Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học Dân Lập Đông Đô Khoa Điện tử Viễn Thông Báo cáo thực tập Đề tài : thiết kế tuyến viba Giáo viên hớng dẫn : LÊ TÂN PHƯƠNG Sinh viên thực : HOàNG TRUNG DũNG Lớp : ĐT3-K4 Hà Nội-2003 Mục lục Lời nói đầu Chơng I: Nghiên cứu tổng quan thông tin VIBA I.Thông tin viba II.Cấu hình hệ thống viba .3 1.Cấu hình hệ thống viba tợng tự .4 2.Cấu hình hệ thống viba số III.Các hệ thống anten đại .5 1.Hệ thống anten parabol với fiđơ ống dẫn sóng tròn 2.Hệ thống anten phản xạ -chiếu xạ cho băng đa tần .6 3.Các đặc tính vô tuyến viễn thông số Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Chơng II:Cơ sở sóng vô tuyến tợng vật lý ảnh hởng đến truyền sóng vô tuyến I.Các sóng đất 1.Sóng bề mặt 2.Sóng không gian a.Sóng trực tiếp .11 b.Sóng phản xạ đất 11 c.Sóng phản xạ tầng đối lu 12 II.Fading cách phòng chống 14 1.Đặc điểm fading 14 2.Fading phản xạ từ mặt đất .15 3.Fading nhiều tia fading RAYLEIGH 15 4.Fading lựa chọn 17 5.Các ảnh hởng fading nhiều tia 19 5.1.Giao thoa ký hiệu .21 5.2.Sự phân biệt phân cực trực giao hệ thống số trùng kênh 23 6.Phơng pháp giảm ảnh hởng fading nhiều tia đến gián đoạn thông tin 23 6.1.Phân tập theo không gian .25 6.2.Phân tập theo tần số 26 III.Nhiễu phân bố tần số 26 1.Nhiễu .26 1.1.Khái niệm 27 1.2.Các nguồn hiệu ứng nhiễu RF 27 a.Các nguồn nhiễu 27 b.Hiệu ứng nhiễu cao tần RF 28 1.3.Các phơng pháp chống nhiễu 28 2.Trợt trôi 28 3.Chọn tần số trung tần 29 4.Sắp xếp tần số siêu cao .29 Kết luận 40 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Lời nói đầu Trong mạng thông tin vô tuyến quốc gia mạng thông tin viba thông tin vô tuyến-tầm nhìn thẳng Nó phơng thức truyền dẫn quan trọng đặc biệt thích hợp cho vùng địa hình phẳng Truyền dẫn viba có u điểm dễ tổ chức đợc đờng truyền so với đờng truyền dẫn có dây nh cáp điện, cáp đồng trục ,cáp sợi quang Đó phơng thức truyền dẫn cho mạng truyền dẫn đờng trục dự phòng Nh biết thông tin viba gồm có hệ thống hệ thống thông tin viba tơng tự hệ thống thông tin viba số Nhng với phát triển viễn thông số việc xây dựng mạng số liệu liên kết đa dịch vụ tích hợp số (ISDN) việc sử dụng hệ thống thông tin viba số đạt hiệu cao hệ thống có số u điểm tốt so với hệ thống thông tin viba tơng tự: * Hiệu kinh tế * Tiết kiệm lợng nguồn cung cấp * Kích thớc thiết bị đợc giảm nhỏ * Độ tin cậy thông tin cao * Tính chống nhiễu cao Đề tài báo cáo thực tập em là: Nghiên cứu tổng quan thông tin viba số xét yếu tố ảnh hởng đến truyền sóng viba.Dới hớng dẫn thực tập thầy LÊ TÂN PHƯƠNG khoa vô tuyến điện trờng Học viện Kỹ Thuật Quân Sự Nay báo cáo thực tập em hoàn thành gồm hai chơng: Chơng I:Nghiên cứu tổng quan thông tin viba số Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Chơng II:Cơ sở sóng vô tuyến tợng ảnh hởng đến truyền sóng vô tuyến Trong trình viết báo cáo thực tập, em tránh khỏi sai sót,em kính mong thầy cô giáo xem xét giúp đỡ bổ khuyết Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo LÊ TÂN PHƯƠNG giúp đỡ em hoàn thành báo cáo Sinh viên thực Hoàng Trung Dũng Chơng I : Nghiên cứu Tổng quan thông tin vi ba I.Thông tin viba: Là hệ thống thông tin siêu cao tần mặt đất thực hiên loại dịch vụ khác : Thoại, báo, ảnh, phát truyền số liệu Thực chuyển tiếp đờng dài, định hớng cao Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Tên gọi khác: vệ tinh tiếp sức, hệ thống thông tin liên kết,hệ thống thông tin cố định II Cấu hình hệ thống vi ba 1.Cấu hình hệ thống vi ba Sơ đồ khối điển hình hệ thống vô tuyến chuyển tiếp vi ba tơng tự đợc minh hoạ hình 1.1 Các tín hiệu điện thoại từ vụ đợc ghép kênh phân chia theo tần số trạm đầu cuối đờng truyền đến dung lợng phù hợp cho hệ thống vi ba Các tín hiệu điện thoại ghép chung kiểu phân chia theo tần số (FDM) sau đợc phát qua cáp đồng trục đến trạm đầu cuối vô tuyến Hình 1.1 cấu hình chung hệ thống vi ba Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Có thể phân loại hệ thống vô tuyến chuyển tiếp tợng NTT thành hai nhóm: + Các hệ thống đờng trung kế sử dụng tần số ( 4GHZ, 5GHZ,6GHZ) + Các hệ thống đờng nội hạt sử dụng tần số(2GHZ,11GHZ,15GHZ) Cấu hình hệ thống viba số Sơ đồ khối hệ thống vô tuyến chuyển tiếp số điển hình đợc cho hình 1.2 Lặp tái sinh thờng đợc sử dụng hệ thống vô tuyến chuyển tiếp vi ba số Điều có nghĩa chuỗi xung băng gốc đợc tái sinh lại trạm lặp Bộ lặp sở hệ thống vô tuyến chuyển tiếp lặp tái sinh, hệ thống lặp tái sinh gây giảm cấp tín hiệu đợc phát qua nhiều trạm lặp Bộ lặp tái sinh thờng gặp lặp taí sinh băng gốc, lặp giải điều chế tín hiệu điều chế pha vi sai thu đợc, tái sinh cách lấy mẫu theo xung đồng hồ điều chế sóng mang băng tần cãcung tái sinh đầu phát, hai luồng xung điều chế sóng mang sau biến mã mạch logíc để điều chế pha vi sai Sau tín hiệu đợc điều biên điều tần- tín hiệu giám sát đợc phát từ anten sau qua lọc phân nhánh đầu thu tín hiệu vi ba đợc biến đổi thành trung tần khuếch đại Sau đợc đa đến mạch tách sóng pha biến đổi ngợc lại thành hai chuỗi xung Các Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - xung đợc tái sinh tạo lại dạng Tín hiệu giám sát đợc lấy cách chia đầu trung tần tách sóng biên độ Hình 1.2 Hệ thống vô tuyến chuyển tiếp vi ba số điển hình Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - III Các hệ thống ăngten đại Hệ thống anten parabol với fiđơ tròn Hệ thống fiđơ anten cho hệ thống vô tuyến chuyển tiếp cần có suy hao truyền dẫn nhỏ kinh tế Ví dụ : Về hệ thống anten tiếp sóng băng tần 11GHZ 15GHZ cho hình 1.3 hệ thống anten fiđơ bao gồm anten parabol thiết bị tiếp sóng đợc xây dựng từ nhiêu thành phần Mặt phản xạ parabol tiêu Anten PARABOL (đờng kính 3,3m) chuẩn có đờng kính mặt mở 3,3m phat xạ sơ cấp dùng ống dẫn sống tròn V sóng tròn ống dẫn sóng nhỏ có đờng kính vuông góc ống dẫn 17,3mm cho phép phát chế độ băng tần 11GHZ ống dẫn sóng tròn nàyHtrang bị ống dẫn sóng cho anten hệ thống tiếp sóng.ngời ta sử dụng ống dẫn sóng tròn chuyển đổi kích thớc để nối ống dẫn Bộ phát xạ sơ cấp phân cực kép sóng nhỏ với fiđơ chinh ống dẫn sóng tròn có kích thớc đờng kính 51mmChỗ uốn ống dẫn sóng tròn để tiếp sóng với tổn hao nhỏ Bộ lọc chế độ ống đẫn sóng tròn chứa tròn mềm hấp thụ để suy hao chế độ ống caodẫn hơnsóng không mong muốn, đặc biệt chế độ TM ống dẫn sóng tròn chuyển đổi kích thớc (từ ngang) (đờng kính 14,45mm 50,0 mm) ống dẫn tròn (đờng kính 51mm) Bộ lọc chế độ ống dẫn sóng thay đổi kích thớc Bộ bù trừ tỷ số trục (14,45mm) H Cửa sổ BF: lọc phân nhánh V TX TX TX Các máy phát ống dẫn sóng vuông mềm RX RX RX Các máy thu Hình 1.3 Hệ thống tiếp sóng băng tần 11GHz 15GHz Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Hệ thống anten phản xạ- chiếu xạ cho băng đa tần đờng viba dung lợng truyền dẫn lớn sử dụng hai nhiều băng tần , việc xây dựng hệ thống anten fiđơ cho băng tần không kinh tế, nên dùng chung hệ thống anten fiđơ cho băng đa tần mong muốn Vì lý ngời ta triển khai hệ thống anten phản xạ- chiếu xạ dùng chung cho ba băng tần: 4GHZ(3,6-4,2); 5GHZ(4,4-5,0) 6GHz(5,925-6,425) Trong hệ thống anten fiđơ này, số kênh vô tuyến dung lợng cao-nh tín hiệu 200Mb/s kênh RF băng tần 5GHZ-có thể phát thu qua hệ thống anten fiđơ, chất lợng truyền dẫn cao cần băng tần rộng Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Ví dụ: Về xây dựng hệ thống tiếp sóng anten phản xạ loacho ba băng tần đợc trình bày hình 1.4 Một anten phản xạ loa có sẵn đợc sử dụng băng tần rộng hệ thống sử dụng hai phân cực tuyến hình vuông góc (đứng ngang) băng tần Một ống sóng tròn để tiếp sóng có đờng kính 69mm độ dài đơn nguyên 5mm ống dẫn sóng tròn mềm trang bị dẫn sóng cho anten hệ thống tiếp sóng Ngời ta sử dụng ống dẫn sóng tròn chuyển đổi kích thớc để nối ống dẫn sóng nhỏ với fiđơ chính-là ống dẫn sóng tròn có đờng kính 51mm-để tiếp sóng với tổn hao nhỏ Bộ lọc chế độ ống dẫn sống tròn chứa hấp thụ để suy hao chế độ cao không mong muốn, đặc biệt chế độ TM (từ ngang) Các đặc tính vô tuyến viễn thông số Thứ nhất, hệ thống đảm bảo an toàn chất lợng truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách truyền dẫn tạp âm (các tạp âm thờng tích luỹ khuếch lặp) nhờ chức lặp tái sinh Thứ hai, dung lợng truyền dẫn,công phát cần thiết nhỏ so với hệ thống FM Điều cho phép sử dụng dễ dàng lịnh kiện điện tử bán dẫn, làm cho thiết bị có kích thớc nhỏ độ tin cậy cao hơn nữa,công suất nhỏ gây nhiễu cho hệ thống khác,vì dùng chung tần số phơng tiện thông tin mặt đất vệ tinh Mục GHz GHz GHz ống dẫn sóng tròn mềm WC-62 0,04 x 0,04 x 0,04 x ống dẫn sóng tròn WC-62 0,02 x X 013 x X 0,01 x X Bộ lọc chế độ cao WC-51 0.2 x 0,3 x 0,3 x Bộ bù trừ tỷ số trục IG41 (chỉ phía thu) Bộ lọc phân nhánh băng tần 6GHz 0,1 x 0,1 x 0,1 x 0,4 x 0,4 x 0,4 x Bộ lọc phân nhánh băng tần 4GHz 0,5 x Bộ lọc phân nhánh băng tần 5GHz 0,5 x 10 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +a:bán kính thực trái đất +r: bán kính cong tia sóng II.Fading cách phòng chống Fading 1.Đặc điểm Fading Fading biến đổi tín hiệu cờng độ sóng mang vô tuyến siêu cao tần thu đợc thay đổi khí phản xạ đất nớc đờng truyền sóng Đây mối quan tâm nhà thiết kế hệ thống viba.Có hai loại Fading Fading phẳng, tác động chủ yếu đến hệ thống viba số dung lợng bé làm suy giảm tín hiệu sóng mang qua dải tần số.Fading lạ chọn tần số có ảnh hởng đến hệ thống viba số dung lợng cao.Hai loại Fading xuất độc lập với xuất đồng thời.Cách phân loại nh với điều kiện khoảng hở tuyến phù hợp, tổn hao tạp âm xạ không đáng kể, với phản xạ đất phản chiếu đơn đợc hạn chế,nguyên nhân chủ yếu Fading tuyến viba tầm nhìn thẳng biến đổi bất đồng số khúc xạ khí Sự biến đổi tạo điều kiện cho nhiều đờng tín hiệu tầng đối lu (nhiều tia) tồn điều kiện cho Fading nhiều tia tầng đối lu 2.Fading phản xạ từ mặt đất Nếu đờng truyền vô tuyến chuyển tiếp qua mặt đất mặt nớc có độ phản xạ cao,thì fading phụ thuộc vào phản xạ xuất từ tia vào nhiều tia tầng đối lu, đặc biệt đờng ngắn.Đó phản xạ từ mặt đất làm cho cờng độ tín hiệu thu thăng giám ngẫu nhiên điều kiện hiệu phản xạ nhỏ 10 dB so với mức tín hiệu đờng trực tiếp tuyến qua vùng nh biển,hồ, vùng phẳng ẩm ớt,đất ớt, thung lũng ẩm ớt.ở có phản xạ toàn phần lớp khí gần mặt đất có sơng mù.Các đặc tính fading phản xạ khác 3.Fading nhiều tia fading RAYLEIGH Đối với tuyến đợc thiết kế tốt, không lệ thuộc vào fading nhiễu xạ phản xạ bề mặt, truyền sóng nhiều tia yếu tố chủ yếu fading dới 8GHZ.Trên tần số ảnh hởng ma có nhng tầng lên để xác định độ dài tuyến cho phép thông qua mục tiêu gián đoạn làm việc hệ thống Nói 18 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - chung ngời ta chấp thuận với khoảng hở đờng phù hợp phản xạ phản chiếu đờng, làm cho biên độ tín hiệu thu đợc có phân bố Rayleigh theo thời gian.Sự phân bố nh đặc trng tốc độ dốc 10 dB/decade với độ sâu fading 10 dB chặng tiếp phát bình thờng 20-30 dB chặng tiếp phát dài (>60km) 4.Fading lựa chọn tần số Fading lựa chọn tần số chủ yếu ảnh hởng tới hệ thống viba số dung lợng trung bình (32Mb/s; 34Mb/s; 45Mb/s) hệ thống dung lợng cao(98Mb/s; 140Mb/s; 155Mb/s) Các gián đoạn thông tin hệ thống xuất sớm hơn, độ dự trữ fading phẳng chủ yếu gây méo biên độ méo trễ nhóm suốt độ rộng băng tần cuả kênh thông tin.Fading lựa chọn kèm Fading nhiều tia có ảnh hởng sâu sắc đến tiêu chất lợng hệ thống Tác động lựa chọn tần số fading nhiều tia tạo lên tỷ số lỗi lớn so với fading không lựa chọn biên độ trung bình Do việc dự trữ fading phẳng vô nghĩa nghiên cứu gián đoạn thông tin hệ thống viba số 5.Các ảnh hởng fading nhiều tia 5.1.Giao thoa ký hiệu Trong sơ đồ điều chế cầu phơng, phân méo tín hiệu thành loại: méo đồng pha xuất từ méo liên quan đến kênh méo liên quan đến truyền lan, nhng không ảnh hởng tới tính đối xứng đặc tính biên độ đặc tính trễ nhóm, xuyên âm méo cầu phơng xuất phát từ tính bất đối xứng kênh Độ dốc biên độ nguyên nhân chủ yếu BER hệ thống cân tự thích nghi Giao thoa tín hiệu đồng pha độ nghiêng biên độ không sinh méo tín hiệu, nhng với tín hiệu trực giao, méo tỷ lệ vơí đạo hàm bậc theo thời gian độ dốc.Các ảnh hởng thời gian trễ nhóm vậy, trừ méo tín hiệu cầu phơng tỷ lệ với đạo hàm bậc hai theo thời gian Tuy không hoàn hảo Parabol biên độ thời gian trễ nhóm kênh ảnh hởng đến kênh trung pha, nhng không ảnh hởng đến kênh cầu phơng Đối với ảnh hởng kênh tăng tốc độ ký hiệu với tăng nhanh độ nhậy méo nhiều tia 5.2.Sự phân biệt phân cực trực giao hệ thống số trùng kênh: 19 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Hiện nay, hiệu suất phổ hệ thống viba số đạt tới 1/2 so với hệ thống tơng tự FDM-FM Để tăng gấp đôi hiệu suất phổ hệ thống vô tuyến số, chẳng hạn sử dụng vô tuyến số QPRS để thu hiệu suất 4,5 bít/s/Hz, sánh đợc với hiệu suất mà hệ thống tơng tự đạt đợc cách sử dụng phân cực giao Tức có hai sóng mang, sóng mang đợc truyền theo phân cực ngang, sóng mang từ máy vô tuyến khác truyền theo phân cực đứng Một lý khác để nói sử dụng phân cực giao để tăng tính cách ly hệ thống vô tuyến số hệ thống vô tuyến tơng tự hoạt động kênh RF lân cận Vấn đề sử dụng hệ thống phân cực giao thoa ảnh hởng nhiều tia gây biến đổi phân cực sóng mang RF kênh lan truyền qua khí Một số lợng lan truyền phân cực đợc truyền sang phân cực trực giao tạo tín hiệu giao thoa máy thu kênh phân cực trực giao ảnh hởng nh ngời biết giao thoa phân cực trực giao Các kỹ thuật chống fađing * Các kỹ thuật sử dụng để chống lại ảnh hởng fađing nhiều tia fading phẳng phân tập theo không gian tần số, có tác dụng để nâng cao chất lợng tín hiệu thu, cân kênh tự thích nghi hiệu chỉnh các biến đổi tín hiệu thu dù nhỏ hay lớn môi trờng truyền dẫn gây Phân tập theo không gian với khử giao thoa phân cực giao nhau, giúp để nâng cao XPD khoảng thời gian có fading lựa chọn.Bình thờng thời gian gián đoạn thông tin phải giảm cho tiêu chất lợng tuyến hệ thống thoả mãn 6.1Phân tập theo không gian Là truyền tín hiệu kênh thông tin nhng sử dụng hai anten(hoặc hơn) để thu Khoảng cách hai anten thu đợc lựa chọn cho tín hiệu thu đợc không liên quan đến Trong hệ thống tầm nhìn thẳng ngời ta đa công thức bán kính nghiệm biểu thị tơng quan không gian thời gian theo khoảng cách trục đứng: Ps={-0,0021*s*f(0,4*d)1/2} +f:tần số (GHz) 20 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +d:độ dài tuyến +s:khoảng cách anten Tín hiệu vào Tx đa qua anten phát qua không gian tới hệ thống gồm anten thu đợc hai tín hiệu Rx1 Rx2 qua liên kết thu đợc tín hiệu băng gốc RX1 Vào TX RX2 Hình 2.3: Phân tập theo không gian 21 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - 6.2.Phân tập theo tần số Là truyền tín hiệu đồng thời hai nhiều kênh tần số vô tuyến bố trí dải tần.Mặc dù ngời ta chứng minh hệ thống vô tuyến số phân tập tần số cho hệ số cải thiện tốt, tốt so với hệ số tiên đoán vô tuyến tơng tự, nhng việc sử dụng thờng bị hạn chế hiệu xuất sử dụng phổ tần hiệu cao F1 F2 Vào TX RX1 TX RX2 Hình 2.4: Phân tập theo tần số III.Nhiễu phân bố tần số: 22 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - 1.Khái niệm: Trong giai đoạn đó, hệ thống vô tuyến số tồn hệ thống tơng tự Tình trạng gây vấn đề can nhiễu mà chúng xuất hiện, vùng định có hệ thống số tơng tự.Có ba vấn đề cần xem xét: +Can nhiễu số đến số +Can tơng tự đến số +Can nhiễu số đến tơng tự Các nguồn hiệu ứng RF a Các nguồn nhiễu Có ba lọai nhiễu chính: Từ kênh phân cực chéo, từ kênh phân cực lân cận từ việc thu tần số chặng tiếp phát ngợc hớng với chặng tiếp phát bị nhiễu -Các nguồn nhiễu yếu Kèm theo bảng Báo cáo 779 CCIR (trang bên) Ví dụ hình Ví dụ nguồn khác Các nguồn fadinh với tín hiệu mong muốn Các kênh phân cực chéo (chú ý 2) Bức xạ vòng từ trớc sau Vợt chặng (3 chặng) 23 Công suất Phân loại Sl Nhiễu Sl2 Nhiễu yếu Sl4 Nhiễu yếu Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 X D A S Bức xạ vòng vợt chặng Các kênh lân cận phân cực (có thể phụ thuộc vào fadinh lựa chọn tần số) Tạp âm máy phát Tổng công suất (chú ý 1) Các nguồn không fadinh với tín hiệu mong muốn Tạp âm máy thu Máy phát sang thu Phản xạ bắt nguồn Vợt chặng ngợc lại (3 chặng) Bức xạ vòng ngợc hớng Các hệ số khác Các hệ thống tơng tự khác Các vệ tinh Tổng công suất (chú ý 1) Hoàng Trung Dũng K4 - Sl8 Nhiễu yếu Sl7 Nhiễu yếu nhiễu Nt/ Sl + Nt Nr S2x S26 Nhiễu yếu Nhiễu yếu Nhiễu yếu S25 Nhiễu S23 Nhiễu yếu S2D S2A Nhiễu yếu Nhiễu yếu S2S/ S2+ Nr Ghi chú: S1 S2 biểu diễn chung nhóm hai nhóm nhiễu, đợc đánh giá theo điều kiện fading Nó không diễn giải phép tổng công suất nhiễu tơng đơng với tạp âm GAUSS hay tạp âm trắng dùng để tính toán tỷ số lỗi -Sự phân biệt cực hoá chéo đợc hiểu hàm tiêu hao ma truyền sóng nhiều tia b.Hiệu ứng nhiễu cao tần RF Mỗi nguồn tạp âm bảng báo cáo CCIR làm tăng tỷ số lỗi dự trữ fading phẳng Nhiễu kênh lân cận từ kênh cao tần RF lân cận đợc tính (nhiễu kênh) 24 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +ảnh hởng chủ yếu chúng hạn chế độ dự trữ fading sử dụng chặng có nhiễu xuất Hiệu ứng ảnh hởng chủ quan đến truyền thông thoại theo suy giảm BER H f1 x V f1 f1 f1 Phân cực chéo Bức xạ trớc sau f2 Tuyến lân cận phân cực x x f1 f1 f1 f1 Nhiễu vợt qua f1 f1 Bức xạ trớc sau + vợt qua (a): fađinh lên tín hiệu mong muốn 25 f1 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Nhiễu hệ thống số khác +Fading lên tín hiệu mong muốn +Không có fading lên tín hiệu mong muốn 3.Các phơng pháp chống nhiễu a Anten không xạ tín hiệu hữu ích búp sóng chính, mà xạ phần lợng hớng khác Bức xạ búp sóng phụ nguồn nhiễu máy thu vô tuyền khác Để giảm nhỏ nhiễu lẫn anten tuyến khác làm việc băng tần, sử dụng chắn xạ điện từ đặt cách xa anten cần bảo vệ khoảng đặt trực tiếp lên anten b Sử chắn đặc biệt để tăng tính loại trừ nhiễu tuyến vi ba (báo cáo CCIR) Có thể dùng chắn vòng kép để bảo vệ anten tăng ích cao Nếu chắnvòng kép treo vào cột anten giảm tác dụng chắn miền chắn lớn Đặt chắn theo hớng búp sóng nhiễu , có tác dụng nh riềm che +Màn chắn hình vuông kép tạo hiệu ứng suy giảm nhỏ so với hiệu ứng che hình xuyến u điểm có tính triệt gần đối xứng trục Hai loại 26 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - chắn vòng kép hình vuông kép sử dụng để bảo vệ anten chống nhiễu từ hớng Các chắn lắp anten giảm xạ búp phụ góc riêng biệt Màn chắn khe dùng có hiệu việc triệt búp sóng thừa anten dùng tuyến vợt đờng chân trời c Sử dụng gạt nhiễuBáo cáo 830 CCIR Trong trờng hợp mà phơng pháp truyền thông nhỏ phân cách tần số địa lý để đảm bảo cho hệ thống vi ba làm việc bình thờng, không giải đợc, ngời ta sử dụng gạt nhiễu +Các gạt nhiễu hệ thống đợc ứng dụng kênh thông tin kết hợp với thông tin phụ.Lúc này,các gạt nhiễu cho phép kênh phụ phân cách với mức xuyên âm nhỏ không đáng kể tăng lợng tơng đối kênh Hai loại gạt nhiễu sử dụng cho mục đích chống nhiễu là: *Các thiết bị kênh đơn, xử lý hỗn hợp cộng tín hiệu hữu ích tín hiệu không mong muốn đến đầu máy thu *Các thiết bị nhiễu kênh, vài tín hiệu không mong muốn từ kênh khác đến cộng với tín hiệu hữu ích đầu vào kênh Hiện nay, ứng dụng chủ yếu giải vấn đề bảo vệ trạm mặt đất chống nhiễu tuyến vi ba chuyển tiếp hệ thống FM AM gây d Báo cáo 651-1 CCIR cho ta phơng pháp xác định khoảng cách tần số FD Nó thớc đo độ phân biệt khoảng cách tối thiểu yêu cầu máy thu bị nhiễu nguồn nhiễu nh hàm có độ chênh lệch tần số điều chỉnh chúng *Đồ thị FD rõ xa cách tần số độ phân cách khoảng cách cho phép nguồn nhiễu máy thu bị nhiễu tồn môi trờng tần số không gian 27 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - d -3 Độ suy giảm theo tần số 11 25 39 53 11 12 23 44 55 66 77 88 99 f 67 Cách ly tần số Hình 2.6: Đồ thị khoảng cách tần số điển hình FD IV.Trợt trôi Trợt trôi biến thiên ngắn dài thời điểm có ý nghĩa tín hiệu số so với thời điểm lý tởng chúng Sự biến thiên điểm có ý nghĩa ảnh hởng tới tín hiệu số Mặt khác tín hiệu định thời gốc sử dụng để tạo dòng bít bị điều pha với tín hiệu điều chế, dạng sóng trợt 28 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - *Dạng sóng trợt đợc biểu diễn hàm liên tục theo thời gian độc lập với tín hiệu số bị ảnh hởng Tín hiệu t1 Tín hiệu có trợt t1 t5 t7 Độ trợt t4 t6 Hình 2.7: Dạng sóng trợt 1.Các nguồn trợt a.Trợt trôi tần số thấp thay đổi thời gian trễ truyền dẫn cáp b.Trợt tần số bất ổn định nguồn đồng hồ gây c.Trợt tạp âm gây d.Trợt gây ghép tín hiệu e.Nhiễu giao thoa ký hiệu gây nên méo dạng xung bít Điều gây lên tợng trợt luồng bít đợc tái sinh 29 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - f.Trợt tái sinh xuất khôi phục thời gian không phù hợp trạm lặp tái sinh số 2.Các ảnh hởng trợt *Tăng xác xuất lỗi số *Gây lu trữ, với hiệu ứng ngợc lại làm cạn lu trữ *Suy giảm tin tức tơng tự đợc mã hoá số điều pha mẫu đợc khôi phục thiết bị biến đổi số, tơng tự đầu cuối đờng nối 3.Các giới hạn trợt trôi *Trong mạng thông tin số, cần phải điều khiển đợc tích luỹ trợt trôi *Điều khiển trợt trôi để chặn tỷ số lỗi phạm vi hẹp *Điều khiển trôi nằm phạm vi cho phép đạt đợc xét đến việc tạo trợt tích luỹ trợt tất thiết bị toàn mạng 4.Chọn tần số trung tần hệ thống Đối với vô tuyến chuyển tiếp dung lợng lớn, báo cáo 788 CCIR xét việc lựu chọn tần số trung gian (IF) dựa ảnh hởng đến khả thực,cỡ,giá cả,độ tin cậy hệ thống trang thiết bị (nh: điều chế, khuếch đại, trộn, giải điều chế) Hơn nữa, IF có tác dụng đến đặc tính xạ, nhiễu không mong muốn hệ thống làm việc tốc độ 100Mb/s, chúng gây ảnh hởng tới dặc tính lọc kênh Các lọc gạt bỏ thoả đáng thành phần băng gốc, nhng thành phần bao trùm băng dùng điều chế chuyển mạch lọc khỏi thành phần đủ lớn để tham gia vào độ méo toàn kênh Với giá trị IF cao dễ dàng gạt bỏ nguồn nhiễu Các kinh nghiệm cho thấy giá trị IF nên thoả mãn: FIF >khoảng 3*rs +rs :tốc độ tín hiệu số hoặc: FIF =(n-0.5)*F 30 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +F:khoảng cách kênh n số nguyên Do việc lựa chọn IF cần xét can nhiễu đến từ kênh lân cận máy phát nội Một số tần số trung gian đợc sử dụng là: 140MHz, 360MHz, 1.2GHz, 1.25GHz 1.7 GHz Sắp xếp tần số siêu cao Ngày thiết kế tuyến Viba số yêu cầu cần đảm bảo (nh khoảng hở đờng, tính toán đặc tính tuyến), ngòi thiết kế tuyến vô tuyến phải xem xét thêm yếu tố sau: +Các tần số viba khác sử dụng vùng có liên quan +Các trạm Viba khác gây nhiễu cho hệ thống +Hệ thống có gây nhiễu có bị hệ thống khác làm nhiễu hay không +Các trạm vệ tinh mặt đất có nằm cự ly xếp yêu cầu trạm vi ba dự định đặt +Khả nhiễu trạm dự định vệ tinh dự tính vệ tinh tơng lai xích đạo Thờng quan chủ quản quan tâm đến tần số, công suất phát, loại tăng ích ăngten tần số kênh Thủ tục phối hợp đờng thông tin dự định nghiên cứu đờng thông tin có, liệu có bị nhiễu nghiêm trọng hay không Thờng bắt đầu cách xét góc phơng vị, cự li đờng thông tin làm việc đờng trực tiếp trạm dự định thiết lập Các góc phơng vị đựơc tính với suy giảm không gian tự đờng thông tin Khi công suất phát từ trạm với tăng ích ăngten thu phát ta xác định đợc mức thu tín hiệu đến máy thu riêng biệt 31 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Kết luận Trải qua trình thực tập, em nhận thấy mạng truyền dẫn vi ba số đóng vai trò quan trọng việc số hoá mạng viễn thông Đặc biệt công nghệ hỗ trợ thiếu đợc tiến hành số hoá đờng truyền dẫn, việc xây dựng mạng liên kết đa dịch vụ (ISDN) để cung cấp nhiều loại dịch vụ viễn thông nh : Dịch vụ điện thoại, điện báo, số liệu thông tin video Cùng với phát triển thông tin số quang cảnh xã hội kinh doanh tăng trởng không ngừng việc sử dụng rộng rãi máy tính nh nhu cầu ghép nối thông tin số liệu với phơng tiện đờng truyền thông tin Vì việc sử dụng hệ thống vi ba số tiến nhanh việc số hoá toàn mạng viễn thông 32 [...]... +f:tần số (GHz) 20 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +d:độ dài tuyến +s:khoảng cách giữa 2 anten Tín hiệu vào Tx đa qua anten phát qua không gian tới hệ thống gồm 2 anten thu đợc hai tín hiệu Rx1 và Rx2 qua bộ liên kết thu đợc tín hiệu băng gốc RX1 Vào TX RX2 Hình 2.3: Phân tập theo không gian 21 ra Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - 6.2.Phân... hoặc: FIF =(n-0.5)*F 30 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +F:khoảng cách kênh và n là số nguyên Do đó trong vi c lựa chọn IF cần xét can nhiễu đi và đến từ các kênh lân cận và máy phát nội bộ Một số tần số trung gian đợc sử dụng là: 140MHz, 360MHz, 1.2GHz, 1.25GHz và 1.7 GHz 5 Sắp xếp tần số siêu cao Ngày nay khi thiết kế tuyến Viba số ngoài những yêu cầu cần đảm bảo (nh... đờng, tính toán các đặc tính của tuyến) , ngòi thiết kế tuyến vô tuyến còn phải xem xét thêm các yếu tố sau: +Các tần số viba khác nhau có thể sử dụng trong vùng có liên quan +Các trạm Viba khác có thể gây nhiễu cho hệ thống +Hệ thống mới có gây nhiễu hoặc có bị các hệ thống khác làm nhiễu hay không +Các trạm vệ tinh mặt đất có nằm trong cự ly sắp xếp yêu cầu đối với trạm vi ba dự định đặt +Khả năng nhiễu... Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - +a:bán kính thực của trái đất +r: bán kính cong của tia sóng II.Fading và cách phòng chống Fading 1.Đặc điểm của Fading Fading là sự biến đổi tín hiệu cờng độ sóng mang vô tuyến siêu cao tần thu đợc do sự thay đổi khí quyển và các phản xạ của đất và nớc trong đờng truyền sóng Đây là mối quan tâm của các nhà thiết kế hệ thống viba.Có hai loại... 5.2.Sự phân biệt phân cực trực giao trong hệ thống số trùng kênh: 19 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Hiện nay, hiệu suất phổ của các hệ thống viba số chỉ đạt tới 1/2 so với các hệ thống tơng tự FDM-FM Để tăng gấp đôi hiệu suất phổ của một hệ thống vô tuyến số, chẳng hạn sử dụng các vô tuyến số QPRS để thu hiệu suất 4,5 bít/s/Hz, có thể sánh đợc với hiệu suất mà các hệ... tần số III.Nhiễu và phân bố tần số: 22 ra Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - 1.Khái niệm: Trong một giai đoạn nào đó, các hệ thống vô tuyến số tồn tại cùng các hệ thống tơng tự Tình trạng này gây ra các vấn đề can nhiễu mà chúng sẽ xuất hiện, nếu một vùng đã định chỉ có các hệ thống số hoặc tơng tự.Có ba vấn đề cần xem xét: +Can nhiễu số đến số +Can tơng tự đến số +Can... li đờng thông tin làm vi c trong đờng trực tiếp của trạm dự định thiết lập Các góc phơng vị đều đựơc tính cùng với suy giảm không gian tự do đối với mỗi đờng thông tin Khi công suất phát đi từ mỗi trạm với tăng ích của ăngten thu và phát ta có thể xác định đợc mức thu của mỗi tín hiệu đến từng máy thu riêng biệt 31 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Kết luận Trải qua quá... fiđơ Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - Mặt khác, hệ thống vô tuyến chuyển tiếp số tồn tại 3 vấn đề kỹ thuật sau: + Khi áp dụng hệ thống này cho truyền dẫn tín hiệu thoại thì phổ tần rộng hơn so với hệ thống tơng tự + Khi đặc tính truyền dẫn thay đổi vợt quá giá trị cho phép thì sự giảm chất lợng sẽ tăng + Hệ thống này dễ bị ảnh hởng của méo phi tuyến do các đặc tính bão... tròn (m) Y : Độ dài ống dẫn sóng chữ nhật Thứ ba, nhờ sử dụng hệ thống điều chế có tỉ số công suất sóng mang/ tạp âm (C/N) cần thiết với BER nhất định nhỏ hơn nhiều nên có thể thực hiện một hệ thống ít bị ảnh hởng cuả nhiễu Điều này cho phép xây dựng rất nhiều tuyến giữa hai địa điểm để tăng đáng kể hiệu quả sử dụng tần số 11 Báo Cáo Thực Tập Thiết Kế Tuyến VIBA ĐT3 Hoàng Trung Dũng K4 - H ống dẫn sóng... nhận thấy rằng mạng truyền dẫn vi ba số đã và đang đóng vai trò hết sức quan trọng trong vi c số hoá mạng vi n thông hiện nay Đặc biệt nó còn là công nghệ hỗ trợ không thể thiếu đợc khi tiến hành số hoá các đờng truyền dẫn, và vi c xây dựng mạng liên kết đa dịch vụ (ISDN) để cung cấp nhiều loại dịch vụ vi n thông nh : Dịch vụ điện thoại, điện báo, số liệu và thông tin video Cùng với sự phát triển của