Chương 1: Tổngquan về thông tin vệ tinh
Trình bày về ứng dụng, dịch vụ, công nghệ, kỹ thuật và một số vấn đề của
thông tin vệ tinh.
Chương 2: Nhiễu trong hệ thống thông tin vệ tinh
Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống, các tham số đánh
giá chất lượng hệ thống và một số phương pháp tính nhiễu.
Chương 3: Nhiễu trong thông tin vệ tinh các kết quả đo và giải pháp hạn chế
nhiễu
Đưa ra các thông tin chung về các nguồn nhiễu, loại nhiễu, các con số thống
kê về nguyên nhân gây nhiễu. Sau đó, với mỗi loại nhiễu được mô tả,đánh giá ảnh
hưởng đến chất lượng dịch vụ, phân tích nguyên nhân và đưa ra biện pháp hạn chế
khắc phục,cósử dụng kết quả đo để minh họa.
Tính toán công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của mỗi sóng mang khi
phát một, nhiều sóng mang trên một bộ phát đáp. Tính toán công suất trạm mặt đất
khi phát bão hòa bộ phátđáp.
83 trang |
Chia sẻ: nhungnt | Lượt xem: 4325 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nhiễu trong thông tin vệ tinh, kết quả đo và một số giải pháp hạn chế nhiễu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Bùi Ngọc Thạch
NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH KẾT QUẢ
ĐO VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2008
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Bùi Ngọc Thạch
NHIỄU TRONG THÔNG TIN VỆ TINH, KẾT QUẢ
ĐO VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NHIỄU
Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành : Kỹ thuật vô tuyến và thông tin liên lạc
Mã số : 2.07.00
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN MINH TUẤN
Hà Nội - 2008
1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin viễn thông có những bước tiến
rất nhanh, đóng vai ngày càng quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế.
Không nằm ngoài xu hướng đó, thông tin vệ tinh cũng không ngừng phát triển với
các ứng dụng, dịch vụ cho các ngành, lĩnh vực như: quân sự, viễn thông, khí tượng
thủy văn, hàng hải, khác thác dầu, giáo dục, y tế, phát thanh, truyền hình...đặc biệt
là sự bùng nổ của truyền hình DTH. Với nhu cầu ngày càng lớn, các công nghệ, kỹ
thuật trong lĩnh vực thông tin vệ tinh cũng được tìm hiểu nghiên cứu, ứng dụng vào
thực tiễn rất nhiều.
Để đáp ứng nhu cầu rất lớn về dịch vụ thông tinh vệ tinh, số lượng quả vệ
tinh trên quỹ đạo được phóng lên ngày càng nhiều, khoảng cách giữa các quả vệ
tinh cũng bị thu hẹp từ khoảng cách 40, 20 trước đây, hiện nay tại một vị trí quỹ đạo
có thể có vài quả vệ tinh, các dải tần vệ tinh C, Ku, Ka được sử dụng một cách tối
đa, công nghệ phủ sóng spotbeam cũng được nhiều nhà khai thác vệ tinh sử dụng.
Với việc khai thác tối đa nguồn tài nguyên thông tin vệ tinh, khả năng xuất
hiện, gây nhiễu trong cùng hệ thống cũng như giữa các hệ thống càng dễ xảy ra.
Trong thông tin vệ tinh tác động, ảnh hưởng của nhiễu đến chất lượng dịch vụ rất
lớn. Các nguồn nhiễu như: nhiễu sóng mang lân cận, nhiễu vệ tinh lân cận, nhiễu do
chính hệ thống của khách hàng, nhiễu xuyên phân cực, nhiễu mặt trời và nhiều loại
nhiễu khác.
Vì vậy, việc tìm hiểu nghiên cứu về nhiễu trong thông tin vệ tinh là rất cần
thiết, đặc biệt hiện nay nước ta đã phóng vệ tinh VINASAT-1 và sẽ phóng thêm
những quả vệ tinh khác trong tương lai.
Với các yêu cầu đó đề tài “Nhiễu trong thông tin vệ tinh, kết quả đo và một
số giải pháp hạn chế nhiễu” được lựa chọn để nghiên cứu, phân tích ứng dụng
thực tế, làm cơ sở xây dựng nên các quy trình xử lý nhiễu, nó rất hữu ích đối với
những người khai thác và khách hàng sử dụng dịch vụ thông tin vệ tinh.
2
Nội dung luận văn này gồm có 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về thông tin vệ tinh
Trình bày về ứng dụng, dịch vụ, công nghệ, kỹ thuật và một số vấn đề của
thông tin vệ tinh.
Chương 2: Nhiễu trong hệ thống thông tin vệ tinh
Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống, các tham số đánh
giá chất lượng hệ thống và một số phương pháp tính nhiễu.
Chương 3: Nhiễu trong thông tin vệ tinh các kết quả đo và giải pháp hạn chế
nhiễu
Đưa ra các thông tin chung về các nguồn nhiễu, loại nhiễu, các con số thống
kê về nguyên nhân gây nhiễu. Sau đó, với mỗi loại nhiễu được mô tả, đánh giá ảnh
hưởng đến chất lượng dịch vụ, phân tích nguyên nhân và đưa ra biện pháp hạn chế
khắc phục, có sử dụng kết quả đo để minh họa.
Tính toán công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của mỗi sóng mang khi
phát một, nhiều sóng mang trên một bộ phát đáp. Tính toán công suất trạm mặt đất
khi phát bão hòa bộ phát đáp.
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo TS.Trần Minh Tuấn và các thầy cô giáo Khoa Điện tử Viễn
thông - Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội và các đồng nghiệp
của mình. Vì đây là một lĩnh vực khó nên các nội dung không tránh khỏi còn hạn
chế và thiếu sót.
Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, phê bình của các thầy cô giáo
cũng như các đồng nghiệp để có thể bổ sung vào nội dung của luận văn này.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH
1.1. Giới thiệu chung về thông tin vệ tinh
1.1.1. Giới thiệu chung:
Trong những năm trở lại đây, thông tin vệ tinh đó có những phát triển vượt
bậc, việc sử dụng những kỹ thuật mới làm cho các dịch vụ của thông tin vệ tinh trở
thành một dịch vụ phổ thông trên khắp thế giới. Hàng ngày hai hệ thống thông tin
vệ tinh toàn cầu lớn là Intelsat và Intersputnyk bay vũng quanh trái đất cung cấp
hàng ngàn kênh thoại cố định nối hàng trăm quốc gia với nhau. Ngoài ra cũng có
các vệ tinh khu vực như Aussat, Eusat, Arbsat… cung cấp các dịch vụ thoại cố
định, phát thanh truyền hình, truyền số liệu, đảm bảo thông tin dẫn đường cho hàng
không, cứu hộ hàng hải, thăm dò tài nguyên bằng hệ thống vệ tinh tầm thấp, các
chương trình đào tạo giáo dục từ xa… Tóm lại, ngày nay thông tin vệ tinh có mặt
hầu hết trong mọi lĩnh vực về viễn thông. Thông tin vệ tinh là thông tin giữa các
trạm mặt đất nhờ trạm lặp là trạm vệ tinh và là một trong ba loại thông tin vụ tuyến
vũ trụ để phân biệt với hai loại thông tin vụ tuyến vũ trụ khác là thông tin giữa một
trạm mặt đất với một trạm vũ trụ hay thông tin giữa hai trạm vũ trụ với nhau.
Intelsat là một tổ chức viễn thông quốc tế hoạt động phi lợi nhuận do hơn
một trăm nước thành viên góp vốn. Mạng thông tin vệ tinh do Intelsat cung cấp
ngày nay đang là mạng vệ tinh lớn nhất thế giới, cung cấp hơn 2/3 tổng số kênh liên
lạc quốc tế toàn cầu. Intersputnyk có mạng vệ tinh cho hơn chục nước tham gia vào
mạng thông tin liên lạc cố định và phủ sóng phát thanh truyền hình.
1.1.2. Đặc điểm của thông tin vệ tinh:
- Vùng phủ sóng lớn: Từ quĩ đạo địa tĩnh cách trái đất khoảng 37000 km vệ
tinh có thể nhìn thấy 1/3 trái đất, như vậy chỉ cần 3 vệ tinh trên quĩ đạo là có thể
phủ sóng toàn cầu.
4
- Dung lượng thông tin lớn: Với băng tần cung cấp rộng và sử dụng kỹ thuật
tái sử dụng băng tần, hệ thống thông tin vệ tinh cho phép đạt được dung lượng
thông tin rất cao.
- Độ tin cậy cao: Do tuyến thông tin vệ tinh chỉ có 3 trạm (2 trạm mặt đất đầu
cuối thông tin và trạm lặp vệ tinh) nên xác suất hư háng trên tuyến rất nhỏ.
- Tính linh hoạt cao.
- Đa dạng về loại hình dịch vụ.
1.2. Cấu trúc của tuyến liên lạc vệ tinh:
1.2.1. Các thiết bị trong tuyến liên lạc thông tin vệ tinh:
Không giống như trong các hệ thống thông tin khác là thông tin giữa các
phần tử trên mặt đất, mà tuyến thông tin trong thông tin vệ tinh là tuyến liên lạc
giữa một phần tử trên mặt đất và một phần tử trong không gian vũ trụ là vệ tinh nên
trong tuyến liên lạc thông tin vệ tinh bao gồm hai phần là phần không gian và phần
mặt đất.
Các phần không gian và mặt đất được xem xét kỹ thuật dưới đây:
- Phần không gian bao gồm vệ tinh, các thiết bị trên vệ tinh, thiết bị điều khiển
đo xa, các thiết bị cung cấp nguồn.
- Phần mặt đất cũng gọi là các trạm mặt đất bao gồm anten thu phát và các
thiết bị điều khiển bám vệ tinh, ống dẫn sóng các bộ chia cao tần và ghép công suất,
máy thu tạp âm thấp và các bộ giải điều chế, các bộ đổi tần lên xuống, các bộ
khuếch đại công suất lớn và các bộ điều chế.
1.2.2. Tuyến liên lạc qua hệ thống thông tin vệ tinh:
- Tại trạm phát: Các tín hiệu có băng tần cơ bản được điều chế thành trung tần,
sau đó được đổi lên cao tần nhờ bộ đổi tần tuyến lên UC (Up Converter) rồi được
khuếch đại lên mức công suất cao nhờ bộ khuếch đại công suất lớn HPA (High
Power Amplifier) và được phát lên vệ tinh qua anten phát.
5
- Tại trạm thu: Tín hiệu cao tần phát từ vệ tinh được thu bởi anten thu qua bộ
khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) và được đổi xuống trung tần
nhờ bộ đổi tần xuống DC (Down Converter), sau đó qua bộ giải điều chế để khắc
phục lại băng tần cơ bản giống bên phát.
1.3. Các vấn đề trong truyền sóng:
1.3.1. Tần số công tác của thông tin vệ tinh:
Sóng điện từ có dải rộng được dùng trong thông tin vệ tinh tuỳ vào sự khác
nhau về mục đích sử dụng. Sóng có tần số cao dễ bị hấp thụ và tiêu hao trong tầng
khí quyển, trong sương mù và đặc biệt là mưa. Sóng tần thấp lại bị yếu đi nhiều khi
đi qua nhiều tầng điện ly do bị hấp thụ hay bị phản xạ. Uỷ ban tư vấn quốc tế về vô
tuyến CCIR khuyến nghị dải tần làm việc trong thông tin vệ tinh là 1 GHz- 10 GHz,
đó là dải tần thực tế nhất trong thông tin vệ tinh và nó được gọi là “cửa sổ vô
tuyến”.
Các băng tần được sử dụng: Hiện nay thông tin vệ tinh sử dụng chủ hai băng
tần C và Ku với tần số cho tuyến lên và tuyến xuống là 4/6 cho băng tần C và 11/14
D/C LNA U/C HPA DEM MOD
Hình 1.1: Đường liên lạc thông tin vệ tinh.
6
cho băng tần Ku, ngoài ra hiện nay băng tần 30/20 cũng mới được đưa vào sử dụng
(tần số tính bằng đơn vị GHz).
Độ rộng băng tần của thông tin vệ tinh là 500 MHz và nó được chia ra thành
các băng tần nhỏ hơn 36 MHz hoặc 70 MHz.
Tuy vậy để nâng cao giá trị hiệu dụng của băng tần nhằm tăng dung lượng
thông tin người ta đó sử dụng kỹ thuật sử dụng lại băng tần cho phép nâng băng tần
hiệu dụng lên tới 2590 MHz. Các kỹ thuật sử dụng lại băng tần thường được sử
dụng gồm có:
- Tái sử dụng băng tần bằng cách chọn phân cực: Các băng tần giống nhau
được phát xạ do các anten thông qua các bộ phát đáp khác nhau sử dụng phân cực
trực giao của sóng điện từ.
- Trong thông tin vệ tinh sóng điện từ phân cực theo hai loại tròn và tuyến tính
để truyền đi trong không gian, và để thu được những sóng điện từ đó thì anten thu
cũng phải có phân cực tương ứng. Anten có thu phân cực tuyến tính thu được với
mức lớn nhất sóng điện từ cùng phân cực nếu góc nghiêng sóng điện từ và anten
trong không gian là như nhau.
- Tái sử dụng băng tần bằng cách phân biệt các chùm tia phát xạ từ anten. Các
băng tần giống nhau được phát đi bằng các anten trên vệ tinh dùng các bộ phát đáp
khác nhau có các chùm tia thu và các chùm tia phát không trùng lên nhau.
1.3.2. Phân định tần số trong thông tin vệ tinh:
Việc phân định tần số được thực hiện theo Điều lệ vô tuyến điện ở mỗi khu
vực của ITU. Có ba khu vực của ITU; Nhật Bản nằm ở khu vực 3:
Khu vực 1: Châu Âu, Châu Phi, Liên bang Xô Viết cũ và các nước Đông Âu
Khu vực 2: Các nước Nam và Bắc Mỹ
Khu vực 3: Châu Á và châu Đại dương
Tuy nhiên do có sự khác nhau giữa các khu vực đối với dịch vô thông tin vệ
tinh nên phân định tần số cho ba khu vực này thường được tiến hành với một vài
ngoại lệ.
7
Bảng 1.1 Tần phân loại sóng vô tuyến điện:
Tần số Dải tần số Tần băng tần
Phân loại
theo bước sóng
Sử dụng chủ yếu
trong
1 30-300Hz Tần số cực kỳ
thấp (VLF)
Sử dụng
trong vật lý
2 300Hz-3KHz Tần số cực
thấp (EHF)
Chưa được phân định
3 3-30KHz Tần số rất
thấp (VLF)
Sóng Mm
(chục nghìn m)
Vô tuyến hàng hải,thông
tin di động hàng hải
4 300-3000KHz Tần số thấp
(LF)
Sóng Km Thông tin di động hàng
không. Vô tuyến hàng hải
5 3-30MHz Tần số trung
bình (MF)
Sóng Hectomet
(cỡ trăm m)
Phát thanh
Thông tin hàng hải
Thông tin quốc tế
6 30-300MHz Tần số cao
(HF)
Sóng decamet
(cỡ chục m)
Phát thanh sóng ngắn
Các loại thông tin di động
Các loại thông tin cố định
7 300-3000MHz Tần số rất cao
(VHF)
Sóng m
Phát thanh FM và truyền
hình
Các loại thông tin di động
8 3-30 GHz Tần số cực
cao (UHF)
Sóng dm
Truyền hình
Các loại thông tin di động
Các loại thông tin cố định
9 30-300 GHz Tần số siêu
cao (SHF)
Sóng cm
Thông tin vệ tinh và
rada
Viễn thông công cộng
Vô tuyến thiên văn
10 30-300 GHz
Tần số vô
cùng cao
(DHF)
Sóng mm
Vô tuyến thiên văn
Rada sóng mm
Nghiên cứu và thử
nghiệm
11 300-3000 GHz
Sóng
decimilimet Chưa được phân định
8
1.3.3. Tần số sử dụng cho thông tin vệ tinh cố định:
Việc phân định tần số cho các dịch vô thông tin vệ tinh cố định nghĩa là vệ
tinh các điểm cố định. Trong này tần các băng tần như L, S và C được sử dụng rộng
rãi ở nhiều nước, bao gồm cả Nhật và Mỹ, đó là tần phổ thông không được quốc tế
công nhận.
Phân định tần số cho dịch vô thông tin vệ tinh cố định
Tần các tần số:
L: 1.0 – 2.0 GHz Ka: 26.5 –40.0 GHz
S : 2.0 – 4.0 GHz K: 18.0 – 26.5 GHz
C: 4.0 – 8.0 GHz Ku: 12.4 – 18.0 GHz
X: 8.0 – 12.4 GHz
- Băng C (6/4 GHz, cho đường lên gần 6 GHz và đường xuống gần 4 GHz)
Nằm ở khoảng giữa cửa sổ tần số, băng tần này chỉ suy hao ít do mưa và
trước đây đó được sử dụng cho hệ thống Viba dưới mặt đất; do đó sự phát triển của
thiết bị đó ở mức tiên tiến, nó được 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 (các băng 14/12 GHz và 14/11 GHz)
Băng này được sử dụng rộng rãi tiếp sau băng C cho viễn thông công cộng.
Nó được ưu tiên dùng hơn trong thông tin nội địa và thông tin giữa các công ty, do
tần số cao nên cho phép trạm mặt đất sử dụng được những Anten kích thước nhỏ.
- Băng Ka (30/20 GHz)
Băng Ka lần đầu tiên được sử dụng cho một đường thông tin thương mại qua
vệ tinh thông tin “SAKURA” của Nhật. Ưu điểm của thông tin vệ tinh sử dụng băng
tần này là cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ. Mặt khác nó cũng có những
nhược điểm là giá thành thiết bị tương đối cao để khắc phục suy hao lớn do mưa. Ở
Nhật khi sử dụng băng C và Ku vì hai băng tần này dễ gây nhiễu cho hệ thống viba
đặt ở các vùng khác nhau trên nước Nhật. Băng Ka 30/20 GHz có một ưu điểm là
không gây nhiễu với các hệ thống viba đó được sử dụng.
9
Bảng 1.2 Các băng tần sử dụng cho thông tin vệ tinh
Băng tần Tần thông dụng Đặc tính và ứng dụng
6/4 GHz Băng C
Phù hợp nhất cho thông tin vệ tinh
Dùng cho thông tin quốc tế và nội địa
14/12 GHz Băng Ku
Bị suy hao do mưa
Sử dụng cho thông tin quốc tế và nội địa
30/20 GHz Băng Ka
Bị suy hao nhiều do mưa
Sử dụng cho thông tin nội địa
1.3.4. Phân cực sóng:
- Phân cực sóng là gì
Trường điện từ của một sóng vô tuyến điện khi đi trong một môi trường (như
là khí quyển) dao động theo một hướng nhất định. Phân cực là hướng dao động của
điện trường.
Có hai loại phân cực sóng vô tuyến điện được sử dụng trong thông tin vệ
tinh: sóng phân cực thẳng và sóng phân cực tròn.
- Sóng phân cực thẳng
Một sóng phân cực thẳng có thể tạo ra bằng cách dẫn các tín hiệu từ một ống
dẫn sóng chữ nhật đến 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 được bố trí giống tư thế của anten phía phát.
Khi đặt nó vuông góc, thì không thể thu được sóng này ngay cả khi sóng đi
vào ống dẫn sóng vì nó không được nối với đường cáp đồng trục. Mặc dù sóng phân
cực thẳng thì dễ dàng tạo ra, nhưng cần phải điều chỉnh hướng của ống dẫn sóng
anten thu sao cho song song với mặt phẳng phân cực của sóng đến.
- Sóng phân cực tròn
Sóng phân cực tròn là sóng 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 với nhau và góc lệch pha là 900. Sóng phân cực tròn là sóng phân cực phải hay
10
trái phụ thuộc vào sự khác pha giữa các sóng phân cực thẳng và sớm pha hay chậm
pha.
Phân cực quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ với tần
số bằng tần số sóng mang. Đối với sóng phân cực tròn mặc dầu không cần điều
chỉnh hướng của loa thu, nhưng mạch fiđơ của anten trở nên phức tạp hơn đôi chút.
1.3.5. Tạp âm:
- Khỏi niệm về tạp âm trong thông tin vệ tinh
Tạp âm được hiểu là tín hiệu không mong muốn có trong luồng tín hiệu thu
về, tạp âm làm giảm chất lượng thông tin, ví dụ như tạp âm làm giảm tỷ số tín hiệu
trên nhiễu S/N, hoặc làm giảm tỷ số sóng mang trên tạp âm, tăng tín hiệu lỗi bit
đường truyền. Trên thực tế đối với các hệ thống tin khác thì tạp âm thường rất nhỏ
so với tín hiệu hữu ích, nhưng trên tuyến thông tin vệ tinh, tín hiệu hữu ích thu được
thường rất nhỏ, trong khi đó tạp âm thì lại rất lớn do khoảng cách truyền của thông
tin rất dài (khoảng cách 37000 km). Tạp âm cũng được góp nhặt bởi anten từ môi
trường truyền sóng, suy hao do mưa. Tín hiệu thu về xem như bị chỡm trong tạp
âm. Vì thế nghiên cứu tạp âm là một vấn đề rất quan trọng không thể thiếu trong
thông tin vệ tinh.
- Các nguồn tạp âm trong thông tin vệ tinh
Tạp âm vũ trụ:
Tạp âm vũ trụ hình thành do nhiễu bức xạ cao tần từ các dải ngân hà, phát xạ
của mặt trăng, tác động mạnh ở dải tần dưới 10 GHz.
Tạp âm khí quyển:
Ô xy, ni tơ, hơi nước, sương mù, có trong khí quyển hấp thụ năng lượng
sóng điện từ có tần số xấp xỉ bằng tần số dao động của các phần tử khí nói trên khi
sóng điện từ truyền qua nó, chính sự hấp thụ này làm cho sóng điện từ bị suy yếu đi
và tạp âm cũng sinh ra từ đó. Trong thông tin vệ tinh dải tần từ 1 đến 10 GHz khi
góc ngẩng của anten dưới 5o thì mức suy hao do ảnh hưởng tầng đối lưu sẽ nhỏ hơn
11
1,5 dB. Suy hao do mây mù vào khoảng 1 dB trong dải tần 4-6 GHz (băng C) và
suy hao khoảng 3 dB trong dải tần 7 GHz và nhỏ hơn 6 dB ở dải tần 10 GHz.
Tạp âm do mưa:
Sóng điện từ không những bị suy hao do mưa mà còn cộng thêm tạp âm sinh
ra do các bức xạ siêu cao của mưa, thêm vào đó nhiệt độ nước mưa cũng là nguồn
tạp âm nhiệt. Có thể nói trong các nguồn tạp âm trong thông tin vệ tinh thì tạp âm
do mưa sinh ra cần phải lưu ý nhất. Do đó trong tính toán tuyến truyền thông tin vệ
tinh, để đảm bảo chất lượng thông tin người ta phải có tính toán đến sự dự trữ cho
mưa và đây cũng là một bài toán rất phức tạp.
Tạp âm trái đất:
Mặt đất phản xạ sóng điện từ đối với các búp sóng phụ của anten trạm mặt
đất, các búp sóng phụ này gây ra tạp âm ảnh hưởng trực tiếp từ mặt đất và tạp âm
khí quyển từ phản xạ từ mặt đất. Nhiệt tạp âm do ảnh hưởng của trái đất trong
khoảng từ 3-25˚K.
Tạp âm nhiệt:
Tạp âm sinh ra do hoạt động ngẫu nhiên của các điện tử tự do của các vật
dẫn điện, khi chuyển động các điện tử này va chạm với các nguyên tử và sinh ra tạp
âm nhiệt, mặc dù khi các vật dẫn hở mạch, các điện tử chuyển động hỗn loạn vẫn
sinh ra tạp âm nhiệt.
1.4. Đa truy nhập trong thông tin vệ tinh:
Trong một hệ thống thông tin vệ tinh, các trạm mặt đất liên lạc với nhau
thông qua vệ tinh. Vì vậy trong thông tin vệ tinh việc sử dụng các phương thức truy
nhập tới và từ vệ tinh được nghiên cứu một cách hết sức kỹ để có thể chọn lựa sử
dụng phương pháp có hiệu quả nhất. Băng tần của một vệ tinh thông thường được
chia thành những băng tần nhỏ, được khuếch đại một cách riêng rẽ dùng trong mỗi
bộ phát đáp. Việc truy nhập cho mỗi bộ phát đáp có thể được giới hạn với một trạm
mặt đất tại một điểm, hoặc cũng có thể thực hiện đồng thời nhiều sóng mang một
lúc. Trong một vệ tinh thì có thể bao gồm cả hai phương pháp truy nhập nói trên.
12
Một số bộ phát đáp chỉ làm việc với một sóng mang đơn, trong khi đó cũng có
những bộ phát đáp làm việc với nhiều sóng mang đơn và còn có những bộ phát đáp
lại xử lý một luồng thông tin nhiều sóng mang. Đó chính là các phương pháp truy
nhập tới các bộ phát đáp của vệ tinh.
Phần này giới thiệu các chọn lựa sẵn và các phương pháp truy nhập tới và từ
vệ tinh. Hiện nay hệ thống thông tin vệ tinh áp dụng phổ biến các phương thức đa
truy nhập khác nhau sử dụng tần số, thời gian, không gian hay sử dụng phương
pháp xử lý mã như phương pháp: FDMA, TDMA, CDMA, OMA, RMA, DAMA…
Truy nhập có thể được hiểu là nhiều người sử dụng chia nhau sử dụng cùng một tài
nguyên chung. Trong lĩnh vực thông tin vệ tinh thì những người sử dụng ở đây là
những trạm mặt đất có cùng kiểu dịch vô và khi các tuyến ISL (InterSatellite Link)
trở nên thông dụng thì khỏi niệm về người sử dụng cũng được mở rộng ra, bao gồm
các vệ tinh khác nhau và các dịch vụ khác trong tương lai.
Dưới đây trình bày một cách tổng quát một số kỹ thuật đa truy nhập thường
được sử dụng nhất đó là kỹ thuật FDMA và kỹ thuật TDMA.
1.4.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA):
FDMA là một phương thức đa truy nhập dùng trong thông tin vệ tinh, được
sử dụng khi có nhiều trạm mặt đất cùng làm việc trong một hệ thống thông tin vệ
tinh, dựa vào nguyên tắc phâ