Luận văn viễn thông Cấu trúc trạm LESHải Phòng. Đi sâu phân tích truy nhập giữa hệ thống INMminiM với mạng vô tuýên

Nhằm mục đích cung cấp các dịch vụ thông tin cho mộtkhu vực, nh dịch vụ thoại cố định, phát thanh truyền hình, truyền số liệu và thiếtlập thông tin với các vùng khác, và các khu vực khác

Mục lục

Lời nói đầu 4

Chơng I: hệ thống thông tin vệ tinh 5

1.1 tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh 5

1.1.1 Giới thiệu chung 5

1.1.2 Đặc điểm thông tin vệ tinh 7

1.1.3 Các hệ thống thông tin vệ tinh 9

1.1.4 Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh 9

1.1.4.1 Khâu không gian 10

1.1.4.2 Khâu mặt đất 10

1.1.4.3 Khâu ngời sử dụng 10

1.1.5 Tham số kỹ thuật của hệ thống thông tin vệ tinh 10

1.1.5 1 Công suất hệ thống 10

1.1.5 2 Nhiệt độ tạp âm hệ thống Ts 10

1.1.5 3 Tỷ số G/T của trạm mặt đất 11

1.1.5 4 Tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N) 11

1.1.5 5 Hệ số khuyếch đại anten (G) 11

1.1.5 6 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N 11

1.1.5 7 Tỷ số Eb/No 12

1.1.5 8 Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm C/T 12

1.1.5 9 Nhiệt độ tạp âm anten và các loại nhiễu khác 12

1.1.5 10 Méo xuyên điều chế (IM) 12

1.1.6 Băng tần 13

1.1.6 1 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh 13

1.1.6 2 Sử dụng băng tần 13

1.1.7 Chức năng thông tin của hệ thống thông tin vệ tinh 14

1.1.7.1 Phát tín hiệu báo động cứu nạn chiều tàu - bờ 14

1.1.7.2 Chuyển tiếp tín hiệu báo động cứu nạn theo chiều bờ- tàu 14

1.1.7.3 Báo động cứu nạn theo chiều bờ - tàu qua hệ thống safety net quốc tế 15

1.1.7 4 Thông tin phối hợp tìm kiếm cứu nạn 15

1.1.7 5 Thông báo MSI thông qua safety net quốc tế 15

1.1.7 6 Thông tin hiện trờng 16

1.1.7 7 Thông tin thông thờng 16

1.1.7 8 Thu phát tín hiệu định vị 16

1.1.8 Các phơng thức trong hệ thống thông tin vệ tinh INM 16

1.1.8.1 Thông tin thoại 16

1.1.8 2 Facsimile 16

1.1.8 3 Telex 16

1.1.8 4 Truyền thông dữ liệu 16

1.1.8 5 Phát gọi nhóm tăng cờng 17

1.2 Các hệ thống thông tin INMARSAT 17

1.2.1 Giới thiệu hệ thống INMARSAT 17

1.2.2 Hệ thống thông tin INMARSAT-A 18

1.2.3 Hệ thống thông tin INMARSAT-B 18

1.2.3 Hệ thống thông tin Inmarsat-C 19

1.2.4 Hệ thống INMARSAT-M 20

1.2.5 Hệ thống INMARSAT-E 21

1.2.6 Hệ thống INMARSAT-miniM 21

chơng II Cấu trúc trạm les hải phòng 23

2.1.Giới thiệu chung về cấu trúc hệ thống LES 23

2.2 Khối điều chế giải điều chế và đa truy nhập 23

1

2.2.1 Cấu trúc của khối ACSE, Bộ điều chế và giải điều

chế 223

2.2.1.1 Chức năng của khối ACSE 24

2.2.1.2 Các nhóm chức năng 24

2.2.1.3 Bộ điều chế và giải điều chế 27

2.3 Cấu trúc hệ thống anten 27

2.3.1 Anten 29

2.3.2 Hệ thống Feed 30

2.3.3 Phơng pháp điều khiển Anten 31

2.3.3.1 Phơng pháp điều khiển từng bớc 31

2.3.4 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của các khối điều khiển anten 32

2.3.4.2 Khối máy thu beacon 34

2.3.4.3 Khối điều khiển anten 36

2.3.4.4 Khối điều khiển motor 38

2.4 Phần cao tần 40

2.4.1 Khối khuếch đại công suất cao 40

2.4.2 Khối khuếch đại tạp âm thấp 40

2.4.3 Khối chia đờng tín hiệu 40

2.4.4 Bộ đổi tần lên U/C 41

2.4.5 Bộ đổi tần xuống D/C 41

2.4.6 Cấu trúc và hoạt động của các khối phát tín hiệu 42

Hình 2.13 Sơ đồ khối phát 42

2.4.7 Cấu trúc và hoạt động của khối thu tín hiệu 43

Chơng III - Đi sâu phân tích quá trình truy nhập giữa hệ thống inm-miniM với mạng vô tuyến 447

3.1 Kỹ thuật ghép kênh, đa truy nhập, mã hoá và điều chế 47

3.1.1 Kỹ thuật ghép kênh 47

3.1.1.1 Ghép kênh TDM tín hiệu số(digital) 47

3.1.1.2 Ghép kênh TDM tín hiệu tơng tự (analog) 48

3.1.1.3 Ghép kênh theo tần số FDM 49

3.1.2 Các phơng pháp đa truy nhập 49

3.1.2.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA - Fryquency Division Multiple Access 50

3.1.2.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) 51

3.1.2.3 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA 53

3.1.2.4 Phơng pháp SDMA 54

3.1.2.5 Phơng pháp truy nhập ngẫu nhiên (RMA) 55

3.1.3 Phơng thức mã hoá FEC 56

3.1.3.1 Bộ mã hoá và giải mã FEC 56

3.1.4 Các phơng pháp điều chế 57

3.1.4.1 Phơng pháp điều chế BPSK (Binary Pha Shift Keying) 57

3.1.4.2 Phơng pháp điều chế O-QPSK (offset quadrature pha shift keying) 60

3.2 Đi sâu phân tích quá trình truy nhập giữa hệ

thống INMARSAT-miniM với mạng vô tuyến 63

3.2.1 quá trình truy nhập trong thông tin của hệ thống 63

INM-miniM 63

3.2.1.1 Thiết lập cuộc gọi 63

3.2.2 Gói tin SU ( Signal unit) 69

3.2.3 Chức năng của các kênh thông tin INMARSAT-miniM 75

3.2.3.1 Kênh NCSTDM (Tỉ lệ mã hoá 6bit/s,1/2 FEC,BPSK) 75

3.2.3.2 Kênh LESTDM (Tỉ lệ mã kênh 6kbit/s,1/2FEC,PBSK) 75

3.2.3.3 Kênh báo hiệu MES (Tỉ lệ mã kênh 3kbit/s, 1/2FEC, BPSK, slotted ALOHA) 75

3.2.3.4.Kênh chuyển điện SCPC 75

3.2.4 Truy nhập trong kênh MESRQ & MESRP 77

3.2.4.1 Đặc tính chung của kênh MESRQ & MESRP 78

3.2.5 Truy nhập trong kênh NCS TDM & LES TDM 79

3.2.6 Truy nhập trong kênh ( SCPC) 81

3.2.6.1 Truy nhập trong kênh dữ liệu (MSED/LESD) 83

3.2.6.2 Truy nhập trong kênh báo hiệu trong băng 84

Kết luận 94

Tài liệu tham khảo 95

Từ viết tắt 96

Lời nói đầu

Ngày nay chúng ta đang sống trong một kỉ nguyên của sự bùng nổ về công

nghệ thông tin và sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ tin học và điện tử viễn thông Các quốc gia đều coi viễn thông-tin học là một trong những ngành mũi nhọn để đầu t,phát triển, làm đòn bẩy để kích thích sự phát triển của các ngành kinh tế quốc dân khác

Ngành hàng hải của nớc ta trong những năm qua có những bớc phát triển quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu đòi hỏi về số lợng thuê bao ngày càng

tăng của khách hàng, chất lợng dịch vụ và thời gian thông tin nhanh hơn Có đợc

những thành tựu này là nhờ ứng dụng các công nghệ, kĩ thuật hiện đại và tiên tiến vào quá trình khai thác Một trong các kĩ thuật đợc ứng dụng đó là kĩ thuật truy nhập Đây là khâu quan trọng trong quá trình kết nối giữa các thiết bị đầu cuối với nhau Đó là lí do em chọn vấn đề truy nhập trong luận văn tốt nghiệp của mình Mà cụ thể luận văn tốt nghiệp của em là:

“Cấu trúc trạm LES-Hải Phòng Đi sâu phân tích truy nhập giữa hệ thống INM-miniM với mạng vô tuýên”

Cấu trúc bản luận văn gồm 4 chơng :

*Chơng 1 : Tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh

*Chơng 2 : Cấu trúc trạm LES-Hải Phòng

*Chơng 3 : Đi sâu phân tích truy nhập giữa hệ thống INM-miniM với mạng

vô tuýên Kết luận và tài liệu tham khảo

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo “Th.s Nguyễn Ngọc Sơn”và các thầy

giáo trong khoa Điện-Điện tử tàu biển và các cô chú công tác tại công ty

VISHIPEL đã hớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bản luận văn này.

3

Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế, nên bản luận văn nàykhông tránh khỏi còn nhiều thiếu sót Nhằm hoàn thiện hơn kiến thức của mình,phục vụ tốt hơn cho công tác và cuộc sống, em sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn đềtài này Kính mong nhận đợc sự thông cảm và đóng góp ý kiến của các thầy giáocùng các bạn bè đồng nghiệp

1.1 tổng quan hệ thống thông tin vệ tinh

1.1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay chúng ta đang sống trong thế kỷ của sự bùng nổ công nghệthông tin Nhờ có các phơng tiện hiện đại và công nghệ cao, cộng với sự pháttriển công nghệ của các ngành có liên quan Đã tạo điều kiện cho ngành côngnghệ thông tin có mặt ở mọi nơi trong cuộc sống của xung quanh chúng ta Tạo

điều kiện phát triển cho các nghành nghề khác, và trở thành nghành công nghiệpvô cùng hấp dẫn, phát triển đầy hứa hẹn trong tơng lai

Sự ra đời và phát triển của thông tin vệ tinh đã mở ra một thời kỳ mới chongành thông tin viễn thông Nó khắc phục đợc những hạn chế của thông tin vôtuyến mặt đất, có thể truyền tín hiệu đến tất cả các vùng địa lý trên thế giới và giáthành cớc phí rẻ nhất cho các cuộc liên lạc ở khoảng cách xa Thông tin vệ tinh

có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau nh: Dịch vụ telephone, phátthanh truyền hình, truyền số liệu, vô tuyến dẫn đờng, thăm dò tài nguyên, truyềnFaccsimile qua đờng thoại, thông tin an toàn và cứu nạn, trao đổi dữ liệu điện tửEDI (Electronic Data Interchange) phát gọi nhóm tăng cờng và đợc kết nối vớimạng thông tin mặt đất PSTN, PSDN, ISDN Ngành công nghệ sản xuất thiết bịthông tin vệ tinh đã có quá trình phát triển tơng đối dài, và đạt đợc những tiến bộnhất định, các thiết bị ngày càng rẻ hơn

Thông tin vệ tinh đợc thực hiện trên cơ sở một vệ tinh có khả năng thu phátsóng vô tuyến Sau khi phóng vào vũ trụ, vệ tinh có nhiệm vụ thu sóng vô tuyếnnhận đợc từ các trạm mặt đất, khuyếch đại tín hiệu, đổi tần và phát lại sóng vôtuyến đó tới các trạm mặt đất khác

Các vệ tinh phục vụ cho thông tin chuyển động quanh trái đất theo nhữngquỹ đạo khác nhau, và đợc chia làm hai loại chính là vệ tinh quỹ đạo thấp và vệtinh địa tĩnh

-Vệ tinh quỹ đạo thấp (Low Earth Orbit ) có các vệ tinh có độ cao từ 500

đến 1000 km so với bề mặt trái đất

-Vệ tinh quỹ đạo tầm trung MEO (Medium Earth Orbit) Vệ tinh nàyphóng lên quỹ đạo ở độ cao khoảng 6000 – 12000 km

-Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh (Geostationary Earth Orbit) là vệ tinh đợc phóng

tinh bằng chu kỳ quay của trái đất với thời gian là 24 giờ, và cùng chiều quay tức

là từ tây sang đông Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo Dotốc độ góc của vệ tinh và trái đất bằng nhau nên vệ tinh là đứng yên khi quan sát

từ một vị trí cố định trên mặt đất Bởi vậy quỹ đạo địa tĩnh là quỹ đạo lý tởngcho vệ tinh thông tin Nó đảm bảo thông tin ổn định và liên tục suốt 24 giờ trongngày

Các vùng phủ sóng của vệ tinh địa tĩnh: Phủ sóng toàn cầu , phủ sóng khuvực , phủ sóng vùng hẹp , phủ đa điểm và phủ sóng toàn cầu bằng ba vệ tinh địatĩnh

5

Hình 1.1 Vùng phủ sóng của vệ tinh.

Hiện nay có hai hệ thống vệ tinh địa tĩnh của hai hệ thống thông tin vệtinh toàn cầu lớn nhất thế giới là: INTERSAT và INTERSPUTNYK bay vòngquanh trái đất cung cấp hàng ngàn kênh thoại cố định nối hàng trăm quốc gia vớinhau Ngoài các hệ thống thông tin lớn , mỗi khu vực hoặc mỗi quốc gia có các

hệ thống vệ tinh riêng nh : AUSSAT, EUSAT, PANAMSAT, ASIASAT,COMSAT , MEASAT Nhằm mục đích cung cấp các dịch vụ thông tin cho mộtkhu vực, nh dịch vụ thoại cố định, phát thanh truyền hình, truyền số liệu và thiếtlập thông tin với các vùng khác, và các khu vực khác trên thế giới

1.1.2 Đặc điểm thông tin vệ tinh

Thông tin vệ tinh là một trong những hệ thống truyền dẫn vô tuyến, sửdụng vệ tinh để chuyển tiếp tín hiệu đến các trạm trên mặt đất Vì trạm chuyểntiếp vệ tinh có độ cao rất lớn, nên thông tin vệ tinh có các đặc điểm nh sau:

- Thông tin vệ tinh giá thành không phụ thuộc vào cự ly giữa hai trạm

- Có khả năng thông tin quảng bá cũng nh thông tin điểm nối điểm: Một vệtinh có thể phủ sóng cho một vùng rộng lớn trên mặt đất (Vệ tinh địa tĩnh ở búpsóng toàn cầu có vùng phủ sóng chiếm 1/3 bề mặt quả đất ) Nh vậy một trạmmặt đất có thể thông tin với nhiều trạm khác trong vùng phủ sóng đó Nếu có 3

vệ tinh địa tĩnh phóng lên ở 3 vị trí thích hợp thì sẽ phủ sóng toàn cầu, do đó dịch

vụ thông tin toàn cầu sẽ đợc thực hiện

- Có khả năng băng rộng: Các bộ lặp trên vệ tinh thờng là các thiết bị cóbăng tần, có thể thực hiện đợc nhiều loại hình dịch vụ thông tin băng rộng cũng

nh các dịch vụ khác Nhờ áp dụng kỹ thuật sử dụng lại băng tần, nên hệ thốngthông tin vệ tinh cho phép đạt tới dụng lớn trong một thời gian ngắn, mà khôngloại hình thông tin nào có thể đạt đợc

- Độ tin cậy cao: Tuyến thông tin vệ tinh có vai trò nh trạm lặp, để nối liênlạc hai trạm đầu cuối trên trái đất Vì vậy xác suất h hỏng trên tuyến là rất nhỏ

Độ tin cậy trung bình đạt 99,9% thời gian thông tin trên một năm

- ít bị chịu ảnh hởng bởi địa hình của mặt đất: Do độ cao bay của vệ tinh rấtlớn, nên thông tin vệ tinh không bị ảnh hởng bởi địa hình thiên nhiên nh đồi núi,thành phố, sa mạc, đại dơng Sóng vô tuyến chuyển tiếp qua vệ tinh có thể truyềntới các vùng xa xôi hẻo lánh, hải đảo Bởi vậy thông tin vệ tinh là phơng tiện tốtnhất cho các vùng nông thôn và hải đảo cha phát triển, đờng thông tin chất lợngcao tỷ lệ lỗi bít, lỗi kênh có thể đạt tới 10-9

-Tính linh hoạt cao: Hệ thống thông tin đợc thiết lập nhanh chóng trong điềukiện các trạm mặt đất ở rất xa nhau về mặt địa lý Dung lợng có thể thay đổi rấtlinh hoạt tuỳ theo yêu cầu sử dụng

-Đa dạng về loại hình dịch vụ

Dịch vụ thoại, fax, telex cố định

Dịch vụ phát thanh, truyền hình quảng bá

Dịch vụ thông tin di động qua vệ tinh

Dịch vụ vệ tinh dẫn đờng

Dịch vụ trợ giúp y tế

Dịch vụ về an toàn cứu nạn trên biển

Dịch vụ cung cấp đặc tính kĩ thuật cho tầu

Dịch vụ cung cấp vị trí cho tầu

Dịch vụ vệ tinh cỡ nhỏ VSAT DAMA hoặc VSAT TDM/TDMA

Thông tin vệ tinh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấpthông tin cho các vùng hẻo lánh địa hình phức tạp, các đài di động, máy bay vàchuyên mục dành cho nhiều loại khán giả ngày càng đợc mở rộng Đặc biệt làứng dụng cho mục đích an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu GMDSS (GlobalMaritime Distress and Safety Systems)

- Nhợc điểm chính của hệ thống thông tin vệ tinh là trễ đờng truyền dokhoảng giữa các đài phát - vệ tinh - đài thu Khoảng thời gian trễ trung bình là270ms Trong trờng hợp thoại 2 chiều qua vệ tinh là 540ms cho cả đi và về Tác

động chính của trễ truyền dẫn là hiệu ứng tiếng vọng (ngời nói nghe thấy chínhtiếng mình sau khoảng thời gian trễ) Hiệu ứng này trong mạng mặt đất là không

đáng kể do trễ nhỏ (30ms) nhng trầm trọng hơn khi tín hiệu truyền trên cả mạng

vệ tinh và mặt đất Hiệu ứng tiếng vọng trong thông tin vệ tinh đợc hạn chế nhờ

sử dụng các bộ triệt tiếng vọng

1.1.3 Các hệ thống thông tin vệ tinh

Để khai thác hệ thống thông tin vệ tinh có hiệu quả trong nhiều loại hìnhdịch vụ khác nhau Hiện nay đã hình thành nên các hệ thống thông tin vệ tinh nhINTELSAT, INMARSAT, hệ thống thông tin vệ tinh khu vực

Hệ thống INTELSAT là một tổ chức đa quốc gia, không phân biệt thể chếchính trị cũng nh trình độ phát triển, và là hệ thống mở cung cấp các dịch vụthông tin vệ tinh trên toàn cầu dựa trên cơ sở thông tin thơng mại

Hệ thống INMARSAT là một tổ chức đa quốc gia thành lập vào 3/9/1979.Mục đích nhằm điều hành một hệ thống thông tin vệ tinh toàn cầu chủ yếu phục

vụ cho thông tin di động, ban đầu là phục vụ cho ngành hàng hải

7

Hệ thống thông tin vệ tinh khu vực phục vụ cho các mục đích khác nhau

đ-ợc thiết lập cho từng vùng địa lý hoặc cho mỗi quốc gia

1.1.4 Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh

Hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm 3 khâu là: khâu không gian, khâu mặt

đất và khâu ngời sử dụng

Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh1.1.4.1 Khâu không gian

Bao gồm các vệ tinh, các hệ thống nh hệ thống đo xa, truy theo và điềukhiển, các thiết bị cung cấp nguồn chủ yếu lấy từ năng lợng mặt trời Vệ tinhhoạt động nh một trạm lặp Có nhiệm vụ thực hiện kết nối thông tin giữa trạmmặt đất với các trạm khác Sử dụng pin mặt trời cung cấp năng lợng cho các thiết

bị điện tử của vệ tinh Anten vệ tinh cung cấp các vùng phủ sóng theo yêu cầuthu và phát, vùng phủ sóng (global) hay (spot-beam) Hệ thống ổn định nhiệt duytrì đảm bảo nhiệt độ yêu cầu trong vệ tinh tuỳ thuộc vào nhiệt độ môi trờng bênngoài

1.1.4.2 Khâu mặt đất

Gồm các trạm mặt đất và các trang thiết bị của nó nh anten thu/phát, thiết bị

điều khiển truy theo vệ tinh, máy thu tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier),các bộ đổi tần lên/ xuống, các bộ điều chế/giải điều chế, các bộ khuyếch đại côngsuất lớn, ống dẫn sóng, các bộ chia cao tần và ghép công suất

Nhiệm vụ của trạm mặt đất là điều khiểu hệ thống, kết nối thông tin trong mạngnội bộ và các mạng khác

1.1.4.3 Khâu ngời sử dụng

Ngời sử dụng có thể dùng mạng lới thông tin liên lạc vệ tinh thông qua cácthiết bị thông tin vệ tinh của ngời sử dụng Mỗi thiết bị này bao gồm một anten kèm theo các máy móc điện tử điều khiển và thông tin, nó cung cấp mối liên hệ giữa ngời sử dụng và mạng thông tin liên lạc vệ tinh

1.1.5 Tham số kỹ thuật của hệ thống thông tin vệ tinh

Nếu Ts = 68,70K và đờng kính Anten mặt đất là 30m (Dat = 30m),Ta = 400k

và Tr = 200k thì tổng suy hao phiđơ và ống dẫn sóng sẽ là 20dB

1.1.5 3 Tỷ số G/T của trạm mặt đất

Tỷ số hệ số khuyếch đại anten trên tạp âm nhiệt của hệ thống tính theo(dB), đợc xem nh là hệ số phẩm chất của trạm thu mặt đất thông tin vệ tinh nóinên khả năng hoạt động của trạm

Trạm tiêu chuẩn A trong hệ thống INTELSAT G/T >35,5 dB/0k

1.1.5 4 Tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N)

Tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N) để xác định ngỡng thu của hệ thống

Tỷ số C/N đợc xác định ở đầu vào của bộ giải điều chế tại băng tần mà tín hiệuchiếm

C/N = EIRP(dB) - 20log(4d/)(dB) + Gr(dB) - 10log(K.Ts.B)(dB)

Gr: hệ số khuyếch đại anten máy thu

EIRP = Pt.Gr là công suất bức xạ đẳng hớng hiệu dụng

4d/ = L là suy hao đờng truyền

B độ rộng băng tần

9

1.1.5 5 Hệ số khuyếch đại anten (G)

Các hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng anten có hớng, nhằm mục đích tậptrung năng lợng bức xạ về hớng yêu cầu để tăng cờng độ tín hiệu Hệ số khuyếch

đại anten G() là tỷ số công suất bức xạ ở một góc theo yêu cầu với công suấtbức xạ trung bình đề về mọi hớng:

G(θ)=P(θ) / (P0/4π)

P(): công suất bức xạ trên một đơn vị góc cố định

Po: tổng công suất bức xạ

: góc bức xạ

Việc tính toán hệ số khuyếch đại anten G() để tính giá trị công suất bức xạ

đẳng hớng (EIRP), đặc trng cho khả năng phát của một trạm thông tin vệ tinh.EIRP là tích số hệ số tăng ích anten với công suất của máy phát đa vào anten.1.1.5 6 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N

Tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N là tỷ số tín hiệu thu đợc trên tạp âm của mộtkênh thông tin đợc xác định tại băng tần số cơ bản: S/N=C/N+Dm

Dm giá trị hệ số giải điều chế phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế sử dụng.1.1.5 7 Tỷ số Eb/No

Tỷ số Eb/No là thớc đo khả năng phục hồi lại dữ liệu số của modem sốtrong sự có mặt của tạp âm Tỷ số Eb/No cùng lớn thì hệ số BER càng giảm vàngợc lại: S/N = R.Eb / B.N0

R: tốc độ truyền dữ liệu

Nếu băng tần có độ rộng bằng tốc độ truyền dữ liệu (1 bít cần độ rộngbằng tần 1 H2) thì: S/N = Eb/No

1.1.5 8 Tỷ số sóng mang trên nhiệt độ tạp âm C/T

C/T là tỷ số công suất sóng mang trên nhiệt độ tạp âm tổng tơng đơng ở tại

đầu vào hệ thống thu Trong đó nhiệt độ tạp âm đợc tính từ các tham số và đợcquy về đầu vào của khu tạp âm thấp

Điều chế tơng hỗ của hệ thống phát

Hệ số phẩm chất G/T của hệ thống thu trên vệ tinh

Điều chế tơng hỗ của vệ tinh

Hệ số tơng hỗ G/T của trạm thu mặt đất

C/T = G.Pr/T = Pr.G/T

G: hệ số khuyếch đại của hệ thống

Pr: công suất thu đợc quy về một anten vô hớng

1.1.5 9 Nhiệt độ tạp âm anten và các loại nhiễu khác

Các búp sóng phụ của anten mặt đất thu tất cả các loại tạp âm trên mặt đất,

và không gian gây ra do các hệ thống viba mặt đất, do thiên nhiên từ nhiều hớng

đợc đặc trng bởi nhiệt độ tạp âm anten (Ta):

Ta = Pn/K.B

Ngoài ra còn có các loại nhiễu giữa các vệ tinh sử dụng chung band tần,nhiễu từ mạng mặt đất vào mạng vệ tinh.

1.1.5 10 Méo xuyên điều chế (IM)

Khi bộ khuyếch đại làm việc ở chế độ bão hoà có một vùng không tuyếntính với công suất đầu ra và công suất đầu vào Tác động của vùng không tuyếntính này đợc biểu diễn bằng chuỗi Taylo : Vo = aV1 + bV1 + cV1 +

điều chế nằm ở ngoài băng thông của các bộ transponder Hay nói cách khác cáchài bậc cao sẽ bị loại bỏ khi qua các bộ khuyếch đại

Tác động của méo xuyên điều chế giữa các kênh thông tin có thể đợc khắcphục bằng cách Sử dụng bộ khuyếch đại ở điểm dới mức công suất bão hoà, gọi

là điểm BO (back - off) hoặc sử dụng các mạch điện tử sửa méo trớc

1.1.6 Băng tần

1.1.6 1 Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh

Nếu sử dụng tần số thấp thì bị suy hao bởi tầng điện ly, dễ bị nhiễu bởimạng thông tin mặt đất (đặc biệt là sóng viba) và hạn chế băng thông ở tần sốcao f > 10 GH2 bị suy hao bởi mây ma, sơng mù Khoảng cách giữa sóng dài vàsóng siêu cao rất ít bị suy hao gọi là "cửa sổ vô tuyến" Đây là nguồn tài nguyênhạn chế đối với thông tin vệ tinh Đờng truyền có ảnh hởng nhất định tới tín hiệu

vệ tinh mà lớn nhất là làm suy giảm tín hiệu Các yếu tố có thể ảnh h ởng tác

động là tạp âm khí quyển, hiện tợng pha đinh, suy hao tầng điện ly

Các băng tần sử dụng trong thông tin vệ tinh:

Band-C 4/6 GHz Uplink 5,85 - 5,92 GHz 5,92  7,025 GHz

V

1

1 cos(  )

1.1.6 2 Sử dụng băng tần

Do băng tần vệ tinh là tài nguyên hạn chế đối với thông tin vệ tinh nên cầnnâng cao giá trị hiệu dụng sử dụng hiệu quả băng tần Có thể nâng cao hiệu quảbằng cách:

Tái sử dụng tần số vô tuyến bằng cách phân biệt các chùm tia phát xạ từanten Các băng tần vô tuyến giống nhau đợc phát đi bằng các anten trên vệ tinhdùng các bộ phát đáp khác nhau, có chùm tia thu/phát không trùng nên nhauhoặc sử dụng phân cực trực giao sóng điện từ

Sử dụng búp sóng Các tần số giống nhau có thể sử dụng ở các búp sóng ởcác vùng khác nhau

1.1.7 Chức năng thông tin của hệ thống thông tin vệ tinh

Là yếu tố quan trọng của hệ thống Hệ thống luôn phải khắc phục mộtcách tốt nhất để đảm bảo cho quá trình thông tin Bên cạnh thông tin liên lạc cấpcứu giữa tàu - bờ và với các tàu khác Hệ thống còn đa ra những khái niệm mới

về các chức năng thông tin

1.1.7.1 Phát tín hiệu báo động cứu nạn chiều tàu - bờ

Khi một tàu bị nạn phát tín hiệu báo động cứu nạn đợc thông tin khẩn cấp

và tin cậy đến các trạm bờ mặt đất Các trạm bờ mặt đất này sẽ nhanh chóngchuyển tín hiệu báo động cứu nạn tới trung tâm phối hợp cứu nạn RCC , và RCC

sẽ chuyển tiếp tín hiệu này tới một đơn vị tìm kiếm cứu nạn (Search and Rescuce

- SAR), và các tàu lân cận trong vùng tàu bị nạn qua một đài thông tin duyên hảihoặc đài bờ mặt đất Một tín hiệu cấp cứu sẽ có thông tin về số nhận dạng tàu, vịtrí bị nạn, thời gian bị nạn, tính chất bị nạn và một số thông tin khác cho hoạt

động tìm kiếm và cứu nạn Trong hệ thống thông tin vệ tinh phát tín hiệu báo

động cứu nạn sử dụng 2 phơng thức chính là thoại và telex

Một trong những u việt của hệ thống báo động cấp cứu trong INMARSAT

là Không phải sử dụng tần số liên lạc riêng cho thông tin an toàn và cấp cứu Cácbức điện báo động cấp cứu trong INMARSAT đợc gửi qua các kênh thông tinchung với quyền u tiên tuỵêt đối và tức thời

1.1.7 2 Chuyển tiếp tín hiệu báo động cứu nạn theo chiều bờ- tàu

Việc chuyển tiếp tín hiệu báo động cứu nạn theo chiều bờ tàu đến mộtnhóm tàu qua vệ tinh INMARSAT ngoài mạng Safety Net, còn có thể thực hiệntheo cách sau:

- "All ship calls" gọi tới tất cả các tàu trong vùng đại dơng có liênquan.Tuy nhiên vì vùng bao phủ của mỗi vệ tinh rộng nên cuộc gọi không hiệuquả và ít xảy ra

- "Geographical are" gọi tới tất cả các tàu hoạt động trong một vùng địa lýxác định Vùng bao phủ của của vệ tinh INMARSAT đợc chia nhỏ thành vùngNAVARER

- "Group calls to selected ships" dịch vụ này đợc một số đài LES sử dụng

có sự trợ giúp của khai thác viên Cho phép chuyển tín hiệu báo động tới nhóm

1.1.7 3 Báo động cứu nạn theo chiều bờ - tàu qua hệ thống safety net quốc tế.

Máy thu EGC hoặc đợc tích hợp trong trạm đài tàu SES, hoặc là thiết bị

độc lập sử dụng có hiệu quả để thu báo động cứu nạn theo bờ - tàu Khi thu đ ợcmột tín hiệu chuyển tiếp báo động cứu nạn sẽ có tín hiệu báo động âm thanh, vàchỉ có thể ngắt âm thanh báo động bằng tay Thông thờng việc báo động cứu nạn

đợc thao tác nhân công, và tất cả các tín hiệu báo động cứu nạn đợc báo nhậncũng bằng thao tác nhân công

Việc truy nhập mạng quốc tế của các trung tâm phối hợp cứu nạn RCCcũng giống nh phát tín hiệu báo động cứu nạn chiều tàu-bờ, nơi đó sẽ chuyển tiếptới mạng Safe Net quốc tế

1.1.7 4 Thông tin phối hợp tìm kiếm cứu nạn

Đó là những thông tin cần thiết cho sự phối hợp giữa các tàu và máy baytham gia vào hoạt động tìm kiếm cứu nạn, sau một tín hiệu báo động cứu nạnbao gồm cả thông tin giữa các RCC với nhau, hoặc giữa các RCC với ngời điềuhành hiện trờng và ngời điều phối tìm kiếm mặt biển trong vùng xảy ra tai nạn.Trong các hoạt động tìm kiếm cứu nạn các bức điện đợc thông tin theo cả 2chiều bằng phơng thức thoại và telex Để tăng độ tin cậy và tốc độ thông tin qua

hệ thống INMARSAT, sử dụng các phơng tiện đặc biệt hữu hiệu cho tổ chức tìmkiếm và cứu nạn, khi các kênh thông tin dành riêng không đảm bảo

1.1.7 5 Thông báo MSI thông qua safety net quốc tế

Safety Net quốc tế đợc lựa chọn là một trong những phơng tiện chủ yếu đểphát đi các thông báo an toàn hàng hải MSI Các trạm khí tợng thuỷ văn, cáctrung tâm cứu nạn hàng hải sử dụng hệ thống này để phát đi các thông tin về antoàn hàng hải

1.1.7 6 Thông tin hiện trờng

Là thông tin liên quan tìm kiếm và cứu nạn giữa tàu bị nạn và tàu trợ giúp,giữa tàu tìm kiếm cứu nạn và LES Ngoài ra thông tin hiện trờng còn đợc sử dụngcho máy bay tham gia vào tìm kiếm cứu nạn

1.1.7 7 Thông tin thông thờng

Chức năng thông tin này phục vụ cho thông tin công cộng có tính thơngmại giữa tàu-bờ, tàu-tàu, bờ-tàu bằng thoại, telex, data

1.1.7 8 Thu phát tín hiệu định vị

Chức năng này làm tăng khả năng cứu nạn, sử dụng để nhanh chóng xác

định vị trí tàu hoặc ngời bị nạn

13

1.1.8 Các phơng thức trong hệ thống thông tin vệ tinh INMARSAT

Hệ thống INMARSAT cung cấp cho ngời sử dụng nhiều loại dịch vụ thôngtin với tầm hoạt động toàn cầu và tin cậy cao Có các loại dịch vụ sau:

Đặc tính Store-and-Forward: Các bức điện gửi tới LES đợc lu trữ, xử lý vàchuyển đi thông qua mạng telex

Các bức điện telex nhiều địa chỉ: bằng việc sử dụng dịch vụ kiểu Forward mà các bức điện telex có thể gửi những bức th chúc mừng bằng telex, cácthiếp chúc mừng đợc thiết kế trong trờng hợp đặc biệt

Store-and-1.1.8 4 Truyền thông dữ liệu

Ngân hàng dữ liệu cung cấp tất cả những thông báo mới nhất về thời tiết,những báo cáo về tài chính và thông báo về thể thao Cũng nh những thông báohàng hải, các thông báo cho thuỷ thủ Dịch vụ truyền thông dữ liệu toàn cầu đãtruy nhập các dữ liệu quốc tế trên 80 nớc Dịch vụ truyền dữ liệu toàn cầu truynhập tới khoảng cách lớn, nó cũng có thể cho phép yêu cầu truy nhập th điện tử

Dịch vụ truyền dữ liệu có khả năng cung cấp một lợng thông tin lớn baogồm khí tợng, các chuyến bay, danh mục các chuyến bay, thông tin về tài chính

và thơng mại Trong dịch vụ truyền data có truyền data tốc độ cao và tốc độ thấp

Hệ thống INMARSAT của một số trạm LES bây giờ có thể truyền datatốc độ cao 56-64 kbit/s nh INMARSAT-A/B/M4 cao hơn rất nhiều so vớiINMARSAT-miniM tốc độ 2,4 kbit/s Truyền data tốc độ cao thời gian truy nhậpnhanh, yêu cầu độ rộng băng tần lớn Ngợc lại truyền data tốc độ thấp thì pháthiện và sửa lỗi hiệu quả hơn tốc độ cao, nếu tín hiệu bị pha đinh không quá dàitrong 1T thì không bị mất thông tin, độ rộng băng tần giảm nhỏ do đó dịch vụnày phù hợp với INMARSAT- M/miniM

Chiều thông tin bờ có 2 dịch vụ là duplex và simplex Một số trạm LES

đang ngày càng phát triển dịch vụ này nhng nó lại phụ thuộc vào việc kết nối trênmặt đất từ LES tới điểm đến

1.2 Các hệ thống thông tin INMARSAT

1.2.1 Giới thiệu hệ thống INMARSAT

INMARSAT (International Maritime Sattelite ) Là một tổ chức đa quốcgia thành lập vào 3/9/1979 nhằm thiết lập, và quản lý hoạt động mạng thông tin

vệ tinh toàn cầu, cung cấp chủ yếu các dịch vụ phục vụ cho ngành hàng hải Nhphát các thông báo về thông tin an toàn hàng hải MSI Ngoài ra nó còn điều hành

hệ thông thông tin liên lạc vệ tinh toàn cầu, cung cấp dịch vụ thông tin cho cácvùng không đợc phủ sóng bởi dịch vụ Navtex, trừ những vùng ở gần địa cực nằmngoài vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh, cung cấp các dịch vụ cho thông tin

di động đất liền

Hiện nay, hệ thống Inmarsat sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh bao phủ 4 vùng Đạidơng là: Đông Đại Tây Dơng, Tây Đại Tây Dơng, Thái Bình Dơng, ấn Độ Dơng.Vùng phủ sóng vệ tinh rộng bao phủ toàn bộ trái đất từ 70oN đến 70oS là vùngdiễn ra hầu hết các hoạt động của con ngời Ngoài ra, hệ thống này còn sử dụngmột số vệ tinh dự phòng Hệ thống thông tin Inmarsat sử dụng vệ tinh thế hệ 1,vệtinh thế hệ 2, vệ tinh thế hệ 3 Hệ thống Inmarsat ra đời trên quan điểm mở rộngcon đờng thông tin trên biển, và cung cấp thông tin nhanh chóng, thuận tiện,chính xác và rẻ Hệ thống này đi vào hoạt động chính thức năm 1992 và khôngngừng phát triển

Các dịch vụ mà hệ thống Inmarsat có khả năng cung cấp đó là: thoại, telex,truyền số liệu, email

1.2 2 Hệ thống thông tin INMARSAT A

Hệ thống Inmarsat A bắt đầu hoạt động từ tháng 2/ 1982 phục vụ chongành hàng hải, số lợng các đài tàu lắp đặt tàu Inmarsat A tăng nhanh Hệ thốngInmarsat A ra đời đã đánh dấu một bớc phát triển lớn trong công nghệ thông tin

di động Hiện nay đang có khoảng 10.000 trạm MES Inmarsat A đang đợc sửdụng, mỗi trạm MES khi đa vào sử dụng sẽ đợc tổ chức Inmarsat cấp cho một sốnhận dạng riêng

Hệ thông Inmarsat A cung cấp các dịch vụ: telex, fax, email và truyền dữliệu tốc độ cao (56 và 64 Kbps), điện thoại duplex Bên cạnh đó, nó cũng cónhững nhợc điểm: Anten có kích thớc lớn, cồng kềnh đòi hỏi cơ cấu ổn định vàtruy theo phức tạp, tiêu tốn năng lợng lớn đòi hỏi công suất và băng thông lớn.Thông tin thoại dùng phơng thức điều tần nên cha tiết kiệm đợc dải phổ, côngnghệ cha cao, cớc phí thông tin cao

Đây là hệ thống tơng tự cho nên sử dụng phơng thức truy nhập là FDMA

để thuận tiện trong việc chiếm dụng kênh

cần thiết Điều này phù hợp với những đòi hỏi của khách hàng cho một hệ thống

đa dịch vụ hơn, chất lợng tốt hơn và thời gian truy nhập nhanh hơn Hệ thốngInmarsat B ra đời từ năm 1993 và bắt đầu đi vào khai thác Dựa trên công nghệ sốmới nhất, do đó đã giảm đợc yêu cầu sử dụng kênh xấp xỉ 50% so với hệ thốngInmarsat A

Ưu điểm của hệ thống Inmarsat B là việc sử dụng kĩ thuật mã hoá, kĩ thuật

điều chế, kĩ thuật xử lí tín hiệu trong băng tần cơ sở, kĩ thuật tự động điều chỉnhcông suất phát của vệ tinh cho phép giảm đáng kể công suất phát Từ 40W xuống20W là tiến bộ cơ bản nhất của hệ thống Inmarsat B Kích thớc của anten sửdụng trong hệ thống Inmrsat B gọn nhẹ chỉ cần vài chục kg và cho hiệu quả caohơn Inmarsat A Việc ứng dụng các kĩ thuật trên nên tốc độ thông tin nhanh,trọng lợng nhẹ, giá thành hợp lí, đảm bảo độ trung thực thông tin tốt hơn đối với

hệ thống Inmarsat A

Nhợc điểm của hệ thống Imarsat B là Hệ thống Inmarsat B sử dụng phơngpháp mã hoá 1/2 FEC (Forword Error Correction: sửa lỗi trớc) Việc sử dụngFEC mang lại hiệu quả trong việc phát hiện và sửa lỗi Do đó chất lợng thông tin

đợc nâng cao Nhng yêu cầu bít dữ liệu đợc thêm vào các bít thông tin đợc coi làcác bít kiểm tra mà có thể đợc kiểm tra tại máy thu Việc thêm vào các bít nàylàm tăng số bít và băng thông tăng, lên làm giảm hiệu quả hệ thống Băng tầnphát: 1626.500 ữ 1646.500 MHz.Băng tần thu: 1525.000 ữ 1545.000 MHz

Hệ thống Inmarsat B là sự phát triển của Inmarsat A ứng dụng kĩ thuật mới

Đợc ứng dụng của kĩ thuật số và phơng pháp truy nhập TDMA, nên làm tăng đợcdung lợng kênh truyền Các dịch vụ của nó hoàn toàn giống nh của Inmarsat Acũng bao gồm các dịch vụ: thoại, fax, telex, truyền số liệu tốc độ cao

1.2.3 Hệ thống thông tin Inmarsat C.

Hệ thống Inmarsat C đợc đa vào khai thác tháng 1/1991 và ngày càng pháttriển Hệ thống này sử dụng vệ tinh thế hệ 2, sử dụng kĩ thuật số, cung cấp dịch

vụ telex và data giữa MES và LES Đây là hệ thống hiện đại sử dụng công nghệ

số, với phơng thức truy nhập TDMA và SDMA

Ưu điểm của hệ thống Inmarsat C: Giá thành thấp, sử dụng anten vô hớng,

có kích thớc gọn, khối lợng nhỏ

Nhợc điểm của hệ thống Inmarsat C: Không có thông tin thoại

Đặc tính của Inmarsat C là Store and forword Nghĩa là lu trữ và chuyển tiếp Các bức điện sau khi đợc tách từ thiết bị đầu cuối data, email, telex đợc lu trongcác bộ nhớ theo trình tự hàng cột hay còn gọi là các gói tin Khi có yêu cầu phátdữ liệu đã đọc ra khỏi bộ nhớ theo trình tự hàng nối hàng, dòng bít nối tiếp sau

đó đợc đa vào xử lí tiếp theo trớc khi phát lên kênh thông tin Thời gian thông tinkhông phải là thời gian thực

Với đặc tính này có thể giao tiếp với bất kì mạng dữ liệu mặt đất nào baogồm: telex, X25, X400 hoặc với mạng thoại công cộng (PSTN - Public SwichTelephone Network), mạng đa dịch vụ (ISDN - Integrade Swich Data Network)

Dữ liệu đợc chuyển tiếp giữa MES và LES với tốc độ 600 bit/s đối với vệ tinh thế

hệ 2 và 300 bit/s đối với vệ tinh thế hệ 1 Dữ liệu đ ợc chia thành các gói vàtruyền đi trong khung thời gian 8,64s Việc truyền tin dữ liệu tốc độ thấp cùngvới hệ thống sửa lỗi đảm bảo khi xảy ra hiện đợng pha đinh quá 1s, và thời giantruyền lớn hơn mức cho phép thì gói dữ liệu thu về không bị mất

Các dịch vụ gồm thông tin thông thờng, gọi cấp cứu, gọi nhóm tăng cờng,thông báo dữ liệu, polling

Trong Inmarsat C có các loại kênh khác nhau nhng chúng sử dụng theo mộttiêu chuẩn sau:

- Điều chế: điều chế số BPSK 1200symbol/s

Hệ thống INMARSAT-M ra đời 1993 có một số u điểm so với hệ thống

tr-ớc nh số hoá tiếng nói tốc độ thấp MES có kích thtr-ớc nhỏ, nên đặc biệt có giá trị

ở những nơi yêu cầu kích thớc vật lý là quan trọng Hệ thống INMARSAT-M tậndụng đợc thành quả công nghệ số, phơng thức truy nhập TDMA, SDMA và kỹthuật vi xử lý nhờ đó nâng cao hiệu quả sử dụng kênh, băng thông, công suất vệtinh Cung cấp dịch vụ thoại chất lợng trung bình, data tốc và dịch vụ fax Cóhai loại INMARSAT-M là:

INM-M dùng trên đất liền

INM-M dùng cho hàng hải

INMARSAT-M ứng dụng phơng pháp điều chế pha cầu phơng để mã hoátiếng, và dùng mã tự sửa sai trên một sóng mang do đó tăng hiệu quả sử dụngcông suất Anten của hệ thống INMARSAT-M phát chùm tia có độ rộng hẹp theo

bề ngang, nhng rộng theo góc ngẩng để dễ truy theo vệ tinh do đó có thể giảm

đ-ợc công suất phát

Nhợc điểm của hệ thống INMARSAT-M là không có chức năng kêu cứu,

và thông tin an toàn nên không nằm trong tiêu chuẩn về an toàn, và cứu nạn hànghải GMDSS nên không thông dụng

Hệ thống M ra đời làm tiền đề cho hệ thống mini M phát triển và hoàn thiện hơn nữa

1.2 5 Hệ thống INMARSAT – E.

Thiết bị EPIRB – băngL Là một yếu tố quan trọng của hệ thống GMDSStheo quy định thì mọi tàu phải trang bị thiết bị này Thông thờng khi EPIRBchìm thì hệ thống kích hoạt thuỷ tĩnh sẽ tự động kích hoạt EPIRB phát tín hiệubáo động cứu nạn Tín hiệu phát đi từ EPIRB sẽ bao gồm tín hiệu báo động cứu

17

nạn phù hợp với hệ thống vô tuyến thích hợp, tín hiệu cấp cứu cùng một sốthông tin hữu ích khác phục vụ cho việc định vị tình huống cứu nạn.

1.2.6 Hệ thống INMARSAT-miniM

Hệ thống INMARSAT - miniM bắt đầu đợc khai thác từ tháng 1 năm

1997 Hệ thống này có tên là “ mini M “ vì các đặc trng của nó cho phép thu nhỏcác trạm di động qua việc sử dụng u điểm của búp sóng (Spot Beam) đợc đa vào

vệ tinh thế hệ thứ 3 phóng lên năm 1996 và 1997 Nó là sự phát triển của hệthống INMARSAT - M nhng nhỏ, nhẹ và rẻ hơn, với chức năng tự động truynhập toàn cầu bằng phơng thức TDMA, SDMA, RMA Hệ thống cung cấp cácdịch vụ thoại, Fax và truyền dữ liệu trong phạm vi các búp sóng Hệ thốngINMARSAT - miniM khác với hệ thống INMARSAT - B/M ở chỗ nó nhỏ, nhẹhơn và tiêu thụ công suất ít hơn Hệ thống INMARSAT - miniM sử dụng dảibăng RF nhỏ nhất, và thông tin qua các búp sóng, nó có thể đồng thời phục vụnhiều trạm MES hơn INMARSAT - B/M Hệ thống này sử dụng búp sóng nhỏcủa vệ tinh INMARSAT thế hệ 3 Trong hệ thống INMARSAT - mM có 3 loạiMES : Land - Portable, Land - Mobile và Maritime - Mobile Đờng truyền thôngtin của hệ thống INMARSAT - mM là: MES - vệ tinh – LES, và đợc kết nối vớimạng mặt đất, kênh báo hiệu sử dụng toàn cầu

Dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ 2.4 Kb/s theo chuẩn V.22 Hệ thốngINMARSAT - mM truyền dữ liệu tốc độ thấp kết nối với mạng mặt đất theo 2 đ -ờng chính Có thẻ kết hợp hệ thống INMARSAT - miniM và hệ thốngINMARSAT - C để tạo ra tổ hợp đa dịch vụ Chuyển mạch gói PSDN và mạngINTERNET Chuyển mạch vòng PSTN và mạng số đa dịch vụ ISDN

Hệ thống INMARSAT - miniM cung cấp cho ngành hàng không dịch vụ:thoại, truyền dữ liệu từ AES (Aicraft Earth Station) và thông tin điều khiển Trong mỗi vùng đại dơng NCS quản lý toàn bộ các thông số hệ thống vàkết nối với các NCS ở các vùng đại dơng khác, đồng thời kết nối với NOC để

đảm bảo liên mạng toàn cầu

Bảng so sánh các tham số của các hệ thống Inmarsat

Mã hoá/Điều

chế kênh thoại NBFM,2:1

16 Kbit/sAPC,

O- QPSK

48 Kbit/sIMBE mã

2,5KHz 2,5 KHz

Chơng II Cấu trúc hệ thống les hải phòng

2.1.Giới thiệu chung về cấu trúc hệ thống LES

Đài LES-Hải phòng là đài vệ tinh mặt đất, thuộc hệ thống thông tin vệ tinhtoàn cầu Nhiệm vụ của đài là thông tin liên lạc giữa LES với các trạm quản líNCS và LES với MES, hoặc kết nối giữa MES với các thiết bị đầu cuối

Đài vệ tinh mặt đất đợc chia làm 3 phần chính bao gồm: Thiết bị antenquay bám vệ tinh, thiết bị cao tần, thiết bị đa truy nhập điều chế và giải điều chế

Bộ giải điềuchế

Hình 2.1 Cấu hình trạm mặt đất

2.2 Khối điều chế giải điều chế và đa truy nhập.

2.2.1 Cấu trúc chung của khối ACSE

Khối thiết bị báo hiệu và điều khiển truy nhập là thiết bị chính của đàiLES Nó bao gồm các FEP vệ tinh ( Satellite Front – End Processor), thiết bị xử

lý tín hiệu đầu cuối FEP mặt đất, hệ thống mạng máy tính Phần mềm dùngtrong hệ thống có các chức năng là, giao diện với vệ tinh và giao diện với mạngmặt đất

Phần mềm xử lý điện

FEP vệ tinh gồm có: ISL FEP, TDM FEP, MON FEP, SIG FEP, MSG FEP.FEP mặt đất gồm có: TELEX FEP dùng cho kết nối mạng telex quốc tế, PSTNFEP dùng cho việc tạo tuyến với mạng PSTN, FAX FEP dùng cho việc kết nốitới mạng PSTN

HOST SYSTEM

FEP Mặt đất

Khối vô

tuyến

Mạng mặt đất ACSE

Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc ACSE2.2.1 1 Chức năng của khối ACSE

Quản lý các bức điện bao gồm lu bức điện, chuyển tiếp bức điện và cậpnhật cơ sở dữ liệu Giao diện với vệ tinh nh việc thu điện từ tàu hoặc nhiều tàu,

và phát điện từ tàu tới tàu hoặc từ tàu tới nhiều tàu, cập nhât cơ sở danh sách cáctàu hợp lệ và các mã truy cập đặc biệt… Giao diện với mạng mặt đất dùng để tạo Giao diện với mạng mặt đất dùng để tạokết nối thuê bao mặt đất tới thuê bao tàu, và từ thuê bao tàu tới thuê bao mặt đất,

và cập nhật danh sách thuê bao hợp lệ Các chức năng khác gồm: OIM (OperatorInterface Manager) tạo dao diện hoạt động nh điều khiển báo động, thông báo,tạo thông tin về cuộc gọi SCC ( System Contron and Configuration Manager)dùng để bật tắt khối ACSE quản lý cấu hình của ACSE

2.2.1.2 Các nhóm chức năng

Xét về mặt vật lý thì ACSE là thiết bị phần cứng, thực hiện hai chức năngchính: Nhóm chức năng điều khiển, và nhóm chức năng thiết bị kêngchung ,cùng các khối kênh hoạt động nh bộ thu phát cho các kênh vô tuyến

TRAFFIC HANDLING

(TH) TTP

 Nhiệm vụ chính của nhóm nh sau:

- Báo hiệu và định tuyến về mạng mặt đất và về mạng vệ tinh

- Điều khiển và truy nhập cuộc gọi

- Hệ thống tính cớc phí và thống kê dữ liệu

- Hệ thống duy trí hoạt động và bảo dỡng hệ thống

Nhóm khối kênh và thiết bị kênh chung có cấu trúc nh sau: Khối kênh,khối chuyển mạch trung tần và chuyển đổi tần số, và nhóm giao thức thoại mặt

đất Phần chuyển mạch số làm nhiệm vụ liên kết giữa mạng mặt đất và đài MES,cùng các dịch vụ đặc biệt giữa MES Nhóm xử lý lu lợng bao gồm 3 máy tínhSMC, TPC, CDC Có nhiệm vụ chính của hệ thống là thực hiện các chức năng kếtnối choviệc: Thiết lập cuộc gọi bắt đầu từ trạm đài tầu và trạm di động và thiếtlập cuộc gọi mạng mặt đất Nhóm khối kênh là bộ thu phát kênh vệ tinh Nhiệm

vụ của hệ thống này là thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu giữa mạng mặt đất vàMES , LES/CES và trạm phối hợp mạng, LES/ CES và MES Nhóm thiết bị kênhchung là khối chuyển mạch trung tần Nhiệm vụ chính của khối là, làm tơngthích phần RF cho tất cả các khối kênh và phát tín hiệu đồng bộ Hệ thống báohiệu chính của đài gồm hệ thống báo hiệu kênh chung và hệ thống báo hiệu kênhriêng

Hệ thống báo hiệu kênh chung.: Trong hệ thống này thì tín hiệu báo hiệucho nhiều mạch, có thể đợc xử lý bởi một ít các kênh báo hiệu tốc độ cao Báohiệu đợc thực hiện ở cả hai hớng, với một kênh báo hiệu cho mỗi hớng Thông tinbáo hiệu đợc chuyển giao tạo thành nhóm những khối tín hiệu ( gói số liệu) Bêncạnh những thông tin chỉ dành cho báo hiệu, thì cũng cần có sự nhận dạng mạchthoại thông tin địa chỉ, và thông tin để điều khiển lỗi Hiện nay có hai loại tínhiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khả dụng Hệ thống báo hiệu thứnhất là hệ thống báo hiệu số 6 của CCITT Hệ thống này dùng cho hệ thống đờng

21

dây analog Hệ thống thứ hai là hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT Hệ thốngnày dùng cho mạng quốc gia và quốc tế, những nơi có sử dụng hệ thống truyềndẫn cao(64Kbit/s) Nó cũng có thể sử dụng cho hệ thống đờng dây analog Hệthống báo hiệu số 7 không những thiết kế để điều khiển mà còn dùng để giám sátcuộc gọi.

- Hệ thống báo hiệu số 7: Hệ thống này sử dụng cho nhiều loại hình dịch vụviễn thông nh: PSTN- mạng chuyển mạch điên thoại công cộng, ISDN- mạng sốliên kết đa dịch vụ, IN- Mạng thông minh, PLMN-Mạng thông tin di động côngcộng trên mặt đất, đặc biệt là mạng di động số

số 5, báo hiệu R2 vv

2.2.1.3 Bộ điều chế và bộ giải điều chế

Bộ điều chế dùng các phơng pháp điều chế, để điều chế tín hiệu thông ờng thành tín hiệu cao tần trớc khi phát đi Còn ở bên thu bộ giải điều chế thựchiện giải điều chế các tín hiệu cao tần, nhằm khôi phục lại tín hiệu ban đầu Tuỳthuộc vào từng hệ thống mà các phơng pháp điều chế và giải điều chế cũng khácnhau

ờng độ nhỏ, và đồng thời có thể phát đợc tín hiệu có công xuất đủ lớn lên vệtinh Vì vậy anten của đài vệ tinh mặt đất phải có đặc tính sau:

-Phải có tính hớng cao, có búp sóng phụ nhỏ để không gây can nhiễu cho

hệ thống thông tin vô tuyến khác, đồng thời phải có khả năng chống nhiễu tốt.-Phải có đặc tính phân cực tốt

-Tạp âm phải thấp, phải giảm lợng tạp âm để đảm bảo tỉ số G/T

-Hệ số tăng ích cao và hiệu xuất cao Dù hệ số tăng ích của anten tỷ lệthuận với diện tích của nó Nhng giá thành cùng với tính thuận tiện khi khaithác, thì anten phải có hiệu xuất cao ( hiệu xuất góc mở ) để đạt đợc hệ số tăngích cao Trong khi diện tích của anten càng nhỏ thì càng tốt

 Các yêu cầu của anten trong đài vệ tinh mặt đất là:

-Phải có tính sẵn sàng: Tính sẵn sàng là khả năng làm việc của anten theothời gian Tính sẵn sàng của anten không đợc nhỏ hơn 99.9%, do vậy hệ thốnganten phải đợc thiết kế với độ tin cậy cao, để hoạt động tốt trong mọi điều kiệnmôi trờng, đồng thời hệ thống anten phải đợc đặt ở những nơi có cơ sở hạ tầngtốt Những nơi này phải có độ che khuất nhỏ, chấn động địa chấn nhỏ ,và không

bị ảnh hởng của nhiễu vô tuyến trong khu vực tần số công tác

-Dải tần công tác: Dải tần công tác của hệ thống phải đảm bảo yêu cầu ,sao cho đài vệ tinh mặt đất phải có khả năng thu, và phát tín hiệu tới vệ tinh

Khi phát ở băng C thì dải tần số tối thiểu phải là 6417.5- 6454Mhz Khi thu ở băng C thì dải tần số tối thiểu phải là 3699-4200Mhz

Khi thu ở băng L thì dải tần số tối thiểu phải là 1525-1559 Mhz.-Hệ số tăng ích: Hệ số tăng ích của anten là tỉ số giữa công xuất phát, haythu đợc trong mỗi đơn vị góc khối của anten, và của một anten chuẩn phát xạ ởcùng hớng và cùng khoảng cách khảo sát Hệ số tăng ích của anten là một thông

số quan trọng Nó quyết định không những chất lợng quy mô của anten, mà cònquyết định chất lợng quy mô của đài vệ tinh mặt đất Hệ số tăng ích của anten ởmọi tần số trong dải tần công tác phải đảm bảo là nhỏ nhất là 54dB Hệ số tăngích của anten khi thu ở băng C phải đảm bảo nhỏ nhất là 50.5 dB Hệ số tăng íchcủa anten khi thu ở băng L phải đảm bảo nhỏ nhất là 29.5 dB Khi A là một góccách trục chính, thì hệ số tăng ích của búp sóng phụ G(A) trong giải băng C là

nh sau:

G(A) =32-25logA(dB) khi 10 < A  480 G(A) = - 10dB khi A>480

Hệ số tăng ích của búp sóng phụ G(A)trong giải băng C là nh sau:

G(A)= 40- 25logA (dB) khi 60 < A  400 G(A) = 0 (dB) khi A>400

Đồ thị bức xạ của anten: Có hai loại đồ thị bức xạ của anten Đồ thị bức xạvùng gần trục và đồ thị bức xạ góc rộng

-Đồ thị bức xạ vùng gần trục: Đồ thị bức xạ vùng gần trục biểu thị đặc tínhtăng ích xung quanh trục chính Độ rộng búp sóng chính biểu thị bằng góc giữahai diểm, mà ở đó hệ số tăng ích giảm đi 3dB Độ rộng búp sóng chính ( độ rộngbúp sóng nửa công xuất) giảm tỉ lệ nghịch với tần số và đờng kính của anten Độrộng của búp sóng chính khi phát ở băng C nhỏ hơn 0.330 Độ rộng của búp sóng

23

chính, khi thu ở băng C khi đài hoạt động với vệ tinh thế hệ I thì nhỏ hơn 0.480.

Độ rộng của búp sóng chính, khi thu ở băng C khi đài hoạt động với vệ tinh thế

hệ II thì nhỏ hơn 0.570 Độ rộng của búp sóng chính khi thu ở băng L nhỏ hơn6.20

-Đồ thị bức xạ góc rộng: Đồ thị bức xạ góc rộng của anten là đặc tính tăngích ở các hớng, cách trục chính một khoảng lớn hơn hoặc bằng một độ gọi là đặctính búp sóng phụ của anten Để giảm can nhiễu cho hệ thống khác thì trong thực

tế cần giảm búp sóng phụ càng nhiều càng tốt

-Phân cực sóng: Trờng điện từ của sóng vô tuyến điện khi đi trong môi ờng nh khí quyển, dao động theo một hớng nhất định Phân cực là hớng dao

tr-động của điện trờng Có hai loại phân cực sóng vô tuyến điện sử dụng trongthông tin vệ tinh đó là: Sóng phân cực thẳng và sóng phân cực tròn Anten phải

có tính phân cực tốt để sử dụng tần số một cách có hiệu quả, bằng cách kết hợphai sóng phân cực thẳng, có phân cực vuông góc với nhau và lệch pha nhau mộtgóc 900 Sóng phân cực tròn là phân cực phải hay trái, tuỳ thuộc vào sự khác phagiữa các sóng phân cực là sớm pha hay chậm pha Trong băng tần công tác C thìviệc thu phát tín hiệu, đợc thực hiện cả phân cực tròn phải và phân cực tròn trái.Trong băng L thì việc thu tín hiệu bằng sóng phân cực tròn phải

-Hiệu xuất của anten: Mặc dù hệ số tăng ích của anten tỉ lệ thuận với diệntích mặt mở của nó, nhng về giá thành cùng với tính thuận tiện khi khai thác thìanten phải có hiệu xuất cao, để đạt đợc hệ số tăng ích lớn trong khi đó diện tíchcủa anten thì càng nhỏ càng tốt

Hệ thống anten trong đài LES Hải Phòng bao gồm: Phần anten, hệ thống feed

2.3.1 Anten

Anten là một yếu tố quan trọng của trạm mặt đất Inmarsat, với mục đíchtrao đổi năng lợng với môi trờng truyền sóng Có 2 loại anten đó là anten phát vàanten thu Anten phát làm nhiệm vụ biến đổi sóng điện từ ràng buộc trong phidơthành sóng điện từ tự do bức xạ ra ngoài không gian Anten thu có nhiệm vụ ngợclại với anten phát Trong thông tin mặt đất hoặc thông tin chuyển tiếp, radar, vôtuyến điều khiển, trong vũ trụ… Giao diện với mạng mặt đất dùng để tạo thì yêu cầu anten bức xạ với tính hớng cao Vìvậy trạm LES Hải Phòng sử dụng anten Cassegrain là phù hợp với mục đíchthông tin liên lạc Những yêu cầu chung đối với anten loại này nh sau:

-Kích thớc của gơng phản xạ phụ và giá đỡ nó phải nhỏ cực tiểu, để ít làmsuy giảm nhất khả năng phát xạ từ gơng phản xạ chính

-Khoảng cách giữa gơng phản xạ chính và gơng phản xạ phụ, phải đảmbảo ít ngăn cản nhất đờng đi của tia phát xạ

Tín hiệu

về từ

vê tinh

G ơng phụ

G ơng chính

Bộ

chiếu

xạ

Hình 2.4 Anten Cassegrain-Kích thớc của gơng phản xạ phụ, cần phải đảm bảo cho đờng chiếu xạ tới

gờ ngoài của nó, vẫn nằm trong hớng gơng phản xạ chính của gơng phản xạchính nhằm giảm nhỏ búp phụ Anten hoạt động với vệ tinh Inmarsat thế hệ thứ

3 Anten đợc sử dụng với những yêu cầu khác nhau cùng với những mục đíchkhác nhau Anten không những bức xạ đồng đều trong mặt phẳng ngang, mà cònbức xạ định hớng trong mặt phẳng thẳng đứng với hớng cực đại trong mặt đất, đểcác đài thu trên mặt đất có thể nhận đợc tín hiệu lớn nhất, và để giảm nhỏ năng l-ợng bức xạ theo những hớng không cần thiết

2.3.2 Hệ thống Feed

Trong thông tin vệ tinh giữa máy thu và anten thu, cũng nh giữa máy phát

và anten phát không nối trực tiếp với nhau, mà đợc ghép với nhau qua đờngtruyền năng lợng gọi là Feed Hệ thống feed của đài LES Hải Phòng bao gồm 3gơng phản xạ phụ, một chấn tử hình nón, một bộ feed tín hiệu và một bộ chốngnớc Chấn tử hình nón đợc sử dụng nh nh một bức xạ sơ cấp, làm cho tính hớngcủa anten tăng, cân đối búp sóng phụ đợc hạn chế

Đài vệ tinh mặt đất Hải Phòng có thể thu tín hiệu ở dải C-Band và L-band.Phát tín hiệu ở dải C-Band

Hệ thống Phidơ phần phát là một ống dẫn sóng tròn, có đờng kính

d = 35,1 mm nối liền với loa phát xạ hình nón nhăn Trong ống dẫn sóng tròn này

có những tấm kim loại, để phối hợp chuyển đổi 2 đờng tín hiệu mà đa ra từ bộkhuyếch đại công suất cao HPA-A, HPA-C vào thành 2 sóng phân cực thẳng trựcgiao trong ống dẫn sóng tròn Do đó khi mặt phẳng dịch pha của phân cực 6 GHzlệch pha /2, nghiêng 45o ngợc chiều với chiều quay của kim đồng hồ sẽ tạo rasóng phân cực phải LHCP Khi mặt phẳng dịch pha của phân cực 6 GHz lệch pha

/2, nghiêng 45o cùng chiều với chiều quay của kim đồng hồ sẽ tạo ra sóng phâncực trái RHCP

25

G ơng phản xạ chính

L-Band coupler

Dipl-6Ghz OMT

Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống feed

2.3.3 Phơng pháp điều khiển Anten.

Đài LES- Hải Phòng có vị trí của là: 106042’ kinh độ Đông và 20047’vĩ độBắc Nằm trong vùng phủ sóng giao nhau giữa hai vệ tinh địa tĩnh ấn Độ Dơng

và Thái Bình Dơng Anten của đài này truy theo vệ tinh địa tĩnh ấn Độ Dơng cókinh độ 640 Đông Vì khi truy theo vệ tinh này thì tạp âm của anten nhỏ đi do đ-ờng truyền gần hơn so với vệ tinh Thái Bình Dơng Vì vậy mà công suất phát xạanten cũng nhỏ đi Để hớng anten tới vệ tinh ấn Độ Dơng, thì góc phơng vị củaanten là 248.630 góc nhẩng là 36.870

Anten của trạm LES- Hải Phòng có hệ thống điều khiển truy theo vệ tinhtheo phơng pháp quay bám từng bớc, và quay bám dự phòng theo kiểu nhâncông Trong điều kiện bình thờng thì đài vệ tinh mặt đất sử dụng phơng phápquay bám từng bớc tự động, nhng vì lý do nào đó mà chế độ quay bám từng bớc

mà không thực hiện đợc, thì ngời ta sử dụng chế độ nhân công dự phòng.Và khi

đó đòi hỏi khai thác viên trực tiếp điều khiển thiết bị

2.3.3.1 Phơng pháp điều khiển từng bớc

Ngày nay các trạm vệ tinh mặt đất điều khiển vệ tinh địa tĩnh cho độ ổn

định cao Vì vậy mà hệ thống điều khiển anten của trạm vệ tinh mặt đất không

đòi hỏi cao hơn so với trớc nữa Vì vậy mà nó tạo điều kiện cho sự ra đời của hệthống điều khiển mới phù hợp hơn Hiện nay phơng pháp điều khiển anten từngbớc cho độ chính xác cao, thay thế một số nhợc điểm của phơng pháp điều khiểnxung đơn, vì vậy mà nó đợc ứng dụng rộng rãi trong tơng lai

 Nguyên lý điều khiển

Theo phơng pháp này thì hệ thống điều khiển anten dựa trên sự thay đổi ờng độ một tín hiệu chuẩn, tín hiệu này đợc phát từ vệ tinh, khi đến mặt đất vẫn

c-có công suất và tần số ổn định nhờ đợc điều khiển công suất và tần số theo điềukiện của môi trờng Các tín hiệu này gọi là tín hiệu beacon Tuỳ theo thế hệ của

vệ tinh thì tần số tín hiệu chuẩn cũng đợc thay đổi nh sau:

-Với vệ tinh thế hệ thứ nhất thì tần số chuẩn nh sau: 4188.72Mhz và3945.5( hoặc là3952.5Mhz)

-Với vệ tinh thế hệ thứ hai có tần số chuẩn nh sau: 3947Mhz( hoặc3949.4Mhz), 3950.6Mhz và 3953Mhz

Tín hiệu becon phát đi với độ ổn định về tần số và công suất rất cao Nếukhông xét về yếu tố đờng truyền, thì khi anten chỉ đúng hớng với vệ tinh sẽ thu

đợc cờng độ không đổi có cờng độ cao nhất Nhng khi anten chỉ lệch hớng với

vệ tinh thì cờng độ tín hiệu thu đợc là không cao, cờng độ tín hiệu mang thôngtin bi giảm đi rất nhiều Do đó ngời ta dùng tín hiệu becon để làm tín hiệu chuẩncho việc truy theo Nh vậy đối tợng của hệ thống điều khiển chính là tín hiệubecon và mục đích của hệ thống điều khiển là thu đợc tín hiệu becon với cờng

nhất định, để tìm ra vị trí có mức tín hiệu becon thu đợc là tốt nhất Tín hiệu mỗibớc dịch chuyển đợc so sánh với tín hiệu trớc lúc dịch chuyển, để tìm ra bớcdịch chuyển tiếp theo Khi dịch chuyển mà cờng độ tín hiệu tăng thì anten tiếptục đợc dịch chuyển theo hớng đó Còn khi cờng độ tín hiệu giảm đi khi dịchchuyển, thì phần xử lý yêu cầu điều khiển anten theo hớng ngợc lại, cho đến khinào thu đợc tín hiệu lớn nhất thì thôi Nhng việc điều khiển dựa vào cờng độ tínhiệu becon thu đợc Trong khi đó thì tín hiệu becon chịu ảnh hởng trực tiếp từmôi trờng truyền sóng, làm cho tín hiệu becon thu đợc không còn chính xác nữa,trờng hợp xấu nhất có thể mất làm cho hệ thống anten không thể truy theo, mứctín hiệu không ở mức tiệm cận với mức đỉnh Vì vậy ngời ta phải khắc phục bằngcách: Dùng bộ nhớ lu trữ các thông số liên quan tới việc truy theo vệ tinh trongsuốt 24 giờ trớc đó Vì vậy mà khi tín hiệu becon thu đợc bị giảm đi hoặc bị mất,thì bộ xử lý căn cứ vào dữ liệu này đa ra quyết định truy theo Thờng thì giá trị

về góc hớng anten đợc lấy các giá trị trung bình trong 24 giờ

2.3.4 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của các khối điều khiển anten

Anten của trạm vệ tinh mặt đất phải có hệ thống điều khiển truy theo vệtinh Trong điều kiện bình thờng thì trạm vệ tinh mặt đất quay bám vệ tinh theokiểu quay bám từng bớc Nhng trong trờng hợp nào đó hệ thống quay bám từngbớc không thể hoạt động, thì phải có hệ thống nhân công dự phòng hoạt động

Tín hiệu beacon dùng để điều khiển anten đợc vệ tinh phát xuống vớicông suất rất ổn định, ở băng tần 4Ghz Công suất tín hiệu beacon đợc trạm SCC

điều khiển theo sự thay đổi của đờng truyền, sao cho đến trạm thu tín hiệubeacon có mức ổn định cao nhất Tín hiệu beacon này đợc thu cùng với tín hiệuthông tin, và đợc khuyếch đại lên ở khối khuếch đại tạp âm thấp (LNA) Sau đó

đợc chia đờng tại khối chia đờng tín hiệu, và đợc đa xuống khối đổi tần xuốngbeacon

27

Fider LNA

Khốitáchcác

đ ờngtínhiệu

Đổi tần xuống

APIU

Tách sóng

Màn hình hiển thị

Điều chỉnh

Beacon

ACU

Nguồn điện 3pha 200V

Hệ thống điều khiển anten

Hôp số

Điều chỉnh bằng tay

đợc biến đổi thành tín hiệu trung tần ở tần số 700,02 Mhz Tín hiệu đầu ra đợc

đa tới máy thu beacon Máy thu beacon có nhiệm vụ tách sóng tín hiệu trung tần

ở tần số 700,02 Mhz ở đầu vào, để tạo tín hiệu một chiều có mức tơng đơngvới mức tín hiệu ở đầu vào, nhằm mục đích sau:

Điều khiển anten và xác định mức suy hao trên đờng truyền, nhằm mục

đích điều khiển lại mức công suất phát, để bù lại sự suy hao đó Sau đó tín hiệu

điều khiển anten đợc lấy từ mạch tách sóng băng hẹp, tín hiệu này đợc đa tớikhối điều khiển anten ACU(Antenna Control Unit), khối này có khả năng nhậntín hiệu điều khiển từ khối máy thu beacon khi ở chế độ tự động ( tơng ứng vớiK1 ở vị trí 2) hoặc từ bàn phím điều khiển ( tơng ứng với K1 ở vị trí 1) Khi ởchế độ nhân công, khối điều khiển anten lấy tín hiệu từ máy thu beacon để xác

định hớng dịch chuyển của anten Sau đó tạo ra một tín hiệu trigơ, để bật tắt rơlebán điều khiển cung cấp nguồn 3 pha cho động cơ thực hoạt động Động cơchuyển động thông qua hệ thống hộp số, bánh răng chuyển động làm chuyển

động hai cần điều chỉnh góc phơng vị và góc ngẩng của anten để có đợc tín hiệu

là lớn nhất

2.3.4.1 Khối đổi tần xuống

Khối đổi tần xuống beacon có nhiệm vụ Biến đổi tín hiệu beacon cao tầnthu đợc từ anten có tần số trong khoảng 3400-4200Mhz thành tín hiệu trung tần

có tần số là 700,02Mhz, sau đó tín hiệu này đợc đa đến máy thu beacon

Hình 2.7 Sơ đồ khối bộ đổi tần xuống

2.3.4.2 Khối máy thu beacon

Chức năng chính của máy thu beacon là: Cung cấp mức tín hiệu suy haotrên đờng truyền cho khối điều khiển công suất, để xác định mức công suất cầnphải bù Và cung cấp tín hiệu điều khiển anten quay bám vệ tinh theo phơngpháp quay bám từng bớc Máy thu beacon hoạt động nh một PLL khoá pha vàtách sóng biên độ cao tần thu vừ vệ tinh Tín hiệu định vị vệ tinh thu đợc từ anten

đợc đa xuống bộ đổi tần xuống beacon, tín hiệu đầu ra là tín hiệu beacon trungtần có tần số 70Mhz, và đợc đa đến đầu vào máy thu beacon Máy thu này táchsóng tín hiệu trung tần đầu vào để tạo điện áp một chiều tỉ lệ với mức tín hiệu

độ trễ

Khuếch

đại trung tần

Khối tổng

hợp tần số Khối logic

XTAL OSC

50hz

Key swich

Level Detector

Display

VC Memory RAM

ROMCPU

Tín hiệu tách sóng băng hẹp

Tín hiệu tách sóng băng rộng

Hình 2.8 Sơ đồ khối máy thu BeaconHoạt động của máy thu này là: Tín hiệu beacon trung tần từ khối đổi tầnxuống, đợc trộn với tín hiệu dao động nội có tần số là 59.3Mhz từ khối tổng hợptần số, đợc tín hiệu 10.2Mhz cung cấp cho mạch tách sóng biên độ và mạch táchsóng pha Tín hiệu qua mạch tách sóng biên độ là tín hiệu băng hẹp, chúng đợcdùng để điều khiển anten quay bám vệ tinh vì nó tỉ số tín hiệu trên tạp âm tốthơn mạch tách sóng băng rộng Tín hiệu qua mạch tách sóng pha là tín hiệubăng rộng chúng dùng để điều khiển mức công suất phát chính vì nó có độ ổn

định tốt hơn mạch tách sóng băng hẹp Tín hiệu điều khiển anten đòi hỏi tỉ số tínhiệu trên tạp âm phải lớn do yêu cầu tín hiệu sau tách sóng có phản ứng đủnhanh khi có một sai lệch tracking để đa ra lệnh điều khiển kịp thời để tránh đợcgián đoạn thông tin Tín hiệu beacon là tín hiệu đơn sắc không cần độ rộng băngtần lớn Khi độ rộng băng tần mà lớn thì tạp âm tăng lên, điện áp một chiều sautách sóng phụ thuộc vào nhiễu đờng truyền, vì vậy mà việc điều khiển anten dựavào tín hiệu beacon không chính xác

Điều khiển mức công suất phát không cần tỉ số tín hiệu trên tạp âm lớn, màchỉ yêu cầu tín hiệu có độ ổn định cao Tín hiệu này là tín hiệu cao tần mangthông tin có độ rộng băng thông rất lớn, công suất phân phối đều trên toàn bộ

mà tín hiệu dùng điều khiển công suất phát là tín hiệu sau mạch tách sóng băngrộng Tín hiệu sau tách sóng là tín hiệu một chiều đợc biến đổi A/D thành tínhiệu số để CPU xử lý, tính toán và lu trữ Sau đó tín hiệu số lại đợc biến đổithành tín hiệu tơng tự đợc đa tới khối điều khiển anten và khối điều khiển côngsuất phát Khối CPU có nhiệm vụ là: Nhận lệnh điều khiển từ phím ngoài, đểthay đổi các tần số đầu ra của các bộ dao động nội Và xử lý tín hiệu và ghi vào

bộ nhớ để hiển thị trạng thái bên trong thiết bị trên màn hiển thị

2.3.4.3 Khối điều khiển anten

Khối điều khiển anten dùng để quay bám hớng anten theo vệ tinh

DIRECTION COMP

DRIVB CONTROL

LEVEL COMP INVERTER

DIGITAL TIMING LOGIC

001 005

D,C

AMP

BL DIRECTION CONTROL

DIRECTION CONTROL

DIRECTION MEMORY 2

1

4

Hình 2.9 Sơ đồ khối điều khiển anten

Việc điều khiển quay bám đợc thực hiện bởi mạch điều khiển anten ACU

Nó sử dụng tín hiệu beacon một chiều dùng để xác định hớng của anten, sau đósinh ra tín hiệu trigơ dùng để bật hoặc tắt rơle bán dẫn Tín hiệu becon từ khốithu beacon đợc đa vào đầu vào của khối điều khiển anten Tín hiệu này sau đó đ-

ợc khuếch đại lên nhờ mạch DC AMP, sau đó đợc đa đến mạch phân tích tín hiệuIntergator Mạch phân tích tín hiệu sau đó tiến hành lấy mẫu tín hiệu đầu vào tr -

ớc, và sau khi anten dịch chuyển Hai tín hiệu sau khi đợc lấy mẫu với nhau nhờmạch so sánh mức tín hiệu Level COMP Mạch logic mang tín hiệu đầu ra củamạch so sánh, và tín hiệu của lần dịch chuyển trớc, để phát một lệnh mới tớimotor cho lần dịch chuyển kế tiếp Trình tự điều khiển các bớc khác nhau, đợcxác định bởi khối định thời số Digital Timing Logic Khối định thời số phát ra

31

các xung định thời tại thời điểm bắt đầu của chu kì quay Ngoài ra khối định thờicòn có nhiệm vụ đồng bộ các thiết bị, tránh hiện tợng các Motor hoạt động quaychồng lên nhau Điều khiển anten quay theo góc phơng vị và góc ngẩng là hoàntoàn giống nhau Vì vậy mà để mô tả hoạt động của khối điều khiển anten vớigóc phơng vị, thì ta quy ớc nh sau: Khi anten quay cùng chiều với kim đồng hồthì ứng với mức 0 Còn khi anten quay ngợc chiều với kim đồng hồ thì ứng vóimức 1 Sau mỗi bớc dịch chuyển nếu tín hiệu Beacon tăng thì bộ so sánh chỉ mức

0, tín hiệu giảm thì chỉ mức một

 Hoạt động

- Khi anten đợc điều khiển quay cùng chiều với kim đồng hồ ( hớng 0) ,màtín hiệu thu đợc lớn hơn trớc khi dịch chuyển, bộ so sánh cho kết quả 0 thì lệnhtiếp theo là 0, tức là giữ nguyên hớng cũ

-Khi anten điều khiển cùng với chiều quay kim đồng hồ ( hớng 0),mà mứctín hiệu thu đợc nhỏ hơn trớc khi dịch chuyển, bộ so sánh cho kế quả 1 thì lệnh

điều khiển tiếp theo là 1, tức là bớc tiếp theo sẽ quay sang trái

-Khi anten đợc điều khiển quay ngợc với chiều kim đồng hồ ( hớng 1), màmức tín hiệu thu đợc lớn hơn trớc khi dịch chuyển, bộ so sánh cho kết quả 0 Thìlệnh tiếp theo là 1 có nghĩa là giữ nguyên hớng cũ

-Khi anten đợc điều khiển quay ngợc với chiều quay của kim đồng hồ( ớng 1), mà tín hiệu thu đọc nhỏ hơn trớc khi dịch chuyển, bộ so sánh cho kếtquả là 1, thì lệnh điều khiển tiếp theo là 0, tức là bớc tiếp theo sẽ quay cùng vớichiều kim đồng hồ

h-Mỗi chu kỳ hoạt động, thì hệ thống quay bám tiến hành quay 3 lần trênmỗi trục quay theo trình tự: Phơng vị – Góc ngẩng tiếp tục quay nh trên hai lầnnữa Sau đó hệ thống quay bám chuyển sang chế độ chờ đến khi chu kỳ tiếp theo

Hình2.10 S ơ đồ khối điều khiển MotorTín hiệu đầu ra của khối điều khiển anten đợc đa tơi đầu vào của khối điềukhiển motor, tín hiệu này dùng để kích rơ le cấp nguồn 3 pha cho motor Tớithời điểm điều khiển anten, thì khối định thời phát một lệnh tới khối điều khiểnanten Khối điều khiển anten đa tín hiệu để bật rơle để cấp nguồn cho rơle phơng

vị Tín hiệu này cấp nguồn cho rơle bán dẫn do đó xuất hiện dòng ba pha cungcấp cho motor phơng vị, làm cho motor phơng vị quay, và truyền qua hệ thốngtruyền dẫn cơ khí gồm: Hệ thống bánh răng dùng để giảm tốc độ, và biếnchuyển động quay thành chuyển động thẳng Hai trục để đẩy làm cho antenchuyển động ngợc chiều kim đồng hồ, và kéo làm cho anten chuyển động cùngchiều kim đồng hồ, để anten chuyển động về phía cần thiết Sau đó khối điềukhiển anten đa tín hiệu điều chỉnh góc ngẩng hoạt động, giống điều chỉnh phơng

vị Sau đó hệ thống ở trạng thái chờ, thì tất cả rơle bán dẫn đều ngắt Hệ thốngcầu dao và rơle nhiệt dùng để bảo vệ motor khi có sự cố xảy ra

Rơle điều khiển quay theo chiiềuthuận

Rơle điều khiển quay theo chiiềung ợc

motor

S

S R T

R T

W V M

Hình 2.11 Sơ đồ khối điều khiển động cơ

Các trờng hợp có sự cố dòng quá tải do ngắn mạch ở phía tải, hoặc khimotor bị quá tải Khi một trong hai trờng hợp này xảy ra, thì rơle nhiệt điều khiểncuộn hút L hút cầu dao sang vị trí 2, để cách ly hoàn toàn nguồn ba pha vớimotor Đi đôi với nhiệm vụ này thì nó còn có trách nhiệm đa ra tín hiệu báo hiệu

sự cố, để đa về khối điều khiển anten, sau đó đa ra báo hiệu sự cố hiển thị lênmàn hình Rơle sử dụng ở đây thuộc loại rơle bán dẫn có độ tin cậy cao, vì nókhông sử dụng kết cấu cơ khí nh rơle điện từ Theo hình vẽ có hai rơle bán dẫn,một rơle dùng để điều khiển motor quay theo hớng thuận, và một rơle dùng để

điều khiển mơtor quay theo hớng ngợc Tại một thời điểm thì chỉ có một tronghai rơle này dùng để điều khiển motor Để hai rơle này hoạt động cùng một lúcthì ngời ta thiết kế thêm mạch sau:

33

Giả sử tại thời điểm ban đầu R có điện thế dơng S có điện thế âm, thì dòng

điện chạy từ R qua LED1 qua diode 2 về S Đèn LES1 sáng do đợc phân cựcthuận, đèn LES2 không sáng do phân cực ngợc Do đó điều khiển motor quaytheo chiều thuận, mà không điều khiển motor quay theo chiều ngợc Trong hệthống cơ khí Thì hộp số dùng để điều khiển tốc độ quay của motor ,thành tốc độquay của bánh răng đầu ra W1 Khi bánh răng W1 quay, làm cho bánh răng W2quay theo, dẫn đến hai trục chuyển động vào hoặc ra của anten , làm cho antenquay cùng chiều kim đồng hồ hoặc ngợc chiều kim đông hồ Trờng hợp nàydùng cho motor phơng vị Khi hai trục chuyển động lên xuống thì trờng hợp nàydùng cho motor góc ngẩng

Khối tạo tín hiệu phản hồi sẽ cảm biến tốc độ quay của các trục, thành tínhiệu điện ở đầu ra Tín hiệu này đợc đa ngợc trở lại khối điều khiển anten Khối

điều khiển anten phân tích tín hiệu này, để xác định tốc độ quay của các trục, vàhiển thị giá trị góc ngẩng, góc phơng vị của anten trên màn hình

2.4 Phần cao tần

Thiết bị cao tần đóng vai trò quyết định chất lợng thông tin phát đi, cũng

nh tín hiệu thu về Thiết bị cao tần có cấu trúc gồm có hai phần, đó là phần khốithu và khối phát tín hiệu

2.4.1 Khối khuếch đại công suất cao

Khối này là khối khuếch đại chính để khuếch đại tín hiệu lên vệ tinh, vìvậy yêu cầu cần có hệ số khuếch đại công xuất lớn, độ xuyên điều chế nhỏ, tần

số làm việc cao, độ rộng băng tần lớn Do đài LES Hải Phòng là trạm vệ tinh mặt

đất có dung lợng nhỏ, vì vậy mà yêu cầu về công suất phát xạ độ rộng băng tầnkhông quá lớn ( 50Mhz) Đài sử dụng đèn Klystron đảm bảo đợc các thông số kỹthuật, giá thành của đèn này thấp hơn nhiều so với đèn sóng chạy Đài vệ tinhmặt đất của hải phòng thu tín hiệu ở băng C và băng L, nhngphát tín hiệu ở băng C Đài thu phát sóng phân cực tròn Vì vậy tại thời điểm thu

có hai đèn HPA làm việc đồng thời Hải Phòng LES sử dụng 3 đèn Klystron cócông suất cực đại là 3Kw lần lợt có kí hiệu là HPA-A, HPA-B, HPA-C Tại mộtthời điểm có hai đèn đảm nhận việc khuếch cho hai phân cực, đèn còn lại ở trạng

thái hot standby, khi một trong hai đèn có sự cố thì đèn ở trạng thái chờ sẽ hoạt

động thay thế

2.4.2 Khối khuếch đại tạp âm thấp

Khoảng cách từ trạm vệ tinh mặt đất đến vệ tinh là rất xa, vì vậy mà tínhiệu phát xuống bị giảm đi rất nhiều, chúng chúng bị tác động bởi tạp âm vũ trụ,tầng khí quyển, mặt đất Vì vậy mà ngời ta có thể khắc phục bằng cách: Tăngcông suất phát của vệ tinh Nhng điều này khó có thể đợc vì điều kiện kinh tếcủng nh kỹ thuật không cho phép Do đó ngời ta đa ra biện pháp hiệu quả hơn,

đó là sử dụng anten có đặc tính hớng tốt và bộ khuếch đại tạp âm thấp với nhiệt

độ tạp âm thấp, dùng để đảm bảo chất lợng tín hiệu Để hạn chế tới mức thấpnhất về sự suy hao của tín hiệu và tạp âm, thì ngời ta đặt bộ khuếch đại tạp âmthấp ở ngay trên anten

2.4.3 Khối chia đờng tín hiệu

Tín hiệu thu đợc từ anten gồm tín hiệu thông tin và tín hiệu dẫn đờng Cáctín hiệu này dùng để khôi phục thông tin đến khối điều khiển anten, khối điềukhiển công suất, khối thiết bị kiểm tra tín hiệu Vì vậy mà khối chia đờng tínhiệu có nhiệm vụ là Chia đờng tín hiệu thành các đờng riêng nh sau: Bốn đờngbăng C và hai đờng băng L để tín hiệu đi vào các khối này

2.4.4 Bộ đổi tần lên U/C

Nhiệm vụ của bộ đổi tần lên là biến đổi tín hiệu trung tần, thành tín hiệu

có tần số siêu cao, để đa tới mạch khuếch đại công suất cao Khối đổi tần lên của

đài Hải Phòng dùng bốn bộ đổi tần hoàn toàn giống nhau Bộ đổi tần C band U/C-1A và C band U/C- 1B dùng cho phân cực tròn trái Bộ đổi tần C band U/C –2A và C band U/C- 2B cho phân cực tròn phải

Khi làm việc thì hai bộ đổi tần thuộc hai phân cực khác nhau cùng hoạt

động, khi có sự cố xảy ra đối với một trong hai bộ này, thì máy tính sẽ ra lệnhchuyển mạch cho một trong hai bộ đổi tần còn lại, đang trong trạng thái chờchuyển sang trạng thái hoạt động

Nguyên tắc hoạt động chung của bộ đổi tần lên là Tín hiệu trung tần đợctrộn với tần số cao hơn, có độ ổn định và chính xác cao hơn do mạch giao độngnội tạo ra Để đảm bảo tần số cao tần cho máy thu đài di động đợc ổn định thìcần phải bù tần số Vì vậy ngoài tín hiệu trung tần qua khối khuếch đại cao tần,thì còn có tín hiệu điều chỉnh tần số

2.4.5 Bộ đổi tần xuống D/C

Đài vệ tinh mặt đất thu tín hiệu cao tần ở hai băng L và C.Vì vậy mà có hai

bộ biến đổi tần xuống Nhiệm vụ chủ yếu của khối đổi tần xuống là, đổi tín hiệucao tần xuống tín hiệu trung tần Sóng cao tần băng C thì sử dụng sóng phân cựctròn, sóng cao tần băng L sử dụng phân cực phải vì vậy mà cấu trúc của bộ đổitần xuống trên hai băng này là khác nhau

35

Khối đổi tần xuống dùng trong băng C Cấu trúc (1+1)x 2 và trong khốinày gồm có các bộ đổi tần nh sau: C band D/C – 1A, C band D/C – 1B, Cband D/C – 2A, C band D/C – 2B.

Khối đổi tần xuống dùng trong băng L Cũng có cấu trúc (1+1) và các bộ

đổi tần nh sau: L band D/C – A, L band D/C – B

Đầu ra của bộ đổi tần xuống đợc đa tới mạch khuếch đại trung tần Ngoài

ra còn đa tới mạch EACF để đa ra bộ dịch tần.Dùng để bù vào tín hiệu thu đợc4Ghz và tín hiệu phát đi 6Ghz, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất ảnh hởng củatín hiệu dịch tần

2.4.6 Cấu trúc và hoạt động của các khối phát tín hiệu.

Quá trình phát tín hiệu đến vệ tinh chỉ có thể phát trên băng C với tần sốphát 3599 - 4200 MHz, có độ rộng băng 601 MHz mà không phát trên băng L

Do đó băng C phân cực đôi: Sóng phân cực tròn phải (RHCP) và sóng phân cựctròn trái (LHCP) Các tín hiệu băng gốc sau khi đợc xử lí tín hiệu, tách ghépkênh, điều chế tất cả công việc này đợc thực hiện tại thiết bị ACSE Các tín hiệubăng cơ sở sau khi đợc điều chế, gọi là các tín hiệu trung tần có tần số f=70 ±0,02 MHz Các tín hiệu trung tần này đợc đa đến khối Tx CBL EQL tơng ứngthông qua các bộ Combine

-Tín hiệu trung tần phân cực phải từ bộ phối hợp 2:1 Comb, đa đến khối TxCBL EQL-2A thông qua khoá chuyển mạch TSC-7, và khối Tx CBL EQL-2B sửdụng dự phòng cho khối Tx CBL EQL-2A trong trờng hợp khối chính bị hỏng

IF vào

Hình 2.14 Sơ đồ khối của một khối phát tín hiệu trung tầnCác tín hiệu trung tần đợc đa đến khối đổi tần lên U/C Tín hiệu phát trêncác kênh truyền của vệ tinh đợc phát ở tần số siêu cao, để không chịu sự tác độngcủa tạp âm tầng khí quyển, và không làm suy giảm tín hiệu Do đó trớc khi tínhiệu đợc phát lên vệ tinh, cần thiết phải chuyển đổi chúng thành các tín hiệu ởtần số siêu cao tần Khối đổi tần lên U/C có nhiệm vụ biến đổi các tín hiệu có tần

số trung tần: (70 MHz sử dụng cho dải thông tới 36 MHz hoặc 140 MHz sử dụngcho dải thông > 36 MHz, 1GHz) từ các khối điều chế , thành tín hiệu cao tần 6GHz hoặc 14 GHz

Sau khi đổi tần tín hiệu truyền trên đờng truyền có một sự suy hao tần số ,

và chịu ảnh hởng của nhiều yếu tố khác nh: Khoảng cách từ trạm đài mặt đất đến

vệ tinh khá lớn, Do đó khối ổn định tần số EAFC từ băng C tới băng L có nhiệm

vụ, xác định độ hao hụt tần số trên đờng truyền nhờ vào việc thu tín hiệu dẫn ờng chuẩn Pilot, và tính toán tự động bù lại lợng tần số hao hụt trên đờng truyềnkhi phát Tín hiệu đợc phát đến vệ tinh đòi hỏi phải có mức công suất lớn, nên tínhiệu cao tần sau khi đợc đổi tần, đợc đa đến khối khuyếch đại công suất cao HPA, và qua các khoá chuyển mạch TSC 1, TSC 2, TSC 4, TSC

đ-37

BB

điều khiển mức trung tần

Khối điều khiển

2.4.7 Cấu trúc và hoạt động của khối thu tín hiệu

 Hoạt động của khối thu tín hiệu

Các tín hiệu thu đợc từ anten bao gồm cả tín hiệu mang thông tin, và tínhiệu dẫn đờng (Pilot) nằm trong 2 băng C và L Anten của một trạm mặt đất cónhiệm vụ thu, và phân tách tín hiệu ở hai băng tần trên cả hai chiều phân cực trái

và phân cực phải Không những thế mà anten còn có nhiệm vụ tránh ảnh hởnggiữa tín hiệu thu và tín hiệu phát

Hình 2.15 Sơ đồ khối thuTín hiệu từ bộ phận chiếu xạ của anten qua bộ C/L dual CP feed Do phầncao tần băng C phân cực đôi, phân cực trái (LHCP) và phân cực phải (RHCP).Các tín hiệu trong dải băng C đợc đa đến hệ thống fidơ băng C Các tín hiệu này

đợc hệ thống fidơ băng C tách thành 2 phần đa đến phía thu Băng L phân cực

đơn nên chỉ có phân cực phải Các tín hiệu có tần số nằm trong dải băng L đợc đa

đến hệ thống fidơ băng L Các tín hiệu băng L và C đa tới khối khuyếch đại tạp

âm thấp LNA thông qua các khoá chuyển mạch cao tần RSW 1, RSW 2, RSC 1.Tín hiệu sóng phân cực tròn phải (RHCP) ở băng C, đợc đa qua khoá chuyểnmạch cao tần RSW 1 đến mạch khuyếch đại tạp âm thấp 55K FET LNA-A Tínhiệu sóng phân cực tròn trái (LHCP) ở băng C, đợc đa qua khoá chuyển mạch caotần RSW 2 đến mạch khuyếch đại tạp âm thấp 55K FET LNA-C Ngoài ra còn cómạch khuyếch đại tạp âm thấp 55K FET LNA-B, dùng để dự phòng cho mạchkhuyếch đại tạp âm chính là 55K FET LNA-A, và 55K FET LNA-C khi xảy ra sự

cố Và mạch khuyếch đại tạp âm thấp 170K FET LNA-B, dùng để dự phòng chomạch khuyếch đại tập âm chính 170K FET LNA-A hỏng, thì các mạch này đợc

đa vào hoạt động Các tín hiệu RF bao gồm: Tín hiệu mang thông tin và tín hiệuPilot Các tín hiệu này đợc đa tới khối tách đờng tín hiệu Div, thông qua cácchuyển mạch cao tần RSC 3, RSC 4 Khối tách đờng tín hiệu Div có nhiệm vụtách các tín hiệu số có chức năng khác nhau ra thành các đờng riêng

Thiết bị anten bám Máy phát công suất lớn

Thiết

bị bám

vệ tinh

Hệ thống Fider

xuống

Bộ khuyếch

đại trung tần

Bộ dao

động

Khối EAFC

2.16 Sơ đồ khối thu tín hiệuTín hiệu phân cực tròn trái và phải ở băng C đợc đa đến khối tách đờngtínhiệu Div 1:4 Tín hiệu phân cực tròn phải ở băng L đợc đa đến khối tách đờng tínhiệu Div 1:2, vì nó chỉ có một tín hiệu mang thông tin Lúc này tín hiệu Pilot đợc

đa tới máy thu Beacon.Tín hiệu mang thông tin đợc đa tới khối D/C Các tín hiệuPilot từ các khối Div đợc đa tới khối Beacon D/C , để biến đổi các tín hiệu Pilotcao tần RF xuống thành tín hiệu trung tần, có tần số f = 70 MHz hoặc 140 MHz.Các tín hiệu trung tần này đợc đa tới máy thu Beacon, để tách sóng thành tín hiệu

1 chiều có mức tơng ứng Tín hiệu thông tin đợc đa tới khối U/C, để tín hiệu pháttrên các kênh truyền của vệ tinh ở tần số siêu cao giảm bớt lợng hao hụt Do vậytrớc khi tín hiệu đợc đa ra các thiết bị đầu cuối Điều cần thiết là phải chuyển đổichúng thành các tín hiệu ở tần số trung tần

Khối D/C sử dụng 4 bộ đổi tần giống nhau, có cấu trúc (1+1)x2 kí hiệutrên sơ đồ là:

C-band D/C-1A và 1B sử dụng cho phân cực phải

C-band D/C-2A và 2B sử dụng cho phân cực trái

Khi làm việc có 2 khối D/C của 2 phân cực làm việc, còn các khối D/Ckhác ở trạng thái Hot Standby Băng L có cấu trúc (1+1) kí hiệu trên sơ đồ là: D/C-A và D/C-B Các tín hiệu cao tần có tần số (4GHz hoặc 11GHz) thu đợc từanten Đợc khuyếch đại bởi khối LNA, và đa tới khối D/C để biến đổi thành tínhiệu trung tần cung cấp cho mạch tách sóng Tín hiệu sau khi đợc đổi tần có sựchênh lệch tần số, do đó khối EAFC có nhiệm vụ bù tần số, nhằm đảm bảo tần sốcao tần máy thu ở đài di động luôn đợc ổn định Do vậy ngoài tín hiệu trung tần

đợc đa vào khối khuyếch đại cao tần, còn có tín hiệu để hiệu chỉnh tần số Các tínhiệu này đợc đa đến khối thu tín hiệu trung tần Rx CBL EQL tơng ứng Khốinày đảm nhận việc khuyếch đại tín hiệu và sửa méo biên độ theo tần số Sau đócác tín hiệu này đợc đa ra thiết bị ACSE thông qua khối Div tơng ứng ở mỗi băng

L và C

Băng C Rx CBl EQL-1A và 1B sử dụng cho phân cực phải

Băng C Rx CBL EQL-2A và 2B sử dụng cho phân cực trái

LHCP

băng C

Dự phòng

Đổi tần xuống

Đổi tần xuống

Tín hiệu dẫn đ ờng Beacon Beacon

Dự phòng

Băng L Rx CBL EQL-3A và 3B sử dụng cho phân cực phải.

Chơng III - Đi sâu phân tích quá

trình truy nhập giữa hệ thống INM- miniM

với mạng vô tuyến

3.1 Kỹ thuật ghép kênh, đa truy nhập, mã hoá

và điều chế 3.1.1 Kỹ thuật ghép kênh

 Cơ sở ghép kênh

Vệ tinh có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau nh telephone, fax,truyền hình, truyền số liệu Một trạm vệ tinh thông thờng dùng chung cho rấtnhiều trạm thông tin mặt đất để chuyển tiếp tín hiệu từ các kênh khác nhau, do

đó các kênh tín hiệu cần đợc tách riêng rẽ để tránh can nhiễu sang nhau Việctách /ghép kênh tín hiệu lại với nhau gọi là kỹ thuật (multiplexer/demultiplexer)

Có hai phơng pháp thực hiện ghép kênh là:

TDM (time division multiplexer-ghép kênh theo thời gian) các tín hiệu cócùng tần số nhng chiếm khoảng thời gian khác nhau

FDM (frequency division multiplexer-ghép kênh theo tần số) các tín hiệu

đợc xử lý để chiếm các khoảng tần số riêng trong dải tần bộ phát đáp vệ tinh,

nh-ng truyền liên tục đồnh-ng thời tronh-ng cùnh-ng khoảnh-ng thời gian Về mặt lý thuyết cả haiphơng pháp ghép kênh này đều có thể đợc sử dụng cho tín hiệu digital & analog.Nhng phơng pháp TDM dễ thực hiện hơn với tín hiệu digital, và FDM thích hợpvới tín hiệu analog

3.1.1.1 Ghép kênh TDM tín hiệu số(digital)

Tín hiệu xung PAM ghép đợc đa tới bộ mã hoá, Sau bộ mã hoá ta đợcluồng tín hiệu của n kênh, tín hiệu này đợc đa tới bộ tập hợp khung và ở đây tiếnhành chèn thêm các bít cho đồng bộ, giám sát, điều khiển.… Giao diện với mạng mặt đất dùng để tạoTừ mã đồng bộ