luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số LUẬN VĂN THIẾT KẾ TUYẾN VIBA SỐ luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số DẪN NHẬP Sau trình bày kỹ thuật sử dụng Viba số Để tạo tiền đề cho việc thiết kế tuyến ta bắt tay vào phần lý thuyết thiết kế tuyến Viba số điểm nối điểm tổng qt Nói chung cơng việc thiết kế hệ thống vi ba điểm nối điểm trực xạ bao gồm bước sau đây: Bước 1: Nghiên cứu dung lượng đòi hỏi Bước 2: Chọn băng tầng vơ tuyế để sử dụng Bước 3: Sắp xếp kênh RF Bước 4: Quyết định tiêu chuẩn thực Bước 5: Chọn vị trí tính tốn đường truyền Bước 6: Cấu hình hệ thống Bước 7: Sắp xếp bảo trì Bước 8: Các tiêu chuẩn kỹ thuật Bước 9: Lắp đặt đo thử Trên bước để thiết kế hệ thống Viba điểm nối điểm bước mơ tả đầy đủ cơng việc cần thiết cho việc thiết kế tuyến Viba Ở bước sau ta vào phần lý thuyết việc thiết kế tuyến để tạo sở cho việc thiết kế tuyến cụ thể phần II luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC NGHIÊN CỨU DUNG LƯỢNG ĐỊI HỎI Trong việc thiết kế hệ thống liên lạc điểm nối điểm việc tìm hiểu kĩ dung lượng cần thiết quan trọng Nó tảng cho định quan trọng phần sau: Phải ý đến dung lượng phát triển vòng 10 15 năm tới dung lượng cần thiết Việc dự đốn dựa vào điểm sau: Dựavào đặc điểm phát triển dân số Đặc điểm vùng (thành phố nơng thơn, vùng nơng nghiệp…) Tỷ lệ phát triển hoạt động kinh tế Tốc độ cải thiện điều kiện sống tương lai Hệ thống phải thiết kế phép nới rộng thêm tương lai Tuy nhiên, nước phát triển (như thực trạng nước ta) thường khó dự đốn xác dung lượng cần thiết khoảng thời gian dài Do khơng nên lắp đặc hệ thống có dung lượng q lớn cho u cầu cho tương lai Sẽ kinh tế chọn thiết bị có dung lượng nhỏ giai đoạn dung lượng khơng đáp ứng sau sử dụng vài năm, hệ thống thay hệ thống khác có dung lượng lớn hệ thống cũ dùng tuyến cần dung lượng nhỏ Nên đơi xây dựng hệ thống vừa phải dể dàng thay có kỹ thuật tương lai kinh tế luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC CHỌN BĂNG TẦN SỐ VƠ TUYẾN SỬ DỤNG Đối với ứng dụng kỹ thuật Viba, băng tầng hoạt động nằm khoảng từ 1GHz đến 15GHz Trong tần số vơ tuyến cấp phát cho dịch vụ xác định qui định luật vơ tuyến Chúng ta quan tâm đến dải tần từ 800MHz 6425MHz 7900MHz - 8100MHz Luật vơ tuyến mơ tả luật cấm đốn hệ thống trạm mặt đất sử dụng băng tần số này, chúng chia băng tần với dịch vụ liên lạc vệ tinh Trong trường hợp cơng suất xạ hiệu dụng máy phát anten hệ thống L/S khơng vượt q 55 dBw cơng suất đưa đến anten khơng vượt q 13dBw Các yếu tố quan trọng khác việc gán định tần số bao gồm dung sai tần số băng thơng phát xạ Luật vơ tuyến khơng có tiêu chuẩn bắt buộc băng thơng Tuy nhiên -6 dung sai tần số máy phát hoạt động vùng sóng Viba nên 300*10 cho máy phát có cơng suất 100W 100*10-6 cho máy phát có cơng suất 100W Hiện tầng số vơ tuyến sử dụng hệ thống liên lạc Viba thay đổi từ 1GHz - 15 GHz Các giá trị tương đối tần số RF phụ thuộc vào nhiều yếu tố - Ở tần số thấp kích thước thiết bị lớn cơng suất máy dễ dàng thực hiện, độ lợi anten lớn, tổn hao phải nhỏ, tổn thất khơng gian dây dẫn tần khác chủ yếu sử dụng cho đường trung kế ngắn đường trung kế phụ Dung lượng đóng vai trò quan trọng việc chọn băng tần hoạt động cho hệ thống, bảng sau cho ta tham khảo băng tần chọn dung lượng Băng tần ( MHz) 1495 - 1535 2110 - 2130 2160 - 2180 3700 - 4200 5925 - 6425 10700 - 11700 BẢNG 2-2-1 : Các băng tần số cấp phát FCC cho hệ thống Viba số luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC SỰ SẮP XẾP CÁC KÊNH RF Sự xếp kênh RF phần quan trọng việc thiết kế hệ thống Nó đặc biệt quan trọng cho hệ thống vơ tuyến chuyển tiếp Vì mức khác biệt tín hiệu vơ tuyến ngõ vào ngõ trạm lặp thay đổi từ 60 - 80 dB việc sử dụng tần số vơ tuyến ngõ ngõ vào gây tượng giao thoa động phản hồi Trong Viba chuyển tiếp ta thường sử dụng kế hoạch hai tần số kế hoạch bốn tần số Kế hoạch bốn tần số sử dụng rộng rãi lí kinh tế Nó cần hai tần số cho mạch RF Thường bốn anten sử dụng cho trạm lắp đặt với kế hoạch hai tần số với anten sử dụng cho hai nhiều kênh RF song cơng đường hình vẽ: f1a f-1b f-1c f-2a f-2c f-2c Hình2 -3-1 trạm lặp kế hoạch hai tần số cho vài kênh RF song cơng Kế hoạch bốn tần số đòi hỏi tỷ lệ trước sau (front to back) mẫu xạ anten anten hoạt động tần số khác Sự xếp kênh RF Bảng sau liệt kê giới thiệu CCIR xếp kênh RF cho hệ vơ tuyến chuyển tiếp cho mạch quốc tế: CCIR Rec luận án tốt nghiệp 279 - 1, 382 - 383 - 384 - 386 - 387 Bảng - - Các đề nghị CCIR xếp kênh RF Hình - - làm rõ ví dụ xếp kênh RF dựa vào CCIR Rec 338 - Các hệ thống phụ đòi hỏi cho kênh phục vụ kết hợp băng tần RF hệ thống chính, có điều kiện thuận lợi anten sử dụng chung cho hai hệ thống Một ví dụ xếp kênh RF cho hệ thống phụ cho hình 2-3-2 dựa vào CCIR Rec Trong hình vẽ hai mạch RF bình thường mạch RF bình thường RF dự phòng cung cấp cho kênh phục vụ theo hướng cho phép phân tập tần số trung tần Sự xếp kênh RF hình 2-3-2 làm rõ lại hình 2-3-4 nhận xét ta mối quan hệ kênh kênh trở trạm lặp sử dụng kế hai tần số Một kênh sử dụng kênh dự phòng Sự phân cực khác sử dụng cho kênh kế cận để giảm giao thoa RF 5925 MHz 250MHz 252.05MHz -248.9 (F) -249.5 (A) 29.65 MHz kênh RF hệ thống44.5MHzphụ A: Biên độ giải điều chế B: tần sồ điều chế Hình 2-3-2 Sự xếp kênh RF +248.9 (F) +249.5 (A) V H Hệ thống phụ V H 8’ 7’ 7’ 6’ 6’ 5’ 4’ 4’ luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 250MHZ 250 MHz Đối với hệ thống Viba điểm nối điểm Do khơng có cấu hình trạm lặp nên xếp kênh RF trở nên đơn giản nhiều ta cần quan tâm đến số điểm sau Các tần số Viba khác sử dụng vùng liên quan - Các trạm Viba gây giao thoa đến hệ thống - Việc thiết kế hệ thống Viba khơng gây nhiễu cho hệ thống Viba có khơng bị hệ thống gây nhiễu luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số if(getche() == '6') break ; } } void gain() //do loi { double D,n; clrscr(); printf("\t\tTinh Toan Do Loi\n"); printf("Cho biet cong suat may phat(dBm): "); scanf("%lf",&pt); printf("Cho biet duong kinh anten (m): "); scanf("%lf",&D); printf("Cho biet goc mo hieu dung: "); scanf("%lf",&n); printf("Cho biet nguong thu ung voi BER = 10^-3 (dB): "); scanf("%lf",&RXa); printf("Cho biet nguong thu ung voi BER = 10^-6 (dB): "); scanf("%lf",&RXb); G = 20 * log10(D) - 20*log10(lamda) + 10 * log10(n) + 9.943; G1 = pt; Gt = 2*G + G1 ; A1 = A - Gt; pr = pt -A1; FMa = pr -RXa; FMb = pr - RXb; clrscr(); printf("\n"); printf("Do loi cua anten: %.3lf dB\n",G); printf("Do loi may phat: %.3lf dB\n",G1); printf("Tong loi: %.3lf dB\n", Gt); printf("Tong ton hao: %.3lf dB\n", A1); printf("Muc dau vao cua may thu: %.3lf dBm\n", pr); printf("Do du tru fading phang FMa: %.3lf dB,voi BER = 10^-3\n", FMa); printf("Do du tru fading phang FMb: %.3lf dB,voi BER = 10^-6\n", FMb); getch(); } void fading() //gom xac suat fading nhiue tia, xs tai cac nguong, thoi gian fading { double a,c, alpha,beta,c2; double gamma,M,nuy,K,t; clrscr(); printf("Cho biet he so cai tien dac trung cho dia hinh a (0.25 - 4): "); scanf("%lf",&a); printf("Cho biet he so dia hinh C: \n"); printf(" 1 cho dia hinh trung binh co hau on doi\n"); printf(" cho dia hinh tren mat nuoc bo bien hay hau am uot\n"); printf(" 0.25 cho dia hinh mien nui va hau kho\n"); switch (getch()) 103 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số { case '1' : c = 1;printf("C=1"); break; case '2' : c = 4;printf("C=4"); break; case '3' : c = 0.25;printf("C=0.25"); break; default : c=1; } printf("\nCho biet alpha2: "); scanf("%lf",&alpha); printf("Cho biet beta2: "); scanf("%lf",&beta); printf("Cho biet c2: "); scanf("%lf",&c2); printf("Cho biet toc bit cuc dai gama b (MBit/s): ");scanf("%lf",&gamma); printf("Cho biet so muc so dieu che M : "); scanf("%lf",&M); printf("Cho biet dang dieu che :\n"); printf("1 QAM 64\n"); printf("2 QAM 16\n"); printf("3 PSK 8\n"); printf("4 PSK 4\n"); switch( getch()) { case '1' : printf("Ban chon QAM 64\n"); K = 15.4; break; case '2' : printf("Ban chon QAM 16\n");K = 5.5; break; case '3' : printf("Ban chon PSK 8\n");K = 7; break; case '4' : printf("Ban chon PSK 4\n");K = 1; break; default : printf("Ban chon khong dung!\nMac nhieu la QAM 64!");K = 15.4; } clrscr(); po=0.3*a*c*(f/4)*pow( (d/50),3); pa = pow(10,(-FMa/10)); pb = pow(10,(-FMb/10)); Ta = c2*pow(10,( (-alpha)* FMa)/10)*pow(f,beta); Tb = c2*pow(10,( (-alpha)* FMb)/10)*pow(f,beta); Za = 0.548*log(10/Ta); Zb = 0.548*log(10/Tb); Za = arround(Za); Zb = arround(Zb); if(Za>mem || Zb>mem) { printf("So lieu ngoai bang tra!"); delay(500); exit(1);} p10 = 0.5*erfc_fun(Za); p60 = 0.5*erfc_fun(Zb); if(po>10) nuy =1; if(0.1[...]... pw 19 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số giá trị này cho thấy tạp âm khơng có trọng số ở kênh trên cùng của băng gốc 4.Giao thoa vơ tuyến với các hệ số khác Giao thoa vơ tuyến nên kiểm tra khơng chỉ trong hệ thống Viba thiết kế mà còn với các hệ thống Viba khác Những phần sau đây có thể là ngun nhân của sự giao thoa vơ tuyến này a.Giao thoa vơ tuyến với hệ thống Viba khác Khi các hệ thống Viba. . .luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC 4 QUYẾT ĐỊNH TIÊU CHUẨN THỰC HIỆN Các tiêu chuẩn kỹ thuật có thể phân loại như sau: a/ Tiêu chuẩn hành chính b/ Mục tiêu thiết kế (cho các nhà thiết kế các thiết bị) c/ Mục tiêu thiết kế (cho các nhà thiết kế hệ thống) d/ Sự vận hành hay các mục tiêu bảo dưỡng Các mục tiêu này có... chuẩn cho tần số RF trong luật vơ tuyến (Radio Regulations) Thiết lập bởi hiệp hội liên hệ quốc tế Trong việc chọn băng tần số RF cũng như trong việc thiết kế các trạm vơ tuyến mặt đất sử dụng cùng băng tần với hệ thống liên lạc vệ tinh, Ta xét đến những tiêu chuẩn này Có khá nhiều các giới thiệu hoặc ghi chép của CCIR trong việc thiết kế một hệ thống Viba chuyển tiếp Khi thiết kế tuyến Viba điểm nối... đặc điểm của thiết bị Viba sử dụng Vì vậy việc lựa chọn vị trí sẽ khơng quan tâm đến tạp âm điều chế tương hỗ 2 Tạp âm nhiệt: Tỉ số của tín hiệu đối với tạp âm nhiệt ở ngõ ra máy thu được quyết định bởi mức tín hiệu nhận được và chỉ tiêu của thiết bị Viba sử dụng Cơng suất tín hiệu nhận được trên một đường truyền Viba được tính bằng cơng thức: 17 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số Pr = Pt +... thường Khi một đường truyền Viba dài thì khơng tránh khỏi các khó khăn gây ra bởi địa hình Trong trường hợp này nên thực hiện phân tập khơng gian hoặc phân tập tần số 3.Sự bảo vệ cho các quĩ đạo vệ tinh 8 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số Các hệ thống, liên lạc vệ tinh và các hệ thống Viba đất sử dụng băng sóng Viba (ví dụ: các băng tần từ 4-6 GHz) Do đó, cần phải thiết lập vài giới hạn kỹ thuật... khơng 13 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số Điểm phản xạ như là hình 2-5-8 có thể tìm bằng đồ thị ở hình 2-5-9 Đầu tiên các hệ số C và m có thể tính bằng cơng thức sau: h1 – h2 C =——— trong đó h1 > h2 2 d h1 + h2 m= ——— — 4ka(h1+h2) Trong đó : h1 , h2 : là chiều cao của hai anten (m) K: là hệ số hiệu dụng bán kính trái đất a đường kính trái đất C , m : là các hệ số Ở bước thứ hai thơng số b có... đồ thị ở hình 2-5-4và h0 có thể tính là tích của h0 và P: với sự điều chỉnh của hệ số p rút ra từ hình 2-5-5 d1 11 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số Hình 2-5-5 :Hệ số cho bán kính đới cầu thứ nhất ở điểm tùy chọn 3.Khoảng hở an tồn và tổn hao nhấp nhơ Trong hình 2-5-6 khoảng hở an tồn hc giữa đường thẳng của tuyến trực xạ và gợn sóng cản trở hs được tính bằng: d1 d1d2 hc =h1 d2 hc=h1 + d Trong... thơng của kênh thoại F :chỉ số tạp âm của máy thu S0 :độ lệch tần số hiệu dụng fm: Tần số tín hiệu ở băng gốc (cùng đơ vị với S 0) Cơng thức trên cho ta thấy chỉ số cơng suất tín hiệu nhận được quyết định tỉ số : Tín hiệu /tạp âm nhiệt (S/N) 3.Giao thoa vơ tuyến ngay trong một hệ thống Viba điểm nối điểm a.Tổng qt Có thể có rất nhiều ngun nhân khác nhau gây ra giao thoa vơ tuyến trong bản thân của hệ... chỉ tạo ra tạp âm giao thoa mà còn làm nhiễu loạn sự hoạt động của việc chuyển mạch kênh Viba Nếu mức của sóng khơng 18 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số mong muốn vượt qua mức nén của máy thu vậy máy thu sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi nhận được tín hiệu mong muốn hoặc mức của nó rơi xuống dưới mức nén Tỉ số tín hiệu/tạp âm giao thoa (S/I) của một kênh điện thoại có thể được viết như sau (giả... kế thấp hơn tiêu chuẩn của CCIR Đối với những đường thoại địa phương tiêu chuẩn của CCIR có thể chấp nhận được vì lí do kinh tế, chúng ta có thể cho phép khoản cách bước nhảy dài hơn, hoặc giảm cơng suất phát hoặc độ lợi Anten Ngồi ra các đơn giản hố về độ tin cậy Hệ thống quan sát hệ thống dự phòng … cũng làm giảm chi phí 7 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC 5 CHỌN VỊ TRÍ VÀ TÍNH TỐN THIẾT