Bài giảng Thông tin vệ tinh: Chương 5 - Đa truy nhập và điều chế tín hiệu trong thông tin vệ tinh

Bài giảng "Thông tin vệ tinh: Chương 5 - Đa truy nhập và điều chế tín hiệu trong thông tin vệ tinh" được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đa truy nhập phân chia theo tần số; Đa truy nhập phân chia theo thời gian; Đa truy nhập phân chia theo mã; Các phương thức điều chế. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thông tin vệ tinh: Chương 5 - Đa truy nhập và điều chế tín hiệu trong thông tin vệ tinh I. Đa truy nhập phân chia theo tần số II. Đa truy nhập phân chia theo thời gian III. Đa truy nhập phân chia theo mã IV. Các phương thức điều chế I. Tổng quan về phân bố dãi tần của bộ phát đáp vệ tinh II. Các mô hình truyền tín hiệu của đa truy nhập FDMA III.Một sóng mang cho một kênh (SCPC).Ghép kênh phân chia theo tần số (FDMA) IV. Ảnh hưởng của điều biến qua lại trong hệ thống đa truy nhập FDMA V. Nhận xét chung về đa truy nhập FDMA trong thông tin vệ tinh I. Tổng quan về phân bố dãi tần của bộ phát đáp vệ tinh • Trong phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số, độ rộng băng tần của kênh của bộ phát đáp được phân chia thành các băng tần con và được ấn định cho từng sóng mang phát đi từ trạm mặt đất. • Với cách truy nhập này thì các trạm mặt đất phát một cách liên tục một số sóng mang ở các tần số khác nhau và các sóng mang này tạo nên các kênh riêng. • Giữa các băng tần con phải có một khoảng tần số phân cách rõ ràng để chúng không ảnh hưởng lẫn nhau do sự không hoàn thiện của các bộ dao động và các bộ lọc. H1: Ví dụ phân bố dải tần của một bộ phát vệ tinh 6/4 GHz cho các kênh của tuyến xuống trong trường hợp sử dụng phân cực trực giao. II. Các mô hình truyền tín hiệu của đa truy nhập FDMA Ta có 3 mô hình truyền tín hiệu đối với đa truy nhập FDMA 1.Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM), điều tần (FM) và đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). Các tín hiệu băng cơ sở từ mạng hoặc từ những người sử dụng là thuộc dạng tương tự. Chúng được tổ hợp dưới dạng tín hiệu ghép kênh phân chia theo tần số (FDM). Tần số tín hiệu tương tự được ghép kênh sẽ điều chế với một sóng mang, sóng mang này sẽ truy nhập vệ tinh trên một tần số cụ thể ở cùng thời gian như các sóng mang khác với các tần số khác của trạm mặt đất Để giảm thiểu tác động xuyên điều chế và sử dụng các sóng mang một cách hợp lý thì thích hợp nhất là định tuyến theo kiểu “một sóng mang cho một trạm phát”. 2.Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM), điều chế khóa dịch pha (PSK) và đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Các tín hiệu băng cơ sở từ mạng hoặc từ những người sử dụng là tín hiệu số (digital).Chúng được tổ hợp lại dưới dạng tín hiệu ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM).Để giảm thiểu tác động xuyên điều chế thì các sóng mang được lựa chọn hợp lí.Việc định tuyến lưu lượng trong trường hợp này phù hợp với nguyên lí “một sóng mang cho một trạm phát”. 3.Một sóng mang cho một kênh (SCPC).Ghép kênh phân chia theo tần số (FDMA) Các tín hiệu băng cơ sở từ mạng hoặc từ người sử dụng điều chế trực tiếp với một sóng mang dưới dạng tương tự hoặc số (SCPC).Việc định tuyến lưu lượng trong trường hợp này phù hợp với nguyên lí “một sóng cho một tuyến” H2.Mô tả các dạng truyền theo đa truy nập phân chia theo tần số từ các trạm mặt đất đến vệ tinh. III. Nhiễu kênh lân cận Nhiễu kênh lân cận là nhiễu tạo ra do công suất của sóng mang kênh lân cận ảnh hưởng sang phần sóng mang tín hiệu của kênh đang xét. H3. Nhiễu kênh lân cận IV. Ảnh hưởng của điều biến qua lại trong hệ thống đa truy nhập FDMA • Định nghĩa các tích điều biến qua lại Điều biến qua lại còn gọi là xuyên điều chế (intermodulation) là một dạng điều chế không mong muốn. Khi N tín hiệu hình Sin tại các tần số f1,f2….fN truyền qua bộ khuếch đại có đặc tuyến phi tuyến thì ở đầu ra của bộ khuếch đại không chỉ có N tín hiệu có tần số gốc mà còn cả các tín hiệu không mong muốn được gọi là các tích điều biến qua lại (intermodulation products). Chúng xuất hiện tại các tần số f1M như là một hỗn hợp tuyến tính của các tần số đầu vào: f1M =m1f1 + m2f2 + … +mNfN (Hz) Trong đó: m1, m2, …mN là các số nguyên có thể âm hoặc dương. Đại lượng X được gọi là bậc của tích điều biến qua lại và được định nghĩa là: X = |m1| + |m2| + …+ |mN| H4. Mô tả tích điều biến qua lại của hai tín hiệu sóng mang hình sin (không điều chế): a) Có biên độ bằng nhau. b) và c) có biên độ khác nhau. • Ảnh hưởng của tạp âm điều biến qua lại Khi các sóng mang được điều chế thì các vạch phổ của tích điều chế qua lại có độ lớn bé hơn bởi vì công suất của chúng được phân bố trong dải phổ tần. • Tỷ số công suất sóng mang trên công suất mật độ phổ tạp âm điều biến qua lại Mật độ phổ công suất tạp âm điều biến qua lại được xác định bởi giá trị (No)IM. Giá trị đó phị thuộc vào đặc tính truyền đạt của bộ khuếch đại và số lượng, kiểu loại các sóng mang được khuếch đại. V. Nhận xét chung về đa truy nhập FDMA trong thông tin vệ tinh • Ưu điểm - Kỹ thuật này khá đơn giản - Dựa trên những thiết bị có sẵn - Không cần đồng bộ • Nhược điểm - Khó thay đổi cấu hình hệ thống - Bị tổn hao về dung lượng khi số truy cập tăng lên - Phải điều khiển công suất phát của các trạm mặt đất ...