Điện tử viễn thông chapter 8 DRT NVD khotailieu

Mô hình hệ thống vô tuyến số đơn giản để phân tích đường truyền Từ hình 8.1 công suất thu được biểu diễn như sau: Tx 1 2 Rx rf 1 ph1 p ph 2 rf 2 P G G P trong đó: Ptz, Prx là công suất

Chương 8 PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN SỐ

8.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Các chủ đề được xét trong chương

√ Phân tích đường truyền dẫn vô tuyến số

√ Các cấu hình hệ thống truyền dẫn số

Mục đích chương

√ Nắm được các vấn đề chung khi quy hoach tần số cho một hệ thống truyền dẫn số

√ Hiểu được hoạt động của các cấu hình vô tuyến số

√ Thiết kế cấu hình vô tuyến cho hoạt động cụ thể của một hệ thống vô tuyến số

8.2 PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN SỐ

Việc phân tích đường truyền vô tuyến số cho phép ta thiết kế các đường truyền dẫn

vô tuyến số đảm bảo chất lượng truyền dẫn quy định Một trong số các đại lượng được quan tâm nhất trong quá trình phân tích này là suy hao đường truyền Suy hao đường truyền làm giảm tỷ số tín hiệu trên tạp âm, vì thế giảm chất lượng đường truyền Trong phần này trước hết ta xét phân tích đường truyền vô tuyến số và ảnh hưởng của tạp âm lên chất lượng đường truyền, sau đó ta xét một số vấn đề liên quan đến thiết kế đường truyền

vô tuyến số mặt đất và vệ tinh

8.2.1 Tính công suất thu

Ta xét hệ thống truyền dẫn vô tuyến số đơn giản gồm máy phát và máy thu hình 8.1

Hình 8.1 Mô hình hệ thống vô tuyến số đơn giản để phân tích đường truyền

Từ hình 8.1 công suất thu được biểu diễn như sau:

Tx 1 2 Rx

rf 1 ph1 p ph 2 rf 2

P G G P

trong đó: Ptz, Prx là công suất phát và thu tương ứng; G1, G2 là hệ số khuyếch đại anten phát

và antenthu tương ứng; Lrf1 và Lrf2 là tổn hao do các phần tử vô tuyến của thiết bị phát thu gây ra như: tổn hao của các conectơ, tổn hao của các bộ lọc siêu cao tần… tại đầu phát và đầu thu tương ứng; Lph1, Lph2 là tổn hao của phiđơ phát và thu tương ứng; Lp là suy hao truyền sóng

Để không phải xét cụ thể tổn hao của các phần tử vô tuyến, phi đơ phát và hệ số khuyếch đại anten phát ta sử dụng khái niệm EIRP (Equivalent isotropic radiated power: công suất phát xạ đẳng hướng tương đương) được xác định như sau:

Tx 1

rf1 ph1

P G EIRP=

L L (8.2) Biểu thức (8.2) cho thấy EIRP là công suất phát cần thiết để một máy phát tạo ra tại phía thu công suất giống như hệ thống phát thực tế khi anten giả định phát xạ đẳng hướng (G1=1) Lưu ý rằng, trong trường hợp ta định nghĩa EIRP khi không có tổn hao phi đơ cũng như các phần tử vô tuyến (Lrf1 =Lf1=1): EIRP=PTxG1

Từ các biểu thức (8.2) và (8.1) ta được:

2 Rx

p ph2 rf2

EIRP.G

P =

L L L (8.3a) Lưu ý rằng, nếu xét công suất thu là công suất tại anten thì (8.3a) được biểu diễn là:

2 Rx

p

EIRP.G

P =

L (8.3b) Công suất thu (8.3) thường được tính ở theo dBm như sau:

Rx Rx

P

P [dBm] 10 lg

1mW

=

= EIRP dBm[ ]+ G dBi 2[ ]− L dB p[ ]− l ph 2[ ]dB − L rf 2[ ]dB (8.4) trong đó dBi là đơn vị so sánh hệ số khuyếch đại của anten thực tế với anten đẳng hướng (Isotropic anten) có hệ số khuyếch đại bằng 0 dBi

Tương tự, (8.3) cũng được biểu diễn theo dBW nếu thay tất cả các ký hiệu dBm trong (8.4) bằng dBW

Trong môi trường truyền sóng đồng nhất không có vật chắn (còn được gọi là không gian tự do), tổn hao truyền sóng Lp được tính như sau:

( )

2

2

4

λ

π

Ls (8.5)

trong đó: Ls là tổn hao trong không gian tự do; d là khoảng cách giữa anten phát và anten thu; λ là bước sóng

Tổn hao truyền sóng (8.5) được tính theo dB như sau:

L [dB]=10.lgL

[ ] [ ]

92, 5 20 lg f GHz 20 lg d km

32, 5 20 lg f MHz 20 lg d km

Chất lượng đường truyền dẫn vô tuyến số phụ thuộc vào tỷ số của tín hiệu thu trên tạp âm, vì thế dưới đây ta sẽ xét cách tính tạp âm cho máy thu

8.2.2 Tính công suất tạp âm nhiệt

Như đã được xét ở các chương trước, tạp âm nhiệt thường được coi là AWGN có mật

độ phổ công suất tạp âm một biên là N0 Tại đây, ta xét cách tính công suất và mật độ phổ công suất tạp âm nhiệt

Tạp âm nhiệt sinh ra do sự chuyển động hỗn loạn của các điện tử trong các phần tử của máy thu Công suất tạp âm nhiệt được xác định là:

N = k.T f , W ∆ (8.7) trong đó: k=1,38.10-23June.K-1=1,38.10-23WK-1Hz-1; T là nhiệt độ tạp âm đo bằng Kevin (K); ∆f là băng thông đo bằng Hz

Mật đổ phổ công suất tạp âm được tính như sau:

-1 0

N

f

∆ (8.8)

Ảnh hưởng giảm cấp của tạp âm do phần tử thu gây ra được đánh giá bằng hệ số tạp

âm (Noise figure) được định nghĩa là tỷ số tín hiệu trên tạp âm tại đầu vào của phần tử thu chia cho tỷ số tín hiệu trên tạp âm tại đầu ra của phần tử thu Do đó, hệ số tạp âm được xác định như sau:

in

out

SNR NF

SNR

= (8.9)

NF cho thấy tỷ số tín hiệu trên tạp âm sẽ bị giảm đi bao nhiêu lần sau khi tín hiệu thu đi qua phần tử thu

Các chứng minh cho thấy, hệ số tạp âm của một phần tử thụ động (cáp nối chẳng hạn) có suy hao bằng L chính bằng L:

NF = L (8.10) Khi tính toán tạp âm, công suất tạp âm gây ra do phần tử thu trường được quy đổi vào đầu vào của phần tử này (xem hình 8.2)

Hình 8.2 Công suất tạp âm quy đổi đầu vào

Hình 8.2 xét tạp âm cho một bộ khuyếch đại thu có hệ số khuyếch đại A, gây ra công suất tạp âm Na, tạp âm đầu vào Ni Nếu ký hiệu Nai là tạp âm của bộ khuyếch đại quy đổi đầu vào Nai=Na/A, thì tổng tạp âm quy đổi đầu vào là Ni+Nai và tổng tạp âm đầu ra bộ khuyếch đại là Nout=A(Ni+Nai)

Đặt SNRin=Pr/Ni và SNRout=Pr/(Nai+Ni), trong đó Pr là công suất thu vào biểu thức (8.9), thì công suất tạp âm phần tử thu quy đổi đầu vào được tính như sau:

N = NF 1 N − (8.11) Chọn nhiệt độ tạp âm đầu vào máy thu Ti=290K làm nhiệt độ tham chuẩn, đặt

Ni=k.290K và Nai=kT với T là nhiệt độ tạp âm của phần tử thu vào phương trình (8.11), ta được:

( )

T = NF 1 290K − (8.12) Đối với thiết bị thu bao gồm M phần tử khuyếch đại mắc nối tầng, trong đó mỗi phần

tử khuyếch đại có hệ số khuyếch đại Am (m=1,2,…,M), tổng hệ số tạp âm và nhiệt độ tạp

âm quy đổi đầu vào được tính như sau:

3

tol 1

−

3

tol 1

T

Cần lưu ý rằng, nếu phần tử thu là phần tử thụ động có tổn hao L thì ta thay A=1/L vào các (8.13) và (8.14)

Từ các biểu thức (8.13) và (8.14), ta thấy tạp âm máy thu chủ yếu gây ra do các phần

tử đầu vào máy thu Ảnh hưởng tạp âm của các phần tử sau bị giảm đáng kể do phải chia cho tích các hệ số khuyếch đại của các phần tử trước

8.2.3 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

Ba tham số thường được sử dụng để đánh giá tỷ số tín hiệu trên tạp âm là: sóng mang trên tạp âm (C/N hay PRx/N), sóng mang trên mật độ tạp âm (C/N0 hay PRx/N0), và năng lượng bit trên mật độ phổ tạp âm Quan hệ giữa các tham số này như sau:

( )

Rx Rx

0

dB 10 lg f dB

N = N + ∆ (8.15)

0

dB 10 lg , dB

∆

  (8.16) trong đó: Pr là công suất thu sóng mang (C); Rb là tốc bit; Eb = PRxTb là năng lượng bit C/N0 và Eb/N0 đều không phụ thuộc vào tần số, chúng thường được sử dụng để so sánh hiệu suất của các hệ thống khác nhau C/N phụ thuộc vào độ rộng băng tần của một

hệ thống cho trước (chẳng hạn bộ lọc máy thu)

Sử dụng phương trình (8.3) ta viết:

p ph 2 rf 2

0 0 p ph 2 rf 2

Đối với các máy thu tương tự, độ rộng băng tần tạp âm (xét từ phía bộ giải điều chế) thường lớn hơn độ rộng băng tần tín hiệu, và PRx/N là tham số chính để đánh giá khả năng phát hiện tín hiệu và chất lượng hoạt động Nhưng đối với các máy thu số, thường dùng các bộ tương quan hay các bộ lọc thích hợp và độ rộng băng tần tạp âm được coi bằng độ rộng băng tần tín hiệu Vì thế thường dùng mật độ phổ công suất tạp âm (N0) thay cho công suất tạp âm (N)

Thay N0=kT vào phương trình (8.18) ta được:

2 S Rx

0 p ph 2 rf 2

EIRP.G T P

trong đó: Ts là nhiệt độ tạp âm hệ thống phụ thuộc vào tạp âm phát xạ vào anten và tạp âm tầng đầu máy thu Ta lưu ý rằng, hệ số khuyếch đại anten và nhiệt độ tạp âm hệ thống được

kết hợp chung thành một tham số và đôi khi tỷ số này được gọi là độ nhậy máy thu

Một số thí dụ tính toán tạp âm và tỷ số tín hiệu trên tạp âm được cho ở phụ lục 8 A

8.2.4 Dự trữ đường truyền

Việc phân tích quỹ đường truyền cho phép ta cân đối các tổn hao và độ lợi công suất trong quá trình truyền dẫn để có thể đưa ra một lượng dự trữ công suất cần thiết đảm bảo truyền dẫn trong điều kiện không thuận lợi (pha đinh) mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền dẫn yêu cầu Lượng công suất dự trữ này được gọi là dự trữ đường truyền hay dự trữ phađing (trong trường hợp không xét nhiễu) và được xác định như sau:

0 Rx 0 req

M

    , dB (8.20) trong đó: M là độ dự trữ đường truyền hay phađinh; (Eb/N0)Rx, (Eb/N0)req là tỷ số năng lượng bit trên mật độ phổ công suất tạp âm thu và yêu cầu

Sử dụng (8.19) ta có thể viết:

[ ] [ ] [ ] [ ]

b 2

0 req

E G

(8.21)

trong đó:

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

Thay k = -228,6 dBW/K-Hz vào (8.21) ta được:

b 2

b

E G

(8.23)

Biểu thức (8.22) thường được dùng để tính toán các đường vệ tinh Để được biểu thức sử dụng cho vô tuyến số mặt đất ta bỏ qua nhiệt độ tạp âm anten TA và tính mật độ phổ công suất tạp âm quy đổi đầu vào hệ thống như sau:

trong đó: L2=Lph2Lrf2 là tổn hao ở các phần nối giữa máy thu với anten bao gồm tổn hao phiđơ, bộ lọc phân nhánh và các conectơ; NF là hệ số tạp âm máy thu

Sử dụng (8.19), (8.20) và (8.24) ta được:

( ) [ ] [ ] [ ] [ ]

b b

0 req

E

N

(8.25)

trong đó: EIRP tính theo (8.23); G2, L2 là hệ số khuyếch đại và tổn hao phiđơ, bộ lọc phân nhánh SCT và các conectơ phía thu; -kTR = 204(dBW/Hz)

Biểu thức (8.25) cũng được biểu diễn ở dBm như sau:

[ ] [ ] [ ] [ ]

b

0 req

E

N

174 dBm / Hz NF dB R dB bit / s L dB

(8.26)

trong đó: EIRP[dBm]= P1[dBm] + G1[dB] - L1[dB]; L1[dB]=Lpd1[dB]+Lrf1[db]

Minh họa về tính toán quỹ đường truyền cho vô tuyến số mặt đất và thông tin vệ tinh được cho ở phụ lục 8B

8.3 PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN SỐ MẶT ĐẤT 8.3.1 Dự trữ phađinh và nhiễu

Suy hao tín hiệu trên đường truyền dẫn vô tuyến số mặt đất chịu ảnh hưởng của pha đinh nhiều tia gây ra do sự thay đổi chiết suất hay phản xạ từ mặt đất hoặc mặt biển Các tín hiệu phản xạ hoặc khúc xạ khác nhau với một thời gian trễ nhất định sẽ cộng hoặc trừ tín hiệu đi thẳng Tín hiệu tổng sẽ bị pha đinh chọn lọc tần số Sẽ xảy ra sự thay đổi đáng

kể thời gian trễ nhóm cũng như biên độ ở độ rộng băng tần của hệ thống Ở tuyến vô tuyến tương tự hiện tượng điều tần tín hiệu trên một phần phổ của đường truyền vô tuyến chỉ làm hỏng một số kênh thoại, còn ở hệ thống vô tuyến số dẫn đến tăng tỷ số bit lỗi Nếu tỷ số bit lỗi này gần ngưỡng, toàn bộ tín hiệu có thể bị mất Ngoài ra do môi trường truyền dẫn hở nên tín hiệu truyền dẫn còn bị nhiễu từ các đài phát khác Có thể phân chia các lỗi bit gây

ra do truyền sóng thành các nhóm riêng biệt:

• Các lỗi bit do tạp âm nhiệt khi tín hiệu bị suy giảm (phađinh phẳng: Flat Fade)

• Các lỗi bit do méo dạng thời gian trễ nhóm biên độ phụ thuộc vào tần số (phađinh chọn lọc: Selective Fade)

• Các lỗi bit gây ra do nhiễu

Theo tiêu chuẩn ITU-R, khoảng thời gian mà độ sâu phađinh vượt quá giá trị dự trữ đường truyền chỉ được phép trong phạm vi phần trăm rất nhỏ của thời gian được xét Khi thiết kế đường truyền dẫn vô tuyến số ta phải xét dự trữ đường truyền để đảm bảo tỷ số lỗi trong khoảng thời gian do ITU quy định

Hình 8.3 minh họa mức nhiễu, tạp âm và dự trữ phađinh, nhiễu cho một hệ thống vô tuyến số điển hình có tốc độ bit 34 hoặc 45 kbps, điều chế 64QAM không mã hóa kênh

Ta có thể giải thích các số liệu trên hình 8.3 như sau Đối với hệ thống 64QAM ta có thể xác định đựơc hàm xác suất lỗi ký hiệu Ps(Es/N0) Do mỗi ký hiệu chứa 6 bit nên xác suất lỗi bit sẽ bằng Pb =1/6Ps(Es/N0) Nếu cho trước Pb=10-3 ta có thể xác định được (Es/N0)req, tuy nhiên ta cần bổ sung thêm một lượng dự phòng được (Es/N0)req thực tế Sử dụng độ rộng băng thông Niquist ra có ∆f=Rs (Rs là tốc độ ký hiệu), Es=PRx/Rs=PRx/∆f và

vì thế (Es/N0)rep=(C/N)req=25dB Độ lợi hệ thống là hiệu số giữa công suất phát và công

suất thu mà tại đó đảm bảo (C/N)req Dự trữ phađinh tổng hợp được xác định theo công thức sau:

total F I S

m = m + m + m (8.27) trong đó: mF là dự trữ phađinh phẳng; mI là dự trữ nhiễu; và ms là dự trữ phađinh chọn lọc tần số Mỗi dự trữ nói trên được đo khi loại bỏ ảnh hưởng của hai thành phần còn lại

40

F

m = dB m FI =39dB

61

s

Hình 8.3 Minh họa các mức nhiễu, tạp âm và dự trữ phađinh điển hình

(thiết bị vô tuyến số 34Mbps, 64QAM )

8.3.2 Tính toán dự trữ đường truyền vô tuyến số

Việc tính toán dự trữ phađịnh của một đoạn vô tuyến số dựa trên kết quả thực nghiệm Khoảng thời gian T mà ở đó tỷ số bit lỗi BER yêu cầu bị vượt quá sẽ tương ứng với khoảng thời gian mà dự trữ phađinh m bị vượt quá Khoảng phần trăm thời gian này được xác định theo công thức thực nghiệm sau đây:

B C 1

m

trong đó: KQ, B, C là các tham số phụ thuộc vào khí hậu và địa hình; f: tần số (MHz); dự trữ phađinh m = 10M/10(M là dự trữ phađinh đo bằng dB); KQ = 7×10-7c, (c bằng 4 đối với vùng biển hoặc bờ biển, bằng 1 đối với vùng khí hậu trung bình xa biển và bằng 1/4 đối với vùng núi và các vùng khí hậu khô); 0,85≤B≤1,5 (thường khoảng bằng 1); d(km) khoảng cách hai trạm; 2,0≤C≤3,5 (thường vào khoảng 3)

Nếu ta tách riêng thời gian giảm quá ngưỡng (Outage Time) Ts do phađinh chọn lọc gây ra (méo dạng tín hiệu, tương ứng với dự trữ phađinh chọn lọc) và thời gian giảm cấp

do phađinh phẳng (phađinh trung bình trên độ rộng băng tần của hệ thống, liên quan đến

dự trữ phađinh phẳng mF), thì toàn bộ thời gian giảm quá ngưỡng gây ra do phađinh (Te: thời gian hiệu dụng) sẽ được tính như sau:

T = + T T (8.29) Khi này phađinh hiệu dụng được xác định như sau:

s F

1 m

1 m

1

+

= (8.30) Nếu xét cả ảnh hường giảm cấp cho nhiễu ta có:

tol e I f s I

trong đó TI là khoảng thời gian giảm quá ngưỡng do nhiễu gây ra Độ dự trữ đường truyền tổng hợp sẽ là

total F I S

m = m + m + m (8.32) hay theo dB:

( M /10 F M /10 s M /10 I )

tol

m = − 10 10− + 10− + 10− (8.33) Dưới đây ta sẽ xét tính toán đường truyền vô tuyến số không bị cho trường hợp phađinh phẳng để kiểm tra xem lượng dự trữ được tính ở bảng PL8.1 (phụ lục 8B) có đủ đảm bảo chất lượng đường truyền không Ta sử dụng (8.28) với thay m bằng mF và sau khi biến đổi ta được:

F

T

×

trong đó MF là dự trữ phađinh phẳng cần thiết để đạt được số phần trăm thời gian vượt ngưỡng BER gây ra do phađinh phẳng TF yêu cầu

Giả sử f=6GHz, KQ=7.10-7, c=1, B=1, C=3, d=64 km, thời gian vượt ngưỡng TF cho tháng thấp nhất trong năm bằng 0,01 phần trăm (BER của đường truyền tồi hơn 10-3 trong khoảng thời gian 0,01% của tháng này) Vì phần trăm vượt ngưỡng phải chia đều cho cả hai hướng truyền dẫn nên TF=0,005 và ta được:













×

×

×

−

64 6 10 7

005 , 0 lg

10

F

Vậy dự trữ đường truyền cho phađinh 24,6 dB trong trường hợp này không đủ Để tăng thêm dự trữ phađinh ta phải sử dụng các biện pháp chống pha đinh Chẳng hạn nếu sử dụng phân tập không gian thì hệ số cải thiện dự trữ phađinh được tính theo công thức Vigant như sau:













d

m f V S dB

I

F

M

10

2 , 1 lg 10 )

trong đó: S(m) là khoảng cách giữa hai anten (5≤S≤15); V2= ( ) /10

2

10 G d − G m là tỷ số công

suất thu từ hai anten; Gd và Gm là hệ số khuyếch đại anten phân tập và anten chính; f(GHz)

là tần số; d(km) là khoảng cách hai trạm; m=10M F/10

là độ sâu phađinh phẳng hay dự trữ đường truyền cần thiết để đảm bảo thời gian vượt ngưỡng BER

Nếu S=10 m, f=6GHz, Gd=Gm và MF = 43,4 dB thì từ (8.8) ta được:

















64

10 6 10 10 2 , 1 lg 10

10 / 4 , 43 2

3

F

M

Vậy dự trữ pha đinh phẳng mới nhờ có phân tập không gian là:

M ′ = M + = I 24, 6dB + 23, 91dB = 48, 51 dB

trong đó MF là đự trữ đường truyền khi không có phân tập không gian So với dự trữ phađinh cần thiết để đảm bảo chất lượng là 43,4 dB thì còn dư là 5,11 dB

8.4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐƯỜNG TRUYỀN THÔNG TIN VỆ TINH

8.4.1 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm đường lên

a Công thức tổng quát

Đường lên trong đường truyền vệ tinh là đường phát từ trạm mặt đất đến vệ tinh Ta

sử dụng (8.19) tính theo đơn vị dB cho đường lên (với ký hiệu U để biểu thị cho đường lên) Như vậy biểu thức (8.19) được viết lại cho đường lên như sau:

T

G EIRP N

P

U P U U

U



 0

, dBHz (8.35)

Trong biểu thức (8.35), các giá trị được sử dụng là EIRP của trạm mặt đất, tổn hao của phiđơ máy thu vệ tinh LF và G/T (thường được gọi là hệ số phẩm chất trạm) của máy thu vệ tinh Tổn hao trong không gian tự do và các tổn hao khác phụ thuộc vào tần số được tính theo tần số của đường lên Kết quả tính toán tỷ số sóng mang trên tạp âm theo (8.35) là

tỷ số tại máy thu vệ tinh

Khi sử dụng tỷ số sóng mang trên tạp âm thay cho sử dụng tỷ số sóng mang trên mật

độ tạp âm ta sử dụng công thức sau:

T

G EIRP N

P

U P U U

U







trong đó B là độ rộng băng tần tín hiệu (được coi bằng độ rộng băng tần tạp âm BN)

b Mật độ thông lượng bão hoà

Bộ khuếch đại đèn sóng chạy TWTA trong bộ phát đáp vệ tinh bị bão hoà công suất

đầu ra Mật độ thông lượng cần thiết tại anten thu để tạo nên bão hoà TWTA được gọi là

mật độ thông lượng bão hoà, là một đại lượng được quy định khi tính toán quỹ đường

truyền và biết được nó ta có thể tính toán EIRP cần thiết tại trạm mặt đất Để được rõ, ta xét biểu thức sau cho mật độ thông lượng tại anten thu:

2

4 r

EIRP

M

π

=

Ψ (8.37)

đây chính là thông lượng mà một bộ phát xạ đẳng hướng có công suất bằng EIRP tạo ra tại một đơn vị diện tích cách nó một khoảng cách r

Ở dạng dB ta được:

2

4

1 lg 10

r

EIRP

M

π +

=

Tổn hao trong không gian tự do được xác định như sau:

2 2

2

4

1 lg 10 4 lg 10

4 lg 10

r

r FSL

π

− π

λ

−

=













λ π

=

λ

−

−

=

π 10lg4 4

1 lg 10

2

Từ (8.38) và (8.37) ta được

π

λ

−

−

= Ψ

4 lg 10

2

FSL EIRP

Thành phần λ2

/4π có kích thước của diện tích, trong thực tế nó là diện tích hiệu dụng của một anten đẳng hướng Ta ký hiệu nó là A0 như sau:

π

λ

= 4 lg 10

2 0

A (8.41)

Vì ta thường biết tần số chứ không phải bước sóng, nên (8.41) được viết theo theo tần

số ở GHz như sau:

0

Kết hợp (8.41) với (8.40) ta được:

Biểu thức (8.43) được rút ra trên cơ sở là chỉ có tổn hao không gian tự do FSL, nên nếu xét đến các tổn hao khác như: hấp thu khí quyển AA; lệch phân cực PL; lệch đồng chỉnh anten AML; và tổn hao đấu nối cùng với phiđơ thu RFL, thì ta có

EIRP= Ψ +A +L −RFL , dBW (8.44) trong đó: LP = FSL + AA + PL + AML Đây là biểu thức cho điều kiện bầu trời quang và

nó xác định giá trị EIRP tối tiểu mà trạm mặt đất phải đảm bảo để tạo ra mật độ thông lượng cần thiết tại vệ tinh Thông thường, mật độ thông lượng bão hoà được quy định, khi này (8.44) có dạng:

S,U S 0 P,U

trong đó S ký hiệu cho bão hoà còn U ký hiệu cho đường lên

c Độ lùi đầu vào

Khi nhiều sóng mang được đưa vào cùng một bộ khuếch đại đèn sóng chạy, điểm công tác phải được đặt lùi đến phần tuyến tính của đặc tuyến truyền đạt để giảm ảnh hưởng méo do điều chế giao thoa Hoạt động nhiều sóng mang này xẩy ra ở FDMA Trong trường hợp này EIRP trạm mặt đất phải giảm đi một lượng gọi là độ lùi (BO: back off) dẫn đến

EIRP = EIRP − BO (8.46) trong đó EIRPS là công suất trạm mặt đất tại điểm bão hoà

Tuy có sự điều khiển công suất vào cho bộ khuếch đại của bộ phát đáp thông qua trạm TT&C mặt đất, nhưng thông thường vẫn cần có độ lùi đầu vào bằng cách giảm EIRP của các trạm mặt đất khi truy nhập bộ phát đáp

Bằng cách thế (8.45) và (8.46) vào (8.35), ta được

RFL k T

G BO A N

P

U i

S U





0 0

, dBHz (8.47)