Đồ Án Tính toán, thiết kế truyền hình số vệ tinh

MỤC LỤC
Mục lục. 2
Danh sách hình vẽ, bảng biểu. 5
Thuật ngữ viết tắt 7
PHẦN I. 9
LÝ THUYẾT CHUNG 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 9
1.1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 9
1.1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER 10
1.1.2.1. Định luật Kepler thứ nhất 10
1.1.2.2. Định luật Kepler thứ hai 10
1.1.2.3. Định luật Kepler thứ ba. 10
1.1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 10
1.1.3.1 Ưu điểm của thông tin vệ tinh. 10
1.1.3.2. Các quỹ đạo vệ tinh. 11
1.1.3.2.1. Qũy đạo cực tròn. 11
1.1.3.2.2. Qũy đạo xích đạo tròn. 11
1.1.3.2.3. Qũy đạo elip nghiêng. 12
1.1.3.2.4. Qũy đạo thấp LEO (Low Earth Orbit). 12
1.1.3.2.5. Qũy đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit). 12
1.1.4. TẦN SỐ LÀM VIỆC CỦA THÔNG TIN VỆ TINH 12
1.1.4.1. Khái niệm của sổ vô tuyến. 12
1.1.4.2. Phân định tần số. 13
1.1.4.3. Tần số sử dụng trong thông tin vệ tinh. 13
1.1.5. CẤU HÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 14
1.1.5.1. Phân hệ thông tin. 15
a) Bộ phát đáp. 15
b) Máy thu băng rộng. 17
c) Bộ phân kênh đầu vào. 18
d) Các khối khuếch đại công suất 19
e) Ghép kênh đầu ra. 21
1.1.5.2. Phân hê Anten. 22
a) Anten loa. 22
b) Anten phản xạ (reflector). 23
c) Anten dãy (array). 23
1.1.6. SUY HAO TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 23
1.1.6.1. Suy hao trong không gian tự do. 24
1.1.6.2. Suy hao do tầng đối lưu. 25
1.1.6.3. Suy hao do tầng điện ly. 25
1.1.6.4. Suy hao do thời tiết 25
1.1.6.5. Suy hao do đặt anten chưa đúng. 25
1.1.6.6. Suy hao trong thiết bị phát và thu. 26
1.1.6.7. Suy hao do phân cực không đối xứng. 27
1.1.7. TẠP ÂM TRONG THÔNG TIN VỆ TINH 27
1.1.7.1. Nhiệt tạp âm hệ thống. 27
1.1.7.1.1. Nhiệt tạp âm bên ngoài và nhiệt tạp âm anten 28
1.1.7.1.2. Nhiệt tạp âm hệ thống fiđơ TF. 29
1.1.7.1.3. Nhiệt tạp âm máy thu TR. 30
1.1.7.2. Công suất tạp âm nhiễu. 30
1.1.7.2.1. Can nhiễu khác tuyến. 30
1.1.7.2.2. Nhiễu cùng tuyến. 32
1.1.7.2.3. Tạp âm méo xuyên điều chế. 33
1.1.8. ĐỘ LỢI CỦA ANTEN VÀ ĐỘ RỘNG CỦA CHÙM TIA 33
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG THU TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 34
1.2.1. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG THU TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH. 34
1.2.2. HỆ THỐNG HEADEND SỐ 35
1.2.2.1. Sơ đồ hệ thống Headend số: 35
1.2.2.2. Chức năng các khối trong hệ thống Headend số. 36
1.2.2.2.1. Tín hiệu thu. 36
1.2.2.2.2. Xữ lý tín hiệu. 39
1.2.2.2.3. Truyền tải tín hiệu. 39
1.2.2.3. Nén và mã hóa tín hiệu truyền hình. 39
1.2.2.3.1. Khái quát về kỹ thuật nén ảnh số. 40
1.2.2.3.2. Chuẩn nén MPEG 41
1.2.2.4. Điều chế tín hiệu số. 43
1.2.2.4.1. Điều chế QAM . 44
1.2.2.4.2. Điều chế Q-PSK 45
1.2.2.5. Hệ thống quản lý mạng: 46
1.2.2.6. Hệ thống truy cập có điều kiện CA 47
1.2.2.6.1. Hệ thống SMS. 48
1.2.2.6.2. Hệ thống SAS. 49
1.2.3. KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP. 49
1.2.3.1. Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). 50
1.2.3.1.1. FDM/FM/FDMA 51
1.2.3.1.2. TDM/PSK/FDMA 51
1.2.3.1.3. SCPC/FDMA 52
1.2.3.2. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA). 52
1.2.3.3. Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA). 54
1.2.3.4. Phương pháp đa truy nhập phân phối trước và đa truy nhập phân phối theo yêu cầu. 55
1.2.3.4.1. Đa truy nhập phân phối trước. 55
1.2.3.4.2. Đa truy nhập phân phối theo yêu cầu. 55
1.2.4. HỆ THỐNG TV GIA ĐÌNH, TVRO 55
1.2.4.1. Sơ đồ khối tổng quát của TVRO 55
1.2.4.2. Khối ngoài trời 56
1.2.4.3. Khối trong nhà cho TV tương tự (FM). 57
1.2.4.4. Hệ thống TV anten chủ. 58
1.2.4.5. Hệ thống TV anten tập thể. 59
1.2.5. CẤU HÌNH CỦA TRẠM MẶT ĐẤT. 60
1.2.6. TRUYỀN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH QUA VỆ TINH 64
1.2.7. GÓC NGẨNG, GÓC PHƯƠNG VỊ VÀ GÓC PHÂN CỰC 67
1.2.7.1. Góc ngẩng (qe). 67
1.2.7.2. Góc phương vị [ja]. 68
1.2.7.3. Góc phân cực: 68
PHẦN II: HỆ THỐNG THU TRUYỀN HÌNH CÁP CHO KHÁCH SẠN SAO MAI - THANH HÓA 71
2.1. YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG 71
2.1.1. Khảo sát các đặc điểm cần để thiết lập nơi thu. 71
2.1.2. Yêu cầu cụ thể: 72
2.2. MÔ HÌNH THIẾT KẾ 73
2.2.2. Khối phân phối bao gồm các thiết bị như : 73
2.2.3. Phương án thực hiện. 73
2.3. TÍNH TOÁN CỤ THỂ 79
2.3.1. Chọn và lắp đặt Anten. 79
2.3.2. Chọn bộ LNA và LNB 80
2.3.3. Chọn máy thu TVRO: 80
2.3.4. Chọn bộ Booter: 80
2.3.5. Chọn cable: 80
2.3.6. Các loại Tap. 81
2.3.7. Tính toán suy hao. 81
2.3.8. Chọn máy khuếch đại công suất: 88
2.4. CHỌN VỊ TRÍ LẮP ĐẶT 88
2.4.1. Khảo sát nơi thu tín hiệu. 88
2.4.2. Kế hoạch lắp đặt 89
2.5. BẢNG THỐNG KÊ THIẾT BỊ. 92
Kết luận. 93
Tài liệu tham khảo. 94


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh. 11
Hình 1.2. Cấu hình của hệ thống thông tin vệ tinh. 14
Hình 1.3. Quy hoạch tần số và phân cực. 15
Hình 1.4. Các kênh của bộ phát đáp vệ tinh. 17
Hình 1.5. Máy thu băng rộng vệ tinh. 18
Hình 1.6. Bộ phân kênh vào. 19
Hình 1.7. Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA). 20
Hình 1.8. Bộ ghép kênh đầu ra. 22
Hình 1.9. Anten loa hình chữ nhật 23
Hình 1.10. Anten phản xạ. 23
Hình 1.11. Sai lệch do đặt anten chưa đúng. 26
Hình 1.12. Suy hao trong thiết bị phát và thu. 26
Hình 1.13. Các nguồn tạp âm ảnh hưởng đến thông tin vệ tinh. 28
Hình 1.14. Can nhiễu giữa viba và trạm mặt đất và vệ tinh. 31
Hình 1.15. Can nhiễu giữa các hệ thống thông tin vệ tinh. 31
Hình 1.16. Đặc tính vào ra của TWT. 32
Hình 1.17: Sơ đồ khối hệ thống thu truyền hình số. 34
Hình 1.18. Sơ đồ hệ thống Headend số. 35
Hình 1.19. Thu tín hiệu từ vệ tinh. 36
Hình 1.20. Thu tín hiệu truyền hình số mặt đất. 37
Hình 1.21. Thu tín hiệu các đài địa phương. 37
Hình 1.22. Sơ đồ chòm sao của 16-QAM . 44
Hình 1.23. a) Cấu hình bộ điều chế Q-PSK. 46
b) Cấu hình bộ giải điều chế Q-PSK. 46
c) Biểu đồ sao tín hiệu. 46
Hình 1.24. Kỹ thuật đa truy nhập FDMA, TDMA và CDMA. 49
Hình 1.25. So sánh giữa khái niệm ghép kênh và đa truy nhập. 50
Hình 1.26. FDMA. 50
Hình 1.27. Các cấu hình truyền dẫn FDMA. 51
a) FDM/FM/FDMA; b) TDM/PSK/FDMA; c) SCPC/FDMA 51
Hình 1.28. Đa truy nhập phân chia theo thời gian. 51
Hình 1.29. Sơ đồ khối đầu cuối thu thu DBS TV/FM gia đình. 56
Hình 1.30. Cấu trúc hệ thống anten TV chủ (MATV). 59
Hình 1.31. Cấu trúc khối trong nhà cho hệ thống TV anten tập thể (CATV). 59
Hình 1.32. Các phần tử căn bản của một trạm mặt đất có dự phòng. 60
Hình 1.33. Sơ đồ chi tiết của một trạm phát thu. 61
Hình 1.34. Sự thay đổi pha trong tín hiệu điều chế pha vi sai tải tần. 65
Hình 1.35. a) Bước nhảy tải tần cực đại. 65
b) Bước nhảy tại thời điểm tải tần có giá trị 0. 65
c) Mật độ phổ của bước nhảy pha. 65
Hình 1.36. a) Tín hiệu điều chế số. 66
b) Tín hiệu điều chế theo loại A. 66
c) Tín hiệu điều chế theo loại B. 66
Hình 1.37. Góc ngẩng và góc nghiêng. 67
Hình 1.38. a) phân cực đứng b) phân cực ngang (c) phân cực dạng elip. 69
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý khối thu. 74
Hình 2.2. Sơ đồ khối thiết kế khối thu TVRO 75
Hình 2.3. a) Cấu trúc hình xương cá. 75
b) Cấu trúc hình cây. 75
Hình 2.4. Mặt cắt ngang một tầng của khách sạn. 79
Hình 2.5. Sơ đồ thiết kế hệ thống theo mặt cắt đứng. 77
Hình 2.6. Hệ thống cáp toàn bộ khách sạn. 78