Đồ án: Nghiên cứu kỹ thuật vô tuyến nhận thức cho hệ thống lai ghép giữa mạng thông tin vệ tinh và mạng mặt đất

Đồ án “Nghiên cứu kỹ thuật vô tuyến nhận thức cho hệ thống lai ghép giữa mạng thông tin vệ tinh và mạng mặt đất” với mục đích nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng của vô tuyến nhận thức trong các hệ thống lai ghép vệ tinh - mặt đất.

M C L CỤ Ụ

DANH M C CH  VI T T TỤ Ữ Ế Ắ

ADC Analog­to­digital converter M ch chuy n đ i tạ ể ổ ương t  ra ự

sốADSL Asymmetric Digital Subscriber 

đ i x ngố ứAGC Automatic gain control Đi u khi n đ  l i t  đ ngề ể ộ ợ ự ộ

BSC Base Station Controller B  đi u khi n tr m g cộ ề ể ạ ố

BSS Broadcast Satellite Services D ch v  V  tinh Qu ng báị ụ ệ ả

BTS Base Transceiver Station Tr m thu phát sóng di đ ngạ ộ

BWA Broadband wireless access Truy nh p không dây băng ậ

thông r ngộCDMA Code Division Multiple 

ậmã

CDN Content Delivery Network M ng lạ ưới phân ph i n i ố ộ

sốFCC Frequency Division Multiple 

Access

Đa truy nh p phân chia theo ậ

t n sầ ốFDMA Frequency Division Multiple 

ậ

t n sầ ốFEC Forward Error Correction Hi u ch nh l i trệ ỉ ỗ ước

FSS Fixed Satellite Services D ch v  v  tinh c  đ nhị ụ ệ ố ị

GEO Geostationary satellite V  tinh đ a tĩnhệ ị

GPRS General Packet Radio Service D ch v  vô tuy n gói t ng h pị ụ ế ổ ợGPS Global Positioning System H  th ng đ nh v  toàn c uệ ố ị ị ầ

GSM Global System for Mobile H  th ng thông tin di đ ng ệ ố ộ

toàn c uầHAP High altitude platforms T ng cao đầ ộ

HSTS Hybrid Satellite Terrestrial 

m t đ tặ ấIEEE Institute of Electrical and 

Electronics Engineers

Vi n k  ngh  Đi n và Đi n ệ ỹ ệ ệ ệtử

ITU International Telegraph Union T  ch c vi n thông qu c t  ổ ứ ễ ố ế

thu c Liên hi p qu cộ ệ ốLAN Local Area Network M ng máy tính c c bạ ụ ộ

LNA Low Noise Amplifier B  khu ch đ i t p âm th pộ ế ạ ạ ấMANET Mobile Ad­hoc Networks M ng tùy bi n di đ ngạ ế ộ

PAN Personal area networks M ng các nhânạ

PLMN Public Land Mobile Network M ng di đ ng m t đ t công ạ ộ ặ ấ

c ngộPSTN Public Switched Telephone 

Network

M ng đi n tho i chuy n ạ ệ ạ ể

m ch công c ngạ ộ

QID Queue IDentifiers Trình xác minh hàng chờ

QoS Quality of Service Ch t lấ ượng d ch vị ụ

RAN Regional area network M ng khu v cạ ự

RCS Return channel via satellite Kênh nh n thông qua v  tinhậ ệREM Radio Environment Maps B n đ  môi trả ồ ường vô tuy nế

V  tinh k  thu t s  qu ng bá ệ ỹ ậ ố ả

đa phương ti nệSDR Software Defined Radio Vô tuy n đ nh nghĩa b ng ế ị ằ

tinhSTC Space­time Coding Mã hóa không­th i gianờ

SU Secondary User Người dùng th  c pứ ấ

S­UMTS Satellite component of the 

Universal Mobile 

Thành ph n V  tinh c a H  ầ ệ ủ ệ

th ng Vi n thông Di đ ng ố ễ ộ

UMTS Universal Mobile 

Telecommunication System

H  th ng vi n thông di đ ng ệ ố ễ ộtoàn c uầ

VCO Vol Cotrol OSC B  dao đ ng đi u khi n b ng ộ ộ ề ể ằ

đi n áp ệVOD Video On Demand Video theo yêu c uầ

VSAT Very Small Aperture Terminal Tr m thông tin v  tinh ­ m t ạ ệ ặ

đ t c  nhấ ỡ ỏWRAN Wireless Regional Areas 

DANH M C HÌNH V Ụ Ẽ

L I NÓI Đ UỜ Ầ

Ngày nay, v i s  bùng n  c a công ngh , ớ ự ổ ủ ệ đi n tho i thông minh, m ngệ ạ ạ  

xã h i, nhu c u chia s  d  li u, hình  nh, video… gia tăng nhanh chóng gây raộ ầ ẻ ữ ệ ả  

áp lực r t lấ ớn v  l u lề ư ượng trên các h  th ng truy n t i. Cùng v i việ ố ề ả ớ ệc dải 

t n ngày càng b  thu h p do nhi u d ch v  m i đầ ị ẹ ề ị ụ ớ ược c p phép d n đ n yêuấ ẫ ế  

c u ph i t n d ng t i đa tài nguyên ph  t n s  Hi n t i, các h  th ng thôngầ ả ậ ụ ố ổ ầ ố ệ ạ ệ ố  tin vô tuy n đế ược áp d ng chính sách c p phát t n s  c  đ nh. Theo đó, cácụ ấ ầ ố ố ị  

ng d ng khác nhau đ c c p phép v i nh ng d i t n s  (băng thông) đã

được ho ch đ nh s n b i c  quan quy ho ch ph  t n Qu c gia. Vi c c pạ ị ẵ ở ơ ạ ổ ầ ố ệ ấ  phép d i t n c  đ nh này đ m b o ngả ầ ố ị ả ả ười dùng d ch v    dị ụ ở ải t n này khôngầ  gây can nhi u đ n nh ng ngễ ế ữ ười dùng   d i t n khác. Tuy có nhi u  u đi mở ả ầ ề ư ể  

nh ng như ược đi m l n nh t c a phể ớ ấ ủ ương pháp c p phát t n s  c  đ nh làấ ầ ố ố ị  không t n d ng đậ ụ ượ ốc t i đa tài nguyên băng thông. Theo  y ban truy n thôngỦ ề  liên bang Hoa Kì – FCC hi u su t s  d ng d i t n s  đã đệ ấ ử ụ ả ầ ố ược c p phép chấ ỉ kho ng 15­85ả % trên ph  t n kh  d ng. Đi u này đ t ra yêu c u c p thi t đóổ ầ ả ụ ề ặ ầ ấ ế  

là phát tri n m t công ngh  vô tuy n m i có kh  năng nâng cao hi u su t  sể ộ ệ ế ớ ả ệ ấ ử 

d ng ph  t n, tránh lãng phí tài nguyên t n s   ụ ổ ầ ầ ố

Công ngh  Cognitive Radio (vô tuy n nh n th c) đệ ế ậ ứ ược phát tri n để ể đáp  ng nhu c u trên. H  th ng vô tuy n nh n th c b ng nh ng k  thu tứ ầ ệ ố ế ậ ứ ằ ữ ỹ ậ  riêng c a mình s  khai thác các d i thông có th i đi m b  b  ủ ẽ ả ờ ể ị ỏ tr ng đ  cungố ể  

c p băng thông cho các d ch v  vô tuy n thông qua ki n trúc m ng tiên ti n,ấ ị ụ ế ế ạ ế  

m m d o và kh  năng truy cề ẻ ả ập ph  t n linh ho t. Cùng ổ ầ ạ v i h  th ng l i ghépớ ệ ố ạ  

v  tinh ­ m t đ t, vi c ngày càng s  d ng các thi t b  thông minh và tăng t iệ ặ ấ ệ ử ụ ế ị ả  trên m ng m t đ t đ  cung c p các d ch v  d  li u băng thông cao cùng v iạ ặ ấ ể ấ ị ụ ữ ệ ớ  các d ch v  tho i, các h  th ng lai ghép v  tinh ­ m t đ t có th  đị ụ ạ ệ ố ệ ặ ấ ể ược sử 

d ng hi u qu  và nâng cao hi u su t s  d ng m ng thông tin v  tinh đ  ph cụ ệ ả ệ ấ ử ụ ạ ệ ể ụ  

v  cho nhu c u càng ngày càng tăng. Ngoài ra, các v n đ  trong vi c  phụ ầ ấ ề ệ ủ sóng   m i n i, th m chí   các vùng sâu vùng xa, v i s  hoàn ch nh các d chở ọ ơ ậ ở ớ ự ỉ ị  

v  s n có   khu v c thành th , có th  có xu hụ ẵ ở ự ị ể ướng s  d ng các h  th ng laiử ụ ệ ố  ghép. Vì v y,  ậ vô tuy n nh n th c ho t đ ng trên n n h  th ng vô tuy nế ậ ứ ạ ộ ề ệ ố ế  được  đ nh nghĩa b ng ph n m m, đ c bi t là khi tích h p v i h  th ng laiị ằ ầ ề ặ ệ ợ ớ ệ ố  ghép v  tinh ­ m t đ t, h a h n là m t trong nh ng công ngh  đ y tri nệ ặ ấ ứ ẹ ộ ữ ệ ầ ể  

v ng, phù h p v i ti n trình phát tri n c a các h  ọ ợ ớ ế ể ủ ệ th ng thông tin vô tuy nố ế

Đ  án “ồ Nghiên c u k  thu t vô tuy n nh n th c cho h  th ng laiứ ỹ ậ ế ậ ứ ệ ố  ghép gi a m ng thông tin v  tinh và m ng m t đ tữ ạ ệ ạ ặ ấ ” v i m c đích nghiênớ ụ  

c u tìm hi u  ng d ng c a vô tuy n nh n th c trong các h  th ng ứ ể ứ ụ ủ ế ậ ứ ệ ố lai ghép 

v  tinh ­ m t đ tệ ặ ấ  T  đó làm ti n đ  ph c v  cho công tác sau này. Đ  ánừ ề ề ụ ụ ồ  

đước chia làm 3 chương:

Chương 1: T ng quan v  thông tin v  tinh và k  thu t vô tuy n nh nổ ề ệ ỹ ậ ế ậ  

th cứ

Chương 2:  H  th ng m ng m t đ t trong thông tin v  tinh và tích h pệ ố ạ ặ ấ ệ ợ  

h  th ng m t đ t – v  tinh trong truy n thông đa phệ ố ặ ấ ệ ề ương ti n ệ

Chương 3: Vô tuy n nh n th c cho h  th ng lai ghép gi a m ng thôngế ậ ứ ệ ố ữ ạ  tin v  tinh và m ng m t đ tệ ạ ặ ấ

CHƯƠNG 1. T NG QUAN V  THÔNG TIN V  TINH VÀ K  THU TỔ Ề Ệ Ỹ Ậ  

VÔ TUY N NH N TH CẾ Ậ Ứ

1.1 T ng quan v  h  th ng thông tin v  tinhổ ề ệ ố ệ

Thông tin v  tinh m i ch  xu t hi n trong h n b n th p k  qua nh ngệ ớ ỉ ấ ệ ơ ố ậ ỷ ư  

đã phát tri n r t nhanh chóng trên th  gi i cũng nh  trong nể ấ ế ớ ư ước ta, m  ra m tở ộ  

th i k  phát tri n m i cho s  phát tri n trong m i lĩnh v c khoa h c ­ đ iờ ỳ ể ớ ự ể ộ ự ọ ờ  

s ng nói chung và đ c bi t trong ngành vi n thông nói riêng. Sau đây, chúng taố ặ ệ ễ  cùng nhau đi tìm hi u v  l ch s  phát tri n, đ c di m, cũng nh  c u trúc t ngể ề ị ử ể ặ ể ư ấ ổ  

th  và nguyên lý ho t đ ng c a thông tin v  tinh.ể ạ ộ ủ ệ

1.1.1 S  ra đ i c a các h  th ng thông tin v  tinhự ờ ủ ệ ố ệ

Thông tin vô tuy n qua v  tinh là thành t u nghiên c u trong lĩnh v cế ệ ự ứ ự  truy n thông và m c tiêu c a nó là gia tăng v  m t c  ly và dung lề ụ ủ ề ặ ự ượng v iớ  chi phí th p, k t h p s  d ng hai kĩ thu t tên l a và vi ba đã m  ra k  nguyênấ ế ợ ử ụ ậ ử ở ỷ  thông tin v  tinh. D ch v  đệ ị ụ ược cung c p theo cách này b  sung m t cách h uấ ổ ộ ữ  ich cho các dich v  mà trụ ước đó đ c nh t ch  do các m ng   dộ ấ ỉ ạ ở ướ ấi đ t cung 

Trong năm 1965 v  tinh đ a t nh thệ ị ỉ ương m i đ u tiên INTELSAT­1ạ ầ  đánh đ u s  m  đ u cho hàng lo t các v  tinh INTELSAT. Cùng năm đó, Liênấ ự ở ầ ạ ệ  

Xô cũ cũng đã phóng v  tinh truy n thông đ u tiên trong lo t v  tinh truy nệ ề ầ ạ ệ ề  thông MOLNYA

1.1.2 L ch s  phát tri n c a các h  th ng v  tinh:ị ử ể ủ ệ ố ệ

 H  th ng v  tinh di đ ng ệ ố ệ ộ

Hình 1.1 S  phát tri n c a v  tinh di đ ng.ự ể ủ ệ ộ

Hình 1.1 th  hi n m t s  m c quan tr ng và các h  th ng v  tinh diể ệ ộ ố ố ọ ệ ố ệ  

đ ng   chính   (MSSs)   t   đó   mà   ra   Đi u   thú   v   mà   ta   c n   l u   ý,   đó   làộ ừ ề ị ầ ư  INMARSAT b t đ u có m t cùng kho ng th i gian v i các nhà khai thác diắ ầ ặ ả ờ ớ  

đ ng đ u tiên cung c p các d ch v  tộ ầ ấ ị ụ ương t  th  h  đ u. Trong giai đo nự ế ệ ầ ạ  

đ u, INMARSAT cung c p các d ch v  tho i và t c đ  d  li u th p cho cácầ ấ ị ụ ạ ố ộ ữ ệ ấ  

th  trị ường hàng h i trên các tàu l n trong d i L s  d ng v  tinh ph  sóng toànả ớ ả ử ụ ệ ủ  

c u. Trong giai đo n 1990­1991, INMARSAT đã b  sung các d ch v  hàngầ ạ ổ ị ụ  không cho máy bay ch  khách và m t s  lo i xe, v i vi c gi i thi u các vở ộ ố ạ ớ ệ ớ ệ ệ tinh có công su t cao h n. Đi u này đã đấ ơ ề ược th c hi n trong năm 1997­1998ự ệ  

v i ho t đ ng trên toàn th  gi i trong MSSs và gi i thi u phân trang, chuy nớ ạ ộ ế ớ ớ ệ ể  

hướng, tăng ch  s  cho máy tính đ u cu i. INMARSAT đã t p trung vào vi cỉ ố ầ ố ậ ệ  

s  d ng các v  tinh đ a tĩnh (GEO), và vào gi a nh ng năm 1990, m t s  hử ụ ệ ị ữ ữ ộ ố ệ 

th ng   GEO   khu   v c   n i   lên   trong   c nh   tranh   (ví   d ,   OMNITRACS,ố ự ổ ạ ụ  EUTELTRACS, AMSC và OPTUS) t p trung vào các phậ ương ti n giao thôngệ  

đường b  và s  d ng c  hai băng L và Ku . Đây ch  là nh ng thành công mangộ ử ụ ả ỉ ữ  tính tương đ i, trong khi INMARSAT đã xây d ng đố ự ược c  s  khách hàngơ ở  

c a mình lên kho ng 250.000. Nghiên c u chính trong nh ng năm cu i th pủ ả ứ ữ ố ậ  niên 80 và đ u nh ng năm 90 hầ ữ ướng t i các chòm sao tín hi u không ph i làớ ệ ả  GEO, ch  y u đ  t o đi u ki n cho liên k t ngân sách và gi m s  ch m trủ ế ể ạ ề ệ ế ả ự ậ ễ cho các d ch v  tho i t i các thi t b  đ u cu i c m tay, đi u này cho th y quị ụ ạ ớ ế ị ầ ố ầ ề ấ ỹ 

đ o th p trái đ t (LEO) và qu  đ o thạ ấ ấ ỹ ạ ường (MEO) d a trên chòm sao tín hi uự ệ  

t  10­66 v  tinh đ  ph  sóng toàn c u. Lúc này, IRIDIUM và GLOBALSTARừ ệ ể ủ ầ  

đã b t đ u tri n khai d ch v , nh ng đã quá mu n đ  c nh tranh v i s  lanắ ầ ể ị ụ ư ộ ể ạ ớ ự  

r ng c a GSM v  ph  sóng m t đ t và v  kinh doanh, thay vì các n n côngộ ủ ề ủ ặ ấ ề ề  ngh  đã đi vào “Chệ ương 11 c a s  phá s n” vào đ u nh ng năm 2000. Bàiủ ự ả ầ ữ  

h c rút ra, đó là các chòm sao tín hi u quá đ t, lên đ n 10 t  USD đ  tri nọ ệ ắ ế ỷ ể ể  khai, tr  khi th  trừ ị ường có s  tăng trự ưởng ban đ u l n đ  cung c p kh  năngầ ớ ể ấ ả  hoàn v n nhanh. C  hai h  th ng hi n nay đ u đang t n t i, nh ng ít kháchố ả ệ ố ệ ề ồ ạ ư  hàng h n d  ki n. (Orbcomm, m t nhà cung c p ch  y u các thi t b  đ uơ ự ế ộ ấ ủ ế ế ị ầ  

cu i c  đ nh LEO, cũng đã ch u s  ph n tố ố ị ị ố ậ ương t ). ICO ­ h  th ng MEOự ệ ố  

được đ  xu t, cũng đã trình làng m t v  tinh trề ấ ộ ệ ước khi nh n ra r ng vi c kinhậ ằ ệ  doanh này không thành công

Đ  giúp phát tri n ngành công nghi p v  tinh di đ ng trong tể ể ệ ệ ộ ương lai, 

m t T  ch c H  th ng di đ ng V  tinh Cao c p Châu Âu (ASMS­TF) độ ổ ứ ệ ố ộ ệ ấ ượ  c

thành l p vào năm 2001, và ngày nay ho t đ ng trong lĩnh v c nghiên c u vàậ ạ ộ ự ứ  phát tri n, tiêu chu n và các v n đ  v  qu n lý [12].ể ẩ ấ ề ề ả

Vào gi a nh ng năm 1990, các siêu v  tinh GEO l n h n đữ ữ ệ ớ ơ ược đ  xu tề ấ  

v i công su t 5 kW và 100­200 đi m thay vì các th  h  trớ ấ ể ế ệ ước c a GEO v iủ ớ  công su t 3­4 kW và 5­10 đi m. M t s  h  th ng nh  v y đã đấ ể ộ ố ệ ố ư ậ ược đ  xu t,ề ấ  

nh ng m t trong nh ng h  th ng đã thành công đ  bư ộ ữ ệ ố ể ước vào th  trị ường vào 

đ u nh ng năm 2000 là THURAYA, d a trên tiêu chu n GMR­1 c a Vi nầ ữ ự ẩ ủ ệ  Tiêu chu n Vi n thông châu Âu (ETSI), cung c p các d ch v  GSM và Góiẩ ễ ấ ị ụ  

D ch v  T ng Đài vô tuy n (GPRS) Châu Á và m t ph n c a châu Âu.ị ụ ổ ế ộ ầ ủ

Dù m i ch    nh ng ngày đ u tiên, nh ng h  th ng siêu v  tinh GEOớ ỉ ở ữ ầ ữ ệ ố ệ  này dường nh  đã thành công khi tìm ki m m t v  trí thích h p v i th  trư ế ộ ị ợ ớ ị ườ  ngkhách du l ch, xe t i và các khu v c mà di đ ng m t đ t r t đ t ti n đ  tri nị ả ự ộ ặ ấ ấ ắ ề ể ể  khai. Trong khi đó, INMARSAT đang cung c p siêu v  tinh GEO c a riêngấ ệ ủ  mình, INMARSAT IV (l n đ u tiên ra m t vào quý I năm 2005) đ  th c hi nầ ầ ắ ể ự ệ  các d ch v  s  hi n có t  64 đ n 432 kb /; t  m ng di n r ng (GAN) đ nị ụ ố ệ ừ ế ừ ạ ệ ộ ế  Băng thông r ng GAN (BGAN).ộ

M c dù các nhà khai thác đã có bặ ước di chuy n t  di đ ng m t đ t sangể ừ ộ ặ ấ  CDMA, INMARSAT đã ti p t c phát tri n h  th ng TDMA, nh ng cung c pế ụ ể ệ ố ư ấ  các d ch v  d a trên gói 3G tị ụ ự ương đương

Vì v y, các bài h c kinh nghi m t  v  tinh di đ ng là:ậ ọ ệ ừ ệ ộ

• Các chòm sao qu  đ o LEO và elip (HEO) đỹ ạ ược cho là quá đ t đắ ể 

c nh tranh v i GEO ho c các h  th ng di đ ng, vì v y th  trạ ớ ặ ệ ố ộ ậ ị ường đã quay l iạ  

v i GEO.ớ

• V  tinh v  phệ ề ương di n kinh t  ch  có th  cung c p các d ch v  thíchệ ế ỉ ể ấ ị ụ  

h p cho các khu v c không th  ti p c n v i d ch v  di đ ng; do đó, đ i v iợ ự ể ế ậ ớ ị ụ ộ ố ớ  các d ch v  th  trị ụ ị ường đ i chúng c n ph i có s  tích h p, ch  không ph i đạ ầ ả ự ợ ứ ả ể 

c nh tranh, mà là đ  tích h p v i di đ ng.ạ ể ợ ớ ộ

• Ch n d ch v  phù h p nh t v i c  c u phân chia v  tinh.ọ ị ụ ợ ấ ớ ơ ấ ệ

• S  d ng thu c tính ph  sóng r ng c a v  tinh.ử ụ ộ ủ ộ ủ ệ

D a vào các y u t  trên, h  th ng Vô tuy n truy n hình s  v  tinh đaự ế ố ệ ố ế ề ố ệ  

phương ti n (S­DMB) đã đệ ược đ  xu t trong các d  án c a Liên minh Châuề ấ ự ủ  

Âu (EU) SATIN [10], MoDiS [13] và MAESTRO [14] đ  cung c p các d ch vể ấ ị ụ MBMS cho ngườ ử ụi s  d ng trong vùng ph  sóng di đ ng m t đ t cũng nhủ ộ ặ ấ ư bên ngoài. H  th ng S­DMB đệ ố ược đ  xu t ch  y u t p trung vào các d ch về ấ ủ ế ậ ị ụ phân ph i n i dung ho c d ch v  push type, n i n i dung đố ộ ặ ị ụ ơ ộ ược đ y t i cácẩ ớ  thi t b  đ u cu i, b t c  khi nào các tài nguyên có s n và đế ị ầ ố ấ ứ ẵ ượ ưc l u tr  trongữ  

b  nh  cache c c b  đ  ph c h i sau này. C u trúc độ ớ ụ ộ ể ụ ồ ấ ược đ c tr ng b i cácặ ư ở  

b  đ m khe h  ho c b  l p mô đun trung gian (IMR) n m   các tr m c  sộ ệ ở ặ ộ ặ ằ ở ạ ơ ở 3G ch  đ nh, phát tín hi u MBMS trên đ t li n trong d i MSS li n k , đ  choỉ ị ệ ấ ề ả ề ề ể  phép thâm nh p vào khu v c đô th  và đô th ậ ự ị ị

M t khái ni m tộ ệ ương t  đã đự ược thông qua trong h  th ng MBSATệ ố  [15] hi n đang ho t đ ng t i Nh t B n và Hàn Qu c, n i mà xu hệ ạ ộ ạ ậ ả ố ơ ướng d chị  

v  là truy n hình di đ ng h n là n i dung video. Các h  th ng này có s  c nhụ ề ộ ơ ộ ệ ố ự ạ  tranh t  MBMS trong 3G và t  DVB­H, nh ng cung c p m t th  trừ ừ ư ấ ộ ị ường v iớ  

c  h i th c s  m i cho v  tinh, và quan tr ng nh t là vi c phân ph i hơ ộ ự ự ớ ệ ọ ấ ệ ố ệ 

th ng chu n đ u tiên.ố ẩ ầ

Các h  th ng DAB thông qua v  tinh S­DAB (DARS   Hoa K ) cũngệ ố ệ ở ỳ  nên được đ  c p trong b i c nh này, vì truy n thanh vô tuy n là m t ví dề ậ ố ả ề ế ộ ụ khác v  phân chia n i dung. Ý tề ộ ưởng này được n y ra kho ng t  năm 1990,ả ả ừ  khi CD radio đ u tiên đầ ược trình lên t i Hoa K  M t s  h  th ng đã đạ ỳ ộ ố ệ ố ược đề 

xu t b i các tiêu chu n S­DAB đấ ở ẩ ượ ảc s n xu t v i WORLDSPACE [16] vàoấ ớ  

gi a nh ng năm 1990, có l  là đ i th  hàng đ u v i v  tinh c a nó bao g mữ ữ ẽ ố ủ ầ ớ ệ ủ ồ  Châu Á, Caribê và Châu M ỹ

D ch v  phát thanh qu ng bá s  m t đ t T­DAB đã không đị ụ ả ố ặ ấ ược lan 

r ng, v i m ng lộ ớ ạ ưới U.K. gi i h n có th  đớ ạ ể ược phát tri n t t nh t. T i Hoaể ố ấ ạ  

K , vào đ u nh ng năm 2000, hai h  th ng thỳ ầ ữ ệ ố ương m i b t đ u ho t đ ng:ạ ắ ầ ạ ộ  

Đài XM s  d ng v  tinh GEO, và v  tinh vô tuy n SIRIUS s  d ng v  tinhử ụ ệ ệ ế ử ụ ệ  HEO. C  hai h  th ng đ u b  sung kho ng cách m t đ t theo cách tả ệ ố ề ổ ả ặ ấ ương tự 

v i h  th ng đớ ệ ố ược đ  xu t b i SDMB và MBSAT. Vi c s  d ng các v  tinhề ấ ở ệ ử ụ ệ  HEO r t thú v , vì chúng đấ ị ược ph  sóng t t h n   khu v c đô th  do góc đủ ố ơ ở ự ị ộ cao h n và gi m s  lơ ả ố ượng các kho ng tr ng c n thi t. Hi n t i XM cóả ố ầ ế ệ ạ  kho ng 3,5 tri u khách hàng, còn SIRIUS có 1,5 tri u khách hàng t i Hoa K ả ệ ệ ạ ỳ

Khi chúng ta xem xét băng r ng di đ ng trong v  tinh, th  trộ ộ ệ ị ường chính dành cho phương ti n ch  khách (máy bay [17], tàu th y và tàu h a) ngo i trệ ở ủ ỏ ạ ừ 

h  th ng INMARSAT BGAN, n i có nhi u khách hàng h n có th  s  d ngệ ố ơ ề ơ ể ử ụ  

d ch v  băng thông. D ch v  Connexions c a Boeing (CBB) [18] b t đ u khaiị ụ ị ụ ủ ắ ầ  thác các đường truy n băng thông v i máy bay vào năm 2002 và hi n đangề ớ ệ  theo đu i các th  trổ ị ường khai thác hàng h i. Công ngh    đây tả ệ ở ương t  nhự ư 

mô hình c c nh  (VSAT) v i s  phân b  trong phự ỏ ớ ự ố ương ti n. CBB đã l p đ tệ ắ ặ  

đ u cu i v i m t s  hãng hàng không. Các h  th ng VSAT đã b t đ u ho tầ ố ớ ộ ố ệ ố ắ ầ ạ  

đ ng kinh doanh d u ngoài kh i nh ng nhanh chóng m  r ng sang các tàu duộ ầ ơ ư ở ộ  

l ch bi n và các nhà khai thác lòng bi n, s  d ng băng t n Ku và cung c p cácị ể ể ử ụ ầ ấ  

d ch v  thị ụ ương m i, k  thu t và đi u hạ ỹ ậ ề ướng cho hành khách và phi hành đoàn. M t s  nhà khai thác v  tinh th c hi n các d ch v  nh  v y. S  mộ ố ệ ự ệ ị ụ ư ậ ự ở 

r ng cũng có th  độ ể ược th c hi n đ i v i phự ệ ố ớ ương ti n giao thông đệ ường b ,ộ  

và các d  án v  chự ề ương trình khung c a EU 6 (FP6) DRIVE / OVERDRIVEủ  [19] và FIFTH [20] đã nghiên c u th  trứ ị ường xe l a / xe t i / xe h i.ử ả ơ

Các chương trình băng r ng nói chung v n còn b   nh hộ ẫ ị ả ưởng t  hi uừ ệ  

qu  s  d ng kh  năng v  tinh kém, gây ra t n kém. M t gi i pháp cho đi uả ử ụ ả ệ ố ộ ả ề  này n m xung quanh vi c gi i thi u tiêu chu n DVB­S2 m i vào năm 2003ằ ệ ớ ệ ẩ ớ  [21]. V  c  b n là nh m vào các h  th ng c  đ nh, k t h p các chề ơ ả ằ ệ ố ố ị ế ợ ương trình 

mã hoá và đi u ch  thích  ng (ACM), khi ho t đ ng k t n i v i kênh v  tinhề ế ứ ạ ộ ế ố ớ ệ  phát đáp (RCS), cho phép t i  u hóa các thông s  truy n cho m i k t n i riêngố ư ố ề ỗ ế ố  

l  ph  thu c vào đi u ki n đẻ ụ ộ ề ệ ường d n. M t lo t các chẫ ộ ạ ương trình đi u chề ế 

khóa chuy n pha PSK và PSK thích  ng (APSK) và mã LDPC cung c p t i  uể ứ ấ ố ư  hóa gói theo gói đ  đáp  ng khi g p ph i các đi u ki n kênh thay đ i b t l i.ể ứ ặ ả ề ệ ổ ấ ợ  Tiêu chu n m i cho phép m t lo t các đ u vào d  li u bao g m c  IP. K tẩ ớ ộ ạ ầ ữ ệ ồ ả ế  

h p s  đ  ACM DVB­S2 v i các v  tinh đa băng Ka và link h i đáp DVB­ợ ơ ồ ớ ệ ồRCS, công su t v  tinh hi n t i có th  tăng thêm 10 l n ho c nhi u h n.ấ ệ ệ ạ ể ầ ặ ề ơ  

Bước ti p theo là gi i thi u tính di đ ng vào tiêu chu n, sau đó s  cho phépế ớ ệ ộ ẩ ẽ  

s  d ng cho k t n i băng thông đa phử ụ ế ố ương ti n di đ ng nh  đã đ  c p   trên.ệ ộ ư ề ậ ở

 H  th ng v  tinh c  đ nh ệ ố ệ ố ị

Các h  th ng v  tinh c  đ nh v n ti p t c đóng m t vai trò quan tr ngệ ố ệ ố ị ẫ ế ụ ộ ọ  trong m ng lõi, mà trên c  s  đi m – đi m v n có th  c nh tranh v i các liênạ ơ ở ể ể ẫ ể ạ ớ  

k t m t đ t   m t s  khu v c có ph  sóng và gi m c  s  h  t ng là nh ngế ặ ấ ở ộ ố ự ủ ả ơ ở ạ ầ ữ  

l i th  Các nhà khai thác v  tinh qu c t  l n nh  INTELSAT, SES GLOBAL,ợ ế ệ ố ế ớ ư  

và EUTELSAT v n là nh ng doanh nghi p ho t đ ng hi u qu  Đi u thú vẫ ữ ệ ạ ộ ệ ả ề ị 

c n l u ý là các mô hình kinh doanh c a h  đã phát tri n; h  đã chuy n tầ ư ủ ọ ể ọ ể ừ 

tr ng thái IGO sang các công ty t  nhân. H  đã chuy n t  bán băng thông sangạ ư ọ ể ừ  bán các k t n i d ch v  ­ t  megahertz đ n megabit m i giây ­ và bây gi  hế ố ị ụ ừ ế ỗ ờ ọ 

có tài s n g m c  s  h  t ng cũng nh  các v  tinh. Ngành công nghi p đãả ồ ơ ở ạ ầ ư ệ ệ  phát tri n r t v a ph i, và ph n l n các v  tinh v n là lo i phát đáp trongể ấ ừ ả ầ ớ ệ ẫ ạ  

su t ho t đ ng   các băng t n C, Ku và Ka, nh ng v i các chùm tia ngày càngố ạ ộ ở ầ ư ớ  

ph c t p.  ng k  thu t s  v n là thành công l n s  d ng truy c p đa t n sứ ạ Ố ỹ ậ ố ẫ ớ ử ụ ậ ầ ố (FDMA), v i TDMA và chuy n m ch kênh TDMA (SS­TDMA) nh ng ch aớ ể ạ ư ư  

th c s  b t k p. V  tinh v n gi  đự ự ắ ị ệ ẫ ữ ược th  lo i rõ ràng, tr  m t s  v  tinhể ạ ừ ộ ố ệ  

qu ng bá truy n hình k  thu t s  đã ch p nh n chuy n m ch onboard gi iả ề ỹ ậ ố ấ ậ ể ạ ớ  

h n. Quá trình x  lý toàn b  trên bo m ch đã đạ ử ộ ạ ược xem là quá r i ro do thi uủ ế  tính linh ho t c a phân b  kênh và t c đ  bit. M t khác, l u lạ ủ ổ ố ộ ặ ư ượng truy c pậ  

đã thay đ i, v i IP bây gi  là m t t  l  ph n trăm l n c a toàn b  thông quaổ ớ ờ ộ ỷ ệ ầ ớ ủ ộ  các ISP. V  tinh v n gi  đệ ẫ ữ ược công su t t  th p đ n trung bình, đi u đó cóấ ừ ấ ế ề  nghĩa là hi u qu  s  d ng ph  t n vô tuy n v n th p so v i các h  th ngệ ả ử ụ ổ ầ ế ẫ ấ ớ ệ ố  

m t đ t. Nh  v i di đ ng, chúng ta đã th y các v  tinh c  đ nh phát tri nặ ấ ư ớ ộ ấ ệ ố ị ể  riêng bi t v i m t đ t trong c  hai tiêu chu n và các nhà khai thác n u khôngệ ớ ặ ấ ả ẩ ế  

có s  cung c p tích h p.ự ấ ợ

S  thành công c a các tiêu chu n DVB­S / S2   châu Âu cũng đã d nự ủ ẩ ở ẫ  

t i các h  th ng hai chi u k t h p VSATs v i h  th ng RC hay băng Kuớ ệ ố ề ế ợ ớ ệ ố  

ho c Ka. Đây đặ ược coi là nh ng cách khác đ  cung c p các d ch v  IP và k tữ ể ấ ị ụ ế  

h p các m ng lợ ạ ưới. Tuy nhiên, hi u qu  c a vi c phân ph i IP v n còn th pệ ả ủ ệ ố ẫ ấ  

so v i m t đ t, n i DSL không đ i x ng (ADSL) v n chi m  u th    cácớ ặ ấ ơ ố ứ ẫ ế ư ế ở  

nước phát tri n.ể

M ng VSAT   Châu Âu ch a th c s  c t cánh nh  mong đ i và ch aạ ở ư ự ự ấ ư ợ ư  

đ t đạ ược quy mô ho c kh i lặ ố ượng c a các đ i tác Hoa K ; chi phí và hi uủ ố ỳ ệ  

qu  là nh ng lý do chính.ả ữ

Vùng cu i cùng c a vi c s  d ng các v  tinh c  đ nh là trong truy c pố ủ ệ ử ụ ệ ố ị ậ  băng r ng, n i ph m vi phu sóng và t c đ  th c hi n đã độ ơ ạ ố ộ ự ệ ược kh a l p. Cácỏ ấ  khu v c nông thôn và ngo i thành trên kh p châu Âu và đ c bi t   Đông Âu làự ạ ắ ặ ệ ở  

nh ng vùng mà các thi t b  đ u cu i v  tinh đã đữ ế ị ầ ố ệ ược tri n khai r ng rãi choể ộ  

đ n th i đi m này. Tuy nhiên, khi ADSL đế ờ ể ược tri n khai d n d n   các qu cể ầ ầ ở ố  gia phát tri n h n, chi phí l n h n cho v  tinh không th  c nh tranh để ơ ớ ơ ệ ể ạ ược. Có nhi u th o lu n v  kho ng cách k  thu t s  (hay kho ng cách thi u th n), vàề ả ậ ề ả ỹ ậ ố ả ế ố  không còn nghi ng  gì v  vi c các khu v c r ng l n c a châu Âu s  khôngờ ề ệ ự ộ ớ ủ ẽ  

được ph  sóng b i các h  th ng m t đ t r  h n. Tuy nhiên, nó s  có ý nghĩaủ ở ệ ố ặ ấ ẻ ơ ẽ  chính tr  đ  gi i quy t v n đ  này b ng cách s  d ng v  tinh, vì r t khó đị ể ả ế ấ ề ằ ử ụ ệ ấ ể xem làm th  nào ch  v i kinh t  thu n túy, s  có th  h  tr  chuy n giao vế ỉ ớ ế ầ ẽ ể ỗ ợ ể ệ tinh

Hình 1.2 C u trúc h  th ng tích h p kh  thiấ ệ ố ợ ả

Vì v y, thông đi p dành cho các h  th ng v  tinh c  đ nh trong tậ ệ ệ ố ệ ố ị ươ  nglai là:

• Tích h p nhi u h n v i các h  th ng m t đ t, vì v  tinh không thợ ề ơ ớ ệ ố ặ ấ ệ ể 

c nh tranh   các khu v c đô th  / ngo i thành, nh ng hi u qu  h n   các vùngạ ở ự ị ạ ư ệ ả ơ ở  nông thôn

Thông qua các tiêu chu n tẩ ương thích s  cho phép các thi t b  r  h n vàẽ ế ị ẻ ơ  cung c p linh ho t.ấ ạ

• Tăng hi u qu  h  th ng. Đ  gi m chi phí cho m i bit v i các v  tinhệ ả ệ ố ể ả ỗ ớ ệ  

có công su t h n ch , h  ph i  ng d ng công ngh  tiên ti n trấ ạ ế ọ ả ứ ụ ệ ế ước các hệ 

th ng m t đ t đ  đ t đố ặ ấ ể ạ ược hi u qu  c n thi t t  50­100%.ệ ả ầ ế ừ

• C n x  lý oanboard linh ho t v i s  lầ ử ạ ớ ố ượng chùm liên k t l n, nghĩa làế ớ  xoay quanh băng t n Ka và cao h n. X  lý onboard ph i cho phép các kênhầ ơ ử ả  băng thông bi n đ i đế ổ ượ ử ục s  d ng d ch v  linh ho t.ị ụ ạ

• Quy mô h  th ng c a các v  tinh nên nh  h n và công su t cao h n, đệ ố ủ ệ ỏ ơ ấ ơ ể tránh nh ng chi phí r t cao lên h  th ng. Các v  tinh nh  v y có th  k t n iữ ấ ệ ố ệ ư ậ ể ế ố  

v i qu  đ o, và m  r ng và đ nh hình l i khi nhu c u tăng lên.ớ ỹ ạ ở ộ ị ạ ầ

1.1.3 Đ c đi m c a thông tin v  tinhặ ể ủ ệ

Thông tin v  tinh tuy ra đ i mu n nh ng đệ ờ ộ ư ược phát tri n nhanh chóng,ể  

b i nó có nhi u l i th  so v i các h  th ng truy n thông khác, đó là:ở ề ợ ế ớ ệ ố ề

 Vùng ph  sóng r ng, ch  c n ba v  tinh là có th  ph  sóng toàn c u.ủ ộ ỉ ầ ệ ể ủ ầ

 Thi t b  phát sóng c a h  th ng thông tin v  tinh ch  c n công su t nh ế ị ủ ệ ố ệ ỉ ầ ấ ỏ

 Vi c l p đ t ho c di chuy n m t h  th ng thông tin v  tinh trên m tệ ắ ặ ặ ể ộ ệ ố ệ ặ  

đ t tấ ương đ i nhanh chóng, không ph  thu c vào c u hình m ng cũng nh  hố ụ ộ ấ ạ ư ệ 

th ng truy n d n.ố ề ẫ

 H  th ng thông tin v  tinh có th  ph c v  nhi u d ch v  khác nhau nhệ ố ệ ể ụ ụ ề ị ụ ư 

vi n thông tho i và phi tho i, thăm dò đ a ch t, truy n hình  nh, quan sát m cễ ạ ạ ị ấ ề ả ụ  tiêu, nghiên c u khí tứ ượng, ph c v  qu c phòng an ninh…ụ ụ ố

 Thông tin v  tinh r t  n đ nh. Đã có nhi u trệ ấ ổ ị ề ường h p bão to, đ ng đ tợ ộ ấ  

m nh làm cho các phạ ương ti n truy n thông khác m t tác d ng ch  còn duyệ ề ấ ụ ỉ  

nh t thông tin v  tinh ho t đ ng.ấ ệ ạ ộ

 Các thi t b  đ t trên v  tinh có th  t n d ng năng lế ị ặ ệ ể ậ ụ ượng m t tr i đặ ờ ể cung c p đi n h u nh  ngày l n đêm.ấ ệ ầ ư ẫ

Tuy v y thông tin v  tinh cũng có m t s  nhậ ệ ộ ố ược đi m đó là:ể

 Kinh phí ban đ u đ  phóng m t v  tinh vào qu  đ o khá l n.ầ ể ộ ệ ỹ ạ ớ

 B c x  c a sóng vô tuy n trong thông tin v  tinh b  t n hao l nứ ạ ủ ế ệ ị ổ ớ  trong môi trường truy n sóng.ề

1.1.4 Các d ng qu  đ o c a v  tinhạ ỹ ạ ủ ệ

Qu  đ o c a v  tinh là hành trình c a v  tinh trong không gian mà trongỹ ạ ủ ệ ủ ệ  

đó v  tinh đệ ược cân b ng b i hai l c đ i nhau. Hai l c đó là l c h p d n c aằ ở ự ố ự ự ấ ẫ ủ  trái đ t và l c ly tâm đấ ự ược hình thành do đ  cong c a hành trình v  tinh. Quộ ủ ệ ỹ 

đ o v  tinh có 3 thông s  quan tr ng đó là: kho ng cách t  v  tinh đ n m tạ ệ ố ọ ả ừ ệ ế ặ  

đ t, hình d ng và góc nghiêng so v i m t bình đ  M t thông s  chung c a nóấ ạ ớ ặ ộ ộ ố ủ  

là m t ph ng chuy n đ ng c a v  tinh ph i đi qua tâm trái đ t. qu  đ o c aặ ẳ ể ộ ủ ệ ả ấ ỹ ạ ủ  

v  tinh n m trên m t m t ph ng có th  là hình tròn ho c hình elip. N u quệ ằ ộ ặ ẳ ể ặ ế ỹ 

đ o là hình tròn thì tâm c a qu  đ o tròn trùng v i tâm c a trái đ t.ạ ủ ỹ ạ ớ ủ ấ

Hình 1.3: Các d ng qu  đ o c a v  tinhạ ỹ ạ ủ ệ

N u qu  đ o là hình elip thì có m t đ u n m xa trái đ t nh t g i là vi nế ỹ ạ ộ ầ ằ ấ ấ ọ ễ  

đi m (apogee) và đ u g n trái đ t nh t g i là c n đi m (perigee )ể ầ ầ ấ ấ ọ ậ ể

Qu  đ o thông d ng hi n nay c a v  tinh là nh ng d ng qu  đ o sau đâyỹ ạ ụ ệ ủ ệ ữ ạ ỹ ạa) Các qu  đ o hình elip:ỹ ạ

Lo i qu  đ o này đ m b o ph  sóng các vùng vĩ đ  cao dạ ỹ ạ ả ả ủ ộ ưới m t gócộ  

ng ng l n. góc ng ng l n là đ c bi t c n thi t trong nh ng  ng d ng nhẩ ớ ẩ ớ ặ ệ ầ ế ữ ứ ụ ư

­ Gi m thi u vi c ch n các tia do s  che khu t v  tinh c a các cao  c vàả ể ệ ặ ự ấ ệ ủ ố  cây c iố

­ Vi c bám v  tinh đệ ệ ược d  dàng h n.ễ ơ

­ Gi m b t đả ớ ượ ạc t p âm mà anten tr m m t đ t thu nh n do can nhi uạ ặ ấ ậ ễ  

t  các h  th ng thông tin vô tuy n dừ ệ ố ế ưới m t đ t.ắ ấ

b) Các qu  đ o tròn:ỹ ạ

 Qu  đ o c c.ỹ ạ ự

V  tinh có qu  đ o tròn và có đ  cao kho ng vài trăm đ n vài nghìn kmệ ỹ ạ ộ ả ế  

v i m t ph ng qu  đ o ch a tr c quay c a trái đ t, lo i qu  đ o này đ mớ ặ ẳ ỹ ạ ứ ụ ủ ấ ạ ỹ ạ ả  

b o r ng v  tinh có th  đi qua các vùng c a trái đ t. ngả ằ ệ ể ủ ấ ườ ữ ụi s  d ng lo i quạ ỹ 

đ o này cho các v  tinh quan sát (observation satellite) nh  v  tinh SPOT vàạ ệ ư ệ  

ph  sóng toàn c u nh  chùm v  tinh IRIDUM (g m 77 v  tinh).ủ ầ ư ệ ồ ệ

Đ  cao qu  đ o là 35768km. v  tinh trong trộ ỹ ạ ệ ường h p này xu t hi n nh  m tợ ấ ệ ư ộ  

đi m c  đ nh trên b u tr i v i vùng ph  sóng c a v  tinh là 43% di n tíchể ố ị ầ ờ ớ ủ ủ ệ ệ  

c a b  m t trái đ t. ba v  tinh v  tĩnh trong trủ ề ặ ấ ệ ệ ường h p này có th  ph  sóngợ ể ủ  toàn c u.ầ

Vi c l a ch n qu  đ o nào trong th c t  còn ph  thu c vào các  ngệ ự ọ ỹ ạ ự ế ụ ộ ứ  

d ng c  th , đ  can nhi u mà h  th ng có th  ch p nh n đụ ụ ể ộ ễ ệ ố ể ấ ậ ược

Đ  v  tinh có th  gi  nguyên v  trí c a mình trong qu  đ o đã để ệ ể ữ ị ủ ỹ ạ ược xác 

đ nh, ngị ười ta s  d ng m t trong hai kĩ thu t  n đ nh đó là  n đ nh quay ho cử ụ ộ ậ ổ ị ổ ị ặ  

n đ nh ba tr c

1.1.5 C u trúc m t h  th ng thông tin v  tinh.ấ ộ ệ ố ệ

C u trúc c a m t h  th ng thông tin v  tinh g m hai ph n: phân đo nấ ủ ộ ệ ố ệ ồ ầ ạ  

vũ tr  (space segment) và phân đo n m t đ t (ground segment). Hình 1.2 môụ ạ ặ ấ  

t  c u trúc t ng quát c a m t h  th ng thông tin v  tinh.ả ấ ổ ủ ộ ệ ố ệ

 Phân đo n vũ trạ ụ

Phân đo n vũ tr  bao g m v  tinh cùng các thi t b  đ t trong v  tinh vàạ ụ ồ ệ ế ị ặ ệ  

h  th ng các trang thi t b  đ t trên m t đ t đ  ki m tra, theo dõi và đi uệ ố ế ị ặ ặ ấ ể ể ề  khi n v  tinh (các h  th ng bám, đo đ c và đi u khi n). B n thân v  tinh baoể ệ ệ ố ạ ề ể ả ệ  

g m ph n t i (payload) và ph n n n (platform). Ph n t i bao g m các antenồ ầ ả ầ ề ầ ả ồ  thu/phát và t t c  các thi t b  đi n t  ph c v  cho vi c truy n d n các sóngấ ả ế ị ệ ử ụ ụ ệ ề ẫ  mang. Ph n n n bao g m t t c  các h  th ng ph c v  cho ph n t i ho tầ ề ồ ấ ả ệ ố ụ ụ ầ ả ạ  

đ ng. ví d  nh : c u trúc v  và khung, ngu n cung c p đi n, đi u khi nộ ụ ư ấ ỏ ồ ấ ệ ề ể  nhi t đ , đi u khi n hệ ộ ề ể ướng và qu  đ o, thi t b  đ y, bám, đo đ c  .ỹ ạ ế ị ẩ ạ

Hình 1.4: C u trúc h  th ng thông tin v  tinhấ ệ ố ệ

Các sóng vô tuy n đế ược truy n t  tr m m t đ t lên v  tinh đề ừ ạ ặ ấ ệ ược g i làọ  tuy n lên (uplink). V  tinh l i truy n các sóng vô tuy n sau khi đã bi n đ iế ệ ạ ề ế ế ổ  

t n s  và khu ch đ i t i các tr m thu v  tinh đ t trên m t đ t và đầ ố ế ạ ớ ạ ệ ặ ặ ấ ược g i làọ  tuy n xu ng (downlink).ế ố

Ch t lấ ượng c a m t liên l c qua sóng vô tuy n đó đủ ộ ạ ế ược xác đ nh b iị ở  thông s  sóng mang trên t p âm (C/N). Ch t lố ạ ấ ượng c a t ng th  tuy n liênủ ổ ể ế  

l c t  tr m m t đ t này đ n tr m m t đ t khác đạ ừ ạ ặ ấ ế ạ ặ ấ ược quy t đ nh b i ch tế ị ở ấ  

lượng c a tuy n lên và tuy n xu ng trong đó bao g m c  kĩ thu t đi u chủ ế ế ố ồ ả ậ ề ế 

và mã hóa đượ ữ ục s  d ng

Trong m i v  tinh đỗ ệ ược đ t m t s  b  phát đáp (transponder) đ  thu tínặ ộ ố ộ ể  

hi u t  tuy n lên, bi n đ i t n s , khu ch đ i công su t và truy n tr  l i trênệ ừ ế ế ổ ầ ố ế ạ ấ ề ở ạ  tuy n xu ng.ế ố

Hình 1.5 S  đ  kh i ch c năng c a b  phát đáp đ n gi nơ ồ ố ứ ủ ộ ơ ả

 Phân đo n m t đ tạ ặ ấ

Phân đo n m t đ t bao g m t t c  các tr m m t đ t và chúng thạ ặ ấ ồ ấ ả ạ ặ ấ ườ  ng

được n i v i các thi t b  c a ngố ớ ế ị ủ ườ ử ụi s  d ng thông qua các m ng m t đ tạ ặ ấ  

ho c trong trặ ường h p s  d ng tr m VSAT ( Very Small Aperture Terminal )ợ ử ụ ạ  thì có th  liên l c tr c ti p t i thi t b  đ u cu i c a ngể ạ ự ế ớ ế ị ầ ố ủ ười ngườ ử ụi s  d ng. Các tr m m t đ t đạ ặ ấ ược phân lo i tùy thu c vào kích c  tr m và lo i hìnhạ ộ ỡ ạ ạ  thông tin được truy n cũng  nh  x  lý ( tho i, hình  nh ho c d  li u). Có thề ư ử ạ ả ặ ữ ệ ể 

có các tr m m t đ t v a thu v a phát nh ng cũng có tr m m t đ t ch  làmạ ặ ấ ừ ừ ư ạ ặ ấ ỉ  

nhi m v  thu ( tr m TVRO – Television Receiver Only). Các tr m  m t đ tệ ụ ạ ạ ặ ấ  

l n đớ ược trang b  anten có đị ường kính 30m – 40m, trong khi đó các tr m m tạ ặ  

lo i nh  ch  dùng anten đạ ỏ ỉ ường kính 60cm ho c th m chí có th  nh  h n (cácặ ậ ể ỏ ơ  

tr m di đ ng, các máy c m tay) . Hình 1.4 mô t  m t m t đ t đ n gi n baoạ ộ ầ ả ộ ặ ấ ơ ả  

Trong th c t  m t b  phát đáp c a v  tinh có th  ph c v  cùngự ế ộ ộ ủ ệ ể ụ ụ  

m t lúc nhi u tr m m t đ t khác nhau. Đó là nh  vào phộ ề ạ ặ ấ ờ ương pháp đa truy 

nh p. kĩ thu t mà tr m m t đ t dùng đ  truy nh p b  phát đáp v  tinh đó làậ ậ ạ ặ ấ ể ậ ộ ệ  FDMA, TDMA, CDMA

1.1.6 Đa truy nh pậ

Trong các h  th ng thông tin v  tinh kĩ thu t đa truy nh p là m tệ ố ệ ậ ậ ộ  

phương pháp đ  cho nhi u tr m s  d ng chung m t b  phát đáp. Hi n nay cóể ề ạ ử ụ ộ ộ ệ  

3 phương pháp chính được dùng đó là:

 Đa truy nh p phân chia theo t n s  ( FDMA – Frequency Divisionậ ầ ố  Multiple Access). 

Phương pháp này đượ ử ục s  d ng r ng rãi nh t. V i h  th ng này, m iộ ấ ớ ệ ố ỗ  

tr m m t đ t phát m t sóng mang có t n s  sóng mang khác v i t n s  sóngạ ặ ấ ộ ầ ố ớ ầ ố  mang c a các tr m khác. M i sóng mang đủ ạ ỗ ược phân cách v i sóng mang khácớ  

b ng nh ng băng t n b o v  thích h p, sao cho chúng không ch ng l n lênằ ữ ầ ả ệ ợ ồ ấ  nhau ( hinh 1.5)

Hình 1.7: Đa truy nh p phân chia theo t n s  (FDMA)ậ ầ ố

FDMA có th  để ược s  d ng cho b t kì h  th ng đi u ch  nào: đi uử ụ ấ ệ ố ề ế ề  

ch  tế ương t  ho c đi u ch  s  M t tr m m t đ t thu ch n l a các tín hi uự ặ ề ế ố ộ ạ ặ ấ ọ ự ệ  

nó c n thông tin b ng m t b  l c băng thông.ầ ằ ộ ộ ọ

Phương pháp này cho phép t t c  các tr m truy n d n liên t c, nó cóấ ả ạ ề ẫ ụ  

u đi m không c n thi t đi u khi n đ nh th i đ ng b  và thi t b  s  d ng

khá đ n gi n, hi u qu  s  d ng công su t v  tinh c a nó cũng không th p.ơ ả ệ ả ử ụ ấ ệ ủ ấ  Tuy nhiên phương pháp này thi u linh ho t trong vi c thay đ i cách phân bế ạ ệ ổ ố kênh

 Đa truy nh p phân chia theo th i gian (TDMA – Time Divisionậ ờ  Multiple  Access)

Là h  th ng trong đó các tr m m t đ t dùng chung m t b  phát đáp trênệ ố ạ ặ ấ ộ ộ  

c  s  phân chia theo th i gian. Đ  làm đơ ở ờ ể ược đi u này c n s  d ng m t sóngề ầ ử ụ ộ  mang đi u ch  s  H  th ng TDMA thề ế ố ệ ố ường đ nh ra m t khung trong mi nị ộ ề  

th i gian g i là khung TDMA: khung này đờ ọ ược phân chia ra và m i m tỗ ộ  kho ng chia đả ược phân cho t ng tr m.ừ ạ

M i m t tr m phát sóng mang c a nó trong m t kho ng th i gian ng nỗ ộ ạ ủ ộ ả ờ ắ  

đã được phân (khe th i gian) trong khung th i gian. C n đ  ra m t kho ngờ ờ ầ ể ộ ả  

th i gian tr ng ( th i gian b o v ) gi a 2 khe th i gian c nh nhau sao cho cácờ ố ờ ả ệ ữ ờ ạ  sóng mang phát t  nhi u tr m không ch ng lên nhau trong b  phát đáp (hìnhừ ề ạ ồ ộ  1.6)

Hình 1.8: Đa truy nh p phân chia theo th i gian (TDMA)ậ ờ

M i tr m thu s  tách ra nh ng ph n sóng mang c a chính nó d a trênỗ ạ ẽ ữ ầ ủ ự  

c  s  phân chia theo th i gian trong nh ng tín hi u nh n đơ ở ờ ư ệ ậ ược. H  thôngệ  TDMA có th  s  d ng t t nh t công su t v  tinh và có th  d  dàng thay đ iể ử ụ ố ấ ấ ệ ể ể ổ  

được dung lượng truy n t i nên h  th ng này có  u đi m là linh ho t trongề ả ệ ố ư ể ạ  

vi c ch p nh n thay đ i trong thi t l p tuy n.ệ ấ ậ ổ ế ậ ế

 Đa   truy   nh p   phân   chia   theo   mã   (   CDMA   –   Code   Divisionậ  Multiple Access)

V i đa truy nh p phân chia theo mã ( CDMA ) các tr m c a m ng phátớ ậ ạ ủ ạ  liên t c và cùng phát trên m t băng t n nh  nhau c a kênh. Nh ng các sóngụ ộ ầ ư ủ ư  mang này trước đó đã được đi u ch  b ng m t m u bit đ c bi t quy đ nh choề ế ằ ộ ẫ ặ ệ ị  

m i tr m m t đ t trỗ ạ ặ ấ ước khi phát tín hi u đi u ch  Do đó   lo i đa truy nh pệ ề ế ở ạ ậ  này ngay c  khi có nhi u tín hi u đi u ch  đả ề ệ ề ế ược đ a vào b  phát đáp, thìư ộ  

tr m m t đ t thu có th  tách tín hi u t  các tín hi u khác b ng cách s  d ngạ ặ ấ ể ệ ừ ệ ằ ử ụ  

m t m u bít đ c bi t đ  th c hi n quá trình gi i đi u ch ộ ẫ ặ ệ ể ự ệ ả ề ế

Các tín hi u t  t t c  các tr m đ u có cùng m t v  trí trong b  phát đápệ ừ ấ ả ạ ề ộ ị ộ  

c  v  th i gian l n t n s    phía thu th c hi n quá trình tr i ph  ngả ề ờ ẫ ầ ố Ở ự ệ ả ổ ượ ử c s

d ng mã gi ng nh  mã tr i ph  s  d ng   phía phát và l y ra tín hi u banụ ố ư ả ổ ử ụ ở ấ ệ  

đ u. Đi u này cho phép ch  thu các tín hi u mong mu n ngay c  khi các sóngầ ề ỉ ệ ố ả  mang tr i ph  v i các mã khác đ n cung th i gian (hình 1.7)ả ổ ớ ế ờ

Hình 1.9: Đa truy nh p phân chia theo mã ( CDMA )ậ

u đi m c a h  th ng CDMA là ho t đ ng đ n gi n, do nó không đòi

h i b t kì s  đ ng b  truy n d n nào gi a các tr m. Đ ng b  duy nh t làỏ ấ ự ồ ộ ề ẫ ữ ạ ồ ộ ấ  

đ ng b  c a máy thu v i chu i c a sóng mang thu đồ ộ ủ ớ ổ ủ ược. Kĩ thu t này đ tậ ạ  

hi u qu  trong vi c ch ng l i s  can nhi u t  h  th ng khác và can nhi u doệ ả ệ ố ạ ự ễ ừ ệ ố ễ  

hi n tệ ượng đa đường truy n. Nhề ược đi m là hi u su t th p.ể ệ ấ ấ

Ngoài ra còn có th  s  d ng m t trong các kĩ thu t nh : Ch  đ  đa truyể ử ụ ộ ậ ư ế ộ  

nh p gán c  đ nh, ch  đ  đa truy nh p gán theo nhu c u, đa truy nh p phânậ ố ị ế ộ ậ ầ ậ  

chia theo th i gian chuy n m ch v  tinh. V i đa truy nh p gán c  đ nh, cácờ ể ạ ệ ớ ậ ố ị  kênh v  tinh đệ ược phân b  c  đ nh cho t t c  các tr m m t đ t khác nhau,ố ố ị ấ ả ạ ặ ấ  

b t ch p có hay không có các cu c g i phát đi, còn đa truy nh p gán theo nhuấ ấ ộ ọ ậ  

c u thì các kênh v  tinh đầ ệ ượ ắc s p x p l i m i khi có yêu c u thi t l p kênhế ạ ỗ ầ ế ậ  

t  các tr m m t đ t có liên quan. V i các v  tinh SS­TDMA các anten chùnừ ạ ặ ấ ớ ệ  

h p khác nhau đẹ ược chuy n m ch t i th i đi m thích  ng trong chu kì khungể ạ ạ ờ ể ứ  TDMA đ  hể ướng các chùm phát và thu theo hướng mong mu n.   ố

B ng 1.1: Tóm t c  u đi m và nhả ắ ư ể ược đi m c a các h  th ng đa truyể ủ ệ ố  

nh p khác nhauậ

Hệ 

th ngố Ưu đi mể Nhược đi mể Nh n xétậ

đ t caoấ

­   Có   th   ngể ứ  

d ngụ   SS­

TDMA   n u   cóế  thể

­   Yêu   c u   đầ ườ  ngtruy n v i băng t nề ớ ầ  

l nớ

­   Phù   h p   v iợ ớ  các h  th ng cóệ ố  các tr m nhạ ỏ

1.2 T ng quan v  vô tuy n nh n th c  ổ ề ế ậ ứ

Vô tuy n nh n th c là m t công ngh  m i mang đ n nh ng thay đ iế ậ ứ ộ ệ ớ ế ữ ổ  

mang tính cách m ng trong vi c s  d ng tài nguyên ph  t n s  Công ngh  vôạ ệ ử ụ ổ ầ ố ệ  tuy n nh n th c đế ậ ứ ược thi t k  nh m nâng cao hi u qu  s  d ng ph  t n,ế ế ằ ệ ả ử ụ ổ ầ  

nh ng ngữ ười dùng vô tuy n nh n th c có kh  năng s  d ng nh ng d i t nế ậ ứ ả ử ụ ữ ả ầ  chia s  mà không gây nhi u t i các ngẻ ễ ớ ười dùng được c p phép. Vô tuy nấ ế  

nh n th c cho phép các thi t b  đ u cu i có th  c m bi n và s  d ng m tậ ứ ế ị ầ ố ể ả ế ử ụ ộ  cách linh ho t ph  t n s n có t i m t th i đi m nh t đ nh. Ph n này s  đạ ổ ầ ẵ ạ ộ ờ ể ấ ị ầ ẽ ề 

c p cái nhìn t ng quan v  công ngh  vô tuy n nh n th c, các khái ni m, đ cậ ổ ề ệ ế ậ ứ ệ ặ  tính cũng nh  ho t đ ng c a vô tuy n nh n th c.  ư ạ ộ ủ ế ậ ứ

1.2.1  Đ nh nghĩa vô tuy n nh n th c ị ế ậ ứ

Vô tuy n nh n th c là m t công ngh  m i, do đó đ nh nghĩa “Vô tuy nế ậ ứ ộ ệ ớ ị ế  

nh n th c” đậ ứ ược các cá nhân và t  ch c trên th  gi i nhìn nh n theo nhi uổ ứ ế ớ ậ ề  cách khác nhau. M t đ nh nghĩa v  các h  th ng thích nghi – AS đã độ ị ề ệ ố ược gi iớ  thi u trong các quy đ nh vô tuy n cách đây m t th p k  Các h  th ng thíchệ ị ế ộ ậ ỷ ệ ố  nghi được đ nh nghĩa là có kh  năng t  thay đ i các thông s , trong đó có t nị ả ự ổ ố ầ  

s  và công su t đ  tăng cố ấ ể ường ch t lấ ượng thu. Hi n nay, nh ng h  th ngệ ữ ệ ố  

nh  v y b  gi i h n b i các băng t n trung và cao, do các đi u ki n truy nư ậ ị ớ ạ ở ầ ề ệ ề  

d n thay đ i nhi u. Các quy đ nh qu n lý kh  thi cho các h  th ng thích nghiẫ ổ ề ị ả ả ệ ố  đang h n ch  ho t đ ng c a các h  th ng này   các băng do các d ch v  dànhạ ế ạ ộ ủ ệ ố ở ị ụ  cho an ninh cũng nh  các d ch v  thiên văn h c vô tuy n, xác đ nh vô tuy n,ư ị ụ ọ ế ị ế  các d ch v  nghi p d  và qu ng bá. Cùng v i s  phát tri n c a công  ngh ,ị ụ ệ ư ả ớ ự ể ủ ệ  

kh   năng  c a  các  h   th ng  thích   ng  đả ủ ệ ố ứ ược  c i thi n. Ph n  m m đóngả ệ ầ ề  

m t vai trò quan tr ng trong khía c nh này và ngày càng kh  thi h n trongộ ọ ạ ả ơ  

vi c phân tích môi trệ ường vô tuy n và đi u ch nh các thông s  c a h  th ngế ề ỉ ố ủ ệ ố  theo môi trường. Ch ng h n vi c k t h p thi t b  vô tuy n và ph n m mẳ ạ ệ ế ợ ế ị ế ầ ề  mang l i hạ ương đi m i trong gi i quy t v n đ  ngh n t n s  và tăng cớ ả ế ấ ề ẽ ầ ố ườ  ng

hi u qu  c a vi c s  d ng t n s ệ ả ủ ệ ử ụ ầ ố

Thu t ng  “vô tuy n nh n th c” l n đ u tiên xu t hi n trong m t tậ ữ ế ậ ứ ầ ầ ấ ệ ộ ờ báo năm 1999, nó được Joseph Mitola đ nh nghĩa nh  sau: “Vô tuy n nh nị ư ế ậ  

th c là mô hình vô tuy n s  d ng nh ng suy lu n ch t ch  đ  đ t đứ ế ử ụ ữ ậ ặ ẽ ể ạ ược m cụ  tiêu c  th  đã thi t l p trong các mi n vô tuy n liên quan”.ụ ể ế ậ ề ế

Cũng trong công trình nghiên c u v  công ngh  vô tuy n nh n th c c aứ ề ệ ế ậ ứ ủ  

m t bài báo, tác gi  Simon Haykin đã nêu đ nh nghĩa sau: “Vô tuy n nh nộ ả ị ế ậ  

th c là m t h  th ng truy n thông không dây nh n th c có kh  năng nh nứ ộ ệ ố ề ậ ứ ả ậ  

bi t v  môi trế ề ường xung quanh nó t  đó h c h i đ  thích nghi v i s  thay đ iừ ọ ỏ ể ớ ự ổ  

c a môi trủ ường b ng cách  thay  đ i  các  tham  s   ho t  đ ng  c   th   (víằ ổ ố ạ ộ ụ ể  

d :  công  su t  phát,  t n  s   sóng mang, phụ ấ ầ ố ương th c đi u ch ) trong th iứ ề ế ờ  gian th c, v i hai đ c tính chính: truy n thông đ  tin c y cao t i m i th iự ớ ặ ề ộ ậ ạ ọ ờ  

đi m và s  d ng hi u qu  ph  t n s  vô tuy n”. ể ử ụ ệ ả ổ ầ ố ế

FCC đ nh nghĩa vô tuy n nh n th c d a trên n n t ng v n hành máyị ế ậ ứ ự ề ả ậ  phát nh  sau: “Là m t h  th ng vô tuy n mà có th  thay đ i các tham s  c aư ộ ệ ố ế ể ổ ố ủ  máy phát d a trên s  tự ự ương tác v i môi trớ ường mà nó ho t đ ng”.  ạ ộ

Trong khi tr  giúp FCC n  l c đ a ra đ nh nghĩa vô tuy n nh n th c,ợ ỗ ự ư ị ế ậ ứ  IEEE đã đ a ra đ nh nghĩa: “M t b  phát/thu t n s  vô tuy n mà đư ị ộ ộ ầ ố ế ược thi tế  

k  đ  phát hi n m t cách thông minh các phân đo n riêng l  c a ph  t nế ể ệ ộ ạ ẻ ủ ổ ầ  đang được s  d ng, t  đó có th  truy nh p vào các ph  t n ch a đử ụ ừ ể ậ ổ ầ ư ược sử 

d ng m t cách nhanh chóng, linh ho t, không gây nhi u t i các ngụ ộ ạ ễ ớ ười dùng 

đượ ấc c p phép”. 

Hay m t đ nh nghĩa khác đi sâu vào cách th c ho t đ ng, c u trúc c aộ ị ứ ạ ộ ấ ủ  

vô tuy n nh n th c: “Vô tuy n nh n th c là h  th ng mà các ph n t  c a nóế ậ ứ ế ậ ứ ệ ố ầ ử ủ  

có kh  năng thay đ i các tham s  (công su t, t n s , các tham s  đi u ch ,…)ả ổ ố ấ ầ ố ố ề ế  trên c  s  c m nh n và tơ ở ả ậ ương tác v i môi trớ ường ho t đ ng. Theo đó, thi t bạ ộ ế ị 

vô tuy n đ nh nghĩa b ng ph n m m – SDR s  là m t ph n t  quan tr ngế ị ằ ầ ề ẽ ộ ầ ử ọ  trong h  th ng vô tuy n nh n th c. Các tham s  c a SDR có th  thay đ i m tệ ố ế ậ ứ ố ủ ể ổ ộ  cách linh đ ng b ng ph n m m mà không c n ph i thay đ i c u trúc ph nộ ằ ầ ề ầ ả ổ ấ ầ  

c ng. M c đích c a vô tuy n nh n th c là cho phép các thi t b  vô tuy n khácứ ụ ủ ế ậ ứ ế ị ế  

ho t đ ng trên các d i t n còn tr ng t m th i mà không gây nhi u đ n các hạ ộ ả ầ ố ạ ờ ễ ế ệ 

th ng vô tuy n có quy n  u tiên cao h n ho t đ ng trên d i t n đó”.ố ế ề ư ơ ạ ộ ả ầ

Đ  cho phép t n d ng t i đa tài nguyên ph  t n nh  trên, vô tuy nể ậ ụ ố ổ ầ ư ế  

nh n th c ph i có nh ng tính ch t c  b n nh  sau: ậ ứ ả ữ ấ ơ ả ư

 T  đ ng phát hi n và đi u ch nh t n s  khi t n s  này b  chi m b iự ộ ệ ề ỉ ầ ố ầ ố ị ế ở  

ngườ ử ụi s  d ng đượ ấc c p phép 

 Thi t l p các thông s  c a m ng và ho t đ ng trên m t ph n ho cế ậ ố ủ ạ ạ ộ ộ ầ ặ  toàn b  băng t n độ ầ ượ ấc c p phát 

 Chia s  kênh t n s  và đi u khi n công su t thích  ng theo đi uẻ ầ ố ề ể ấ ứ ề  

ki n c  th  c a trệ ụ ể ủ ường vô tuy n, mà   đó t n t i nhi u lo i hình d ch v  vôế ở ồ ạ ề ạ ị ụ  tuy n cùng chi m d ng ế ế ụ

 Th c hi n thích  ng đ  r ng băng t n, t c đ  truy n và các s  đự ệ ứ ộ ộ ầ ố ộ ề ơ ồ 

mã hoá s a l i đ  cho phép đ t đử ỗ ể ạ ược băng thông t t nh t có th  ố ấ ể

 T o  và  đi u  khi n  búp  sóng  thích   ng  (Adaptive Beamforming)ạ ề ể ứ  theo  đ i tố ượng truy n thông ề

Cu i cùng ta có th  ti n t i m t đ nh nghĩa chung nh t v  vô tuy nố ể ế ớ ộ ị ấ ề ế  

nh n th c nh  sau: ậ ứ ư Vô tuy n nh n th c là h  th ng có kh  năng phân tích, ế ậ ứ ệ ố ả  

c m nh n môi tr ả ậ ườ ng xung quanh, t  đó thay đ i các tham s  truy n d n ừ ổ ố ề ẫ  

đ  đ t đ ể ạ ượ c m c đích s  d ng ph  t n s n có m t cách hi u qu  và ti t ụ ử ụ ổ ầ ẵ ộ ệ ả ế  

ki m nh t ệ ấ   

1.2.2  Ho t đ ng c a vô tuy n nh n th c ạ ộ ủ ế ậ ứ

T  đ nh nghĩa trên ta có th  th y vô tuy n nh n th c có hai đ c đi mừ ị ể ấ ế ậ ứ ặ ể  chính sau:  

­  Kh  năng nh n th c: Kh  năng mà công ngh  vô tuy n có th  n mả ậ ứ ả ệ ế ể ắ  

b t ho c c m nh n các thông tin t  môi trắ ặ ả ậ ừ ường vô tuy n. Kh  năng nàyế ả  không ch  đ n gi n là th c hi n giám sát công su t trong m t s  băng t n sỉ ơ ả ự ệ ấ ộ ố ầ ố quan tâm mà còn  yêu  c u  nhi u  công  ngh   ph c  t p  đ   n m  b t  sầ ề ệ ứ ạ ể ắ ắ ự 

bi n  đ i  c a  môi trế ổ ủ ường  vô  tuy n  theo  không  gian  và  theo  th i  gianế ờ  

nh m tránh  nhi u   nh hằ ễ ả ưởng t i nh ng ngớ ữ ười dùng khác. Thông qua khả năng này, các ph n ph  không s  d ng t i m t th i đi m ho c v  trí nh tầ ổ ử ụ ạ ộ ờ ể ặ ị ấ  

đ nh có th  đị ể ược xác đ nh. T  đó, h  th ng có th  l a ch n đị ừ ệ ố ể ự ọ ược kho ng phả ổ 

t t nh t và các thông s  ho t  đ ng  phù  h p  nh t  không  gây   nh  hố ấ ố ạ ộ ợ ấ ả ưở  ng

đ n  ngế ười  dùng  được  c p phép ấ

­  Tính t  c u hình: Tính t  c u hình cho phép vô tuy n nh n th c cóự ấ ự ấ ế ậ ứ  

kh  năng t  đ ng thích  ng theo s  thay đ i c a môi trả ự ộ ứ ự ổ ủ ường vô tuy n. Đ cế ặ  

bi t, vô tuy n nh n th c có th  đệ ế ậ ứ ể ượ ậc l p trình đ  truy n và nh n trên các t nể ề ậ ầ  

s  khác nhau và đ  s  d ng các công ngh  truy nh p truy n d n khác nhauố ể ử ụ ệ ậ ề ẫ  

được h  tr  b i ph n c ng.  M t  s  thông s  t   c u hình  c n chú  ý là:  t nỗ ợ ở ầ ứ ộ ố ố ự ấ ầ ầ  

s   ho t đ ng, tham s  đi u ch , công su t phát  M c tiêu c  b n c a vôố ạ ộ ố ề ế ấ ụ ơ ả ủ  tuy n nh n th c là t n d ng đế ậ ứ ậ ụ ược ph  t n có s n m t cách t t nh t thôngổ ầ ẵ ộ ố ấ  qua kh  năng t  nh n th c và tính t  c u hình. Vì h u h t ph  t n đã đả ự ậ ứ ự ấ ầ ế ổ ầ ượ  cgán, nên thách th c l n nh t là s  d ng chia s  ph  t n đứ ớ ấ ử ụ ẻ ổ ầ ược c p phép màấ  không gây can nhi u t i quá trình truy n d n c a nh ng ngễ ớ ề ẫ ủ ữ ười dùng đượ  c

c p phép khác. ấ

Vô tuy n nh n th c cho phép s  d ng nh ng vùng ph  tr ng theo t ngế ậ ứ ử ụ ữ ổ ố ừ  

th i đi m, ph  này ám ch  h  ph  hay kho ng tr ng (hình 1.10). N u d i phờ ể ổ ỉ ố ổ ả ắ ế ả ổ này được người dùng s  c p (ngơ ấ ười dùng được c p phép) s  d ng ti p thìấ ử ụ ế  

nh ng ngữ ười dùng vô tuy n nh n th c ph i chuy n đ n h  ph  khác ho cế ậ ứ ả ể ế ố ổ ặ  

n u v n   trong cùng m t băng thì ph i thay đ i m c công su t phát ho c sế ẫ ở ộ ả ổ ứ ấ ặ ơ 

đ  đi u ch  đ  tránh nhi u:  ồ ề ế ể ễ

Hình 1.10: Minh h a h  phọ ố ổ

Hình 1.11: Các ho t đ ng chính c a m ng vô tuy n nh n th cạ ộ ủ ạ ế ậ ứ

Hình 1.11 th  hi n các nhi m v  chính c a m t m ng vô tuy n nh nể ệ ệ ụ ủ ộ ạ ế ậ  

th c. Các nhi m v  này có th  đứ ệ ụ ể ược phân lo i nh  sau:  ạ ư

­ C m nh n ph /C m bi n ph : Vô tuy n nh n th c giám sát các d iả ậ ổ ả ế ổ ế ậ ứ ả  

ph  s n có, th c hi n các k  thu t c m bi n ph  đ  xác đ nh v  trí các hổ ẵ ự ệ ỹ ậ ả ế ổ ể ị ị ố 

ph  hay vùng ph  t m th i ch a đổ ổ ạ ờ ư ượ ử ục s  d ng 

­ Qu n lý ph : Chi m gi  ph n ph  t n t t nh t đ  đ a ra các kả ổ ế ữ ầ ổ ầ ố ấ ể ư ế 

ho ch phân b  ph  cho các ngạ ổ ổ ười dùng m t cách h p lý ộ ợ

­ D ch chuy n ph : Đ m b o các yêu c u truy n thông thông su t vàị ể ổ ả ả ầ ề ố  liên t c ụ

­ Chia s  ph : Phân chia ph  t n h p lý gi a các ngẻ ổ ổ ầ ợ ữ ười dùng vô tuy nế  

nh n th c đang cùng t n t iậ ứ ồ ạ

Các m ng vô tuy n nh n th c cho phép các giao th c truy n thôngạ ế ậ ứ ứ ề  

nh n bi t ph  Tuy nhiên, vi c s  d ng ph  t n đ ng gây ra các  nh hậ ế ổ ệ ử ụ ổ ầ ộ ả ưở  ng

b t l i đ n các h  th ng vô tuy n s  d ng d i t n c p phép c  đinh.  ấ ợ ế ệ ố ế ử ụ ả ầ ấ ố

Hình 1.12: Các ch c năng giao ti p trong m ng vô tuy n nh n th cứ ế ạ ế ậ ứ

Hình 1.12 minh h a giao th c giao ti p gi a các l p trong mô hình m ngọ ứ ế ữ ớ ạ  

vô tuy n nh n th c. Chính s  tác đ ng này đòi h i m ng vô tuy n nh n th cế ậ ứ ự ộ ỏ ạ ế ậ ứ  

ph i có ch c năng thi t k  đa l p. Đ c bi t, vi c c m bi n ph  và chia sả ứ ế ế ớ ặ ệ ệ ả ế ổ ẻ 

ph  ph i đổ ả ược k t h p đ  nâng cao hi u qu  s  d ng ph  Trong ch c năngế ợ ể ệ ả ử ụ ổ ứ  chia s  và d ch chuy n ph , các ch c năng   l p  ng d ng, truy n t i, đ nhẻ ị ể ổ ứ ở ớ ứ ụ ề ả ị  tuy n, truy nh p phế ậ ương ti n và l p v t lí đệ ớ ậ ược th c hi n đ ng th i.  ự ệ ồ ờ

Nh  v y, ch c năng c m bi n ph  t n đư ậ ứ ả ế ổ ầ ược th c hi n t i l p v t lýự ệ ạ ớ ậ  trong khi ch c năng chia s  ph  đứ ẻ ổ ược th c hi n ch  y u t i l p liên k t dự ệ ủ ế ạ ớ ế ữ 

li u.   ệ

1.2.3  Các ch c năng chính c a m ng vô tuy n nh n th cứ ủ ạ ế ậ ứ

Các công ngh  vô tuy n nh n th c cung c p kh  năng s  d ng và chiaệ ế ậ ứ ấ ả ử ụ  

s  ph  theo c  h i. Các k  thu t truy nh p ph  t n đ ng cho phép vô tuy nẻ ổ ơ ộ ỹ ậ ậ ổ ầ ộ ế  

nh n th c ho t đ ng trong kênh t t nh t có s n. C  th  h n, công ngh  vôậ ứ ạ ộ ố ấ ẵ ụ ể ơ ệ  tuy n nh n th c cho phép ngế ậ ứ ười dùng có các kh   năng:ả

 Xác đ nh các kho ng ph  s n có và phát hi n ra nh ng ngị ả ổ ẵ ệ ữ ười dùng 

s  c p khi ngơ ấ ười dùng đó ho t đ ng trong băng c p phép – C m  bi n ph  ạ ộ ấ ả ế ổ

 L a ch n kênh t t nh t trong vùng ph  tr ng – Qu n lí ph  ự ọ ố ấ ổ ố ả ổ

 Phân b  ph  t n kh  d ng cho ngổ ổ ầ ả ụ ười dùng – Chia s  ph  ẻ ổ

 B  kênh đang chi m d ng khi phát hi n ngỏ ế ụ ệ ười dùng s  c p – D chơ ấ ị  chuy n phể ổ

1.2.4 Đ c đi m c a m ng vô tuy n nh n th cặ ể ủ ạ ế ậ ứ

D aự   vào  m tộ   số  phân tích ở  trên  ta  nh nậ   th yấ   m ng  ạ Vô tuy n nh nế ậ  

th c ứ có các đ cặ  đi mể  cơ b nả  như sau:

 Khả năng nh n th c ậ ứ : Khả năng nh n th cậ ứ  là khả năng mà công nghệ  vô  tuy nế   n mắ   b tắ   ho cặ   c mả  bi n đế ượ   các  thông  tin  từ  môi  trc ườ  ng

vô tuy n.ế  Khả năng này không chỉ đ nơ  gi nả  là th cự  hi nệ  giám sát công su tấ  trong  m tộ   số  băng  t nầ   số quan tâm mà còn  yêu c uầ  nhi uề  công nghệ ph cứ  

t pạ   để  n mắ   b tắ   sự  bi nế   đ iổ   c aủ   môi  trườ   vô  tuy nng ế   theo  không  gian  và theo  th iờ   gian,  nh mằ   tránh  gây  nhi uễ   nhả   hưở   t ing ớ   nh ngữ   ngườ   dùng i

chính.  Thông  qua  khả  năng  này,  các  ph nầ   phổ  không sử  d ngụ  t iạ   m tộ   th iờ  

đi mể  ho cặ  vị trí nh tấ  đ nhị  có thể đượ  xác đ nh.c ị  Từ  đó,  nó  có  thể  l aự   ch nọ  

T nầ  số ho tạ  đ ng,ộ  đi uề  ch ,ế  công su tấ  phát, công nghệ truy n.ề

M cụ  tiêu cơ b nả  c aủ  vô tuy n nh n th c ế ậ ứ là t nậ  d ngụ  đượ  phổ t nc ầ  có 

l cọ  thông d iả  tín hi uệ  RF nh nậ  được.

 Bộ  khu ch ế   đ iạ   t pạ   âm  nhỏ  (LNA):  Khu chế   đ iạ   tín  hi uệ   mong 

mu nố  trong  khi đ ngồ  th iờ  gi mả  thi uể  các thành ph nầ  t pạ  âm

 Bộ tr n: ộ   T iạ   bộ  tr n,ộ   tín  hi uệ   nh nậ   đượ   đc ượ   tr nc ộ   v iớ   t nầ   số 

RF  n i,ộ   và  đượ   chuy nc ể  đ iổ  thành t nầ  số băng g cố  ho cặ  t nầ  số trung t nầ  (IF)

 Bộ dao đ ng ộ  đi uề  khi nể  b ngằ  đi nệ  áp (VCO): VCO t oạ  ra tín 

hi uệ  t iạ  m tộ  t nầ  số  nh tấ  đ nhị   v iớ   đi nệ   áp  cho  trướ   để  tr nc ộ   v iớ   tín  hi uệ  

t i.ớ   Quá  trình  này  chuy nể   đ iổ  tín hi uệ  t iớ  thành t nầ  số băng g cố  ho cặ  t nầ  

số trung t n.ầ

 Vòng khóa pha (PLL): PLL đ mả  b oả  r ngằ  tín hi uệ  đượ  khóa ở c

m tộ   t nầ  số nh tấ   đ nhị  và có thể đượ  s  c ử d ngụ  để t oạ  ra các t nầ  số chính xác.

 Bộ  l c ọ   l aự   ch nọ   kênh:  Bộ  l cọ   l aự   ch nọ   kênh  đượ   sử  d ngc ụ  

để  l aự   ch nọ   kênh  mong mu nố  và lo iạ  bỏ các kênh lân c n.ậ  Có hai lo iạ  bộ 

l cọ  l aự  ch nọ  kênh. “Máy  thu chuy n ể  đ i ổ  tr c ự  ti p ế ” s  ử d ngụ  bộ l cọ  thông 

th pấ  để l aự  ch nọ  kênh, còn “máy  thu superheterodyne” l iạ  sử d ngụ  bộ l cọ  thông d i.ả

 Đi uề   khi nể   độ  l i ợ   tự  đ ng ộ   (AGC):  AGC  duy  trì  độ  l iợ   ho cặ  

m cứ  công su tấ  đ uầ   ra c aủ  bộ khu chế  đ iạ  không đ iổ  qua m tộ  d iả  r ngộ  các 

m cứ  tín hi uệ  đ uầ  vào

Trong ki nế  trúc này, tín hi uệ  băng r ngộ  đượ  nh nc ậ  thông qua đ uầ  cu iố  

RF, đượ   l yc ấ   m uẫ   b iở   bộ  chuy nể   đ iổ   tươ   t ­sng ự ố  (ADC)  t cố   độ  cao,  và 

vi cệ   đo  đ cạ   đượ   th cc ự   hi nệ  để phát hi nệ  ra tín hi uệ  c aủ  ngườ  dùng chính. iTuy nhiên,  ở đây còn t nồ  t iạ  nhi uề   h nạ  chế trong vi cệ  phát tri nể  đ uầ  cu iố  

c aủ  Vô tuy n nh n th c.ế ậ ứ

Anten RF băng r ngộ  nh nậ  các tín hi uệ  từ các máy phát khác nhau ho tạ  

đ ngộ  t iạ  các m cứ  công su t,ấ  các băng thông và các vị trí khác nhau. K tế  quả 

là,  đ uầ   cu iố   RF  ph iả  có khả năng phát hi nệ  tín hi uệ  y uế  trong m tộ  d iả  t nầ  

số đ ngộ  l n.ớ  Tuy nhiên, khả  năng này đòi h iỏ  ph iả  có bộ chuy nể  đ iổ  ADC 

t cố  độ vài GHz v iớ  độ phân gi iả  cao, mà đi uề  này thì r tấ  khó th cự  hi n.ệ

Trướ  khi th cc ự  hi nệ  chuy nể  đ i,ổ  bộ chuy nể  đ iổ  ADC t cố  độ vài GHz 

c nầ   ph iả   gi mả  b tớ   d iả   đ ngộ  c aủ   tín hi u.ệ   Đi uề   này có  thể đ tạ   đượ   b ngc ằ  cách l cọ  các tín hi uệ   m nh.ạ  Vì các tín hi uệ  m nhạ  có thể n mằ  ở b tấ  cứ đâu trong d iả  phổ  r ngộ  l n,ớ  nên c nầ   ph iả   có  các  bộ  l cọ   M tộ   cách  khác  n aữ   là 

sử  d ngụ   nhi uề   anten  sao  cho  vi cệ   l cọ   tín  hi uệ   đượ   th cc ự   hi nệ   trong  mi nề  không gian h nơ   là trong mi nề  t nầ  s ố  Nhi uề  anten có thể nh nậ  tín hi uệ  m tộ  cách ch nọ  l cọ  b ngằ  cách sử d ngụ  các công nghệ đi uề  khi nể  búp sóng

Thách th cứ  chủ y uế  trong ki nế  trúc v tậ  lí c aủ  Vô tuy n nh n th c ế ậ ứ là 

phát hi nệ   chính xác  các  tín hi uệ   y uế   c aủ  nh ngữ   ngườ   dùng  chính  qua  m ti ộ  

d iả   phổ  t nầ   r ng.ộ   Do  v y,ậ   vi cệ   th cự   hi nệ   đ uầ   cu iố   RF  băng  r ngộ   và  bộ chuy nể  đ iổ  ADC là v nấ  đề hàng đ uầ  trong các m ngạ  vô tuy nế  nh n th c.ậ ứ

a) Mô hình nút trong m ng vô tuy n nh n th cạ ế ậ ứ

Trong mô hình h  th ng Vô tuy n nh n th c ngệ ố ế ậ ứ ười dùng chính không 

c n quan tâm v  các thi t b  m ng, và không c n ph i s a đ i h  th ngầ ề ế ị ạ ầ ả ử ổ ệ ố  

m ng hi n có, đây đạ ệ ược cho là m t đi u ki n tiên quy t c  b n m t hộ ề ệ ế ơ ả ộ ệ 

th ng vô tuy n nh n th c. Đi u quan tr ng là nh ng ngố ế ậ ứ ề ọ ữ ười dùng chính kế 

th a các thi t b  c a m ng s n có v n có th  ho t đ ng theo cách thôngừ ế ị ủ ạ ẵ ẫ ể ạ ộ  

thường ngay c  khi áp d ng cho h  th ng m ng vô tuy n nh n th c. M tả ụ ệ ố ạ ế ậ ứ ộ  

gi i pháp đ  cung c p t c đ  d  li u cao h n    kho ng cách ng n là UWBả ể ấ ố ộ ữ ệ ơ ở ả ắ  

nh ng quy n h n truy n t i đòi h i ph i cao h n và UWB tr i tín hi u trênư ề ạ ề ả ỏ ả ơ ả ệ  

m t d i t n s  r ng. Vì v y, trong h  th ng vô tuy n nh n th c nh ng ngộ ả ầ ố ộ ậ ệ ố ế ậ ứ ữ ườ  idùng ph  s  t m d ng ho t đ ng khi m t  ngụ ẽ ạ ừ ạ ộ ộ ười dùng chính  truy n d  li uề ữ ệ  

vì v y công ngh  UWB (siêu băng r ng) không đậ ệ ộ ượ ử ục s  d ng trong m ng Vôạ  tuy n nh n th c.ế ậ ứ

Các nghiên c u v  mô hình h  th ng c a vô tuy n  nh n th c đứ ề ệ ố ủ ế ậ ứ ượ  ctrình bày trong hình 1.14. Mô hình h  th ng Vô tuy n nh n th c bao g mệ ố ế ậ ứ ồ  

ngườ ử ụi s  d ng chính, ngườ ử ụi s  d ng ph  và tr m trung gian đụ ạ ược ch n là nútọ  đóng vai trò ph i h p ph  trong m ng. Các kích thố ợ ổ ạ ước c a h  th ng, nh ngủ ệ ố ữ  thông s  và v  trí c a ngố ị ủ ườ ử ụi s  d ng là ch  minh h a. Khi m ng lỉ ọ ạ ướ ắ ầ  i b t đ u

ho t đ ng, tín hi u đ u tiên đạ ộ ệ ầ ược vào nút và nó v n ti p t c ho t đ ng choẫ ế ụ ạ ộ  

đ n khi m ng ng t k t n i. M t ví d  cho các h  th ng vô tuy n nh n th cế ạ ắ ế ố ộ ụ ệ ố ế ậ ứ  

được gi i thi u trong hình 1.15, n i v  trí c a ngớ ệ ơ ị ủ ười dùng chính và người dùng 

ph  đụ ược ch n ng u nhiên trong khu v c phân ph i s  d ng m ng th ngọ ẫ ự ố ử ụ ạ ố  

nh t. Màu xám trong hình mô t  các khu v c n i SU và PU có s   nh hấ ả ự ơ ự ả ưở  ng

l n  nhau. Đây cũng là khu v c mà nó có th  cho SU phát hi n s  hi n di nẫ ự ể ệ ự ệ ệ  

c a PU thông qua c m bi n.ủ ả ế