng nhất định, tuỳ theo kiểu dao động đó mà ta có hai loại  
60  
phân cực. Hai loại phân cực sóng vô tuyến điện được sử dụng trong thông tin vệ  
tinh là sóng phân cực thẳng và sóng phân cực tròn.  
4.6.1 Sóng phân cực thẳng  
Một sóng phân cực thẳng có thể được tạo ra bằng cách dẫn các tín hiệu từ  
một ống dẫn sóng chữ nhật đến một anten loa, nhờ đó sóng được bức xạ theo kiểu  
phân cực thẳng đứng song song với cạnh đứng của anten loa. Để thu được sóng này  
anten thu cũng cần phải bố trí giống như tư thế anten phía phát. Trong trường hợp  
khi đặt anten thu vuông góc với anten phát thì không thể thu được sóng này ngay cả  
khi sóng đi vào ống dẫn sóng. Ta dễ dàng tạo ra sóng phân cực thẳng, nhưng cần  
phải điều chỉnh hướng của ống dẫn sóng anten thu sao cho song song với mặt phẳng  
phân cực sóng đến.  
4.6.2 Sóng phân cực tròn  
Sóng phân cực tròn là sóng trong khi truyền lan phân cực của nó quay tròn,  
có thể tạo ra loại sóng này bằng cách kết hợp hai sóng phân cực thẳng có phân cực  
vuông góc nhau và góc lệch pha là 900. Sóng phân cực tròn là phân cực phải hay  
trái phụ thuộc vào sự khác nhau giữa các sóng phân cực thẳng là sớm pha hay chậm  
pha. Đối với sóng phân cực tròn mặc dù không cần điều chỉnh hướng của loa thu,  
nhưng mạch fiđơ của anten lại trở nên phức tạp hơn đôi chút.  
Trong thông tin vệ tinh, sóng phân cực tròn được chọn để sử dụng nhờ có  
tính ưu việt sau:  
- Sự chênh lệch giữa phân cực tròn phải và phân cực tròn trái là khá lớn. Vì  
vậy mà việc phát và thu tín hiệu không ảnh hưởng lên nhau với kỹ thuật sử dụng lại  
tần số.  
-Trong khoảng tần số từ 4GHz đến 6GHz thì mức độ phân cách giữa hai phân  
cực phải và phân cực trái rõ rệt, do đó chúng không gây giao thoa hay can nhiễu lên  
nhau.  
4.7 CỬA SỔ TẦN SỐ  
100  
Suy hao do  
tầng điện ly  
Suy hao do mưa 25mm/h  
50  
10  
Suy  
hao  
(dB)  
5
1
Cửa sổ tần số  
5
0,1  
0,5  
1
10  
50  
100  
Tần số (GHz)  
Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn suy hao do mưa và do tầng điện ly theo tần số.  
Các sóng vô tuyến điện truyền đến hay đi từ các vệ tinh thông tin chịu ảnh  
hưởng của tầng điện ly và khí quyển. Tầng điện ly là một lớp khí loãng bị ion hoá  
bởi các tia vũ trụ, có độ cao từ 60km đến 400km so với mặt đất, lớp mang điện này  
61  
có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng. Do các biến đổi trạng thái của tầng điện ly,  
làm giá trị hấp thụ và phản xạ thay đổi gây ra sự biến thiên cường độ sóng đi vào,  
gọi là sự thăng giáng. Tuy nhiên tính chất này ảnh hưởng chủ yếu đối với băng tần  
thấp, khi tần số càng cao ảnh hưởng của tầng điện ly càng ít, các tần số ở băng sóng  
viba (1GHz) hầu như không bị ảnh hưởng của tầng điện ly. Khi tần số >10GHz thì  
cần tính toán suy hao do mưa như hình 4.6.  
Từ hình vẽ ta thấy các tần số nằm trong khoảng giữa 1GHz và 10GHz thì suy  
hao kết hợp do tầng điện ly và mưa nhỏ là không đáng kể, do vậy băng tần này  
được gọi là "cửa sổ tần số ". Lúc đó nếu sóng nằm trong cửa sổ vô tuyến thì suy hao  
truyền dẫn có thể được xem gần đúng là suy hao không gian tự do. Vì vậy, cho phép  
thiết lập các đường thông tin vệ tinh ổn định, nhưng phải lưu ý đến sự can nhiễu với  
các đường thông tin viba trên mặt đất vì các sóng trong thông tin viba cũng sử dụng  
tần số nằm trong cửa sổ này. Ngoài ra, khi mưa lớn thì suy hao do mưa trong cửa sổ  
tần số cần phải được tính toán, xem xét thêm để kết quả tính toán có độ chính xác  
cao hơn.  
4.8 SUY HAO TRONG THÔNG TIN VỆ TINH  
Một tuyến thông tin vệ tinh bao gồm đường truyền sóng từ anten của trạm  
phát đến vệ tinh (tuyến lên - uplink) và từ vệ tinh đến anten của trạm mặt đất thu  
(tuyến xuống - downlink).  
Do đó suy hao trong thông tin vệ tinh gồm các loại suy hao sau:  
4.8.1 Suy hao trong không gian tự do  
Đối với vệ tinh điạ tĩnh ở độ cao 35.768km, cự ly thông tin cho một tuyến  
lên hay một tuyến xuống gần nhất là 35.768km. Do cự ly truyền sóng trong thông  
tin vệ tinh lớn như vậy nên suy hao trong không gian tự do là suy hao lớn nhất. Gọi  
L
suy hao này là td , ta có :  
2
4π d  
Ltd  
=
(4.1)  
λ
Trong đó d[km] : là chiều dài của một tuyến lên hay xuống.  
L
λ
[m] : bước sóng công tác.  
td [dB]  
λ
λ
Bước sóng được đổi ra tần số công tác với quan hệ f = c/ .  
c : vận tốc ánh sáng c = 3.108 m/s.  
f : tần số công tác [GHz].  
Trong đơn vị dB  
2
2
4
π
d
4π  
df  
4π df  
Ltd dB  
=
10lg  
=
10lg  
=
20lg  
(4.2)  
λ
c
c
Suy hao không gian tự do của tuyến lên hay xuống khi công tác ở băng C  
(4/6GHz) vào khoảng 200dB. Để bù vào suy hao này, đảm bảo cho máy thu nhận  
được một tín hiệu đủ lớn cỡ -90dBm đến -60dBm, người ta sử dụng anten có đường  
kính đủ lớn hàng chục mét để có hệ số tăng ích lớn khoảng 60dB và máy phát có  
công suất lớn hàng trăm dến hàng ngàn W.  
Xét trường hợp một máy phát có công suất bức xạ là 100W cho mỗi sóng  
mang, công tác ở băng C (6/4GHz). Nếu chỉ tính đến suy hao không gian tự do là  
200dB thì công suất thu được ở sóng mang đó sẽ là:  
62  
18  
15  
PRx  
=
100 / 1020  
PRx  
=
10− (W )  
=
10− ( mW )  
=
10lg100(dBW)  
−
200(dB)  
Tính theo dBw :  
= 20 (dBW) - 200 (dB) = -180 (dBW) = -150 (dBmW).  
Với công suất nhỏ như vậy thì máy thu không thể thu được tín hiệu, để có  
được công suất đầu vào máy thu khoảng -70dBm thì ta phải sử dụng anten phát và  
thu có hệ số tăng ích lớn. Nếu hệ số tăng ích của anten trạm mặt đất là GR=50dB thì  
anten thu trên vệ tinh có hệ số tăng ích GT=30dB.  
Ngoài suy hao chính trong không gian tự do còn có các suy hao khác tuy  
không lớn nhưng khi tính toán tuyến thông tin vệ tinh mà ta không xét hết các khả  
năng xấu nhất do ảnh hưởng của môi trường truyền sóng thì khi xảy ra các hiện  
tượng đó chất lượng thông tin sẽ xấu đi và có thể làm gián đoạn thông tin. Các suy  
hao đó được trình bày sau đây.  
4.8.2 Suy hao do tầng đối lưu  
Tầng đối lưu là lớp khí quyển nằm sát mặt đất lên đến độ cao (10km-15km)  
(theo quy định của tầng đối lưu tiêu chuẩn), bao gồm các chất khí chính hấp thụ  
sóng gây ra suy hao như hơi nước, Oxy, Ozon, Cacbonic. Suy hao này phụ thuộc  
nhiều vào tần số và góc ngẩng của anten và chỉ đáng kể khi tần số công tác từ  
10GHz trở lên, nghĩa là khi công tác ở băng Ku (14/12GHz) hay băng Ka  
(30/20GHz). Anten có góc ngẩng càng lớn thì suy hao tầng đối lưu càng nhỏ, do  
đường truyền của sóng trong tầng đối lưu càng ngắn. Tại các tần số 21GHz và  
60GHz có các suy hao cực đại, đó là do sự cộng hưởng hấp thụ đối với các phân tử  
hơi nước và Oxy.  
4.8.3 Suy hao do tầng điện ly  
Tầng điện ly là lớp khí quyển nằm ở độ cao khoảng 60km đến 400km, do bị  
ion hoá mạnh nên lớp khí quyển ở độ cao này bao gồm chủ yếu là các điện tử tự do,  
các ion âm và dương nên được gọi là tầng điện ly. Sự hấp thụ sóng trong tầng điện  
ly giảm khi tần số tăng, ở tần số trên 600MHz thì sự hấp thụ không đáng kể.  
4.8.4 Suy hao do thời tiết  
Suy hao do các điều kiện thời tiết như mây, mưa, sương mù, suy hao này phụ  
thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ mưa hay sương mù, vào tần số, vào chiều dài  
quãng đường đi của sóng trong mưa, chiều dài này phụ thuộc vào góc ngẩng anten.  
Khi góc ngẩng tăng, suy hao giảm, với góc ngẩng anten khoảng 400 trở lên thì suy  
hao không đáng kể, lúc đó suy hao do mưa khoảng 0,6 dB, suy hao do sương mù  
khoảng 0,2dB, còn suy hao trong các chất khí rất nhỏ có thể bỏ qua. Nói chung khi  
tần số và cường độ mưa tăng thì suy hao tăng nhanh, đặc biệt trong khoảng tần số  
từ 10GHz đến 100GHz.  
Suy hao thực tế tuỳ thuộc vào góc ngẩng anten, độ cao đặt anten so với mức  
nước biển, chiều cao cơn mưa và sương mù mà đoạn đường đi thực tế của sóng qua  
Le  
vùng đó là khác nhau. Suy hao trên toàn bộ đoạn đường có chiều dài  
Ltt .L  
sóng đi qua  
=
γ
là:  
e (dB)  
Trong đó : là hệ số suy hao trên đoạn đường 1km (dB/km), phụ thuộc tần  
số, môi trường gây suy hao như cường độ mưa hay độ dày của sương mù.  
γ
                                                                                                               
63  
Le : là chiều dài thực tế sóng đi qua vùng gây suy hao (km), phụ  
thuộc góc ngẩng anten, độ cao đặt anten, được xác định theo công thức:  
hm  
− hs  
Le  
=
( km )  
(4.3)  
sin E  
Với hm là độ cao của cơn mưa (km), theo khuyến nghị 564 của CCIR ở vĩ độ  
từ 00 đến 560 lấy hm = 3 + 0,028 (km).  
hs là độ cao anten trạm mặt đất so với mức nước biển (km).  
E là góc ngẩng anten (độ).  
4.8.5 Suy hao do đặt anten chưa đúng  
Khi anten phát và thu lệch nhau thì sẽ tạo ra suy hao vì búp chính của anten  
thu hướng không đúng chùm tia phát xạ của anten phát.  
Thường thì suy hao do đặt anten chưa đúng từ 0,8 đến 1 dB.  
Anten thu  
Anten phát  
Góc sai lệch  
α
α
T
R
Hình 4.7. Sai lệch do đặt anten chưa đúng  
4.8.6 Suy hao trong thiết bị phát và thu  
Tổn hao Fiđơ  
Tổn hao Fiđơ  
L
T
L
L
R
X
X
FTX  
FRX  
P
P
P
P
RX  
R
T
TX  
G
G
T
R
Hình 4.8 Suy hao trong thiết bị phát và thu  
Suy hao trong thiết bị phát và thu còn gọi là suy hao do hệ thống fiđơ, có hai loại  
như sau:  
Suy hao LFTX giữa máy phát và anten, để anten phát được công suất PT cần  
phải cung cấp một công suất PTX ở đầu ra của bộ khuếch đại phát, do vậy:  
PT = PTX - LFTX  
Suy hao LFRX giữa anten và máy thu, công suất PRX ở đầu vào máy thu bằng:  
PR = PRX -LFRX [dB]  
[dB]  
Trong các hệ thống vệ tinh hiện nay, để đơn giản thường lấy hệ số tổn hao fiđơ  
LFRX = LFTX = 2dB. Suy ra LFTX = LFRX = 10-0,2 (lần).  
4.8.7 Suy hao do phân cực không đối xứng  
Suy hao do phân cực không đối xứng xảy ra khi anten thu không đúng hướng  
với sự phân cực của sóng nhận. Vớí đường truyền phân cực tròn, sóng phát chỉ  
được phân cực tròn trên trục anten phát và nó sẽ trở thành elip khi ra khỏi trục anten  
đó. Khi truyền qua bầu khí quyển cũng có thể làm thay đổi phân cực tròn thành  
64  
phân cực elip. Còn trong đường truyền phân cực thẳng thì sóng có thể bị quay mặt  
phẳng phân cực của nó khi đường truyền đi qua khí quyển, do đó anten thu không  
còn mặt phẳng phân cực của sóng đứng và sóng tới. Suy hao do lệch phân cực  
thường chỉ 0,1dB.  
4.9 TẠP ÂM TRONG THÔNG TIN VỆ TINH  
Trong một tuyến thông tin vệ tinh,tạp âm gây ra cho trạm mặt đất do nhiều  
nguyên nhân như sau:  
4.9.1 Nhiệt tạp âm hệ thống  
Trong một tuyến thông tin vệ tinh, tạp âm gây ra cho trạm mặt đất do nhiều  
T
nguyên nhân và được tính bằng nhiệt tạp âm tương đương  
và được gọi là nhiệt  
SYS  
tạp âm hệ thống.  
Nhiệt tạp âm hệ thống được xem là tổng của bốn thành phần được biểu diễn  
theo biểu thức:  
TS  
+
TA  
+ TF  
[0K]  
(4.4)  
TSYS  
=
+ TR  
LF  
Dải ngân hà  
Tầng điện ly  
Mặt trăng  
Mặt trời  
Trời mưa  
búp chính  
búp phụ  
búp ngược  
Hình 4.9. Các nguồn tạp âm ảnh hưởng đến thông tin vệ tinh.  
Trong đó:  
T
T
T
T
T
SYS : nhiệt tạp âm hệ thống  
S : nhiệt tạp âm bên ngoài  
A : nhiệt tạp âm anten  
F : nhiệt tạp âm của hệ thống fiđơ  
R : nhiệt tạp âm hiệu dụng đầu vào máy thu  
LF: Suy hao của hệ thống fiđơ, được đưa vào tính toán với nhiệt tạp âm bên  
ngoài, nhiệt tạp âm an ten và nhiệt tạp âm fiđơ vì 3 loại tạp âm này có liên quan  
đến suy hao của fiđơ.  
Ta lần lượt xét đến các loại tạp âm này.  
T
T
và nhiệt tạp âm anten  
4.9.1.1 Nhiệt tạp âm bên ngoài  
Nhiệt tạp âm bên ngoài và anten bao gồm:  
S
A
65  
+ Nhiệt tạp âm không gian: gồm các thành phần sau:  
- Nhiệt tạp âm vũ trụ: tác động ở tần số vô tuyến là do bức xạ từ vũ trụ còn dư  
lại (khoảng 2,760K)  
- Nhiệt tạp âm của dải ngân hà: nếu hướng anten vào vùng có số sao cực đại  
của dải ngân hà thì nhiệt tạp âm có thể lên đến gần 1000K trong vùng tần số từ  
0,3GHz đến1,2GHz.  
- Nhiệt tạp âm của mặt trời: mặt trời bức xạ ra sóng điện từ ở tất cả các tần số,  
đặc biệt là ở dải viba (microwave). Nhiệt tạp âm do mặt trời gây ra cho trạm mặt đất  
phụ thuộc vào hướng anten, nếu mặt trời nằm ngoài vùng phủ sóng của búp chính  
anten thì nhiệt tạp âm dưới 500K. Còn khi mặt trời chiếu thẳng vào anten thì nhiệt  
tạp âm lên đến 10.0000K hoặc có thể hơn tuỳ thuộc tần số công tác, kích thước mặt  
phản xạ và số vết đen của mặt trời (số vết đen thể hiện sự hoạt động mạnh hay yếu  
của mặt trời).  
Trường hợp trạm mặt đất - vệ tinh - mặt trời nằm trên cùng một đường thẳng  
chỉ xảy ra một vài ngày trong năm vào mùa xuân làm cho thông tin bị gián đoạn vài  
ba phút.  
+ Nhiệt tạp âm do khí quyển (nhiệt tạp âm do tầng đối lưu): nó phụ thuộc vào  
chiều dài quãng đường đi của sóng trong tầng đối lưu (độ cao 15 km từ mặt đất).  
Nói cách khác chính là phụ thuộc vào góc ngẩng của anten, tần số công tác.  
+ Nhiệt tạp âm do mưa, được xác định bằng công thức :  
1
TM  
=
Tm (1  
−
)
(4.5)  
LM  
M : nhiệt tạp âm do mưa (0K).  
T
Trong đó  
L
L
M : suy hao do mưa, M = 16,57.  
Tm  
: nhiệt độ trung bình của cơn mưa.  
m = 1,12  
- 50 (0K)  
(4.6)  
T
T
xq  
xq : nhiệt độ xung quanh trạm mặt đất (0K).  
T
+ Nhiệt tạp âm từ trạm mặt đất xung quanh trạm: Vì anten của trạm mặt đất  
hướng lên bầu trời nên nhiệt tạp âm của mặt đất gây ra chủ yếu do búp phụ và búp  
ngược, một phần cho búp chính khi anten có tính định hướng kém và góc ngẩng  
nhỏ.  
- Nhiệt tạp âm cho mỗi búp phụ gây ra được tính theo công thức:  
Ti  
= Gi × TD  
(4.7)  
G
Trong đó  
: hệ số tăng ích của búp phụ.  
i
TD  
: nhiệt độ chiếu sáng mặt đất do mặt trời tạo ra.  
= 1500K khi góc ngẩng từ 00 đến 100.  
TD  
= 100K khi góc ngẩng từ 100 đến 900.  
TD  
Ngoài ra còn nhiệt tạp âm do các chướng ngại ở gần như toà nhà, các mái che  
(ví dụ như vòm cây), do các bộ phận cản trở trong anten như các thanh đỡ, bộ tiếp  
sóng (nguồn bức xạ sơ cấp) và bộ suy hao búp phụ gây ra.  
4.9.1.2 Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ TF  
Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ được tính bởi biểu thức sau:  
66  
= ( F -1) (0K)  
(4.8)  
T
TF  
L
0
T0  
Trong đó  
: nhiệt độ môi trường (0K).  
L
F : suy hao của hệ thống fiđơ.  
TF  
LF  
tăng dẫn đến công suất tạp âm bên trong gây ra bởi  
tăng khi  
hệ thống fiđơ tăng lên. Do đó cần thiết kế các phương tiện sao cho có hệ thống  
fiđơ là nhỏ nhất. Một cách gần đúng có thể coi nhiệt tạp âm fiđơ là 2900K.  
4.9.1.3 Nhiệt tạp âm máy thu TR  
Nhiệt tạp âm máy thu bằng tổng nhiệt tạp âm gây ra trong mỗi phần của máy  
thu. Nó được tính bởi công thức sau:  
T2  
T3  
TK  
(0K)  
(4.9)  
TR  
=
T1  
+
+
+ ...+  
G1 G1G2  
G1G2 ...GK  
−
1
: nhiệt tạp âm máy thu (0K).  
K : là hệ số khuếch đại từng phần.  
T1 ,T2 ,...,TK  
TR  
G1 ,G2 ,...,G  
Trong đó  
: nhiệt tạp âm đầu vào (0K).  
Nếu hệ số khuếch đại tầng đầu đủ lớn thì tạp âm tại các tầng tiếp theo có thể  
bỏ qua. Do đó yêu cầu tầng đầu tiên phải có hệ số khuếch đại lớn và tạp âm thấp,  
vì vậy trong thông tin vệ tinh dùng các bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA-Low  
Noise Amplifier). Một cách gần đúng ta coi nhiệt tạp âm tầng đầu này cũng là  
nhiệt tạp âm của máy thu.  
4.9.2 Công suất tạp âm hệ thống  
Công suất tạp âm hệ thống N được biểu thị bởi biểu thức:  
T
N = k SYS B [W]  
(4.10)  
Trong đó  
N : là công suất tạp âm do nguồn tạp âm gây ra trong độ rộng  
băng tần B (Hz).  
T
SYS : nhiệt tạp âm hệ thống  
k : là hằng số Boltzman,  
k = 1,38.10-23W/Hz.0K = -228,6 (dBW/Hz.K).  
B là băng thông cấp cho mỗi sóng mang.  
Trường hợp tạp âm tính trong độ rộng băng tần 1Hz thì công suất tạp âm sinh  
ra gọi là mật độ phổ tạp âm N0 và bằng : N0 = N/B (W/Hz), nhiệt tạp âm tương  
đương sẽ bằng :  
TSYS  
= N0/k  
(4.11)  
4.9.3 Công suất tạp âm nhiễu  
4.9.3.1 Can nhiễu khác tuyến  
Các tuyến thông tin vệ tinh có thể bị nhiễu trong các trường hợp như sau:  
+ Tuyến viba mặt đất đến vệ tinh thông tin.  
+ Tuyến viba mặt đất đến trạm mặt đất.  
+ Vệ tinh thông tin khác đến trạm mặt đất.  
+ Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất: Có hai trường hợp  
67  
Trường hợp thứ nhất, đường thông tin viba mặt đất có cùng tần số làm việc với  
đường lên của hệ thống thông tin vệ tinh, bởi vậy tín hiệu viba mặt đất được trộn  
với tín hiệu ở đầu vào máy thu vệ tinh.  
Trường hợp thứ hai, đường thông tin vi ba mặt đất có tần số bằng tần số  
đường xuống của hệ thống thông tin vệ tinh, bởi vậy ở đầu vào máy thu trạm mặt  
đất cũng bị trộn với tín hiệu của đường thông tin viba mặt đất .  
Quỹ đạo địa tĩnh  
Trạmviba.  
Trạm mặt đất.  
Hình 4.10 Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất và vệ tinh  
Trong thiết kế tuyến thực tế, phải đặt trạm mặt đất sao cho nhiễu xảy ra ít nhất,  
nhiễu nhỏ nhất bằng cách sử dụng anten có các đặc tính búp phụ tốt. Mặc dù mục  
tiêu cơ bản thiết kế tuyến đối với vệ tinh thông tin là để loại bỏ nhiễu, nếu điều này  
không thể thực hiện được thì trong thiết kế tuyến phải bao hàm cả lượng nhiễu cho  
phép. Nhiễu thường không thể đánh giá được bằng tính toán, ví dụ như trong thành  
phố có nhiều vật cản phản xạ quanh nơi đặt trạm mặt đất. Vì thế phải dùng phương  
pháp đo thực tế để đo nhiễu.  
+ Sự can nhiễu từ vệ tinh thông tin khác đến trạm mặt đất:  
Hình 4.11 cho ta thấy can nhiễu xảy ra do các vệ tinh đặt gần nhau. Ta xem  
xét tín hiệu can nhiễu từ vệ tinh 1 tác động lên trạm mặt đất 2 và tín hiệu can nhiễu  
θ
từ vệ tinh 2 tác động lên trạm mặt đất 1. Khi góc càng nhỏ ( tương ứng với 2 vệ  
tinh đặt càng gần nhau) thì ảnh hưởng của chúng lên trạm mặt đất càng lớn.  
Vệ tinh 1  
Vệ tinh 2  
Quỹ đạo  
vệ tinh  
Đường liền nét  
biểu thị đường đi của  
θ
tín hiệu mong muốn.  
Đường đứt nét  
biểu thị đường đi của  
tín hiệu can nhiễu.  
Trạm mặt đất 2  
Trạm mặt đất 1  
Hình 4.11 Can nhiễu giữa các hệ thống thông tin vệ tinh.  
68  
Trong thực tế, tỷ số công suất của sóng mang trên sóng can nhiễu C/N giữa  
các vệ tinh có thể lớn hơn hoặc bằng 30dB (1000 lần) khi hai vệ tinh đặt cách nhau  
khoảng 30 ngay trên quỹ đạo, ngay cả nếu các anten của chúng cùng chiếu vào cùng  
một vị trí.  
4.9.3.2 Nhiễu cùng tuyến  
Nhiễu có thể tạo ra ngay trong tuyến, gọi là nhiễu cùng tuyến, bao gồm :  
+ Tạp âm nhiễu khử phân cực  
Loại nhiễu này thường xảy ra trong hệ thống thông tin phân cực kép, nó bị chi  
phối bởi các đặc tính của anten. Để triệt tạp âm nhiễu khử phân cực, chọn loại anten  
có XPD (khả năng phân biệt phân cực chéo) lớn, thường thì XPD của anten khoảng  
30dB, nhưng ở tần số 10GHz thì XPD của anten lại giảm do mưa.  
+ Tạp âm nhiễu kênh lân cận.  
Nhiễu này gây ra bởi kênh lân cận có cùng phân cực với tuyến vệ tinh đang  
xét. Có thể triệt nhiễu kênh lân cận bằng một bộ lọc có đặc tính cắt nhọn.  
4.9.3.3 Tạp âm méo xuyên điều chế  
Tạp âm méo xuyên điều chế là một trong nhiều loại tạp âm ở đường truyền  
thông tin vệ tinh. Tạp âm xuyên điều chế trong vệ tinh sinh ra khi bộ phát đáp của  
nó khuếch đại đồng thời nhiều sóng mang. Các đặc tuyến phi tuyến vào ra của bộ  
phát đáp là nguyên nhân sinh ra tạp âm xuyên điều chế. Bộ khuếch đại đèn sóng  
chạy TWT được sử dụng là thành phần chính của bộ phát đáp.  
m
ứ
c
ra  
mức vào  
Hình 4.12. Đặc tính vào ra của TWT.  
Hình 4.12. mô tả mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của một TWT, nếu quan  
hệ vào ra tuyến tính như đường đứt nét thì không gây ra méo xuyên điều chế. Tuy  
nhiên trong thực tế đặc tuyến của TWT không tuyến tính nên gây ra xuyên điều chế.  
Khi mức vào vượt quá một giá trị nào đó, thì mức ra của TWT không tăng được nữa  
mặc dù mức vào vẫn tăng đáng kể, hiện tượng này gọi là bão hoà. Để méo do xuyên  
điều chế nhỏ hơn giá trị cho phép, TWT phải làm việc ở mức thấp hơn điểm bão  
hoà.  
Mức công suất chênh lệch giữa điểm làm việc và điểm bão hoà tại đầu vào và  
đầu ra tương ứng gọi là độ lùi đầu vào (IBO) và độ lùi đầu ra (OBO).  
69  
Mức ra tại điểm  
bão hoà  
Đ
ộ
lù  
i
đ
ầ
độ lùi đầu ra  
m
ứ
c
Mức ra tại điểm  
làm việc  
ra  
u
v
Mức vào tại điểm bão hoà  
Mức vào tại điểm làm việc  
Hinh 4.12. Mức lùi đầu vào và lùi đầu ra.  
Tạp âm xuyên điều chế sinh ra do các sản phẩm xuyên điều chế hoặc méo lọt  
vào băng tần truyền dẫn khi nhiều sóng mang được khuếch đại đồng thời bằng bộ  
khuếch đại TWT phi tuyến. Mức độ xuyên điều chế phụ thuộc vào số sóng mang và  
sự chênh lệch tần số giữa chúng.  
4.10 HIỆU ỨNG DOPPLER  
Hiệu ứng Doppler là hiệu ứng trong đó tần số bị lệch khi độ dài đường liên lạc  
vô tuyến thay đổi theo thời gian, dẫn đến thay đổi về pha liên tục. Nếu tốc độ thay  
đổi đường truyền trực tiếp từ trạm mặt đất đến vệ tinh là V, tốc độ ánh sáng là C,  
∆
f
tần số tín hiệu thu được là f thì sự thay đổi tần số khi thu  
được tính như sau:  
f0V  
f0  
∆
f =  
với  
là tần số tín hiệu.  
C
Nói chung hiệu ứng Doppler gây ra méo trong thông tin vô tuyến băng rộng  
và ở các băng tần gốc đã được giải điều chế có hiện tượng dãn ra hoặc co lại.  
Nhưng nó không ảnh hưởng nhiều đối với các vệ tinh quỹ đạo elip hay hệ thống vệ  
tinh địa tĩnh.  
4.11 TRỄ TRUYỀN DẪN:  
Trong thông tin vệ tinh, hiện tượng trễ tín hiệu xảy ra khi cự ly thông tin  
quá dài, vì toàn bộ đường truyền sóng của tuyến lên và xuống là hơn 72.000km, gây  
ra sự trễ tín hiệu lên đến 250ms. Nhưng thời gian trễ 500ms mới ảnh hưởng đến  
cuộc thoại. Do đó nên tránh làm việc với hai bước nhảy (có trạm mặt đất chuyển  
tiếp cho thông tin giữa hai trạm cần liên lạc với nhau) vì sẽ gây độ trễ quá 1s.  
pdf 17 trang myanh 23501 Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Thông tin vi ba vệ tinh - Chương 4: Khái niệm chung về thông tin vệ tinh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thong_tin_vi_ba_ve_tinh_chuong_4_khai_niem_chung.pdf