Báo cáo bài tập lớn Thông Tin Vệ Tinh Thầy Lâm Hồng Thạch

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản khá đầy đủ của tài liệu tại đây ( 481.65 KB, 28 trang )Bạn đang đọc : Báo cáo bài tập lớn Thông Tin Vệ Tinh Thầy Lâm Hồng Thạch – Tài liệu text

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG
—–—–

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MÔN THÔNG TIN VỆ TINH
Giáo viên hướng dẫn: TS. Lâm Hồng Thạch
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 6
Họ và tên
MSSV
Email

Mã HP : ET4380 – TC308Học kỳ 20171

Mục lục
PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC………………………………………………………………………………….4
Phần I. Tóm tắt lý thuyết chung……………………………………………………………………………..5
Chương 1. Hệ thống thông tin vệ tinh………………………………………………………………….5
1.1.

Khái niệm cơ bản về mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … 51.2 .Sơ lược về lịch sử vẻ vang tăng trưởng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 51.3 .Đặc điểm của thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 61.4 .Cấu trúc mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 61.5 .Quỹ tài nguyên tần số … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 81.6 .Câu hỏi … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 9

Chương 2. Quỹ đạo vệ tinh………………………………………………………………………………..9
2.1.

Một số khái niệm và thuật ngữ cơ bản cho quỹ đạo của vệ tinh … … … … … … … 92.2 .Cơ sở thiết kế xây dựng quỹ đạo vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 92.3 .Một số dạng quỹ đạo vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 112.4 .Một số thông số kỹ thuật cơ bản của vệ tinh địa tĩnh … … … … … … … … … … … … … … … …. 122.5 .Một số thông số kỹ thuật cơ bản của vệ tinh phi địa tĩnh ( quỹ đạo elip ) … … … … … … .. 132.6 .Câu hỏi và bài tập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 13

Chương 3.
3.1.

Đặc điểm của kênh truyền và giám sát tuyến ( trạm mặt đất – vệ tinh ) .. 14Ảnh hưởng của tầng khí quyển đến kênh truyền … … … … … … … … … … … … … … 14

3.2. Các tham số cơ bản của tuyến liên lạc thông tin vệ tinh………………………………14
3.3. Suy hao trong không gian tự do……………………………………………………………….15
3.4. Công suất tín hiệu thu được có tính đến tổn hao hấp thụ và ảnh hưởng của tầng
khí quyển……………………………………………………………………………………………………15
3.5. Tính toán dự trữ tuyến có tính đến các tổn hao khác…………………………………..15
3.6. Bài tập ví dụ…………………………………………………………………………………………15
Phần II. Giải bài tập 2 – Giáo trình HTVT……………………………………………………………..17
Phần III. Mã hóa sửa sai………………………………………………………………………………………20
3.1. Giới thiệu chung…………………………………………………………………………………….20
3.2. Mã khối tuyến tính………………………………………………………………………………….20
3.2.1.

Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 203.2.2 .Mã Hamming … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 20

3.3. Mã vòng……………………………………………………………………………………………….. 21
2|Page

3.3.1 .Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 213.3.2 .Xây dựng mã vòng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 21

3.4. Mã Reed-Solomon………………………………………………………………………………….22
3.4.1.

Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 223.4.2 .Xây dựng mã Reed-Solomon … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 223.4.3 .Ứng dụng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5. Mã chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5.1 .Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5.2 .Mã hóa chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 243.5.3 .Giải mã chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 263.5.4 .Ứng dụng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 27TÀI LIỆU THAM KHẢO … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 293 | Page

PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
Phần cơ sở chương 1,2
Phần cơ sở chương 3
Làm bài tập Giáo trình HTVT
Trình bày về mã hóa sửa sai

4 | Page

Phần I. Tóm tắt lý thuyết chung
Chương 1. Hệ thống thông tin vệ tinh
1.1. Khái niệm cơ bản về hệ thống thông tin vệ tinh
Vệ tinh: là những vật thể do con người làm ra bay xung quanh Trái Đất, luôn
cân bằng bởi hai lực đối ngược nhau là lực ly tâm và lực hút của Trái Đất. Lực hút
của Trái Đất do vệ tinh có khối lượng m. Lực ly tâm do vệ tinh chuyển động với
một vận tốc v.

Hình 1.1 : Vệ tinh tiên phong phóng lên khoảng trống

Hệ thống thông tin vệ tinh là hệ thống thông tin có sự tham gia của vệ tinh. Vệ
tinh đóng vai trò là trạm chuyển tiếp tín hiệu ở ngoài không gian. Hệ thống thông
tin vệ tinh là hệ thống truyền và nhận các thông tin khác nhau như thoại, dữ liệu,
hình ảnh giữa các điểm, các vùng trên mặt đất một cách gián tiếp qua vệ tinh hay
đây là hệ thống thông tin với trạm chuyển tiếp hay tiếp sức là ở ngoài không gian
rất cao với mặt đất.
Các ứng dụng dịch vụ cung cấp của thông tin vệ tinh
Có rất nhiều dịch vụ phổ biến khác như: dịch vụ VoIP, PSTN, mạng doanh
nghiệp, dịch vụ video, thông tin di động qua vệ tinh, dịch vụ băng rộng, dịch vụ
internet qua vệ tinh.
1.2. Sơ lược về lịch sử phát triển
– 10/1957: Liên Bang Xô Viết là nước đầu tiên phóng thành công vệ tinh nhân
tạo Sputnik
– 1958: Mỹ nối tiếp Liên Xô phóng thành công vệ tinh đầu tiên
– 1964: Thành lập tổ chức thông tin vệ tinh quốc tế INTELSAT
– 24/9/1998: Thủ tướng chính phủ ký quyết định thông qua dự án VINASAT.

5 | Page

14/8/2008: VINASAT1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh đầu tiên của Việt Nam
được phóng lên quỹ đạo. VINASAT2 được phóng vào ngày 16/5/2012.
1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh
– Thông tin vệ tinh có vùng phủ sóng rộng, không bị giới hạn bởi địa hình, rất
thích hợp với vùng sâu, vùng xa, đồi núi, hải đảo. Chỉ cần 3 vệ tinh là có thể
phủ sóng toàn Trái Đất.
– Thông tin vệ tinh là một trong các phương thức truyền dẫn kết nối quốc tế
của mỗi quốc gia.
– Thông tin vệ tinh đóng vai trò rất quan trọng, có thể nói là lựa chọn duy nhất
đối với một số ứng dụng như thông tin hàng hải.
– Trong thông tin vệ tinh có suy hao truyền sóng rất lớn. Do đó công suất trạm
phát đầu cuối phải lớn, ngoài ra phải sử dụng anten có đường kính lớn hoặc
độ tăng ích lớn.
– Thông tin vệ tinh chịu ảnh nhiều bởi điều kiện thời tiết như mưa.
– Băng tần hoạt động trong thông tin vệ tinh dải tần cỡ GHz, ví dụ băng C,
băng Ku, Ka.
– Thông tin vệ tinh có băng thông rộng, có thể truyền được các dòng số tốc độ
cao, truyền đa dịch vụ, đa phương tiện như thoại, dữ liệu tốc độ cao và hình
ảnh.
– Việc lắp đặt và di chuyển một hệ thống thông tin vệ tinh trên mặt đất tương
đối nhanh chóng và không phụ thuộc vào cấu hình mạng cũng như hệ thống
truyền dẫn.
– Tuổi thọ của vệ tinh địa tĩnh cho viễn thông không quá cao trung bình
khoảng 20 năm. Trong quá trình hoạt động việc bảo trì bảo dưỡng vệ tinh rất
khó khăn.
– Chất lượng truyền tin trong thông tin vệ tinh không bằng sợi quang. Độ bảo
mật thông tin không cao dễ bị can nhiễu do môi trường bên ngoài.
1.4. Cấu trúc hệ thống thông tin vệ tinh
Cấu trúc một hệ thống thông tin vệ tinh gồm hai phân đoạn: phân đoạn không
gian (space segment) và phân đoạn mặt đất (ground segment).

6 | PagePhân đoạn khoảng trốngv

Trạm điều khiển
vệ tinh

Tuyến lênTuyến xuống

Thiết bị phát (trạm
mặt đất)

Thiết bị thu (trạm
mặt đất)

Phân đoạn mặt đấtHình 1.1 : Cấu trúc tổng quát một mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh

Hình 1.2 mô tả hai phân đoạn của hệ thống truyền thông tin vệ tinh. Phân đoạn
không gian bao gồm vệ tinh và các trạm điều khiển vệ tinh, trong khi đó phân đoạn
mặt đất gồm các trạm phát và trạm thu vệ tinh. Cấu trúc cũng như chức năng của
từng phân đoạn được trình bày dưới đây:
Phân đoạn không gian

Tín hiệu từ
tuyến lên

Bộ chuyển đổi xuống

BPF
Anten thu
6GHz

Bộ khuếch đại công
suất đèn song chạy
Bộ lọc thông thấp

Bộ lọc thông Bộ khuếch đại tạp
âm thấp
thấp

LNABPF

LO
Bộ giao động nội

7 | PageTuyến xuốngTWTA

Antenphát
4GHz

Hình 1.2 : Sơ đồ khối công dụng của một bộ phát đáp đơn thuần

Phân đoạn không gian của một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm vệ tinh cùng
các thiết bị đặt trong vệ tinh và hệ thống các trang thiết bị đặt trên mặt đất để
kiểm tra theo dõi và điều khiển hành trình của vệ tinh (cả hệ thống bám, đo đạc và
điều khiển). Bản thân vệ tinh bao gồm hai phần: phần tải (payload) và phần thân
nền vệ tinh (platform). Phần tải bao gồm các hệ thống anten thu/phát và các thiết bị
phục vụ cho việc truyền dẫn, xử lý tín hiệu qua vệ tinh. Phần thân nền bao gồm các
hệ thống phục vụ cho phần tải. Các sóng vô tuyến được truyền từ trạm mặt đất lên
vệ tinh được gọi là tuyến lên (uplink). Vệ tinh thu các sóng từ tuyến lên, xử lý,
biến đổi tần số, khuếch đại và truyền các sóng vô tuyến đó trở về các trạm mặt đất
theo đường tuyến xuống (downlink). Các bộ phát đáp đặt trong vệ tinh để thu tín
hiệu từ tuyến lên, biến đổi tần số, khuếch đại công suất và truyền trở lại theo tuyến
xuống. Hình 1.3 mô tả sơ đồ khối một bộ phát đáp đơn giản.
Phân đoạn mặt đất
Phân đoạn mặt đất bao gồm tất cả các trạm mặt đất của hệ thống và chúng
thường được kết nối với các thiết bị người sử dụng thông qua các mạng mặt đất
hoặc trong trường hợp sử dụng các trạm VSAT (Very Small Aperture Terminal:
Thiết bị đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ), các hệ thống thông tin di động vệ tinh SPCN (Satellite- Personal Communication Netwwork: Mạng thông tin các nhân vệ
tinh) thì vệ tinh có thể liên lạc trực tiếp với thiết bị đầu cuối người sử dụng.
Các trạm mặt đất có thể vừa thu vừa phát tín hiệu, nhưng có trạm chỉ làm nhiệm vụ
thu sóng đơn giản.
Góc ngẩng

Dẫn đường và bám
vệ tinh

Bộ phân tuyến

Khuếch đại
công suất RF

Khuếch đại tạp âm
thấp LNA

Điều chế IF

Giải điều chế
IF

Các tín hiệu băng cơ sở
(từ người sử dụng)

Các tín hiệu băng cơ sở
(từ người sử dụng)

Hình 1. 3: Sơ đồ khối chức năng một trạm mặt đất đơn giản

1.5. Quỹ tài nguyên tần số
Sử dụng 3 băng tần số:
– Băng C: Đường lên 6GHz – Đường xuống 4GHz
– Băng Ku: Đường lên 14GHz – Đường xuống 12GHz
8|Page

– Băng Ka ( vệ tinh chưa khai thác ) f > 20GH z

1.6. Câu hỏi
Trong thông tin vệ tinh tại sao >?
Trả lời:
– Trước hết, khác nhau để tránh nhiễu lẫn nhau giữa 2 trạm.
– Lý do về tổn hao và công suất: Trong không gian tự do thì suy hao ~ f mà vệ tinh
thì năng lượng có hạn (→công suất phát thấp) nên không bù suy hao được trong
khi trạm mặt đất thì có thể (→công suất phát lớn).
– Độ định hướng: Anten trạm mặt đất cần độ định hướng lớn (vì vệ tinh ở xa và
anten thu có bán kính nhỏ) còn vệ tinh có độ định hướng thấp hơn (anten trạm thu
mặt đất rất lớn) mà độ định hướng ~ f.
Chương 2. Quỹ đạo vệ tinh
2.1. Một số khái niệm và thuật ngữ cơ bản cho quỹ đạo của vệ tinh
 Quỹ đạo của vệ tinh: là hành trình trong không gian mà vệ tinh bay hết một
vòng xung quanh Trái Đất.
 Chu kỳ bay: là thời gian mà vệ tinh bay hết một vòng xung quanh Trái Đất.
 Mặt phẳng quỹ đạo: mặt phẳng chứa quỹ đạo của vệ tinh.
 Góc ngẩng (Elevation): là góc hợp thành giữa đường chân trời tính từ điểm
đặt trạm mặt đất và đường thẳng nối trạm mặt đất với vệ tinh.
Góc ngẩng đó nằm trong mặt phẳng chứa 3 điểm: vệ tinh, trạm mặt đất và
tâm Trái đất.
 Góc phương vị (Azimuth): góc hợp bởi hình chiếu của vệ tinh trên mặt
phẳng nằm ngang và đường hướng lên cực Bắc Trái Đất.
2.2. Cơ sở xây dựng quỹ đạo vệ tinh
Cơ sở xây dựng quỹ đạo vệ tinh bay xung quanh Trái Đất là dựa vào 3 định luật Kepler
và 3 định luật Newton.

a) Các định luật của Kepler
 Định luật Kepler thứ nhất: “Vệ tinh bay xung quanh Trái Đất theo quỹ đạo
elip nhận Trái Đất là một trong 2 tiêu điểm của elip.”

9 | Page

a là bán trục lớn hay trục chính
của elip.
b là bán trục bé hay trục phụ của
elip.
Hình 2.1. Quỹ đạo vệ tinh theo định luật Kepler thứ nhất

 Định luật Kepler thứ 2: “Đường nối từ vệ tinh tới tâm Trái Đất quét những
vùng có diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau.”

Hình 2.2. Định luật Kepler thứ hai

 Định luật Kepler thứ ba: “Bình phương của chu kỳ quỹ đạo vệ tinh tỉ lệ
thuận với lũy thừa bậc ba của bán trục lớn của quỹ đạo elip.”
Theo đinh luật Kepler thứ ba, chu kỳ bay của vệ tinh xung quanh Trái Đất là:
(2.1)
Trong đó: a là bán kính trục lớn tính từ tâm Trái Đất đến vệ tinh.
µ là hằng số Kepler: µ = 3,9861352 x
Hay, chu kỳ của vệ tinh tính bằng:
(2.2)
b) Các định luật của Newton
 Định luật 1: “Mọi vật giữ nguyên trạng thái nghỉ hoặc chuyển động thẳng
đều của nó cho đến khi có lực tác dụng buộc nó phải thay đổi trạng thái
đó.”
 Định luật 2: “Đạo hàm của động lượng của chất điểm theo thời gian tỉ lệ
với lực tác dụng.”
Có thể biểu diễn dưới dạng công thức như sau:
(2.3)

Trong đó, F là tổng của tất cả các lực tác động lên chất điểm có khối lượng
m, r là gia tốc.
10 | P a g e

 Định luật 3: “Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực,
thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá trị, cùng
độ lớn, nhưng ngược chiều.”
2.3. Một số dạng quỹ đạo vệ tinh
2.3.1. Quỹ đạo địa tĩnh
Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh thỏa mãn các điều kiện sau:
 Là quỹ đạo tròn.
 Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất hay
góc nghiêng bằng 0.
 Bán kính quỹ đạo: xấp xỉ 42164 km (lớn hơn rất nhiều bán kính Trái Đất: R=
6378 km).
 Độ cao của vệ tinh: 35786 km.
 Vệ tinh chuyển động cùng chiều quay với chiều quay của Trái Đất.
 Là quỹ đạo đồng bộ với Trái Đất: Chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ quay
của Trái Đất xung quanh trục Bắc Nam.
Ưu điểm của quỹ đạo địa tĩnh:
 Đảm bảo cho thông tin ổn định và liên tục suốt 24h trong ngày.
 Vùng phủ sóng của vệ tinh rất lớn.
 Các trạm mặt đất ở xa có thể liên lạc trực tiếp. Hệ thống gồm 3 vệ tinh có
thể phủ sóng gần hết trái đất.
Nhược điểm của quỹ đạo địa tĩnh:
 Thiết bị thường có giá thành cao.
 Không phủ sóng được những vùng có vĩ độ cao hơn 81,3 độ.
 Chất lượng đường truyền phụ thuộc nhiều vào thời tiết.
 Tính bảo mật không cao.

 Suy hao truyền sóng lớn.
Ứng dụng: Được sử dụng làm quỹ đạo cho các vệ tinh thông tin, đảm bảo
thông tin cho các vùng có vĩ độ nhỏ hơn 81,3 độ. Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh được
sử sụng phổ biến nhất với nhiều loại hình dịch vụ khác nhau.
2.3.2. Quỹ đạo phi địa tĩnh
Quỹ đạo nghiêng elip thỏa mãn các điều kiện sau đây:
 Vệ tinh chuyển động liên tục so với mặt đất và chu kỳ quanh khác với chu
kỳ quanh của Trái Đất.
 Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 63 độ 26 phút so với mặt phẳng xích đạo.
Ưu điểm: Có thể phủ sóng các vùng có vĩ độ cao hơn 81,3 độ.
Nhược điểm:
11 | P a g e

 Mỗi trạm phải có ít nhất 2 anten và anten phải có cơ cấu điều chỉnh chùm
tia.
 Để đảm bảo liên tục trong 24h trong ngày thì cần nhiều vệ tinh.
Ứng dụng:
 Được sử dụng làm quỹ đạo cho các vệ tinh thông tin đảm bảo thông tin cho
các vùng có vĩ độ lớn hơn 81,3 độ.
 Ứng dụng trong việc nghiên cứu khoa học, quân sự, khí tượng thủy văn…
Xét đến 2 quỹ đạo LEO và quỹ đạo MEO:
Quỹ đạo LEO và quỹ đạo MEO cần đảm bảo thỏa mãn các điều kiện sau:
 Quỹ đạo LEO là quỹ đạo có độ cao trong khoảng 500 km đến 10000 km.
Quỹ đạo MEO là quỹ đạo có độ cao trong khoảng 10000 km đến 20000 km.
 Có vận tốc góc lớn hơn vận tốc góc của Trái Đất.
Ưu điểm:
 Tổn hao đường truyền nhỏ hơn do vệ tinh bay ở độ cao thấp hơn, nên phù
hợp với thông tin di động.
 Trễ truyền sóng nhỏ.

 Công suất phát không cần quá lớn, độ nhạy máy thu không yêu cầu cao, kích
thước anten nhỏ, trọng lượng vệ tinh không lớn, trạm mặt đất giá thành rẻ.
Nhược điểm:
 Phải sử dụng nhiều vệ tinh 24/24h để đảm bảo phát sóng toàn cầu.
 Thời gian nhìn thấy vệ tinh ngắn và vùng phủ sóng của vệ tinh luôn thay đổi
 Mỗi trạm phải có ít nhất 2 anten và anten phải có cơ cấu điều chỉnh chùm
tia.
 Điều khiển và bám vệ thống thông tin vệ tinh rất phức tạp.

 Tuổi thọ vệ tinh không cao khi bay trong quỹ đạo LEO do nằm trong vành
đai ion hóa.
Ứng dụng: được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thông tin đảm bảo thông tin cho
các trạm mặt đất di động.
2.4. Một số thông số cơ bản của vệ tinh địa tĩnh
2.4.1. Khoảng cách từ vệ tinh địa tĩnh đến một trạm mặt đất, R.
Công thức tính:
12 | P a g e

(2.4)
Trong đó: là bán kính Trái Đất, tính bằng 6378 km.
h là độ cao của vệ tinh địa tĩnh so với mặt đất, xấp xỉ bằng 35786 km.
cos = cos l. cos L ( Với: L là hiệu 2 kinh độ của vệ tinh và trạm mặt đất; l
là vĩ độ của trạm mặt đất)
2.4.2. Góc ngẩng của anten trạm mặt đất
Giá trị của góc ngẩng được xác định theo công thức:
(2.5)
Trong đó: là góc phương vị; là góc ngẩng.
2.4.3. Vĩ độ cao nhất mà vệ tinh địa tĩnh có thể phủ sóng
Vệ tinh địa tĩnh có thể phủ sóng các diện tích khác nhau trên Trái Đất nằm ở vị trí

Xem thêm : Top 41 polime có cấu trúc mạng khoảng trống mạng lưới là cao su đặc lưu hóa hay nhất 2022

có vĩ độ nhỏ hơn hoặc bằng 81,3 độ.
2.4.4. Diện tích phủ sóng
Đối với một vệ tinh vệ tĩnh, diện tích có thể phủ sóng rất rộng có thể lớn hơn hoặc
bằng 1/3 diện tích bề mặt Trái Đất.
2.4.5. Thời gian lan truyền sóng từ trạm mặt đất lên đến vệ tinh và ngược lại.
(2.6)
Thời gian lan truyền sóng lớn nhất được tính theo công thức:
(s)
(2.7)
2.5. Một số thông số cơ bản của vệ tinh phi địa tĩnh (quỹ đạo elip)
Các thông số cần nói đến khi xem xét một vệ tinh phi địa tĩnh bao gồm:
 Bán kính trục lớn a, bán kính trục bé b
 Chu kỳ quỹ đạo.
 Các điểm cần chú ý:
 Điểm mọc (Ascending node): điểm cắt giữa quỹ đạo vệ tinh và mặt
phẳng xích đạo khi vệ tinh di chuyển từ Nam lên Bắc.
 Điểm lặn (Descending node): điểm cắt giữa quỹ đạo vệ tinh và mặt
phẳng xích đạo khi vệ tinh di chuyển từ Bắc xuống Nam.
 Viễn điểm (Apogee): điểm xa Trái Đất nhất trên quỹ đạo.
 Cận điểm (Perigee): điểm gần Trái Đất nhất trên quỹ đạo.
 Góc nghiêng (Inclination): Góc hợp bởi giữa mặt phẳng quỹ đạo và
mặt phẳng xích đạo.
2.6. Câu hỏi và bài tập
Bài tập: Một vệ tinh địa tĩnh đặt tại 90°W. Anten trạm mặt đất được đặt tại vĩ độ
40°N, kinh độ 100°W. Tính góc phương vị, góc ngẩng và khoảng cách từ trạm mặt
đất đến vệ tinh.
Đáp số:
 Góc phương vị: =41°2’.
13 | P a g e

 Góc ngẩng
: = 42°35’.
Khoảng cách: R = 37586.28 (km)
Câu hỏi:
– Tốc độ dài và tốc độ góc của vệ tinh địa tĩnh? (3075m/s và 360o/23h56’)
– Vĩ độ cao nhất mà vệ tinh địa tĩnh có thể phủ sóng được là bao nhiêu?
(81,3o)
– Diện tích phủ sóng của 1 vệ tinh địa tĩnh là bao nhiêu? ( 42,437%)
– Khoảng cách từ vệ tinh Vinasat1 đến trạm Hà Nội? (36975 km)
Chương 3. Đặc điểm của kênh truyền và tính toán tuyến (trạm mặt đất – vệ
tinh)
3.1.

Ảnh hưởng của tầng khí quyển đến kênh truyền

Tầng khí quyển là môi trường truyền sóng có ảnh hưởng trực tiếp đến sóng
truyền trong hệ thống thông tin vệ tinh. Trong tầng khí quyển thì các tác động rõ
nét nhất đến kênh truyền là các ảnh hưởng của tầng đối lưu và tầng điện ly.
3.1.1. Ảnh hưởng của tầng đối lưu
– Tầng đối lưu là tầng khí quyển nằm từ sát mặt đất và lên đến độ cao khoảng:
10km ở các vùng cực, 12km ở các vùng ôn đới, 20km ở vùng xích đạo.
– Tầng đối lưu có chiết suất biến đổi đều theo độ cao. Do vậy tia sóng sẽ bị uốn
cong chứ không còn truyền theo quỹ đạo thẳng (hiện tượng khúc xạ khí quyển).
– Ảnh hưởng chính của tầng đối lưu là làm suy hao tín hiệu.
Có 2 nguyên nhân chính:
+ Hấp thụ phân tử ()
+ do hơi nước ()
Ảnh hưởng do hơi nước bao gồm: Mây mù (2,3), mưa (5,4), độ ẩm tuyệt đối…
Câu hỏi: Yếu tố nào quan trọng nhất?

Trả lời: là Mưa do mưa xảy ra ở độ cao lớn (~10Km), trên vùng diện tích rộng
và thường xuyên xảy ra.
3.1.2. Ảnh hưởng của tầng điện li
– Tầng điện ly là tầng khí quyển bị ion hoá nằm ở độ cao 60 đến 600km.
– Nguyên nhân gây ion hoá ở tầng điện li: Bức xạ mặt trời dẫn đến sự phân li các
phân tử oxi, nitơ thành các nguyên tử…
– Các phần tử mang điện trong tầng điện li sẽ tác động đến sóng vô tuyến khi
truyền trong tầng điện li và sẽ gây ra 2 hiện tượng:
+ Quay Faraday: là hiện tượng quay đối với các sóng mang có phân cực thẳng.
Giá trị quay Faraday: Φ =2,36….rad,
Trong đó là cường độ từ trường trung bình của trái đất (Wb/),
= – (el/.), f là tần số (GHz).
14 | P a g e

+ Độ trễ nhóm: tín hiệu được truyền đi với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng.
Vận tốc nhóm:
3.2. Các tham số cơ bản của tuyến liên lạc thông tin vệ tinh
a. Các tham số của ăng ten:
Độ tăng ích của ăng ten:
b. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương
– Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương:
– Biểu thức EIRP cũng có thể được biểu thị dưới dạng dB:
c. Mật độ thông lượng công suất bức xạ ở khoảng cách R
3.3. Suy hao trong không gian tự do
3.4. Công suất tín hiệu thu được có tính đến tổn hao hấp thụ và ảnh hưởng
của tầng khí quyển
Sóng vô tuyến truyền trong tầng khí quyển bị tác động rõ nét nhất là các ảnh hưởng
của tầng đối lưu và tầng điện li. Các ảnh hưởng đó dẫn đến tổn hao và hấp thụ
sóng, gọi chung là tổn hao khí quyển (Atmosphere loss) và như vậy tổn hao tổng

cộng là:
3.5. Tính toán dự trữ tuyến có tính đến các tổn hao khác
Các tổn hao khác:
– Tổn hao sóng do hấp thụ và ảnh hưởng của tầng khí quyển
– Tổn hao bên trong nội bộ thiết bị phát và thiết bị thu
– Tổn hao do sự không đồng trục của ăng ten phát và ăng ten thu
– Tổn hao do phân cực sóng
Nếu tính đến các tổn hao đó thì khi tính toán, công suất tại điểm thu PR, sẽ được
biểu thị theo biểu thức:
PR = (PTX GTmax/LT LFTX)(1/LFS LA)(GRmax/LR LFRX)(W)
Trong đó:
LT LFTX là tổn hao ở phía nội bộ máy phát (L T) và đường cấp điện phi đơ phát
(LFTX)
LFS LA là tổn hao không gian tự do(LFS) và tổn hao khí quyển (LA)
LR LFRX là tổn hao ở phía nội bộ máy thu (LR) và tổn hao phi đơ ăng ten thu (LFRX).
3.6. Bài tập ví dụ
Tính công suất nhận được tại đầu vào của vệ tinh () ? Biết :
– Tần số lên = 14 GHz.
– Các thông số trạm mặt đất :
+ Công suất của bộ khuếch đại phát =100W.
+ Suy hao giữa bộ khuếch đại phát và anten : = 0,5dB.
15 | P a g e

+ Đường kính anten : D=4m.
+ Hiệu suất anten : η=0,6.
– Khoảng cách giữa vệ tinh và trạm mặt đất R=40.000 km.
– Các thông số đối với vệ tinh :
+ Góc mở búp sóng thu : =.
+Hiệu suất anten : η=0,55.

+ Suy hao giữa anten và máy thu : = 1dB.
Bài làm
 Ở trạm phát :
(dBW) = 10log(100W) =20 (dBw).
= 10log = 10log = 53,15 (dB).
= 0,5dB.
 Tại vệ tinh :
==70() => =
= 10log = 10log = 38,23 (dB)
= 1dB
 Suy hao trong không gian tự do :
= 20log += 207,41 (dB)
 Trường hợp trời trong :
= + + – – = 20 + 53,15 + 38,23 – 0,5 -1 -207,41
= -97,53 (dBw).
 Trường hợp trời mưa :
Độ suy giảm do mưa =10 dB (đối với vùng khí hậu ôn đới). Ngoài ra hấp thụ sóng
của các chất khí trong tầng khí quyển cấn tính đến có giá trị khoảng 0,3dB.
 Tổng tổn hao do tầng khí quyển là : = 10,3 (dB)
Như vậy trong trường hợp trời mưa :
’ = – = -107,83 (dBW)

16 | P a g e

Phần II. Giải bài tập 2 – Giáo trình HTVT
Nhắc lại công thức và bổ sung 1 số công thức
– Khoảng cách từ trạm mặt đất tới trạm vệ tinh (địa tĩnh) là:
Với: là bán kính trung bình của Trái Đất.
lần lượt là hiệu kinh độ, vĩ độ của vệ tinh và trạm mặt đất

– Suy hao trong không gian tự do
– Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm phát:
– Băng thông tương đương của tạp âm:
Với: M là số mức điều chế tín hiệu
α là hệ số điều chế
– Tỷ số công suất sóng mang trên công suất tạp âm C/N trên vệ tinh:
Trong đó:
B (Hz) là băng thông tương đương của tạp âm
T là nhiệt độ tạp âm của hệ thống thu
bao gồm suy hao trong không gian tự do và các suy hao khác
– Tỷ số công suất sóng mang trên mật độ công suất tạp âm C/N0 tại trạm thu:
– Tỷ số năng lượng bit trên mật độ công suất tạp âm tại trạm thu:
Bài 2. (Tài liệu tham khảo 2 – Giáo trình hệ thống viễn thông)
Đề bài: Một tuyên thông tin vệ tinh địa tĩnh: Trạm mặt đất tại Hà Nội (21oN,
106oE) có công suất phát 200W, anten parabol có đường kính D=15m, hiệu suất
ղ=0.5, tần số tuyến lên fup=6 GHz, suy hao feeder phát LTX=2 dB, tốc độ bit
Rbit=2xE1 bit/s sử dụng phương thức điều chế QPSK với hệ số α=0,2. Vệ tinh
VINASAT 1 có tọa độ 132oE, vệ tinh dùng anten parabol có đường kính D = 2m,
hiệu suất ղ=0.6, máy thu trên vệ tinh có hệ số tạp âm 3dB, nhiệt độ tạp âm anten
thu trên vệ tinh Ta=200K.
a. Tính công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm phát tại Hà Nội.
b. Tính hệ số phẩm chất G/T của vệ tinh.
17 | P a g e

c. Tính tỷ số, tại vệ tinh.
Bài làm
Tóm tắt:
– ES (21oN, 106oE), PTX = 200W = 23dBW, anten D = 15m, ղ=0.5, fup=6 GHz,
LTX=2 dB, Rbit= 2 x E1 = 2 x 2,048 Mbit/s, điều chế QPSK α=0,2

– SS (132oE), anten D = 2m, ղ=0.6, NF=3dB, Ta=200K.
a. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của trạm phát Hà Nội:
+)
+) EIRP (ES) = PTX + GTX – LTX
+) GES = ղ.= 0,5. = 56,5(dB)
EIRP(ES) = 23 + 56,5 – 2 = 77,5 (dBW)
b. Hệ số tăng ích của anten vệ tinh:
GSS = ղ.= 0,6. = 39.8 (dB)
Nhiệt độ tạp âm tương đương của hệ thống thu vệ tinh:
Te = T0 (NF – 1) = 290 (100.3 – 1) = 290K (T0 là nhiệt độ chuẩn)
Do đó nhiệt độ tạp âm tổng của vệ tinh là:
Ts = Ta + Te = 200 + 290 = 490K
Vậy hệ số phẩm chất thu của vệ tinh là:
(dB/K)

c .

 Tỷ số công suất sóng mang trên công suất tạp âm:
+)
→
→ d 36975 (Km)
→ (dB)
+) Băng thông của tín hiệu:
(MHz)
 Tỷ số công suất sóng mang trên mật độ công suất tạp âm:

18 | P a g ePhần III. Mã hóa sửa sai

3.1. Giới thiệu chung
Trong thông tin vệ tinh, tín hiệu được truyền phát ở khoảng cách rất xa, vì vậy
có nhiều yếu tố làm suy giảm chất lượng tín hiệu như thời tiết, sự hấp thụ phân tử ở
tầng đối lưu, hiệu ứng Faraday ở tầng điện li,… từ đó gây ra lỗi đến thông tin ở
phía nhận. Vì vậy nhu cầu đặt ra là cần phải có một phương pháp để đảm bảo chất
lượng thông tin được truyền trên kênh. Điều đó có thể được thực hiện bằng cách
cộng thêm một số bit dư vào nội dung thông tin để thực hiện kiểm tra phát hiện lỗi
và sửa lỗi. Các bit dư thêm vào được gọi là các bit kiểm. Tại phía thu, các bit này
được sử dụng để phát hiện và sửa lỗi. Các kỹ thuật trong mã kênh liên quan đến
điều khiển và sửa lỗi: việc sử dụng mã kênh cho phép ta tăng tốc độ truyền dữ liệu
với một tỷ lệ lỗi bit nhất định, hoặc giảm tỷ lệ lỗi bit khi cố định tốc độ truyền. Hai
phương pháp chính để điều khiển và sửa lỗi, đó là:
– Phương pháp sửa lỗi có tác động trước, FEC (Forward Error Correction): dữ
liệu cần truyền được mã hóa để khi giải mã có thể phát hiện và sửa được lỗi
sai gây ra bởi nhiễu từ dữ liệu nhận được.
– Phương pháp yêu cầu lặp lại tự động, ARQ (Automatic Repeat Request): khi
hệ thống phát hiện có lỗi trong một gói dữ liệu, nó gửi một yêu cầu truyền
lại đến phía phát.
Bài báo cáo giới thiệu 4 loại mã chính dùng trong thông tin vệ tinh: mã khối
tuyến tính, mã vòng, mã Reed-Solomon, mã chập.
3.2. Mã khối tuyến tính
3.2.1. Giới thiệu
Một khối tuyến tính ký hiệu C(n,k) là một không gian con k chiều của một
không gian vectơ n thành phần.
Mã khối tuyến tính C(n,k) có mục đích mã hóa những khối tin k bit thành những từ
mã n bit. Một dãy từ mã c gồm các vectơ thành phần c[c 1 ; c2 ; c3 … cn ] được tạo ra
từ một dãy đoạn tin m [m1 ; m2 ; m3 … mk ] bởi một toán tử tuyến tính có dạng:
c = m.G
Trong đó G là ma trận sinh cấp k x n. Một bộ mã có thể có nhiều ma trận sinh khác
nhau biểu diễn, mỗi ma trận sinh ứng với một cách mã hóa khác nhau.

Hiệu số n – k = r là số bit kiểm tra.
Tốc độ mã hay còn gọi là hiệu suất mã được đặc trưng bởi tỷ số k/n.
3.2.2. Mã Hamming
Một dạng đặc biệt của mã khối tuyến tính là mã Hamming, được đặt tên theo người
phát minh ra nó Richard Hamming, là mã khối tuyến tính có dạng C(n,k)=C(2 m1,2m-1-m) với m là số nguyên dương.
19 | P a g e

Ma trận sinh G có dạng: G = (I | P)
1
�
�
0
�
�
M
�
0
G= �

0 L0P00P01L

1 L
M L

0
M

P10
M

P11
M

L
L

0 L1 P. ( k  1 ) 0P. ( k  1 ) 1 L

P0( n  k 1) �
P1( n  k 1) �
�
M �
�
P( k 1)( n  k 1) �

Ma trận sinh G gồm có 1 ma trận dạng I kích thước k x k và ma trận kiểm tra P
kích thước k x r.

Với một tập từ mã đã cho thì khả năng bộ giải mã có thể phát hiện được lỗi được
xác định bới khoảng cách tối thiểu dmin giữa các từ mã, gọi là khoảng cách
Hamming (số vị trí bit khác nhau giữa hai từ mã, được tính bằng phép XOR giữa 2
từ mã).
Từ giá trị dmin, chúng ta xác định được số bit lỗi có thể phát hiện được trong từ mã
ở phía thu là:
e = (dmin -1) bit
Số bit lỗi có thể sửa t được tính:
t

d min
1
2
nếu d chẵn

t 

d min  1
2
nếu d lẻ




Giải mã: Thực hiện tìm mã trận kiểm tra H, với G là ma trận sinh của bộ mã thì H
là ma trận thỏa mãn: G x HT = 0 với HT là ma trận chuyển vị của H.
Ma trận sinh của hệ thống có dạng: G = [I | P] thì ma trận H có dạng H = [P T | I]
trong đó I là ma trận đơn vị. Nếu c là 1 từ mã được sinh ra từ ma trận G thì c.H T =
0. Nếu kết quả là một vectơ khác 0, ta thực hiện sửa lỗi.
Khi xuất hiện lỗi, gọi vectơ lỗi là s ≠ 0, s = r.H T (r là từ mã thu được r ≠ c) và vectơ

sửa sai là e ≠ 0. So sánh s với từng cột của ma trận H, s trùng với cột nào của H thì
có sai ở vị trí tương ứng. Vì các bit trong từ mã chỉ có 2 trạng thái 0 và 1 nên để
sửa lỗi ta tiến hành đảo bit ở vị trí tương ứng đã tìm được ở trên.
3.3. Mã vòng
3.3.1. Giới thiệu
Mã vòng là một dạng biến đổi của mã tuyến tính, một mã tuyến tính được gọi là
mã vòng nếu như dịch chuyển 1 số bit của 1 từ mã ta cũng thu được 1 từ mã, tức là
nếu w = a0 a1…an-1 là 1 từ mã thì v = an-1a0a1…an-2 cũng là một từ mã.
3.3.2. Xây dựng mã vòng
Trong mã vòng, mỗi từ mã w = a 0a1…an-1 tương ứng với một đa thức mã w(x) = a 0
+ a1x + … + an-1xn-1
20 | P a g e

Một mã vòng C(n,k) sẽ được sinh ra từ đa thức sinh g(x) của nó, g(x) là đa thức
bậc
r = n – k trên trường GF 2. Mỗi từ mã được sinh ra từ một đa thức mã
tương ứng là g(x), x.g(x),…, x n-1.g(x). Do đó có thể biểu diễn ma trận sinh của mã
vòng như sau:
g0
�
�0
�
�0
�
�M
�0
G= �

g1g2 Lg n  k00L

g0
0

g1 L
g0 L

g n  k 1
g n k  2

g nk
g n  k 1

0

L
L

M
g0

M
g1

M M L
0 0 L

gn  k

M L
g2 L

0 �
0 �
�
0 �
�
M�
g nk �
�

Khi đã có được ma trận sinh G thì bản tin m = m 0m1…mn-1 được mã hóa bằng
phép toán
c = mG.
Giải mã vòng:
1. Tính đa thức lỗi s(x) = r(x) mod g(x) với r(x) là đa thức nhận được.
2. Tính s(i) = xi.s(x) mod g(x) (i>=0). Tìm i thỏa mãn bậc của si không vượt
quá h (h là số lỗi mà mã có thể sửa được)
Khi đó, đa thức sửa sai cần tìm là e(x) = xn-i.s(i)(x) mod (xn +1)
3. Đa thức mã cần tìm là: c(x) = r(x) +e(x).

Mã vòng là một loại mã đặc biệt, nhờ tính chất vòng của nó, việc sinh ra một mã
vòng, mã hóa, kiểm tra, giải mã đều được thực hiện dễ dàng. Ngoài những gì
chúng ta xét trên đây, mã vòng còn có thể được xây dựng trên trường GF n, với các
phép biến đổi tương tự. Đây là một loại mã quan trọng không những trong truyền
tin vệ tinh mà trong lý thuyết thông tin nói chung.
3.4. Mã Reed-Solomon
3.4.1. Giới thiệu
Mã Reed-Solomon (RS) được Irving S.Reed và Gustave Solomon giới thiệu lần
đầu tiên vào năm 1960, là một mã kênh thuộc loại mã tuyến tính. Mã ReedSolomon là một lớp con của mã BCH (mã Bose, Chaudhuri và Hocquenghem) là
một loại mã sửa lỗi vòng ngẫu nhiên, có khả năng sửa được nhiều lỗi và có ứng
dụng quan trọng, có 2 lớp con là mã BCH nhị phân và mã BCH không nhị phân.
Mã Reed-Solomon là lớp quan trọng nhất trong các mã BCH không nhị phân.
3.4.2. Xây dựng mã Reed-Solomon
Mã RS được ký hiệu RS(n,k) với độ dài bản tin là s bit, bộ mã hóa sẽ lấy mỗi k bit
từ bản tin để mã hóa thành n từ mã, mỗi khối có n-k=2t bit kiểm tra. Một bộ giải
mã RS có thể sửa nhiều nhất t ký hiệu có lỗi trong một từ mã. Cấu trúc của từ mã
RS:
21 | P a g e

Hình 5.1 Cấu trúc từ mã Reed-Solomon

Mã RS(255,223) là một loại mã được sử dụng phổ biến trong thông tin vệ tinh, có
kích cỡ 1 ký hiệu là 8-bit, chiều dài 28-1=255 byte, trong đó có 223 bytes dữ liệu
và 23 bytes kiểm tra. Bộ giải mã có thể sửa bất kỳ 16 ký hiệu nào xảy ra lỗi trong
dữ liệu nhận được.
Như vậy, với s bit là kích cỡ một ký hiệu độ dài tối đa của mã RS là 2n-1.
Thuật toán mã hóa RS được tiến hành trên trường GF. Đa thức sinh của mã được
định nghĩa là đa thức có α, α2, …,αt là nghiệm.
g(x) = (x-α)(x- α2)…(x- αt)

Với bản tin là i(x) thì từ mã được tạo ra là: c(x) = g(x).i(x)
Việc giải mã Reed-Solomon dựa trên thuật toán Berlekamp-Massey.
3.4.3. Ứng dụng
Mã RS được sử dụng để sửa nhiều lỗi trong hệ thống thông tin số và trong lưu trữ,
bao gồm: các thiết bị lưu trữ (băng từ, đĩa CD, VCD,…), thông tin di động hay
không dây (điện thoại di động, các đường truyền viba), thông tin vệ tinh, truyền
hình số DVB, các modem tốc độ cao như ADSL, VDSL, ….Ngoài ra, các mã RS
còn đóng vai trò không thể thiếu trong sự phát triển của các siêu máy tính tốc độ
cao và sẽ là một công cụ quan trọng để xử lý các hệ thống truyền tin và viễn thông
phức tạp.
Trong hệ thống thông tin vệ tinh, mã RS được NASA sử dụng vào tháng 8 và
9/1977, khi phóng 2 vệ tinh nhân tạo là Voyager 1 và Voyager 2 tới sao Mộc và sao
Thổ, các vệ tinh này đã cung cấp cho NASA những phân tích chi tiết và các hình
ảnh trực quan về các hành tinh này và mặt trăng. Sau khi qua được sao Mộc và sao
Thổ, Voyager 2 tiếp tục tiến ra những điểm xa hơn trong hệ mặt trời và truyền về
trái đất những dữ liệu và hình ảnh trực quan về sao Thiên Vương và sao Hải
Vương. Mã RS đã được sử dụng trong việc truyền các hình ảnh đó từ Voyager 2.
3.5. Mã chập
3.5.1. Giới thiệu
Mã chập được Elias đề cập đến đầu tiên năm 1955. Sau đó, Wozencraft đưa ra một
giải thuật giải mã tương đối cho mã chập từ đó nghiên cứu về mã chập ngày càng
hoàn thiện hơn. Năm 1965, Massey đưa ra cách giải mã chập ít hiệu quả nhưng dễ
thực thi hơn là giải mã ngưỡng, nhờ thế mà mã chập bắt đầu được ứng dụng để
22 | P a g e

truyền tín hiệu số. Năm 1967, Viterbi đã đưa ra giải thuật tối ưu cho mã chập làm
cho nó được ứng dụng rộng rãi trong viễn thông như ngày nay.
Mã chập là một kỹ thuật mã hóa sửa sai, thuộc họ mã lưới và được xây dựng dựa
trên một đa thức sinh hoặc một sơ đồ chuyển trạng thái đặc trưng. Quá trình tạo mã

chập được thực hiện bằng cách cho chuỗi thông tin truyền qua hệ thống các thanh
ghi dịch có số trạng thái hữu hạn. Số các bit được lưu trong thanh ghi dịch chuyển
chính là độ dài bắt buộc của mã, ký hiệu K. Các bit trong thanh ghi dịch chuyển do
tác động của k bit thông tin đầu vào, mỗi bit thông tin đầu vào tạo ra n bit đầu ra.
Quá trình giải mã chập phải dựa vào các trạng thái thông qua các giải thuật khác
nhau, trong đó nổi tiếng nhất là giải thuật Viterbi. Một số phương pháp thường
được sử dụng để xây dựng mã chập có thể kể đến như phương pháp mô phỏng kết
nối, đồ thị trạng thái và đồ thị cây.
– Ký hiệu mã chập (n,k,K): k là số bit đầu vào.
N là số bit đầu ra.
K là số thanh ghi dịch.
3.5.2. Mã hóa chập
– Phương pháp mô phỏng kết nối
Sơ đồ mô tả hoạt động của một bộ mã hóa chập có thể đươc mô phỏng như hình
5.1
Độ dài bắt buộc K=3. Nhiệm vụ là tạo ra 2 bit được mã hóa ứng với mỗi bit mới ở
đầu vào. Ban đầu, các thanh ghi đều bằng 0. Giả sử ta có chuỗi đầu vào là 1101,
bit có trọng số cao nhất được đưa vào bộ mã hóa. Thông thường, khi bắt đầu mã
hóa các bit trong các thanh ghi dịch đều là 0. Hình sau mô tả sơ đồ 1 bộ mã hóa
chập:

Hình 5.1 Mô phỏng bộ mã hóa chập

Đầu tiên, bit 1 được đưa vào S1, trạng thái của 3 thanh ghi lúc này là 1 0 0. Đầu ra
tương ứng là R1 = 1, R2 = 0. Bit tiếp theo được đưa vào là 1, các thanh ghi có
23 | P a g e
R1 = S1 XOR S2
R2 = S1 XOR S3

trạng thái 1 1 0, đầu ra của bộ mã hóa lúc này là 0 1. Từ mô phỏng trên, ta có thể
tính toán đưa ra bảng trạng thái của mã chập này, trạng thái hiện tại là trạng thái
của 2 thanh ghi S1 và S2, khi có 1 bit vào thì 2 thanh ghi này dịch sang vị trí S2,
S3, bit vào sẽ ở thanh ghi S1.
Trạng thái
Trạng thái tiếp theo / Đầu ra
Bit vào : 0
Bit vào : 1
hiện tại
00
00/00
10/11
01
00/01
10/10
10
01/10
11/01
11
01/11
11/00
Bảng 5.1 Bảng trạng thái

– Phương pháp giản đồ trạng thái
Trong phương pháp giản đồ trạng thái, 4 trạng thái của S2 và S3 được lưu trong
các ô tròn. Chiều dài bắt buộc của bộ mã hóa xác định số các ô cần thiết để có thể
đặc trưng cho các khả năng của hỗn hợp đầu vào, có giá trị là 2 K-1. Các đường nối
biểu diễn trạng thái của đầu ra khi có 1 bit vào. Các ký hiệu ghi trên đường nối là
đầu vào/ra của bộ mã hóa. Ví dụ trên đường nối từ 00 đến 10 ghi 1/11 tức là khi có
bit 1 vào bộ mã hóa, thanh ghi dịch chuyển từ trạng thái 00 sang 10, đầu ra của bộ

mã hóa là 11 .–

Hình 5.2 Mô phỏng giản đồ trạng thái
Phương pháp đồ thị cây

24 | P a g e

Hình 5.3 Mô phỏng đồ
thị hình cây

Trong sơ đồ hình cây, với quy ước chiều lên ứng với bit 0 được đưa vào, bit 1 ứng
với chiều xuống, mỗi nút của cây ứng với một đầu ra trạng thái.
– Phương pháp đồ thị mắt lưới

Hình 5.4 Mô phỏng đồ thị lưới25 | P a g eĐặc điểm của thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 61.4. Cấu trúc mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 61.5. Quỹ tài nguyên tần số … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 81.6. Câu hỏi … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 9C hương 2. Quỹ đạo vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 92.1. Một số khái niệm và thuật ngữ cơ bản cho quỹ đạo của vệ tinh … … … … … … … 92.2. Cơ sở kiến thiết kiến thiết xây dựng quỹ đạo vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 92.3. Một số dạng quỹ đạo vệ tinh … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 112.4. Một số thông số kỹ thuật kỹ thuật cơ bản của vệ tinh địa tĩnh … … … … … … … … … … … … … … … …. 122.5. Một số thông số kỹ thuật kỹ thuật cơ bản của vệ tinh phi địa tĩnh ( quỹ đạo elip ) … … … … … … .. 132.6. Câu hỏi và bài tập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 13C hương 3.3.1. Đặc điểm của kênh truyền và giám sát tuyến ( trạm mặt đất – vệ tinh ) .. 14 Ảnh hưởng của tầng khí quyển đến kênh truyền … … … … … … … … … … … … … … 143.2. Các tham số cơ bản của tuyến liên lạc thông tin vệ tinh … … … … … … … … … … … … 143.3. Suy hao trong khoảng chừng trống tự do … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 153.4. Công suất tín hiệu thu được có tính đến tổn hao hấp thụ và tác động ảnh hưởng ảnh hưởng tác động của tầngkhí quyển … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 153.5. Tính toán dự trữ tuyến có tính đến những tổn hao khác … … … … … … … … … … … … … .. 153.6. Bài tập ví dụ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 15P hần II. Giải bài tập 2 – Giáo trình HTVT. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 17P hần III. Mã hóa sửa sai … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 203.1. Giới thiệu chung … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 203.2. Mã khối tuyến tính … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 203.2.1. Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 203.2.2. Mã Hamming … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 203.3. Mã vòng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 212 | Page3. 3.1. Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 213.3.2. Xây dựng mã vòng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 213.4. Mã Reed-Solomon … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 223.4.1. Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 223.4.2. Xây dựng mã Reed-Solomon … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 223.4.3. Ứng dụng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5. Mã chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5.1. Giới thiệu … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 233.5.2. Mã hóa chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …. 243.5.3. Giải mã chập … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 263.5.4. Ứng dụng … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. 27T ÀI LIỆU THAM KHẢO … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 293 | PagePHÂN CÔNG CÔNG VIỆCPhần cơ sở chương 1,2 Phần cơ sở chương 3L àm bài tập Giáo trình HTVTTrình bày về mã hóa sửa sai4 | PagePhần I. Tóm tắt kim chỉ nan chungChương 1. Hệ thống thông tin vệ tinh1. 1. Khái niệm cơ bản về mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinhVệ tinh : là những vật thể do con người làm ra bay xung quanh Trái Đất, luôncân bằng bởi hai lực đối ngược nhau là lực ly tâm và lực hút của Trái Đất. Lực hútcủa Trái Đất do vệ tinh có khối lượng m. Lực ly tâm do vệ tinh hoạt động giải trí vớimột vận tốc v. Hình 1.1 : Vệ tinh tiên phong phóng lên không gianHệ thống thông tin vệ tinh là mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin có sự tham gia của vệ tinh. Vệtinh đóng vai trò là trạm chuyển tiếp tín hiệu ở ngoài khoảng trống. Hệ thống thôngtin vệ tinh là mạng lưới mạng lưới hệ thống truyền và nhận những thông tin khác nhau như thoại, tài liệu, hình ảnh giữa những điểm, những vùng trên mặt đất một cách gián tiếp qua vệ tinh hayđây là mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin với trạm chuyển tiếp hay tiếp sức là ở ngoài không gianrất cao với mặt đất. Các ứng dụng dịch vụ đáp ứng của thông tin vệ tinhCó rất nhiều dịch vụ thông dụng khác như : dịch vụ VoIP, PSTN, mạng doanhnghiệp, dịch vụ video, thông tin di động qua vệ tinh, dịch vụ băng rộng, dịch vụinternet qua vệ tinh. 1.2. Sơ lược về lịch sử dân tộc vẻ vang tăng trưởng – 10/1957 : Liên Bang Xô Viết là nước tiên phong phóng thành công xuất sắc xuất sắc vệ tinh nhântạo Sputnik – 1958 : Mỹ nối tiếp Liên Xô phóng thành công xuất sắc xuất sắc vệ tinh tiên phong – 1964 : Thành lập tổ chức triển khai triển khai thông tin vệ tinh quốc tế INTELSAT – 24/9/1998 : Thủ tướng cơ quan cơ quan chính phủ ký quyết định hành động hành vi trải qua dự án Bất Động Sản Bất Động Sản Nhà Đất VINASAT. 5 | Page14 / 8/2008 : VINASAT1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh tiên phong của Việt Namđược phóng lên quỹ đạo. VINASAT2 được phóng vào ngày 16/5/2012. 1.3. Đặc điểm của thông tin vệ tinh – tin tức vệ tinh có vùng phủ sóng rộng, không bị số lượng số lượng giới hạn bởi địa hình, rấtthích hợp với vùng sâu, vùng xa, đồi núi, hải đảo. Chỉ cần 3 vệ tinh là có thểphủ sóng toàn Trái Đất. – tin tức vệ tinh là một trong những giải pháp truyền dẫn link quốc tếcủa mỗi vương quốc. – tin tức vệ tinh đóng vai trò rất quan trọng, trọn vẹn hoàn toàn có thể nói là lựa chọn duy nhấtđối với 1 số ít ứng dụng như thông tin hàng hải. – Trong thông tin vệ tinh có suy hao truyền sóng rất lớn. Do đó hiệu suất trạmphát đầu cuối phải lớn, ngoài những phải sử dụng anten có đường kính lớn hoặcđộ tăng ích lớn. – tin tức vệ tinh chịu ảnh nhiều bởi điều kiện kèm theo kèm theo thời tiết như mưa. – Băng tần hoạt động giải trí vui chơi trong thông tin vệ tinh dải tần cỡ GHz, ví dụ băng C, băng Ku, Ka. – tin tức vệ tinh có băng thông rộng, trọn vẹn hoàn toàn có thể truyền được những dòng số tốc độcao, truyền đa dịch vụ, đa phương tiện như thoại, tài liệu tốc độ cao và hìnhảnh. – Việc lắp ráp và chuyển dời một mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh trên mặt đất tươngđối nhanh gọn và không phụ thuộc vào vào vào thông số kỹ thuật kỹ thuật mạng cũng như hệ thốngtruyền dẫn. – Tuổi thọ của vệ tinh địa tĩnh cho viễn thông không quá cao trung bìnhkhoảng 20 năm. Trong quy trình tiến độ hoạt động giải trí vui chơi việc bảo trì bảo dưỡng vệ tinh rấtkhó khăn. – Chất lượng truyền tin trong thông tin vệ tinh không bằng sợi quang. Độ bảomật thông tin không cao dễ bị can nhiễu do môi trường tự nhiên tự nhiên bên ngoài. 1.4. Cấu trúc mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinhCấu trúc một mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh gồm hai phân đoạn : phân đoạn khônggian ( space segment ) và phân đoạn mặt đất ( ground segment ). 6 | PagePhân đoạn không gianTrạm điều khiểnvệ tinhTuyến lênTuyến xuốngThiết bị phát ( trạmmặt đất ) Thiết bị thu ( trạmmặt đất ) Phân đoạn mặt đấtHình 1.1 : Cấu trúc tổng quát một mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinhHình 1.2 miêu tả hai phân đoạn của mạng lưới mạng lưới hệ thống truyền thông tin vệ tinh. Phân đoạnkhông gian gồm có vệ tinh và những trạm tinh chỉnh và điều khiển và điều khiển và tinh chỉnh vệ tinh, trong khi đó phân đoạnmặt đất gồm những trạm phát và trạm thu vệ tinh. Cấu trúc cũng như tác dụng củatừng phân đoạn được trình diễn dưới đây : Phân đoạn không gianTín hiệu từtuyến lênBộ quy đổi xuốngBPFAnten thu6GHzBộ khuếch đại côngsuất đèn tuy nhiên chạyBộ lọc thông thấpBộ lọc thông Bộ khuếch đại tạpâm thấpthấpLNABPFLOBộ giao động nội7 | PageTuyến xuốngTWTAAntenphát4GHzHình 1.2 : Sơ đồ khối tác dụng của một bộ phát đáp đơn giảnPhân đoạn khoảng trống của một mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh gồm có vệ tinh cùngcác thiết bị đặt trong vệ tinh và mạng lưới mạng lưới hệ thống những trang thiết bị đặt trên mặt đất đểkiểm tra theo dõi và điều khiển và tinh chỉnh và điều khiển và tinh chỉnh hành trình dài dài của vệ tinh ( cả mạng lưới mạng lưới hệ thống bám, đo đạc vàđiều khiển ). Bản thân vệ tinh gồm có hai phần : phần tải ( payload ) và phần thânnền vệ tinh ( platform ). Phần tải gồm có những mạng lưới mạng lưới hệ thống anten thu / phát và những thiết bịphục vụ cho việc truyền dẫn, xử lý và giải quyết và xử lý tín hiệu qua vệ tinh. Phần thân nền gồm có cáchệ thống Giao hàng cho phần tải. Các sóng vô tuyến được truyền từ trạm mặt đất lênvệ tinh được gọi là tuyến lên ( uplink ). Vệ tinh thu những sóng từ tuyến lên, xử lý và giải quyết và xử lý, đổi khác tần số, khuếch đại và truyền những sóng vô tuyến đó quay trở lại những trạm mặt đấttheo đường tuyến xuống ( downlink ). Các bộ phát đáp đặt trong vệ tinh để thu tínhiệu từ tuyến lên, biến hóa tần số, khuếch đại hiệu suất và truyền trở lại theo tuyếnxuống. Hình 1.3 diễn đạt sơ đồ khối một bộ phát đáp đơn thuần. Phân đoạn mặt đấtPhân đoạn mặt đất gồm có hàng loạt những trạm mặt đất của mạng lưới mạng lưới hệ thống và chúngthường được link với những thiết bị người sử dụng trải qua những mạng mặt đấthoặc trong trường hợp sử dụng những trạm VSAT ( Very Small Aperture Terminal : Thiết bị đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ ), những mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin di động vệ tinh SPCN ( Satellite – Personal Communication Netwwork : Mạng thông tin những nhân vệtinh ) thì vệ tinh hoàn toàn hoàn toàn có thể liên lạc trực tiếp với thiết bị đầu cuối người sử dụng. Các trạm mặt đất trọn vẹn hoàn toàn có thể vừa thu vừa phát tín hiệu, nhưng có trạm chỉ làm nhiệm vụthu sóng đơn thuần. Góc ngẩngDẫn đường và bámvệ tinhBộ phân tuyếnKhuếch đạicông suất RFKhuếch đại tạp âmthấp LNAĐiều chế IFGiải điều chếIFCác tín hiệu băng cơ sở ( từ người sử dụng ) Các tín hiệu băng cơ sở ( từ người sử dụng ) Hình 1. 3 : Sơ đồ khối hiệu quả một trạm mặt đất đơn giản1. 5. Quỹ tài nguyên tần sốSử dụng 3 băng tần số : – Băng C : Đường lên 6GH z – Đường xuống 4GH z – Băng Ku : Đường lên 14GH z – Đường xuống 12GH z8 | Page – Băng Ka ( vệ tinh chưa khai thác ) f > 20GH z1. 6. Câu hỏiTrong thông tin vệ tinh tại sao > ? Trả lời : – Trước hết, khác nhau để tránh nhiễu lẫn nhau giữa 2 trạm. – Lý do về tổn hao và hiệu suất : Trong khoảng chừng trống tự do thì suy hao ~ f mà vệ tinhthì nguồn nguồn năng lượng hạn chế ( → hiệu suất phát thấp ) nên không bù suy hao được trongkhi trạm mặt đất thì trọn vẹn hoàn toàn có thể ( → hiệu suất phát lớn ). – Độ xu thế : Anten trạm mặt đất cần độ khuynh hướng lớn ( vì vệ tinh ở xa vàanten thu có nửa đường kính nhỏ ) còn vệ tinh có độ xu thế thấp hơn ( anten trạm thumặt đất rất lớn ) mà độ xu thế ~ f. Chương 2. Quỹ đạo vệ tinh2. 1. Một số khái niệm và thuật ngữ cơ bản cho quỹ đạo của vệ tinh  Quỹ đạo của vệ tinh : là hành trình dài dài trong khoảng chừng trống mà vệ tinh bay hết mộtvòng xung quanh Trái Đất.  Chu kỳ bay : là thời hạn mà vệ tinh bay hết một vòng xung quanh Trái Đất.  Mặt phẳng quỹ đạo : mặt phẳng chứa quỹ đạo của vệ tinh.  Góc ngẩng ( Elevation ) : là góc hợp thành giữa đường chân trời tính từ điểmđặt trạm mặt đất và đường thẳng nối trạm mặt đất với vệ tinh. Góc ngẩng đó nằm trong mặt phẳng chứa 3 điểm : vệ tinh, trạm mặt đất vàtâm Trái đất.  Góc phương vị ( Azimuth ) : góc hợp bởi hình chiếu của vệ tinh trên mặtphẳng nằm ngang và đường hướng lên cực Bắc Trái Đất. 2.2. Cơ sở phong cách thiết kế thiết kế xây dựng quỹ đạo vệ tinhCơ sở phong cách thiết kế kiến thiết xây dựng quỹ đạo vệ tinh bay xung quanh Trái Đất là dựa vào 3 định luật Keplervà 3 định luật Newton. a ) Các định luật của Kepler  Định luật Kepler thứ nhất : “ Vệ tinh bay xung quanh Trái Đất theo quỹ đạoelip nhận Trái Đất là một trong 2 tiêu điểm của elip. ” 9 | Pagea là bán trục lớn hay trục chínhcủa elip. b là bán trục bé hay trục phụ củaelip. Hình 2.1. Quỹ đạo vệ tinh theo định luật Kepler thứ nhất  Định luật Kepler thứ 2 : “ Đường nối từ vệ tinh tới tâm Trái Đất quét nhữngvùng có diện tích quy hoạnh quy hoạnh bằng nhau trong những khoảng chừng thời hạn bằng nhau. ” Hình 2.2. Định luật Kepler thứ hai  Định luật Kepler thứ ba : “ Bình phương của chu kỳ luân hồi luân hồi quỹ đạo vệ tinh tỉ lệthuận với lũy thừa bậc ba của bán trục lớn của quỹ đạo elip. ” Theo đinh luật Kepler thứ ba, chu kỳ luân hồi luân hồi bay của vệ tinh xung quanh Trái Đất là : ( 2.1 ) Trong đó : a là nửa đường kính trục lớn tính từ tâm Trái Đất đến vệ tinh. µ là hằng số Kepler : µ = 3,9861352 xHay, chu kỳ luân hồi luân hồi của vệ tinh tính bằng : ( 2.2 ) b ) Các định luật của Newton  Định luật 1 : “ Mọi vật giữ nguyên trạng thái nghỉ hoặc hoạt động giải trí thẳngđều của nó cho đến khi có lực tính năng buộc nó phải đổi khác trạng tháiđó. ”  Định luật 2 : “ Đạo hàm của động lượng của chất điểm theo thời hạn tỉ lệvới lực tác dụng. ” Có thể trình diễn dưới dạng công thức như sau : ( 2.3 ) Trong đó, F là tổng của hàng loạt những lực ảnh hưởng tác động ảnh hưởng tác động lên chất điểm có khối lượngm, r là tần suất. 10 | P a g e  Định luật 3 : “ Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng hiệu quả lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá trị, cùngđộ lớn, nhưng ngược chiều. ” 2.3. Một số dạng quỹ đạo vệ tinh2. 3.1. Quỹ đạo địa tĩnhQuỹ đạo vệ tinh địa tĩnh thỏa mãn nhu cầu nhu yếu những điều kiện kèm theo kèm theo sau :  Là quỹ đạo tròn.  Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất haygóc nghiêng bằng 0.  Bán kính quỹ đạo : xê dịch 42164 km ( lớn hơn rất nhiều nửa đường kính Trái Đất : R = 6378 km ).  Độ cao của vệ tinh : 35786 km.  Vệ tinh hoạt động giải trí cùng chiều quay với chiều quay của Trái Đất.  Là quỹ đạo đồng điệu với Trái Đất : Chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ luân hồi luân hồi quaycủa Trái Đất xung quanh trục Bắc Nam. Ưu điểm của quỹ đạo địa tĩnh :  Đảm bảo cho thông tin không đổi khác và liên tục suốt 24 h trong ngày.  Vùng phủ sóng của vệ tinh rất lớn.  Các trạm mặt đất ở xa trọn vẹn hoàn toàn có thể liên lạc trực tiếp. Hệ thống gồm 3 vệ tinh cóthể phủ sóng gần hết trái đất. Nhược điểm của quỹ đạo địa tĩnh :  Thiết bị thường có giá tiền cao.  Không phủ sóng được những vùng có vĩ độ cao hơn 81,3 độ.  Chất lượng đường truyền phụ thuộc vào vào nhiều vào thời tiết.  Tính bảo mật thông tin thông tin không cao.  Suy hao truyền sóng lớn. Ứng dụng : Được sử dụng làm quỹ đạo cho những vệ tinh thông tin, đảm bảothông tin cho những vùng có vĩ độ nhỏ hơn 81,3 độ. Quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh đượcsử sụng phổ cập nhất với nhiều quy mô dịch vụ khác nhau. 2.3.2. Quỹ đạo phi địa tĩnhQuỹ đạo nghiêng elip thỏa mãn nhu cầu nhu yếu những điều kiện kèm theo kèm theo sau đây :  Vệ tinh hoạt động giải trí liên tục so với mặt đất và chu kỳ luân hồi luân hồi quanh khác với chukỳ quanh của Trái Đất.  Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 63 độ 26 phút so với mặt phẳng xích đạo. Ưu điểm : Có thể phủ sóng những vùng có vĩ độ cao hơn 81,3 độ. Nhược điểm : 11 | P a g e  Mỗi trạm phải có tối thiểu 2 anten và anten phải có cơ cấu tổ chức tổ chức triển khai trấn áp và kiểm soát và điều chỉnh chùmtia.  Để bảo vệ liên tục trong 24 h trong ngày thì cần nhiều vệ tinh. Ứng dụng :  Được sử dụng làm quỹ đạo cho những vệ tinh thông tin bảo vệ thông tin chocác vùng có vĩ độ lớn hơn 81,3 độ.  Ứng dụng trong việc tìm hiểu và nghiên cứu và điều tra khoa học, quân sự chiến lược kế hoạch, khí tượng thủy văn … Xét đến 2 quỹ đạo LEO và quỹ đạo MEO : Quỹ đạo LEO và quỹ đạo MEO cần bảo vệ thỏa mãn nhu cầu nhu yếu những điều kiện kèm theo kèm theo sau :  Quỹ đạo LEO là quỹ đạo có độ cao trong khoảng chừng chừng 500 km đến 10000 km. Quỹ đạo MEO là quỹ đạo có độ cao trong khoảng chừng chừng 10000 km đến 20000 km.  Có vận tốc góc lớn hơn vận tốc góc của Trái Đất. Ưu điểm :  Tổn hao đường truyền nhỏ hơn do vệ tinh bay ở độ cao thấp hơn, nên phùhợp với thông tin di động.  Trễ truyền sóng nhỏ.  Công suất phát không cần quá lớn, độ nhạy máy thu không nhu yếu cao, kíchthước anten nhỏ, khối lượng vệ tinh không lớn, trạm mặt đất giá tiền rẻ. Nhược điểm :  Phải sử dụng nhiều vệ tinh 24/24 h để bảo vệ phát sóng toàn quốc tế.  Thời gian nhìn thấy vệ tinh ngắn và vùng phủ sóng của vệ tinh luôn biến hóa  Mỗi trạm phải có tối thiểu 2 anten và anten phải có cơ cấu tổ chức tổ chức triển khai trấn áp và kiểm soát và điều chỉnh chùmtia.  Điều khiển và bám vệ thống thông tin vệ tinh rất phức tạp.  Tuổi thọ vệ tinh không cao khi bay trong quỹ đạo LEO do nằm trong vànhđai ion hóa. Ứng dụng : được sử dụng làm quỹ đạo cho vệ tinh thông tin bảo vệ thông tin chocác trạm mặt đất di động. 2.4. Một số thông số kỹ thuật kỹ thuật cơ bản của vệ tinh địa tĩnh2. 4.1. Khoảng cách từ vệ tinh địa tĩnh đến một trạm mặt đất, R.Công thức tính : 12 | P a g e ( 2.4 ) Trong đó : là nửa đường kính Trái Đất, tính bằng 6378 km. h là độ cao của vệ tinh địa tĩnh so với mặt đất, xê dịch bằng 35786 km.cos = cos l. cos L ( Với : L là hiệu 2 kinh độ của vệ tinh và trạm mặt đất ; llà vĩ độ của trạm mặt đất ) 2.4.2. Góc ngẩng của anten trạm mặt đấtGiá trị của góc ngẩng được xác lập theo công thức : ( 2.5 ) Trong đó : là góc vị trí ; là góc ngẩng. 2.4.3. Vĩ độ cao nhất mà vệ tinh địa tĩnh trọn vẹn hoàn toàn có thể phủ sóngVệ tinh địa tĩnh trọn vẹn hoàn toàn có thể phủ sóng những diện tích quy hoạnh quy hoạnh khác nhau trên Trái Đất nằm ở vị trícó vĩ độ nhỏ hơn hoặc bằng 81,3 độ. 2.4.4. Diện tích phủ sóngĐối với một vệ tinh vệ tĩnh, diện tích quy hoạnh quy hoạnh trọn vẹn hoàn toàn có thể phủ sóng rất rộng trọn vẹn hoàn toàn có thể lớn hơn hoặcbằng 1/3 diện tích quy hoạnh quy hoạnh mặt phẳng Trái Đất. 2.4.5. Thời gian Viral sóng từ trạm mặt đất lên đến vệ tinh và ngược lại. ( 2.6 ) Thời gian Viral sóng lớn nhất được tính theo công thức : ( s ) ( 2.7 ) 2.5. Một số thông số kỹ thuật kỹ thuật cơ bản của vệ tinh phi địa tĩnh ( quỹ đạo elip ) Các thông số kỹ thuật kỹ thuật cần nói đến khi xem xét một vệ tinh phi địa tĩnh gồm có :  Bán kính trục lớn a, nửa đường kính trục bé b  Chu kỳ quỹ đạo.  Các điểm cần quan tâm chăm sóc :  Điểm mọc ( Ascending node ) : điểm cắt giữa quỹ đạo vệ tinh và mặtphẳng xích đạo khi vệ tinh chuyển dời từ Nam lên Bắc.  Điểm lặn ( Descending node ) : điểm cắt giữa quỹ đạo vệ tinh và mặtphẳng xích đạo khi vệ tinh chuyển dời từ Bắc xuống Nam.  Viễn điểm ( Apogee ) : điểm xa Trái Đất nhất trên quỹ đạo.  Cận điểm ( Perigee ) : điểm gần Trái Đất nhất trên quỹ đạo.  Góc nghiêng ( Inclination ) : Góc hợp bởi giữa mặt phẳng quỹ đạo vàmặt phẳng xích đạo. 2.6. Câu hỏi và bài tậpBài tập : Một vệ tinh địa tĩnh đặt tại 90 ° W. Anten trạm mặt đất được đặt tại vĩ độ40 ° N, kinh độ 100 ° W. Tính góc vị trí, góc ngẩng và khoảng cách từ trạm mặtđất đến vệ tinh. Đáp số :  Góc phương vị : = 41 ° 2 ’. 13 | P a g e  Góc ngẩng : = 42 ° 35 ’. Khoảng cách : R = 37586.28 ( km ) Câu hỏi : – Tốc độ dài và tốc độ góc của vệ tinh địa tĩnh ? ( 3075 m / s và 360 o / 23 h56 ’ ) – Vĩ độ cao nhất mà vệ tinh địa tĩnh trọn vẹn hoàn toàn có thể phủ sóng được là bao nhiêu ? ( 81,3 o ) – Diện tích phủ sóng của 1 vệ tinh địa tĩnh là bao nhiêu ? ( 42,437 % ) – Khoảng cách từ vệ tinh Vinasat1 đến trạm TP.HN ? ( 36975 km ) Chương 3. Đặc điểm của kênh truyền và thống kê giám sát tuyến ( trạm mặt đất – vệtinh ) 3.1. Ảnh hưởng của tầng khí quyển đến kênh truyềnTầng khí quyển là thiên nhiên và môi trường tự nhiên truyền sóng có tác động ảnh hưởng ảnh hưởng tác động trực tiếp đến sóngtruyền trong mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh. Trong tầng khí quyển thì những tác động ảnh hưởng ảnh hưởng tác động rõnét nhất đến kênh truyền là những ảnh hưởng tác động ảnh hưởng tác động của tầng đối lưu và tầng điện ly. 3.1.1. Ảnh hưởng của tầng đối lưu – Tầng đối lưu là tầng khí quyển nằm từ sát mặt đất và lên đến độ cao khoảng chừng : 10 km ở những vùng cực, 12 km ở những vùng ôn đới, 20 km ở vùng xích đạo. – Tầng đối lưu có chiết suất đổi khác đều theo độ cao. Do vậy tia sóng sẽ bị uốncong chứ không còn truyền theo quỹ đạo thẳng ( hiện tượng kỳ lạ kỳ lạ khúc xạ khí quyển ). – Ảnh hưởng chính của tầng đối lưu là làm suy hao tín hiệu. Có 2 nguyên do chính : + Hấp thụ phân tử ( ) + do hơi nước ( ) Ảnh hưởng do hơi nước gồm có : Mây mù ( 2,3 ), mưa ( 5,4 ), nhiệt độ tuyệt đối … Câu hỏi : Yếu tố nào quan trọng nhất ? Trả lời : là Mưa do mưa xảy ra ở độ to lớn ( ~ 10K m ), trên vùng diện tích quy hoạnh quy hoạnh rộngvà liên tục xảy ra. 3.1.2. Ảnh hưởng của tầng điện li – Tầng điện ly là tầng khí quyển bị ion hoá nằm ở độ cao 60 đến 600 km. – Nguyên nhân gây ion hoá ở tầng điện li : Bức xạ mặt trời dẫn đến sự phân li cácphân tử oxi, nitơ thành những nguyên tử … – Các thành phần mang điện trong tầng điện li sẽ ảnh hưởng tác động ảnh hưởng tác động đến sóng vô tuyến khitruyền trong tầng điện li và sẽ gây ra 2 hiện tượng kỳ lạ kỳ lạ : + Quay Faraday : là hiện tượng kỳ lạ kỳ lạ quay so với những sóng mang có phân cực thẳng. Giá trị quay Faraday : Φ = 2,36 …. rad, Trong đó là cường độ từ trường trung bình của trái đất ( Wb / ), = – ( el /. ), f là tần số ( GHz ). 14 | P a g e + Độ trễ nhóm : tín hiệu được truyền đi với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng. Vận tốc nhóm : 3.2. Các tham số cơ bản của tuyến liên lạc thông tin vệ tinha. Các tham số của ăng ten : Độ tăng ích của ăng ten : b. Công suất bức xạ đẳng hướng tương tự như – Công suất bức xạ đẳng hướng tựa như : – Biểu thức EIRP cũng trọn vẹn hoàn toàn có thể được thể hiện dưới dạng dB : c. Mật độ thông lượng hiệu suất bức xạ ở khoảng cách R3. 3. Suy hao trong khoảng chừng trống tự do3. 4. Công suất tín hiệu thu được có tính đến tổn hao hấp thụ và ảnh hưởngcủa tầng khí quyểnSóng vô tuyến truyền trong tầng khí quyển bị tác động ảnh hưởng ảnh hưởng tác động rõ nét nhất là những ảnh hưởngcủa tầng đối lưu và tầng điện li. Các tác động ảnh hưởng tác động ảnh hưởng đó dẫn đến tổn hao và hấp thụsóng, gọi chung là tổn hao khí quyển ( Atmosphere loss ) và như vậy tổn hao tổngcộng là : 3.5. Tính toán dự trữ tuyến có tính đến những tổn hao khácCác tổn hao khác : – Tổn hao sóng do hấp thụ và ảnh hưởng tác động tác động ảnh hưởng của tầng khí quyển – Tổn hao bên trong nội bộ thiết bị phát và thiết bị thu – Tổn hao do sự không đồng trục của ăng ten phát và ăng ten thu – Tổn hao do phân cực sóngNếu tính đến những tổn hao đó thì khi giám sát, hiệu suất tại điểm thu PR, sẽ đượcbiểu thị theo biểu thức : PR = ( PTX GTmax / LT LFTX ) ( 1 / LFS LA ) ( GRmax / LR LFRX ) ( W ) Trong đó : LT LFTX là tổn hao ở phía nội bộ máy phát ( L T ) và đường cấp điện phi đơ phát ( LFTX ) LFS LA là tổn hao khoảng chừng trống tự do ( LFS ) và tổn hao khí quyển ( LA ) LR LFRX là tổn hao ở phía nội bộ máy thu ( LR ) và tổn hao phi đơ ăng ten thu ( LFRX ). 3.6. Bài tập ví dụTính hiệu suất nhận được tại nguồn vào của vệ tinh ( ) ? Biết : – Tần số lên = 14 GHz. – Các thông số kỹ thuật kỹ thuật trạm mặt đất : + Công suất của bộ khuếch đại phát = 100W. + Suy hao giữa bộ khuếch đại phát và anten : = 0,5 dB. 15 | P a g e + Đường kính anten : D = 4 m. + Hiệu suất anten : η = 0,6. – Khoảng cách giữa vệ tinh và trạm mặt đất R = 40.000 km. – Các thông số kỹ thuật kỹ thuật so với vệ tinh : + Góc mở búp sóng thu : =. + Hiệu suất anten : η = 0,55. + Suy hao giữa anten và máy thu : = 1 dB. Bài làm  Ở trạm phát : ( dBW ) = 10 log ( 100W ) = 20 ( dBw ). = 10 log = 10 log = 53,15 ( dB ). = 0,5 dB.  Tại vệ tinh : = = 70 ( ) => = = 10 log = 10 log = 38,23 ( dB ) = 1 dB  Suy hao trong khoảng chừng trống tự do : = 20 log + = 207,41 ( dB )  Trường hợp trời trong : = + + – – = 20 + 53,15 + 38,23 – 0,5 – 1 – 207,41 = – 97,53 ( dBw ).  Trường hợp trời mưa : Độ suy giảm do mưa = 10 dB ( so với vùng khí hậu ôn đới ). Ngoài ra hấp thụ sóngcủa những chất khí trong tầng khí quyển cấn tính đến có giá trị khoảng chừng 0,3 dB.  Tổng tổn hao do tầng khí quyển là : = 10,3 ( dB ) Như vậy trong trường hợp trời mưa : ’ = – = – 107,83 ( dBW ) 16 | P a g ePhần II. Giải bài tập 2 – Giáo trình HTVTNhắc lại công thức và hỗ trợ 1 số công thức – Khoảng cách từ trạm mặt đất tới trạm vệ tinh ( địa tĩnh ) là : Với : là nửa đường kính trung bình của Trái Đất. lần lượt là hiệu kinh độ, vĩ độ của vệ tinh và trạm mặt đất – Suy hao trong khoảng chừng trống tự do – Công suất bức xạ đẳng hướng tựa như của trạm phát : – Băng thông tựa như của tạp âm : Với : M là số mức điều chế tín hiệuα là thông số kỹ thuật điều chế – Tỷ số hiệu suất sóng mang trên hiệu suất tạp âm C / N trên vệ tinh : Trong đó : B ( Hz ) là băng thông tương tự như của tạp âmT là nhiệt độ tạp âm của mạng lưới mạng lưới hệ thống thubao gồm suy hao trong khoảng chừng trống tự do và những suy hao khác – Tỷ số hiệu suất sóng mang trên tỷ suất hiệu suất tạp âm C / N0 tại trạm thu : – Tỷ số nguồn nguồn năng lượng bit trên tỷ suất hiệu suất tạp âm tại trạm thu : Bài 2. ( Tài liệu tìm hiểu và khám phá thêm 2 – Giáo trình mạng lưới mạng lưới hệ thống viễn thông ) Đề bài : Một tuyên thông tin vệ tinh địa tĩnh : Trạm mặt đất tại TP. TP. Hà Nội ( 21 oN, 106 oE ) có hiệu suất phát 200W, anten parabol có đường kính D = 15 m, hiệu suấtղ = 0.5, tần số tuyến lên fup = 6 GHz, suy hao feeder phát LTX = 2 dB, tốc độ bitRbit = 2 xE1 bit / s sử dụng chiêu thức điều chế QPSK với thông số kỹ thuật α = 0,2. Vệ tinhVINASAT 1 có tọa độ 132 oE, vệ tinh dùng anten parabol có đường kính D = 2 m, hiệu suất ղ = 0.6, máy thu trên vệ tinh có thông số kỹ thuật tạp âm 3 dB, nhiệt độ tạp âm antenthu trên vệ tinh Ta = 200K. a. Tính hiệu suất bức xạ đẳng hướng tựa như của trạm phát tại TP. TP.HN. b. Tính thông số kỹ thuật phẩm chất G / T của vệ tinh. 17 | P a g ec. Tính tỷ số, tại vệ tinh. Bài làmTóm tắt : – ES ( 21 oN, 106 oE ), PTX = 200W = 23 dBW, anten D = 15 m, ղ = 0.5, fup = 6 GHz, LTX = 2 dB, Rbit = 2 x E1 = 2 x 2,048 Mbit / s, điều chế QPSK α = 0,2 – SS ( 132 oE ), anten D = 2 m, ղ = 0.6, NF = 3 dB, Ta = 200K. a. Công suất bức xạ đẳng hướng tựa như của trạm phát TP Thành Phố Hà Nội : + ) + ) EIRP ( ES ) = PTX + GTX – LTX + ) GES = ղ. = 0,5. = 56,5 ( dB ) EIRP ( ES ) = 23 + 56,5 – 2 = 77,5 ( dBW ) b. Hệ số tăng ích của anten vệ tinh : GSS = ղ. = 0,6. = 39.8 ( dB ) Nhiệt độ tạp âm tựa như của mạng lưới mạng lưới hệ thống thu vệ tinh : Te = T0 ( NF – 1 ) = 290 ( 100.3 – 1 ) = 290K ( T0 là nhiệt độ chuẩn ) Do đó nhiệt độ tạp âm tổng của vệ tinh là : Ts = Ta + Te = 200 + 290 = 490KV ậy thông số kỹ thuật phẩm chất thu của vệ tinh là : ( dB / K ) c.  Tỷ số hiệu suất sóng mang trên hiệu suất tạp âm : + ) → d 36975 ( Km ) → ( dB ) + ) Băng thông của tín hiệu : ( MHz )  Tỷ số hiệu suất sóng mang trên tỷ suất hiệu suất tạp âm : 18 | P a g ePhần III. Mã hóa sửa sai3. 1. Giới thiệu chungTrong thông tin vệ tinh, tín hiệu được truyền phát ở khoảng cách rất xa, vì vậycó nhiều yếu tố làm suy giảm chất lượng tín hiệu như thời tiết, sự hấp thụ phân tử ởtầng đối lưu, hiệu ứng Faraday ở tầng điện li, … từ đó gây ra lỗi đến thông tin ởphía nhận. Vì vậy nhu yếu đặt ra là cần phải có một chiêu thức để bảo vệ chấtlượng thông tin được truyền trên kênh. Điều đó trọn vẹn hoàn toàn có thể được tiến hành bằng cáchcộng thêm 1 số ít bit dư vào nội dung thông tin để tiến hành kiểm tra phát hiện lỗivà sửa lỗi. Các bit dư thêm vào được gọi là những bit kiểm. Tại phía thu, những bit nàyđược sử dụng để phát hiện và sửa lỗi. Các kỹ thuật trong mã kênh đối sánh tương quan đếnđiều khiển và sửa lỗi : việc sử dụng mã kênh được được cho phép ta tăng tốc độ truyền dữ liệuvới một tỷ suất lỗi bit nhất định, hoặc giảm tỷ suất lỗi bit khi cố định và thắt chặt và thắt chặt tốc độ truyền. Haiphương pháp chính để tinh chỉnh và điều khiển và tinh chỉnh và điều khiển và sửa lỗi, đó là : – Phương pháp sửa lỗi có ảnh hưởng tác động ảnh hưởng tác động trước, FEC ( Forward Error Correction ) : dữliệu cần truyền được mã hóa để khi giải thuật trọn vẹn hoàn toàn có thể phát hiện và sửa được lỗisai gây ra bởi nhiễu từ tài liệu nhận được. – Phương pháp nhu yếu lặp lại tự động hóa, ARQ ( Automatic Repeat Request ) : khihệ thống phát hiện có lỗi trong một gói tài liệu, nó gửi một nhu yếu truyềnlại đến phía phát. Bài báo cáo giải trình báo cáo giải trình trình làng 4 loại mã chính dùng trong thông tin vệ tinh : mã khốituyến tính, mã vòng, mã Reed-Solomon, mã chập. 3.2. Mã khối tuyến tính3. 2.1. Giới thiệuMột khối tuyến tính ký hiệu C ( n, k ) là một khoảng chừng trống con k chiều của mộtkhông gian vectơ n thành phần. Mã khối tuyến tính C ( n, k ) có tiềm năng mã hóa những khối tin k bit thành những từmã n bit. Một dãy từ mã c gồm những vectơ thành phần c [ c 1 ; c2 ; c3 … cn ] được tạo ratừ một dãy đoạn tin m [ m1 ; mét vuông ; m3 … mk ] bởi một toán tử tuyến tính có dạng : c = m. GTrong đó G là ma trận sinh cấp k x n. Một bộ mã trọn vẹn hoàn toàn có thể có nhiều ma trận sinh khácnhau trình diễn, mỗi ma trận sinh ứng với một cách mã hóa khác nhau. Hiệu số n – k = r là số bit kiểm tra. Tốc độ mã hay còn gọi là hiệu suất mã được đặc trưng bởi tỷ số k / n. 3.2.2. Mã HammingMột dạng đặc biệt quan trọng quan trọng của mã khối tuyến tính là mã Hamming, được đặt tên theo ngườiphát minh ra nó Richard Hamming, là mã khối tuyến tính có dạng C ( n, k ) = C ( 2 m1, 2 m – 1 – m ) với m là số nguyên dương. 19 | P a g eMa trận sinh G có dạng : G = ( I | P ) G = � 0 LP00P011 LM LP10P110 L1 P ( k  1 ) 0P ( k  1 ) 1 LP0 ( n  k  1 ) � P1 ( n  k  1 ) � M � P ( k  1 ) ( n  k  1 ) � Ma trận sinh G gồm có 1 ma trận dạng I kích cỡ k x k và ma trận kiểm tra Pkích thước k x r. Với một tập từ mã đã cho thì năng lượng bộ giải thuật trọn vẹn hoàn toàn có thể phát hiện được lỗi đượcxác định bới khoảng cách tối thiểu dmin giữa những từ mã, gọi là khoảng chừng cáchHamming ( số vị trí bit khác nhau giữa hai từ mã, được tính bằng phép XOR giữa 2 từ mã ). Từ giá trị dmin, toàn bộ tất cả chúng ta xác lập được số bit lỗi trọn vẹn hoàn toàn có thể phát hiện được trong từ mãở phía thu là : e = ( dmin – 1 ) bitSố bit lỗi trọn vẹn hoàn toàn có thể sửa t được tính : t  d min  1 nếu d chẵnt  d min  1 nếu d lẻGiải mã : Thực hiện tìm mã trận kiểm tra H, với G là ma trận sinh của bộ mã thì Hlà ma trận thỏa mãn nhu cầu nhu yếu : G x HT = 0 với HT là ma trận chuyển vị của H.Ma trận sinh của mạng lưới mạng lưới hệ thống có dạng : G = [ I | P ] thì ma trận H có dạng H = [ P T | I ] trong đó I là ma trận đơn vị chức năng tính năng. Nếu c là 1 từ mã được sinh ra từ ma trận G thì c. H T = 0. Nếu tính năng là một vectơ khác 0, ta thực thi sửa lỗi. Khi Open lỗi, gọi vectơ lỗi là s ≠ 0, s = r. H T ( r là từ mã thu được r ≠ c ) và vectơsửa sai là e ≠ 0. So sánh s với từng cột của ma trận H, s trùng với cột nào của H thìcó sai ở vị trí tương ứng. Vì những bit trong từ mã chỉ có 2 trạng thái 0 và 1 nên đểsửa lỗi ta tiến hành hòn hòn đảo bit ở vị trí tương ứng đã tìm được ở trên. 3.3. Mã vòng3. 3.1. Giới thiệuMã vòng là một dạng đổi khác của mã tuyến tính, một mã tuyến tính được gọi làmã vòng nếu như di tán 1 số bit của 1 từ mã ta cũng thu được 1 từ mã, tức lànếu w = a0 a1 … an-1 là 1 từ mã thì v = an-1a0a1 … an-2 cũng là một từ mã. 3.3.2. Xây dựng mã vòngTrong mã vòng, mỗi từ mã w = a 0 a1 … an-1 tương ứng với một đa thức mã w ( x ) = a 0 + a1x + … + an-1xn-120 | P a g eMột mã vòng C ( n, k ) sẽ được sinh ra từ đa thức sinh g ( x ) của nó, g ( x ) là đa thứcbậcr = n – k trên trường GF 2. Mỗi từ mã được sinh ra từ một đa thức mãtương ứng là g ( x ), x. g ( x ), …, x n-1. g ( x ). Do đó trọn vẹn hoàn toàn có thể trình diễn ma trận sinh của mãvòng như sau : g0 � 0 � 0 � M � 0G = � g1g2 Lg n  kg0g1 Lg0 Lg n  k  1 g n  k  2 g n  kg n  k  1 g0g1M M L0 0 Lgn  kM Lg2 L0 � 0 � 0 � M � g n  k � Khi đã có được ma trận sinh G thì bản tin m = m 0 m1 … mn-1 được mã hóa bằngphép toánc = mG. Giải mã vòng : 1. Tính đa thức lỗi s ( x ) = r ( x ) mod g ( x ) với r ( x ) là đa thức nhận được. 2. Tính s ( i ) = xi. s ( x ) mod g ( x ) ( i > = 0 ). Tìm i thỏa mãn nhu cầu nhu yếu bậc của si không vượtquá h ( h là số lỗi mà mã trọn vẹn hoàn toàn có thể sửa được ) Khi đó, đa thức sửa sai cần tìm là e ( x ) = xn-i. s ( i ) ( x ) mod ( xn + 1 ) 3. Đa thức mã cần tìm là : c ( x ) = r ( x ) + e ( x ). Mã vòng là một loại mã đặc biệt quan trọng quan trọng, nhờ đặc trưng vòng của nó, việc sinh ra một mãvòng, mã hóa, kiểm tra, giải thuật đều được tiến hành thuận tiện. Ngoài những gìchúng ta xét trên đây, mã vòng còn trọn vẹn hoàn toàn có thể được thiết kế kiến thiết xây dựng trên trường GF n, với cácphép biến hóa tựa như. Đây là một loại mã quan trọng không những trong truyềntin vệ tinh mà trong triết lý thông tin nói chung. 3.4. Mã Reed-Solomon3. 4.1. Giới thiệuMã Reed-Solomon ( RS ) được Irving S.Reed và Gustave Solomon ra đời lầnđầu tiên vào năm 1960, là một mã kênh thuộc loại mã tuyến tính. Mã ReedSolomon là một lớp con của mã BCH ( mã Bose, Chaudhuri và Hocquenghem ) làmột loại mã sửa lỗi vòng ngẫu nhiên, có năng lượng sửa được nhiều lỗi và có ứngdụng quan trọng, có 2 lớp con là mã BCH nhị phân và mã BCH không nhị phân. Mã Reed-Solomon là lớp quan trọng nhất trong những mã BCH không nhị phân. 3.4.2. Xây dựng mã Reed-SolomonMã RS được ký hiệu RS ( n, k ) với độ dài bản tin là s bit, bộ mã hóa sẽ lấy mỗi k bittừ bản tin để mã hóa thành n từ mã, mỗi khối có n-k = 2 t bit kiểm tra. Một bộ giảimã RS trọn vẹn hoàn toàn có thể sửa nhiều nhất t ký hiệu có lỗi trong một từ mã. Cấu trúc của từ mãRS : 21 | P a g eHình 5.1 Cấu trúc từ mã Reed-SolomonMã RS ( 255,223 ) là một loại mã được sử dụng phổ cập trong thông tin vệ tinh, cókích cỡ 1 ký hiệu là 8 – bit, chiều dài 28-1 = 255 byte, trong đó có 223 bytes dữ liệuvà 23 bytes kiểm tra. Bộ giải mã trọn vẹn hoàn toàn có thể sửa bất kể 16 ký hiệu nào xảy ra lỗi trongdữ liệu nhận được. Như vậy, với s bit là kích cỡ một ký hiệu độ dài tối đa của mã RS là 2 n – 1. Thuật toán mã hóa RS được tiến hành trên trường GF. Đa thức sinh của mã đượcđịnh nghĩa là đa thức có α, α2, …, αt là nghiệm. g ( x ) = ( x-α ) ( x – α2 ) … ( x – αt ) Với bản tin là i ( x ) thì từ mã được tạo ra là : c ( x ) = g ( x ). i ( x ) Việc giải thuật Reed-Solomon dựa trên thuật toán Berlekamp-Massey. 3.4.3. Ứng dụngMã RS được sử dụng để sửa nhiều lỗi trong mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin số và trong tàng trữ, gồm có : những thiết bị tàng trữ ( băng từ, đĩa CD, VCD, … ), thông tin di động haykhông dây ( điện thoại di động, những đường truyền viba ), thông tin vệ tinh, truyềnhình số DVB, những modem tốc độ cao như ADSL, VDSL, …. Ngoài ra, những mã RScòn đóng vai trò không hề thiếu trong sự tăng trưởng của những siêu máy tính tốc độcao và sẽ là một công cụ quan trọng để xử lý và giải quyết và xử lý những mạng lưới mạng lưới hệ thống truyền tin và viễn thôngphức tạp. Trong mạng lưới mạng lưới hệ thống thông tin vệ tinh, mã RS được NASA sử dụng vào tháng 8 và9 / 1977, khi phóng 2 vệ tinh nhân tạo là Voyager 1 và Voyager 2 tới sao Mộc và saoThổ, những vệ tinh này đã phân phối cho NASA những nghiên cứu và điều tra và nghiên cứu và phân tích đơn cử và những hìnhảnh trực quan về những hành tinh này và mặt trăng. Sau khi qua được sao Mộc và saoThổ, Voyager 2 liên tục tiến ra những điểm xa hơn trong hệ mặt trời và truyền vềtrái đất những tài liệu và hình ảnh trực quan về sao Thiên Vương và sao HảiVương. Mã RS đã được sử dụng trong việc truyền những hình ảnh đó từ Voyager 2.3.5. Mã chập3. 5.1. Giới thiệuMã chập được Elias đề cập đến tiên phong năm 1955. Sau đó, Wozencraft đưa ra mộtgiải thuật giải mã tương đối cho mã chập từ đó điều tra và nghiên cứu và tìm hiểu về mã chập ngày cànghoàn thiện hơn. Năm 1965, Massey đưa ra cách giải thuật chập ít hiệu suất cao nhưng dễthực thi hơn là giải thuật ngưỡng, nhờ thế mà mã chập mở màn được ứng dụng để22 | P a g etruyền tín hiệu số. Năm 1967, Viterbi đã đưa ra giải thuật tối ưu cho mã chập làmcho nó được ứng dụng thoáng đãng trong viễn thông như thời nay. Mã chập là một kỹ thuật mã hóa sửa sai, thuộc họ mã lưới và được thiết kế thiết kế xây dựng dựatrên một đa thức sinh hoặc một sơ đồ chuyển trạng thái đặc trưng. Quá trình tạo mãchập được thực thi bằng cách cho chuỗi thông tin truyền qua mạng lưới mạng lưới hệ thống những thanhghi dịch có số trạng thái hữu hạn. Số những bit được lưu trong thanh ghi dịch chuyểnchính là độ dài bắt buộc của mã, ký hiệu K. Các bit trong thanh ghi sơ tán dotác động của k bit thông tin nguồn vào, mỗi bit thông tin nguồn vào tạo ra n bit đầu ra. Quá trình giải thuật chập phải dựa vào những trạng thái trải qua những giải thuật khácnhau, trong đó nổi tiếng nhất là giải thuật Viterbi. Một số chiêu thức thườngđược sử dụng để thiết kế thiết kế xây dựng mã chập trọn vẹn hoàn toàn có thể kể đến như giải pháp mô phỏng kếtnối, đồ thị trạng thái và đồ thị cây. – Ký hiệu mã chập ( n, k, K ) : k là số bit nguồn vào. N là số bit đầu ra. K là số thanh ghi dịch. 3.5.2. Mã hóa chập – Phương pháp mô phỏng kết nốiSơ đồ miêu tả hoạt động giải trí vui chơi của một bộ mã hóa chập trọn vẹn hoàn toàn có thể đươc mô phỏng như hình5. 1 Độ dài bắt buộc K = 3. Nhiệm vụ là tạo ra 2 bit được mã hóa ứng với mỗi bit mới ởđầu vào. Ban đầu, những thanh ghi đều bằng 0. Giả sử ta có chuỗi nguồn vào là 1101, bit có trọng số cao nhất được đưa vào bộ mã hóa. Thông thường, khi mở màn mãhóa những bit trong những thanh ghi dịch đều là 0. Hình sau miêu tả sơ đồ 1 bộ mã hóachập : Hình 5.1 Mô phỏng bộ mã hóa chậpĐầu tiên, bit 1 được đưa vào S1, trạng thái của 3 thanh ghi lúc này là 1 0 0. Đầu ratương ứng là R1 = 1, R2 = 0. Bit tiếp theo được đưa vào là 1, những thanh ghi có23 | P a g eR1 = S1 XOR S2R2 = S1 XOR S3trạng thái 1 1 0, đầu ra của bộ mã hóa lúc này là 0 1. Từ mô phỏng trên, ta có thểtính toán đưa ra bảng trạng thái của mã chập này, trạng thái hiện tại là trạng tháicủa 2 thanh ghi S1 và S2, khi có 1 bit vào thì 2 thanh ghi này dịch sang vị trí S2, S3, bit vào sẽ ở thanh ghi S1. Trạng tháiTrạng thái tiếp theo / Đầu raBit vào : 0B it vào : 1 hiện tại0000 / 0010 / 110100 / 0110 / 101001 / 1011 / 011101 / 1111 / 00B ảng 5.1 Bảng trạng thái – Phương pháp giản đồ trạng tháiTrong chiêu thức giản đồ trạng thái, 4 trạng thái của S2 và S3 được lưu trongcác ô tròn. Chiều dài bắt buộc của bộ mã hóa xác lập số những ô thiết yếu để có thểđặc trưng cho những năng lượng của hỗn hợp nguồn vào, có giá trị là 2 K-1. Các đường nốibiểu diễn trạng thái của đầu ra khi có 1 bit vào. Các ký hiệu ghi trên đường nối làđầu vào / ra của bộ mã hóa. Ví dụ trên đường nối từ 00 đến 10 ghi 1/11 tức là khi cóbit 1 vào bộ mã hóa, thanh ghi di tán từ trạng thái 00 sang 10, đầu ra của bộmã hóa là 11. Hình 5.2 Mô phỏng giản đồ trạng tháiPhương pháp đồ thị cây24 | P a g eHình 5.3 Mô phỏng đồthị hình câyTrong sơ đồ hình cây, với quy ước chiều lên ứng với bit 0 được đưa vào, bit 1 ứngvới chiều xuống, mỗi nút của cây ứng với một đầu ra trạng thái. – Phương pháp đồ thị mắt lướiHình 5.4 Mô phỏng đồ thị lưới25 | P a g e

Source: https://vh2.com.vn
Category : Trái Đất