Vinasat

nhiễu: Kích thước anten, trong đó đối với một tần số hoạt động cho trước thì độ lợi là một hàm của kích thước góc mở. độ lợi tỉ lệ thuận với diện tích anten Đặc tính phân cực tốt Anten cần có phân cực tốt để sử dụng hiệu quả tần số bằng cách ghép các sóng phân cực ngang và phân cực đứng tạo ra phân cực vuông góc Tính định hướng cao và búp sóng phụ nhỏ Độ lợi búp sóng phụ là hàm rất phức tạp của nhiều thông số thiết kế. Theo qui định, các trạm VSAT sử dụng các anten nhỏ và có độ lợi trục giới hạn. Chính điều này làm hạn chế khả năng kháng nhiễu của anten. Vì vậy các quá trình phát triển công nghệ VSAT đã chú trọng vào việc giảm độ lợi của búp sóng phụ. Đường kính của anten trạm mặt đất thường nằm trong khoảng 1 ÷ 3m đối với băng tần hoạt động 14/11-12 Ghz. Các anten có kích thước nhỏ hơn cũng đã được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt trong đó sử dụng kỹ thuật điều chế sóng mang trải phổ. Ngoài ra do độ rộng của búp sóng chính tương đối lớn ở các anten kích thước nhỏ, cho nên chúng có xu hướng gây nhiễu cho các vệ tinh kế cận trên quỹ đạo địa tĩnh GEO trên một khoảng quỹ đạo rộng hơn so với các mạng sử dụng các anten lớn hơn. Đây là một vấn đề rất phức tạp, ở đây ta chỉ chú trọng xem xét các nhiễu có liên quan đến các sóng mang VSAT điển hình. 5.2.2. Độ phân cách của anten Để giải quyết các vấn đề về môi trường nhiễu các hệ thống VSAT cần xác định các giới hạn về độ phân cách anten VSAT Trong vài trường hợp, các giá trị có độ phân cách kém hơn có thể kém chất lượng hơn so với dự đoán. Bởi vì anten nhỏ hơn sẽ có các góc mở búp sóng chính lớn hơn và sẽ chồng lấn sang vệ tinh kế cận trên quỹ đạo. Có nhiều yếu tố khác nhau để có thể góp phần làm giảm nhiễu trong mạng VSAT, phổ biến nhất là: Dùng các phương pháp tách kênh để các tần số trung tâm của các sóng mang trong các hệ thống vệ tinh kế cận không trùng nhau. Ứng dụng kỹ thuật phân cực vuông góc. Ứng dụng kỹ thuật mã hoá để giảm độ nhạy nhiễu ở đầu máy thu. Phần B Tính Toán Và Thiết kế CHƯƠNG 6 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VSAT IPSTAR PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠNG VSAT IPSTAR 6.1. GIỚI THIỆU CHƯƠNG Mục đích chính của việc thiết kế là thiết lập tỷ số C/N theo yêu cầu .Vì vậy trọng tâm của chương này là tính toán cự ly thông tin, kết nối đường lên, đường xuống. Từ đó kiểm tra xem tuyến đạt chất lượng so với yêu cầu hay không, qua đó thiết lập trạm mặt đất phù hợp. Cấu trúc truyền dẫn tiên tiến đối với cả 2 đường lên và xuống. Người Dùng Tập đoàn, Văn phòng, Dịch vụ, ISPs (Nhà cung cấp Dvụ Internet), Dài phát thanh Cáp Quang iPSTAR GATEWAY Other iPSTAR Gateways Internet, PSTN, Public & Private networks Return Links (from Terminal to Gateway) Forward Links (from Gateway to Terminal) Hình 6.1 : Mô hình mạng VSAT IPSTAR. 6.2. CÁC THÔNG SỐ CẦN CHO TÍNH TOÁN Cấu hình trạm mặt đất cần chọn chủ yếu là các tham số: Loại anten (đường kính, hiệu suất, hệ số phẩm chất, nhiệt độ tạp âm). Công suất máy phát. Việc tính toán sẽ dựa trên một số giả thiết cho trước như: Chất lượng tín hiệu yêu cầu. Các tham số suy hao. Hệ số dự trữ. Các tham số sử dụng trong tính toán thiết kế có thể phân chia theo thành phần hệ thống liên quan như: Trạm mặt đất + Vị trí địa lý của trạm, tính toán các tham số như suy hao do mưa (đây cũng là nguồn gây nhiễu loạn ngẫu nhiên nhất), góc nhìn vệ tinh, cự ly thông tin, suy hao đường truyền. + Mức công suất phát xạ đẳng hướng tương đương (EIRP_Equivalent Isotropic Radiated Power): công suất phát xạ, hệ số phẩm chất (G/T) của trạm. + Nhiệt độ tạp âm hệ thống: liên quan tới độ nhạy và hệ số phẩm chất. + Ảnh hưởng của tạp âm điều chế bên trong tới tỷ số tín hiệu trên tạp âm. + Các đặc điểm của thiết bị (suy hao fiđơ, suy hao phân cực anten, đặc tính bộ lọc...) để biết hệ số dự trữ kết nối T. Vệ tinh + Vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo. + Mức EIRP của vệ tinh, hệ số phẩm chất (G/T)s của vệ tinh. + Băng thông máy phát đáp, dạng phân cực, dải tần làm việc. + Mật độ thông lượng bão hoà. + Mức lùi công suất đầu vào (IBO), đầu ra (OBO). Khi xem xét đến nhiễu các nhà vận hành vệ tinh sử dụng nhiều phương pháp khác nhau (như ở Intersat sử dụng thông số C/N(dB) để xem xét nhiễu trong khi ở Eutesat thì ngược lại sử dụng C/No(dBHz)). Chất lượng và độ sẵn dùng đựoc định nghĩa là các khoảng % thời gian mà trong đó các mức ngưỡng BER không được vượt quá. * Trước khi đi vào tính toán bài toán cụ thể ta cần xem xét vấn đề như : Việc xác định kích thước Aten và công suất yêu cầu trên một đường truyền là tùy thuộc vào độ lợi của bộ phát đáp. Độ lợi này thường được đưa ra ở trạng thái bão hòa của bộ phát đáp. Điều này còn tùy thuộc vào đặc tính phi tuyến TWT hay SSPA của bộ phát đáp. Sự chiếm dụng của một mạng VSAT có thể được miêu tả bởi 2 đại lượng : + Sự chiếm dụng băng thông : là tỉ số tổng các băng tần được phân phối cho mỗi sóng mang của mạng chia cho độ rộng băng thông bộ phát đáp. + Sự chiếm dụng công suất : là tỉ số EIRP cần dùng cho mỗi sóng mang của mạng chia cho EIRP hữu dụng của bộ phát đáp (EIRP ở trạng thái bão hòa trừ cho toàn bộ mức lùi đầu ra. 6.3. BÀI TOÁN THỰC TẾ: 6.3.1. Giới thiệu chung Mục đích chính của việc thiết kế là thiết lập tỷ số C/No theo yêu cầu tại đầu vào máy thu. Vì vậy trọng tâm của chương này là tính toán các thông số được lựa chọn kỹ lưỡng để nhận được tỷ số C/No để đầu vào máy thu đạt yêu cầu, từ đó kiểm tra xem tuyến đạt chất lượng so với yêu cầu hay không. Qua đó, dựa vào các thông số tính được để lựa chọn các cấu hình cần thiết cho việc thiết lập trạm mặt đất trong thông tin vệ tinh. 6.3.2. Mô hình và các thông số của một tuyến thông tin. Mô hình mạng VSAT IPSTAR cụ thể gồm một trạm cổng GW (GetWay) truy nhập theo kiểu TDMA và N nhóm trạm thuê bao UT (UserTerminal) truy nhập theo kiểu FDMA. Trong mỗi nhóm gồm G phần tử và truy nhập theo kiểu TDM. Với trạm cổng GW có thể kết nối với mạng toàn cầu hay đường trung kế thông qua cáp quang… Điều này giải thích khái niệm Inbound : là đường đi về của tuyến thông tin, ngược lại Outbound : là đường đi ra của tuyến thông tin. Trạm UTs phát Trạm UTs thu Trạm cổng GW VỆ TINH Đường ra (Dữ liệu) tuyến xuống Đường về (Dữ liệu) tuyến lên N đường về (Dữ liệu) tuyến xuống Đường ra (Dữ liệu) tuyến lên Hình 6.2 : Mô hình hoạt động của mạng VSAT IPSTAR. Nội dung truyền từ GW qua vệ tinh đến UT có thể là truyền dữ liệu (thông tin) hay truyền quảng bá có định hướng (do chứa địa chỉ ip). 6.3.3 Tính toán góc ngẩng và góc phương vị. 6.3.3.1 Góc ngẩng. Để tính góc ngẩng anten trạm mặt đất, ta có thể dựa vào hình vẽ 6.3 : M Vệ tinh θe r Tâm quả đất Re b0 R S A Hình 6.3 : Tính toán góc ngẩng Trong hình 6.3 : O là tâm trái đất, A là vị trí của trạm mặt đất, S là vị trí của vệ tinh, là góc ở tâm, là góc ngẩng của trạm mặt đất. Ta có Trong đó, Từ đó suy ra: (6.1) 6.3.3.2 Góc phương vị. Góc phương vị là góc dẫn đường cho anten quay tìm vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh theo hướng từ Đông sang Tây. Góc phương vị được xác định bởi đường thẳng hướng về phương Bắc đi qua trạm mặt đất với đường nối đến vệ tinh. Góc được xác định theo chiều kim đồng hồ như hình 6.4. Góc phương vị được tính theo biểu thức: ja = 1800 + kinh độ tây hoặc ja = 1800 - kinh độ đông Cực Bắc 450W 300 E Góc phương vị của vệ tinh 2 Góc phương vị của vệ tinh 1 Vệ tinh 2 Vệ tinh 1 Hình 6.4 Góc phương vị của vệ tinh ja phụ thuộc vào kinh độ, vừa kinh độ tại điểm thu và kinh độ vệ tinh. Góc phương vị của 2 vệ tinh được tính theo công thức: Vệ tinh 1: ja1 = 1800- kinh độ đông. Vệ tinh 2: ja2 = 1800+ kinh độ tây. Góc phương vị ja được tính theo công thức: (6.2) Với là vĩ độ của trạm mặt đất (độ). là hiệu kinh độ đông của vệ tinh với trạm mặt đất, = Ls - Le. 6.3.4 Tính toán kết nối đường lên (UPLINK). 6.3.4.1 Công suất phát của trạm mặt đất PTXe (e - để phân biệt của trạm mặt đất "earth station", sl - là của vệ tinh "satellite"). Đây là công suất phát thực của trạm mặt đất tính từ Anten trạm mặt đất và được tính bằng tích độ lùi đầu ra OBO với công suất phát trạm mặt đất bão hòa PTXsat. PTXe(W) = OBO + PTXsat (W) Hay: PTXe (dBW) = 10lg(PTXe ) (6.3) Với: Trong đó: OBO : độ lùi đầu ra của Anten trạm mặt đất cũng là độ dự trữ công suất cho trạm khi trời mưa OBO = - Arain (suy hao do mưa). PTXsat : Công suất phát trạm mặt đất danh định. 6.3.4.2. Hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất GTXe Độ lợi anten là thông số rất quan trọng trong trạm mặt đất, anten đặt ở ngõ vào để khuếch đại tín hiệu rất nhỏ từ picowatt đến nanowatt. Độ khuếch đại lớn sẽ làm tăng tỷ số C/No, nó liên quan đến đặc tính chảo anten và băng tần công tác: hoặc: (6.4) Trong đó : D là Đường kính của anten phát. là tần số tín hiệu phát lên. là hiệu suất của anten, thường khoảng từ 50% - 80% . c là vận tốc ánh sáng, c = 3.108 m/s. 6.3.4.3 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm mặt đất EIRPe. Công suất bức xạ hiệu dụng EIRPe (Equivalent Isotropic Radiated Power) còn gọi là công suất bức xạ đẳng hướng tương đương, nó biểu thị công suất của chùm sóng chính phát từ trạm mặt đất đến vệ tinh. Được tính bằng tích của công suất máy phát đưa tới anten trạm mặt đất PTXe với hệ số tăng ích của anten phát GTXe (W) hoặc: [dBW] (6.5) Trong đó : PTXe : công suất phát trạm mặt đất. GTXe : Độ lợi phát Anten trạm mặt đất. EIRPe thông thường của trạm mặt đất có giá trị từ 0dBW đến 90dBW, còn của vệ tinh từ 20dBW đến 60dBW. 6.3.4.4. Tổng suy hao tuyến lên LU. Tổng suy hao tuyến lên: (dB) (6.6) Với: - suy hao tuyến phát trong không gian tự do. - suy hao do Anten (do mưa và tầng đối lưu). Trong đó Suy hao tuyến lên trong không gian tự do được tính theo biểu thức: (dB) (6.7) Trong đó : fU - Tần số đường xuống. R - Khoảng cách trong không gian tự do. c - Vận tốc ánh sáng c = 3.108 m/s. Và Suy hao tuyến lên Anten được tính theo biểu thức: (dB) (6.8) Với: AAG : suy hao tầng đối lưu. Arain : suy hao do mưa. 6.3.4.5. Độ lợi Anten thu (/m2) G1. Độ lợi của anten thu (trên 1m2) được tính bằng biểu thức: Hay: (6.9) Với: : là tần số tín hiệu phát lên. c : là vận tốc ánh sáng, c = 3.108 m/s. 6.3.4.6. Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng (trên 1m2) của trạm mặt đất Ф1(dBW/m2). Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng trên 1m2 được tính bằng công thức: (6.10) Trong đó: EIRPe : Công suất bức xạ đẳng hướng của trạm mặt đất LU : Suy hao tuyến lên. G1 : Độ lợi của anten thu (trên 1m2) 6.3.4.7. Độ lùi đầu vào IBO. Độ lùi đầu vào IBO1 của một trạm. IBO1 được tính bởi công thức: Hay: (6.11) Với : Ф1 : Mật độ dòng công suất bức xạ mặt đất trên 1m2 Фsat : Mật độ dòng công suất bức xạ bão hòa (vệ tinh) trên 1m2 Độ lùi đầu vào tổng IBOt. IBO1 được tính bởi công thức: Hay: (6.12) Với : Фt : Tổng mật độ dòng công suất bức xạ mặt đất trên 1m2. Фsat : Mật độ dòng công suất bức xạ bão hòa (vệ tinh) trên 1m2. N : Số nhóm trạm UT. 6.3.4.8. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên (C/No)U. Trong các tuyến thông tin vệ tinh, chất lượng của tuyến được đánh giá bằng tỷ số công suất sóng mang trên công suất tạp âm (C/No), hay công suất sóng mang trên nhiệt tạp âm tương đương (C/To). Tạp âm chủ yếu phụ thuộc vào bản thân máy thu, vào môi trường bên ngoài như môi trường truyền sóng và can nhiễu phụ thuộc các hệ thống viba lân cận… Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa (C/No)Usat. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa (C/No)Usat được tính theo công thức: (Hz) (6.13) Trong đó: Фsat : Mật độ dòng công suất bão hòa (vệ tinh) trên 1m2. G1 : Độ lợi Anten thu (/m2). (G/T)SL : Hệ số phẩm chất máy thu vệ tinh. k : là hằng số Boltzman, k =1,38.10-23 (J/oK). Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên một trạm mặt đất (C/No)U1. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên của trạm mặt đất (C/No)Usat được tính theo công thức: (6.14) Trong đó: (C/No)Usat : Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa. IBO1 : Độ lùi đầu vào của một trạm mặt đất. 6.3.5 Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK). 6.3.5.1 Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất GRXe. Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất có biểu thức tính tương tự như đối với hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất: (6.15) với: D : Đường kính của anten phát. : Tần số tín hiệu phát xuống. : Hiệu suất của anten, thường khoảng từ 50% - 80%. c : là vận tốc ánh sáng, c = 3.108 m/s. 6.3.5.2 Tổng suy hao tuyến xuống LD. Tổng suy hao tuyến lên: (dB) (6.16) Trong đó: LFS - suy hao tuyến xuống trong không gian tự do. LA - suy hao do Anten (do mưa và tầng đối lưu). Trong đó *Suy hao tuyến xuống trong không gian tự do được tính theo biểu thức: (dB) (6.17) *Suy hao tuyến lên Anten được tính giống như tuyến lên. 6.3.5.3. Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)E. Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)E được tính bằng biểu thức: (dB/0K) (6.18) Trong đó: (G/T)Emax : Hệ số phẩm chất cực đại của trạm mặt đất. LR : suy hao lệch tâm. Lpol : Suy hao do phân cực. δ : Tổng suy hao do Feeder và do mưa. Hình 6.5 : Hệ số (G/T) của trạm mặt đất. Ở đây (G/T)Emax được tính bằng biểu thức: (oK-1) (6.19) Trong đó: GRmax : Độ lợi Anten thu. TDmin : Nhiễu nhiệt đường xuống (không có thành phần nhiễu do mưa). Hình 6.6: a) TD trời sạch; b) TD Bị nhiễu do mưa Với TDmin được tính bằng biểu thức: (6.20) Trong đó: Tsky : Nhiễu nhiệt bầu trời. Tground : Nhiễu nhiệt mặt đất. TR : Nhiễu nhiệt thu. 6.3.5.4. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)Dsat. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)Dsat được tính theo công thức: (Hz) (6.21) Trong đó: EIRPSLsat : Công suất bức xạ bão hòa (vệ tinh) trên 1m2. G1 : Độ lợi Anten thu (/m2). (G/T)ES : Hệ số phẩm chất máy thu trạm mặt đất. k : là hằng số Boltzman, k =1,38.10-23 (J/oK). 6.3.5.5. Độ lùi đầu ra OBO. Tổng độ lùi đầu ra OBOt. Tổng độ lùi đầu ra OBOt được tính bằng biểu thức: Hay: (6.22) Trong đó: IBOt : Tổng độ lùi đầu vào. Hình 6.7: OBOt là hàm của IBOt. Độ lùi đầu ra OBO1. Tổng độ lùi đầu ra OBOt được tính bằng biểu thức: Hay: (6.23) Trong đó : OBOt : tổng độ lùi đầu ra OBO1 : độ lùi đầu ra của trạm mặt đất. 6.3.5.6. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của một sóng mang EIRP1. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương một sóng mang EIRP1 được tính bằng công thức: (W) Hoặc: [dBW] (6.24) Trong đó: EIRPSLsat : Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương bão hòa của vệ tinh. OBO1 : Độ lùi đầu ra trạm mặt đất. 6.3.5.7. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một sóng mang (C/No)D1. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một sóng mang (C/No)D1 được tính bằng biểu thức: (6.25) Trong đó: OBO1 : Độ lùi đầu ra của một trạm. (C/No)Dsat : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống bão hòa. Hình 6.8: (C/No)D của một trạm mặt đất. 6.3.5.8. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên sóng mang (C/No)IM (IM – intermodulation :xuyên điều chế). Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên sóng mang (C/No)IM được tính bằng biểu thức: (6.26) Trong đó: N : số nhóm trạm UT. IBOt : tổng độ lùi đầu ra. Satellite GetWay UT a) Hình 6.9. Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do búp sóng (vệ tinh) khác. Satellite b) GW UT Hình 6.10 Nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống do trạm GetWay khác. 6.3.5.9. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên sóng mang (C/Noi)D (i – interference :giao thoa). Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên sóng mang (C/Noi)D được tính bằng biểu thức: (6.27) Trong đó: EIRPSLw,max : Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của vệ tinh phát đáp trong mạng. EIRPSLi,max : Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của vệ tinh phát đáp mạng khác (i:interference). Bi ,BN : Băng thông giao thoa và băng thông cả nhóm GRXmax : Độ lợi Anten thu cực đại. α : Góc lệch của vệ tinh giao thoa. a) Hình 6.11. Nhiễu giao thoa tuyến xuống do búp sóng vệ tinh khác. b) Hình 6.12. Nhiễu giao thoa tuyến xuống do trạm GetWay khác. 6.3.5.10. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến trên sóng mang (C/No)t. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến trên sóng mang (C/No)t được tính bằng biểu thức: (Hz-1) Hay: (dBHz) (6.28) Trong đó: (C/No)U : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến lên. (C/No)D : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống. (C/No)IM : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế. (C/Ni)t : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa cả 2 tuyến. CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ MẠNG VSAT IPSTAR THỰC TẾ TẠI VIỆT NAM 7.1 Giới thiệu chương. Việc thiết kế đường truyền vô tuyến cho thông tin vệ tinh VSAT IPSTAR tại Việt Nam sẽ có các đặc điểm như: địa hình (khoảng thông tin), khí hậu (lượng mưa), mạng hữu tuyến (hình thức kết nối)… sẽ khác nhiều so với Châu Âu nói riêng trên thế giới nói chung. Vì lý do đó, khi thiết kế mạng VSAT IPSTAR tại Việt Nam gặp nhiều khó khăn trong việc chọn loại Anten, vệ tinh (hệ số EIRP)… để có thể đáp ứng được tỷ số (C/No) cho phép. Nhưng với địa hình 1/3 là đồi núi, và hải đảo thì tuyến thông tin vệ tinh là giải pháp hữu hiệu hơn rất nhiều so với thông tin hữu tuyến (kể cả cáp quang). 7.2 Tính toán đường truyền tuyến thông tin vệ tinh VINASAT-1 đối với trạm mặt đất đặt tại Tp Hồ Chí Minh. 7.2.1. Giới thiệu về vệ tinh và các thông số ban đầu. 7.2.1.1 Các thông số chính của vệ tinh Vinasat - Kiểu vệ tinh: Vệ tinh địa tĩnh - Vị trí quỹ đạo: 132 độ Đông - Trọng lượng phóng khoảng 2600 - 2800 kg - Tên lửa đẩy: Arian-5 của Pháp - Số máy phát đáp: 20 ( 08 máy phát đáp băng C, 12 máy phát đáp băng Ku). - Thời gian sống: 15 năm (có thể đến 20 năm) 7.2.1.2. Các thông số kỹ thuật chính của vệ tinh VINASAT 7.2.1.2.1. Băng tần C (mở rộng – Extended C band) • Số bộ phát đáp: 8 • Đường lên (Uplink) - Dải tần: 6.425 – 6.725 MHz (300 MHz) Phân cực: tuyến tính V, H • Đường xuống (Downlink) - Dải tần: 3.400 – 3.700 MHz (300 MHz) - Phân cực: tuyến tính • Tham số chung phục vụ tính toán thiết kế đường truyền - Cụng suất bức xạ đẳng hướng bộ phát đáp (EIRP): 40dB - Độ lợi công suất đầu vào bộ phát đáp (IBO): -3dB - Độ lợi công suất đầu ra bộ phát đáp (OBO): -3dB - Mật độ thông lượng bão hoà bộ phát đáp (SFD): -85dBW/m2 - Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạp âm bộ phát đáp (G/T):từ -8,3dB/0K đến -2dB/0K. • Vùng phủ sóng theo giản đồ: - Đường đồng mức EIRP: 40dBW (trong vùng Đông Nam Á) và 42dBW (với phần lãnh thổ Việt Nam và lân cận) - Đường đồng mức G/T: -2dB/0K (trong vùng Đông Nam Á) và 0dB/0K (với phần lãnh thổ Việt Nam và lân cận) 7.2.1.2.2. Băng tần Ku • Số bộ phát đáp: 12 • Đường lên (Uplink) - Dải tần: 13.750 – 13.990 MHz (240 MHz); và 14.255 – 14.495 MHz (240 MHz) - Phân cực: Tuyến tính V • Đường xuống (Downlink) - Dải tần: 10.950 – 11.200 MHz (250 MHz); và 11.450 – 11.700 MHz (250 MHz) - Phân cực: Tuyến tính H • Tham số chung phục vụ tính toán thiết kế đường truyền - Công suất bức xạ đẳng hướng bộ phát đáp (EIRP): 54dB - Độ lợi công suất đầu vào bộ phát đáp (IBO): -3dB - Độ lợi công suất đầu ra bộ phát đáp (OBO): -3dB - Mật độ thông lượng bão hoà bộ phát đáp (SFD): -90dBW/m2 - Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạp âm bộ phát đáp (G/T): từ +2,0dB/0K đến 6dB/0K. • Vựng phủ súng theo giản đồ: - Đường đồng mức EIRP: 54dBW trong vùng lãnh thổ Việt Nam và lân cận - Đường đồng mức G/T: 7dB/0K với phần lãnh thổ Việt Nam và lân cận. 7.2.1.3. Các giới hạn khai thác của vệ tinh Vinasat 7.2.1.3.1. Đối với băng tần C mở rộng - Sử dụng ăng ten cú giản đồ bức xạ (antenna pattern) theo khuyến nghị REC S.580-5 của ITU-R trong đú quy định độ khuếch đại ăng ten tại góc lệch trục là 29 - 25 log ( là gúc lệch trục giữa VINASAT với vệ tinh lân cận; 10≤ ≤ 200). - Mật độ giới hạn EIRP lệch trục (EIRP off-axis) cho phép áp dụng đối với đường lên trạm mặt đất: EIRP off-axis ≤ - 46 + 29 – 25 log (dBW/Hz) - Đường kính ăng ten thu, phát trạm mặt đất khuyến nghị sử dụng là 3,0m. Trong trường hợp sử dụng ăng ten nhỏ hơn (nhưng không nhỏ hơn 2,4m), công suất phát của ăng ten phải tuân thủ các giới hạn nêu trên và phải cú sự phối hợp chặt chẽ với các bên liên quan tránh gây can nhiễu hệ thống, đặc biệt với vệ tinh lân cận. 7.2.1.3.2. Đối với băng tần Ku: - Sử dụng ăng ten cú giản đồ bức xạ theo khuyến nghị REC S.580-5 của ITU-R trong đú quy định độ khuếch đại ăng ten tại gúc lệch trục là 29 - 25 log ( là góc lệch trục giữa VINASAT với vệ tinh lên cận; 10≤≤200). - Mật độ giới hạn EIRP lệch trục (EIRP off-axis) cho phép áp dụng đối với đường lên trạm mặt đất: + trong dải tần: 13.750 – 13.990 MHz EIRP off-axis ≤ - 46,56 + 29 – 25 log (dBW/Hz) ; và + trong dải tần: 14.255 – 14.495 MHz EIRP off-axis ≤ - 47,56 + 29 – 25 log (dBW/Hz) - Mật độ giới hạn EIRP đồng trục (EIRP on-axis) trong dải tần: 14.255-14.495 MHz:EIRP on axis ≤ - 7,1 (dBW/Hz) - Đường kính tối thiểu ăng ten phát trạm mặt đất sử dụng là 1,2m. - Đường kính tối thiểu ăng ten thu trạm mặt đất khuyến nghị sử dụng là 0,6m để thu tín hiệu truyền hình và 1,2m cho các dịch vụ khác (VSAT,...) Băng tần hoạt động Việc tính toán thiết kế được thực hiện trên bang C và Ku với đường lên là 14.25 (GHz) và đường xuống là 12.7 (GHz). Với một trạm GetWay (trạm cổng) và 3 nhóm (N = 3) UserTerminal. Mỗi nhóm gồm 20 trạm UT (G = 20). Trong đó trạm cổng GW truy nhập theo kiểu TDMA, 3 nhóm UT truy nhập theo kiểu FDMA với mỗi trạm trong nhóm truy nhập theo kiểu TDM. Trạm mặt đất: Trạm mặt đất đặt tại tp Hồ Chí MInh có các đặc điểm sau: Vĩ độ là 100 Bắc. Kinh độ 1060 Đông. Trạm mặt đất có anten đường kính DUT đối với băng Ku là 1.2m, băng C là 3m và hiệu suất 65% (η = 65%). DGW đối với Ku là 5.5m, băng C là 8m và hiệu suất 75% (η = 75%) (do đường kính-công suất GW lớn hơn UT). Công suất máy phát trạm mặt đất PTX(UT)sat = 1W. PTX(GW)sat = 5W. Với một số giả thiết sau: Tại thành Phố Hồ Chí Minh ta sử dụng các thông số sau: Đối Với Băng C: - Công suất bức xạ đẳng hướng bộ phát đáp (EIRP): 45,3dBW - Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạp âm bộ phát đáp (G/T): 1,5dB/K Đối với băng Ku: Công suất bức xạ đẳng hướng bộ phát đáp (EIRP): 54,3dBW Hệ số khuếch đại trên nhiệt tạp âm bộ phát đáp (G/T): 9dB/K Suy hao độ lệch hướng phân cực (Depointing Loss): Đối với UT LTX = 1.2 (dB) (phát) LRX = 0.9 (dB) (thu). Đối với GW LTX = LRX = 0.5 dB. Suy hao độ lệch tâm và suy hao phân cực: LRmax = 0.9 (dB) (suy hao lệch tâm thu) Lpol = 0.1 (dB) (suy hao phân cực). Suy hao do fiđơ: LFTX = 0,2dB (phát) và LFR = 0,5dB (thu) Hệ số suy hao do mưa (độ cao vùng mưa 3,028Km) chọn Arain = 6dB. Hệ số suy hao do tầng đối lưu 0,02dB/Km. Nhiệt độ môi trường xung quanh trạm mặt đất : TSky = 7 0K . TGround = 30 0K. TR = 80 0K. Thiết kế tính toán cho 2 tuyến thông tin cụ thể Tuyến thông tin từ trạm UT =*> Vệ tinh => GW gặp mưa ở tuyến lên UT. Tuyến thông tin từ trạm GT => Vệ tinh =*> UT gặp mưa ở tuyến xuống UT. 7.2.2 Tính toán thông số mạng (Network IPSTAR). Cấu hình mạng cụ thể mạng VSAT IPSTAR thực hiện trên +) Băng C với tuyến xuống 3.7 (GHz) và tuyến lên 6,7 (GHz). +) Băng Ku với tuyến xuống 12.7 (GHz) và tuyến lên 14.25 (GHz). Với một trạm GetWay (trạm cổng) và 3 nhóm (N = 3) UserTerminal mỗi nhóm gồm 20 trạm UT (G = 20). Băng thông vệ tinh cung cấp : 36MHz , tốc độ bit trạm UT : Rb = 64 kb/s, tốc độ bit trạm GW : Rb = 128 kb/s. Yêu cầu tốc độ lỗi BER = 10-7,với Eb/No =10,2 (dB) (không điều chế) và Eb/No = 5,4 (dB) (đã điều chế BPSK); kiểu điều chế BPSK với tốc độ RR = 0.5 và hiệu suất phổ Г = 0.7 b/sHz , tỉ lệ phần trăm bảo vệ (nhiễu băng thông) 20%. 7.2.2.1 Tính toán băng thông thực của nhóm UT. Trước hết ta phải tính tốc độ bit của nhóm UT sau điều chế BPSK: Rb(UT) = Rb /RR = 64/(1/2) = 128 kb/s Băng thông thực tế của nhóm UT được tính bằng biểu thức: 7.2.2.2 Tính toán băng thông thực của trạm GW. Trước hết ta phải tính tốc độ bit của nhóm GW sau điều chế BPSK: Băng thông thực tế của trạm được tính bằng biểu thức: 7.2.2.3 Tính toán băng thông thực của toàn mạng. Băng thông thực tế của toàn mạng được tính bằng biểu thức: 7.2.2.4 Tính toán (C/No)t yêu cầu toàn tuyến trong mạng. Đối với (C/No)t yêu cầu toàn tuyến trạm nhóm UT với Rb = 64kb/s và Eb/No = 3,6 (dB) trong mạng. Đối với (C/No)t yêu cầu toàn tuyến trạm GW với Rb = 256kb/s trong mạng Eb/No = 4,2 (dB) trong mạng. 7.2.2.5 Tính toán hiệu suất sử dụng băng thông. Hiệu suất sử dụng băng thông được tính bằng biểu thức: 7.2.3. Tính toán cự ly thông tin, góc ngẩng, góc phướng vị 7.2.3.1. Tính toán cự ly thông tin Từ công thức (4.1) ta có: Þ Þb0 =27,730. Þ cự ly thông tin Thay số vào ta có: *Tính góc ngẩng θe : Từ đó suy ra θe = 57,80 *Góc phướng vị Φe: Góc phướng vị A tính theo công thức (4.2): Φe là một số âm và bằng -49,520. Suy ra Φe =1800-49,520 =130,480. 7.3 Tính toán tuyến lên (UpLink). 7.3.1. Công suất phát của trạm mặt đất PTXe. Đây là công suất phát thực của trạm mặt đất tính từ Anten trạm mặt đất và được tính bằng biểu thức (4.3): PTXe(W) = OBO + PTXsat (W) PTXe (dBW)= 10lg(PTXe ) Với : Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (PTXsat = 1W) Đối với trạm GW: (PTXsat = 5W) 7.3.2. Hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất GTXe . Hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất GTXe tính bằng biểu thức (4.4): Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (D = 1,2m; η = 0.65) Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: (D = 5,5m; η = 0.75) Băng C: Băng Ku: 7.3.3 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm mặt đất EIRPe. Công suất bức xạ hiệu dụng EIRPe được tính bằng biểu thức (4.5): [dBW] Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (PTXe ;GTXe tính cho trạm UT bên trên ) Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: (PTXe ;GTXe tính cho trạm UT bên trên ) Băng C: Băng Ku: 7.3.4. Tổng suy hao tuyến lên LU . Suy hao tuyến lên trong không gian tự do được tính theo biểu thức (4.7): (dB) Băng C: Băng Ku: Và Suy hao tuyến lên Anten được tính theo biểu thức (4.8): (dB) Với: AAG : suy hao tầng đối lưu. Arain : suy hao do mưa. Tổng suy hao tuyến lên được tính bằng biểu thức (4.6): Băng C: Có mưa : (dB) Không mưa: (dB) Băng Ku: Có mưa : (dB) Không mưa: (dB) 7.3.5. Độ lợi Anten phát (/m2) G1. Độ lợi của anten phát (trên 1m2) được tính bằng biểu thức (4.9): Băng C: Băng Ku: 7.3.6. Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng của trạm mặt đất Ф1(dBW/m2). Mật độ dòng công suất bức xạ hiệu dụng được tính bằng công thức (4.10): Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (EIRPe ;G1 tính cho trạm UT bên trên ) Băng C: Có mưa: Không mưa: Băng Ku: Có mưa: Không mưa: Đối với trạm GW: (EIRPe ;G1 tính cho trạm GT bên trên ) Băng C: Có mưa: Không mưa: Băng Ku: Có mưa: Không mưa: 7.3.7. Độ lùi đầu vào IBO. Độ lùi đầu vào IBO1 của một trạm. IBO1 được tính bởi công thức (4.11): Hay: Với : Ф1 : Mật độ dòng công suất bức xạ mặt đất trên 1m2 Фsat : Mật độ dòng công suất bức xạ bão hòa (vệ tinh) trên 1m2 Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (EIRPe ;G1 tính cho trạm UT bên trên ) Băng C: Có mưa: Không mưa: Băng ku: Có mưa: Không mưa: Đối với trạm GW: (EIRPe ;G1 tính cho trạm GW bên trên ) Băng C: Có mưa: Không mưa: Băng ku: Có mưa: Không mưa: Độ lùi đầu vào tổng IBOt. IBO1 được tính bởi công thức (4.12): Hay: Băng C: Có mưa: Băng Ku: Có mưa: 7.3.8. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên (C/No)U. 7.3.8.1 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa (C/No)Usat. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa (C/No)Usat được tính theo công thức (4.13): (Hz) Băng C: Băng Ku: 7.3.8.2 Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên một trạm mặt đất (C/No)U1. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên của trạm mặt đất (C/No)Usat được tính theo công thức (4.14): Trong đó: (C/No)Usat :Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến lên bão hòa. IBO1 :Độ lùi đầu vào của một trạm mặt đất. Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: Băng C: Băng Ku: 7. 4 Tính toán kết nối đường xuống (DOWNLINK). 7.4.1. Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất GRxe. Hệ số khuếch đại anten thu trạm mặt đất có biểu thức tính tương tự như đối với hệ số khuếch đại anten phát trạm mặt đất (4.15): Đối với trạm UT: (D = 1,2m; η = 0.65) Băng C: Băng ku: Đối với trạm GW: (D = 5,5m; η = 0.75) Băng C: Băng ku: 7.4.2 Tổng suy hao tuyến xuống LD Tổng suy hao tuyến lên được tính bởi công thức (4.16): (dB) Trong đó: LFS - suy hao tuyến xuống trong không gian tự do. LA - suy hao do Anten. Suy hao tuyến lên Anten (do mưa và tầng đối lưu) được tính giống như tuyến lên: Trong đó suy hao tuyến xuống không gian tự do tính theo biểu thức (4.17): (dB) Băng C: Băng ku: Với LA được tính như ở trên. Tổng suy hao tuyến lên: Băng C: Bằng Ku: 7.4.3. Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)E. Hệ số phẩm chất của trạm mặt đất (G/T)E được tính bằng biểu thức(4.18): (dB/0K) Trong đó: (G/T)Emax : Hệ số phẩm chất cực đại của trạm mặt đất. LR =0,9 (dB) : suy hao lệch tâm. Lpol =0,1 (dB) : Suy hao do phân cực. : Tổng suy hao do Feeder và do mưa. Ở đây (G/T)Emax được tính bằng biểu thức(4.20): (oK-1) Trong đó : GRmax : Độ lợi Anten thu. TDmin : Nhiễu nhiệt đường xuống Với TDmin được tính bằng biểu thức: Trong đó : Tsky = 70K : nhiễu nhiệt bầu trời. Tground = 300K : nhiễu nhiệt mặt đất. TR = 800K : nhiễu nhiệt thu. Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: Băng C: Băng Ku: 7.4.4. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)Dsat. Tỷ số sóng mang trên tạp âm tuyến xuống bão hòa (C/No)Dsat được tính theo công thức (4.21): Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: Băng C: Băng Ku: 7.4.5. Độ lùi đầu ra OBO. Tổng độ lùi đầu ra OBOt. Tổng độ lùi đầu ra OBOt được tính bằng biểu thức (4.23): Băng C: Băng ku: Độ lùi đầu ra OBO1. Tổng độ lùi đầu ra OBO1 được tính bằng biểu thức (4.24): Trong đó : OBO1 : tổng độ lùi đầu ra IBO1 : độ lùi đầu vào của trạm mặt đất. Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: (Sử dụng IBO1 của GW) Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: (Sử dụng IBO1 của UT) Băng C: Băng Ku: 7.4.6. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của một sóng mang EIRP1. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương một sóng mang EIRP1 được tính bằng công thức (4.22): Hoặc: [dBW] Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: Băng C: Băng Ku: 7.4.7. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một sóng mang (C/No)D1. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống trên một sóng mang (C/No)D1 được tính bằng biểu thức (4.25): Trong đó: OBO1 : độ lùi đầu ra của một trạm. (C/No)Dsat : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống bão hòa. Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: (Sử dụng IBO1 của UT) Băng C: Băng Ku: 7.4.8. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên sóng mang (C/No)IM (IM – InterModulation: xuyên điều chế). Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế tuyến xuống trên sóng mang (C/No)IM được tính bằng biểu thức (4.26): Trong đó: N : số nhóm trạm UT. IBOt : tổng độ lùi đầu ra. Băng C: Băng Ku: 7.4.9. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên sóng mang (C/Noi)D (i – interference:giao thoa). Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa tuyến xuống trên sóng mang (C/Noi)D được tính bằng biểu thức (4.27): (dBHz) Trong đó: EIRPSLw,max = 40dBW : Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của vệ tinh phát đáp trong mạng. EIRPSLi,max = 54dBW: Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của vệ tinh phát đáp mạng khác (i: interference). Bi = 26MHz, BN = 36MHz: Băng thông giao thoa, băng thông cả nhóm GRXmax: Độ lợi Anten thu cực đại. α = 40 : Góc lệch của vệ tinh giao thoa. Thay số vào ta được: Đối với trạm UT: Băng C: Băng Ku: Đối với trạm GW: (Sử dụng IBO1 của UT) Băng C: Băng Ku: 7.4.10. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến trên sóng mang (C/No)t. Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu toàn tuyến (C/No)t được tính bằng biểu thức (4.28): (Hz-1) Hay: (dBHz) Trong đó : (C/No)U : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến lên. (C/No)D : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu tuyến xuống. (C/No)IM : Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu xuyên điều chế. (C/Ni)t :Tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiễu giao thoa cả 2 tuyến. Thay số vào ta được: Đối với đường dữ liệu về (Inbound): Băng C: Băng Ku: Đối với đường dữ liệu ra (Outbound): Băng C: Băng ku: Cuối cùng là việc so sánh với (C/No)yêu cầu. Đối với đường dữ liệu về (Inbound): (C/No)t(GW) thì ta so sánh với (C/No)yêu cầu của trạm UT = 53,46(dBHz) (tính được ở phần tính thông số mạng). Đối với đường dữ liệu về (Outbound) :(C/No)t(GW). thì ta so sánh với (C/No)yêu cầu của trạm GW = 59,48(dBHz)(tính được ở phần tính thông số mạng). CHƯƠNG 8 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 8.1. Giới thiệu Việc tính toán thiết kế tuyến của hệ thống thông tin vệ tinh đòi hỏi quá trình lựa chọn thông số của hệ thống không chỉ một lần mà phải thực hiện nhiều lần để đạt được sự tối ưu. Với sự trợ giúp của máy tính thì việc tính toán trở nên đơn giản hơn nhiều. Chương trình mô phỏng này được viết băng ngôn ngữ Visual Basic được ứng dụng nhiều trong thực tế. Đây là chương trình tính toán tỉ số (C/No) tuyến lên, tuyến xuống của đường vào dữ liệu (inbound) và đường ra dữ liệu dựa vào các công thức khi nhập các thông số liên quan. Kết quả tính toán này được so sánh với (C/No) cho phép của từng tuyến (đường thông tin). Nếu như tuyến không đạt thì ta thay đổi các thông số nhập vào (với những thông số có thể thay đổi được) và thực hiện lại. Nếu được thì tuyến xem như đạt được yêu cầu. Chương trình gồm có 4 form chính: Giao điện chính: Hình 8.1 Giao điện chính Form giao diện: mang tính chất giới thiệu : Hình 8.2 Form main Form tính toán mạng : Hình 8.3. Form network Vsat Ipstar Form tính toán tuyến lên : Hình 8.4. Form tuyến lên Form tính toán tuyến xuống : Hình 8.4. Form tuyến xuống Kết quả kiểm tra và thiết kế: Hình 8.4. Form kết quả Đối với form tính toán mạng thì nhập đầy đủ các thông số như sau: Số nhóm UT trong mạng. Số trạm UT trong mạng. Tốc độ bit truyền của một nhóm UT. Hiệu suất (quả) điều chế. Tốc độ mã hóa (theokiểu). Khoảng (bảo vệ) giữa hai sóng mang. Băng thông vệ tinh. Sau khi nhập đầy đủ các thông số, ta tiến hành việc tính toán bằng cách sử dụng nút tính toán kết quả để thực hiện việc tính các thông số liên quan đến mạng cũng như tỷ số (C/No) yêu cầu. Khi có được kết quả, sử dụng nút “Next” để tiếp tục đi đến form tính toán đường lên “Form UpLink”. Đối với form tính toán tuyến lên và form tính toán tuyến xuống người dùng nhập đầy đủ các thông số phục vụ cho việc tính toán đường truyền. Đối với tuyến lên cần nhập các thông số: - Kinh độ trạm mặt đất. - Vĩ độ trạm mặt đất. - Kinh độ vệ tinh. - Mật độ dòng CS bão hòa vệ tinh. - EIRP bão hòa của vệ tinh. - (G/T) vệ tinh. - Độ rộng băng thông. - Đường kính anten UT. - Công suất danh định UT. - Đường kính anten GW. - Công suất danh định GW. - Suy hao do mưa. - Tần số đường lên fU. - Tần số đường xuống fD. - C/N chuẩn (yêu cầu). Sau khi nhập đầy đủ các thông số, ta tiến hành việc tính toán bằng cách sử dụng nút “tính toán” để thực hiện việc tính các thông số đường truyền. Khi đó có được kết quả (C/No)U của đường lên, sử dụng nút “Next” để đưa kết quả tính được vào Form tính đường xuống. Đối với form tính toán đường xuống người dùng dữ liệu cung cấp từ “Form UpLink” nhập đầy đủ các thông số phục vụ cho việc tính toán đường truyền này. Đối với tuyến xuống có các thông số cug cấp: - Đường kính anten UT. - Đường kính anten GW. - Tần số đường lên fU. - Tần số đường xuống fD. - Suy hao do anten. - IBOt (độ lùi đầu vào tổng). - IBO1 trạm UT(trạm UT). - IBO1 trạm GW(trạm GW). - Số nhóm UT trong mạng. - Kinh độ trạm mặt đất. - Vĩ độ trạm mặt đất. - Kinh độ vệ tinh. - Mật độ dòng CS bão hòa vệ tinh. - EIRP bão hòa của vệ tinh. - (G/T) vệ tinh. - Độ rộng băng thông. - Suy hao do mưa. - EIRPe của trạm UT. - EIRPe của trạm GW. - (C/No)U trạm UT. - (C/No)U trạm GW. - Hiệu suất anten. Sau khi nhập đầy đủ các thông số, ta tiến hành việc tính toán bằng cách sử dụng nút “tính toán” để thực hiện việc tính các thông số đường truyền (cụ thể (C/No)t của từng đường với (C/No)Re yêu cầu). Khi có được kết quả, sử dụng nút “đánh giá” để so sánh kết quả tính được với chỉ tiêu cho phép trên xem tuyến có đạt chất lượng hay không. Nếu tuyến đạt chất lượng thì có thông báo : Nếu chưa đạt, thì có thông báo : Khi đó, chúng ta thay đổi các thông số nhập vào (chú ý phải nhập từ mạng hay Form UpLink chứ không nhập số liệu vào Form DownLink) để thực hiện lại việc tính toán để nhận được kết quả theo yêu cầu. 8.2 Lưu đồ thuật toán Đúng Sai Begin So sánh với chỉ tiêu (C/No)t yêu cầu. Xuất kết quả cuối cùng End Nhập các thông số Mạng Tính toán các tham số đường truyền, đưa ra tỷ số (C/No)t đường về dữ liệu (đường ra dữ liệu) Nhập các thông số tuyến lên 8.3. Mã nguồn chương trình Form giao diện Private Sub Timer1_Timer() Dim i As Double For i = 0 To 3 img(i).Visible = Not (img(i).Visible) imgr(i).Visible = Not (img(i).Visible) Next i End Sub Private Sub Timer2_Timer() ig.Visible = Not (img(1).Visible) End Sub Private Sub Timer3_Timer() IMT.Visible = Not (IMT.Visible) IMTR.Visible = Not (IMT.Visible) End Sub Private Sub m11_Click() FormGround.Show FormMAIN.Hide End Sub Private Sub m12_Click() End End Sub Private Sub m21_Click() FormNet.Show FormMAIN.Hide End Sub Private Sub m22_Click() FormUp.Show FormMAIN.Hide End Sub Private Sub m23_Click() FormGW.Show FormMAIN.Hide End Sub Private Sub m24_Click() FormDown.Show FormMAIN.Hide End Sub Form tính toán mạng Private Sub CmdTT_Click() Dim h As Double Dim j As Double Dim a As Double Dim b As Double Dim C As Double Dim d, k As Double Dim i As Double For i = 0 To 7 If Not IsNumeric(tsN(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub Else '------------- h = CSng(tsN(5)) a = CSng(tsN(2)) j = a / h j = Format(j, "####") kqN(0) = CStr(j) a = CSng(tsN(4)) j = j / a j = Format(j, "####") kqN(1) = CStr(j) a = CSng(tsN(3)) j = a / h j = Format(j, "####") kqN(2).Text = CStr(j) a = CSng(tsN(4)) j = j / a j = Format(j, "####") kqN(3) = CStr(j) a = CSng(tsN(6)) b = CSng(tsN(0)) C = CSng(kqN(1)) d = CSng(kqN(3)) k = (1 + (a / 100)) * ((b * C) + d) k = k / 1000 k = Format(k, "##.##") kqN(4) = CStr(k) a = CSng(tsN(8)) b = CDbl(tsN(2)) CNoyu = a + 10 * Lg10(b * 10 ^ 3) CNoyu = Format(CNoyu, "##.##") kqN(5) = CStr(CNoyu) 'a = CSng(tsN(8)) b = CDbl(tsN(3)) CNoyg = a + 10 * Lg10(b * 10 ^ 3) CNoyg = Format(CNoyg, "##.##") kqN(6) = CStr(CNoyg) a = CSng(tsN(7)) b = CSng(kqN(4)) k = 100 * (b / a) k = Format(k, "##.#") kqN(7) = CStr(k) End If Next End Sub Private Sub Cb1_Click() Select Case Cb1.ListIndex Case 0 tsN(5) = 1 tsN(8) = 10.4 Case 1 tsN(5) = 0.87 tsN(8) = 9.2 Case 2 tsN(5) = 0.75 tsN(8) = 8.6 Case 3 tsN(5) = 0.66 tsN(8) = 7.4 Case 4 tsN(5) = 0.5 tsN(8) = 5.4 End Select End Sub Private Sub CmdNext_Click() FormUp.Show FormNet.Hide End Sub Private Sub CmdNhap_Click() Dim i As Double For i = 0 To 7 tsN(i).Text = "" Next Cb1.ListIndex = 0 End Sub Private Sub CmdSL_Click() tsN(0).Text = "3" tsN(1).Text = "20" tsN(2).Text = "64" tsN(3).Text = "256" tsN(4).Text = "0.7" Cb1.ListIndex = 4 tsN(5).Text = "0.5" tsN(6).Text = "20" tsN(7).Text = "36" End Sub Form tính tuyến lên Dim Ls, Lu, Gt, EIRPe As Double Dim b, e As Double Dim a As Double Dim j As Double Dim v As Double Dim f As Double Dim Pt As Double Dim G1 As Double Dim Phi1 As Double Dim IBO1 As Double Dim CNosat As Double Dim CNot As Double Dim GTsl As Double Dim CNo1 As Double Dim Ar As Double Dim Arg As Double Public Function CLinkUp(d As Double, p As Double, n As Double, OBOe As Double) fu = CSng(t(12).Text) fd = CSng(t(13).Text) GTsl = CStr(t(5).Text) Phisat = CDbl(t(3).Text) Du = CSng(t(7).Text) Dg = CSng(t(9).Text) EIRPs = CSng(t(4).Text) a = CSng(t(0).Text) b = CSng(t(2).Text) e = Deg(b - a) a = CSng(t(1).Text) b = Deg(a) a = Cos(b) * Cos(e) a = Format(a, "#.##") Rs = Sqr((Re ^ 2) + (R ^ 2) - 2 * Re * R * a) Rs = Format(Rs, "######") kq0.Text = CStr(Rs) Pt = 10 ^ (OBOe / 10) * p 'OBOe=-6dB(UT) va OBOe=-8dB(GW) Pt = Format(Pt, "####.##") kq1.Text = CStr(Pt) Gt = GAnten(fu, d, n) Gt = Format(Gt, "####.##") kq2.Text = CStr(Gt) EIRPe = (10 * Lg10(Pt)) + Gt EIRPe = Format(EIRPe, "####.#") kq3.Text = CStr(EIRPe) Ls = 20 * Lg10((4 * pi * Rs * 10 ^ 3 * fu * 10 ^ 9) / C) Ls = Format(Ls, "####.#") kq4.Text = CStr(Ls) If (n >= 0.7) Then La = 0.5 Else La = 0.5 + Ar End If Lu = Ls + La Lu = Format(Lu, "####.#") kq5.Text = CStr(Lu) G1 = 10 * Lg10(4 * pi * ((fu * 10 ^ 9 / C) ^ 2)) G1 = Format(G1, "####.##") kq6.Text = CStr(G1) Phi1 = EIRPe + G1 - Lu Phi1 = Format(Phi1, "####.##") kq7.Text = CStr(Phi1) IBO1 = Phi1 - Phisat IBO1 = Format(IBO1, "####.##") kq8.Text = CStr(IBO1) CNosat = Phisat - G1 + GTsl - 10 * Lg10(k) CNosat = Format(CNosat, "####.##") kq10.Text = CStr(CNosat) CNo1 = CNosat + IBO1 CNo1 = Format(CNo1, "####.##") kq11.Text = CStr(CNo1) If (n >= 0.7) Then IBO1g = IBO1 EIRPg = EIRPe CNou1g = CNo1 Arg = 0 'Ar Njg = n ElseIf (Ar = 0) Then IBO1u = IBO1 EIRPu = EIRPe CNou1u = CNo1 Aru = Ar Nju = n Else IBO1u = IBO1 EIRPu = EIRPe CNou1u = CNo1 Aru = Ar Nju = n End If If (IBO1g = 0) Then ElseIf (IBO1u = 0) Then Else IBOt = 10 * Lg10(3 * (10 ^ (IBO1u / 10)) + (10 ^ (IBO1g / 10))) '''************* IBOt = Format(IBOt, "####.##") kq9.Text = CStr(IBOt) End If End Function Private Sub Cb1_Click() Select Case cb1.ListIndex Case 0 Ar = 0 Case 1 Ar = 6 End Select End Sub Private Sub Command1_Click() Dim i As Integer For i = 0 To 10 t(i).Text = "" Next i For i = 12 To 13 t(i).Text = "" Next cb1.ListIndex = 0 End Sub Private Sub CmdBack_Click() FormUp.Hide FormNet.Show End Sub Private Sub Command2_Click() t(0).Text = "108.3" t(1).Text = "16" t(2).Text = "120" t(3).Text = "-85" t(4).Text = "43" t(5).Text = "2.5" t(6).Text = "36" t(7).Text = "1.2" t(8).Text = "1" t(9).Text = "5.5" t(10).Text = "5" t(12).Text = "14.25" t(13).Text = "12.7" cb1.ListIndex = 1 End Sub Private Sub Command5_Click() FormUp.Hide FormDown.Show End Sub Private Sub CUpGW_Click() Dim OBO As Double Dim i As Integer lbU(12) = "tr¹m GW" For i = 0 To 13 If Not IsNumeric(t(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub End If Next '------------- de = CDbl(t(9).Text) pe = CDbl(t(10).Text) Ni = 0.75 OBO = -8 Njg = Ni 'cung cap cho DownLink Call CLinkUp(de, pe, Ni, OBO) End Sub Private Sub CUpUT_Click() Dim OBO As Double Dim i As Integer lbU(12) = "tr¹m UT" For i = 0 To 13 If Not IsNumeric(t(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nhap hay Nhap Sai" Exit Sub End If Next '------------- de = CDbl(t(7).Text) pe = CDbl(t(8).Text) Ni = 0.65 OBO = -6 Nju = Ni 'cung cap cho DownLink Call CLinkUp(de, pe, Ni, OBO) End Sub Private Sub CmdNhap_Click() Dim i As Integer For i = 0 To 10 t(i).Text = "" Next i For i = 12 To 13 t(i).Text = "" Next End Sub Private Sub Form_Load() fu = 0 Du = 0 fd = 0 Dg = 0 IBOt = 0 IBO1u = 0 IBO1g = 0 EIRPu = 0 EIRPg = 0 cno1u = 0 t(0).Text = "108.3" t(1).Text = "16" t(2).Text = "120" t(3).Text = "-85" t(4).Text = "43" t(5).Text = "2.5" t(6).Text = "36" t(7).Text = "1.2" t(8).Text = "1" t(9).Text = "5.5" t(10).Text = "5" t(12).Text = "14.25" t(13).Text = "12.7" cb1.ListIndex = 0 End Sub Form tính tuyến xuống Public Function CLinkDown(dkinh As Double, Group As Double, niu As Double, Delta As Double, IBO1e As Double) Dim Gr As Double 'do loi anten Dim Ld As Double ' Dim Ls As Double ' Dim GTe As Double ' Dim GTemax As Double ' Dim CNodsat As Double ' Dim OBOt As Double ' Dim OBO1 As Double ' Dim EIRPe1 As Double ' Dim CNod1 As Double ' Dim CNod1u As Double '* Dim CNod1g As Double '* Dim CNodim As Double ' Dim CNid As Double ' Dim Td As Double ' Dim AR1 As Double ' Dim CNor As Double ' '==========Khai bao bien>>>>>>>>>>>> If (niu >= 0.7) Then AR1 = 0 IBO1 = IBO1u CNor = CNoyu Else AR1 = Aru IBO1 = IBO1g CNor = CNoyg End If ts(4) = 0.5 + AR1 '===========>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> Gr = GAnten(fd, dkinh, niu) Gr = Format(Gr, "####.##") KqD(0).Text = CStr(Gr) Ls = 20 * Lg10((4 * pi * Rs * 10 ^ 3 * fd * 10 ^ 9) / C) La = 0.5 + AR1 Ld = Ls + La Ld = Format(Ld, "####.#") KqD(1).Text = CStr(Ld) Td = 7 + 30 + 80 'Td = Tsky + Tground + TR GTemax = Gr - 10 * Lg10(Td) GTe = GTemax - Lr - Lpol - Delta GTe = Format(GTe, "####.##") KqD(2).Text = CStr(GTe) CNodsat = EIRPs - Ld + GTe - 10 * Lg10(k) CNodsat = Format(CNodsat, "####.##") KqD(3).Text = CStr(CNodsat) If (IBOt < -5) Then OBOt = 0.9 * (IBOt + 5) Else OBOt = 0 End If KqD(4).Text = CStr(OBOt) If (IBO1e < -5) Then OBO1 = 0.9 * (IBO1 + 5) Else OBO1 = 0 End If KqD(5).Text = CStr(OBO1) '----------------> If (niu >= 0.7) Then EIRPe1 = EIRPs + OBO1 CNod1 = OBO1 + CNodsat CNod1g = CNod1 CNodim = 79 - 10 * Lg10(Group) - 1.65 * (IBOt + 5) CNodimg = CNodim Else EIRPe1 = EIRPs + OBO1 CNod1 = OBO1 + CNodsat CNod1u = CNod1 CNodim = 79 - 10 * Lg10(Group) - 1.65 * (IBOt + 5) CNodimu = CNodim End If EIRPe1 = Format(EIRPe1, "####.##") KqD(6).Text = CStr(EIRPe1) CNod1 = Format(CNod1, "####.##") KqD(7).Text = CStr(CNod1) CNodim = Format(CNodim, "####.##") KqD(8).Text = CStr(CNodim) '--------------> CNid = EIRPs - EIRPsli + 10 * Lg10(26 * 10 ^ 6) + Gr - 32 + 25 * Lg10(1.65 * Anpha) CNid = Format(CNid, "####.##") KqD(9).Text = CStr(CNid) If (niu >= 0.7) Then CNot = -10 * Lg10(10 ^ (-CNou1u / 10) + 10 ^ (-CNod1 / 10) + 10 ^ (-CNodim / 10) + 10 ^ (-CNid / 10)) Else CNot = -10 * Lg10(10 ^ (-CNou1g / 10) + 10 ^ (-CNod1 / 10) + 10 ^ (-CNodim / 10) + 10 ^ (-CNid / 10)) End If CNot = Format(CNot, "####.##") KqD(10).Text = CStr(CNot) KqD(11) = CStr(CNor) '======>> ts(13).Text = CStr(niu) End Function Private Sub CDnGW_Click() Dim dkinh As Double Dim gp As Double Dim nu As Double Dim dta As Double Dim lv As Double Dim i As Integer lbD(12) = "tr¹m GW" For i = 0 To 12 If Not IsNumeric(ts(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nap So Lieu" Exit Sub End If Next dkinh = Dg gp = 3 nu = Njg lv = IBO1g If (Arg = 0) Then dta = 1.4 Else dta = 4.9 End If Call CLinkDown(dkinh, gp, nu, dta, lv) End Sub Private Sub CDnUT_Click() Dim dkinh As Double Dim gp As Double Dim nu As Double Dim dta As Double Dim lv As Double Dim i As Integer lbD(12) = "tr¹m UT" For i = 0 To 12 If Not IsNumeric(ts(i).Text) Then MsgBox "Ban Chua Nap So Lieu" Exit Sub End If Next dkinh = Du gp = 3 nu = Nju lv = IBO1u If (Aru = 0) Then dta = 1.4 Else dta = 4.9 End If Call CLinkDown(dkinh, gp, nu, dta, lv) End Sub Private Sub CmdBack_Click() FormUp.Show FormDown.Hide End Sub Private Sub CmdDG_Click() If (KqD(10) >= KqD(11)) Then MsgBox ("TUYEN DAT CHAT LUONG") Else MsgBox ("TUYEN KHONG DAT CHAT LUONG, CAN NHAP LAI") End If End Sub Private Sub CmdNext_Click() Dim thongbao As Integer thongbao = MsgBox("Ban co chac chan muon thoat khoi chuong trinh mo phong khong?", vbQuestion + vbOKCancel, "Thong bao") If thongbao = vbOK Then End End If End Sub Private Sub CmdSLD_Click() fu = Format(fu, "####.##") Du = Format(Du, "####.##") fd = Format(fd, "####.##") Dg = Format(Dg, "####.##") ts(0) = Du ts(1) = Dg ts(2) = fu ts(3) = fd ts(4) = 0 ts(5) = IBOt ts(6) = IBO1u ts(7) = IBO1g ts(8) = 3 ts(9) = EIRPu ts(10) = EIRPg ts(11) = CNou1g ts(12) = CNou1u ts(13) = 0 KqD(11) = CNotR End Sub Module value Global Const pi = 3.1416 Global Const k = 1.38 * (10 ^ -23) Global Const C = 3 * (10 ^ 8) Global Const Re = 6378 Global Const R = 42146 Global Const Lr = 0.9 'Suy hao lech tam Global Const Lpol = 0.1 'Suy hao phan cuc Global Const Anpha = 4 Global Const EIRPsli = 50 'Interferency vt Global Ni As Double 'he so Ni Global CNoyu As Double '(C/No) tram UT Yeu cau Global CNoyg As Double '(C/No) tram GW Yeu cau Global de As Double 'Dkinh chon Global La As Double 'Suy hao Anten Global pe As Double Global Du As Double 'Dkinh UT Global Dg As Double 'Dkinh GT Global Rs As Double Global fu As Double 'Tan so len Global fd As Double 'Tan so len Global Phisat As Double 'Mat do CS bao hoa VTinh Global Nju As Double 'EIRP VeTinh Global Njg As Double 'EIRP VeTinh Global Aru As Double Global EIRPs As Double 'EIRP VeTinh Global EIRPu As Double 'EIRP UT Global EIRPg As Double 'EIRP GW Global IBO1u As Double 'IBO UT Global IBO1g As Double 'IBO GW Global IBOt As Double 'IBO tong Global CNou1u As Double 'EIRP VeTinh Global CNou1g As Double 'EIRP VeTinh Global CNout As Double 'EIRP VeTinh Global CNodimu As Double Global CNodimg As Double Module thuật toàn (hàm) Function Lg10(Bieuthuc As Double) Dim kq As Double If Bieuthuc > 0 Then kq = Log(Bieuthuc) / Log(10) Else MsgBox "Gia tri khong thoa man", vbOKOnly, "Loi du lieu" End If Lg10 = kq End Function Public Function Deg(ag As Double) As Double Dim kq As Double kq = (ag * pi) / 180 Deg = kq End Function Public Function CdB(Inf As Double) As Double Dim kq As Double kq = 10 * Lg10(Inf) CdB = kq End Function Public Function GAnten(fr As Double, dk As Double, u As Double) As Double Dim kq As Double kq = 10 * Lg10(u * (((pi * dk * fr * (10 ^ 9)) / C) ^ 2)) GAnten = kq End Function ----------™–Î{͗˜----------