thiết kế tuyến vi ba số tp tam kỳ- đà nẵng

Việt Hàn IT Đồ án môn học
LỜI MỞ ĐẦU
Gắn liền với sự phát triển của nhân loại thông tin liên lạc đã trở nên hết sức quan
trọng, nó không thể thiếu được trong đời sống của con người và phát triển của xã hội.
Để đáp ứng được nhu cầu của con người ngày càng cao. Thông tin vi ba ra đời và phát
triển với nhịp độ rất nhanh trở thành hệ thống có những tính năng ưu việt vượt bậc
hơn hẳn những hệ thống thông tin hữu tuyến trước nó.
Ưu điểm nổi bật của hình thức thông tin sóng ngắn hay viba số đơn giản chất
lượng vẫn đảm bảo…Nhưng nhược điểm của hình thức này là không ổn định và chịu
nhìu ảnh hưởng của môi trường, đặc biệt hiện tượng phađinh. Do vậy mà việc thiết kế
tuyến viba đòi hỏi phải cụ thể và chính xác.
Để thỏa mãn nhu cầu trên thì chúng ta cần phải có một mang lưới viễn thông
mạnh thì đều đầu tiên là chúng ta cần phải có những tuyến Viba số thỏa mãn được đều
đó
Chính vì thế em đã chọn đề tài:”Thiết kế tuyến vi ba số TP Tam Kỳ- Đà
Nẵng“với chiều dài tuyến là 60km.
Với mục đích gắn quá trình học tập và nghiên cứu để tìm hiểu một công nghệ
mới tiên tiến trên cơ sở những kiến thức đã học và nghiên cứu những tài liệu mới. Đồ
án gồm 3 chương:
Chương1: TỔNG QUAN VIBA
Chương2: THIẾT KẾ TUYẾN VI BA
Chương3: TÍNH TOÁN,MÔ PHỎNG TUYẾN VIBA
Chương4: DÙNG MATLAB ĐỂ TÍNH TOÁN
Vì kinh ngiệm thực tế còn rất ít và thời gian hạn chế nên quá trình làm đề tài
môn học chúng em không tránh khỏi thiếu xót, rất mong nhận được sự đóng góp ý của
thầy và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo bộ
môn Nguyễn Vũ Anh Quang.
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 1
Việt Hàn IT Đồ án môn học
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VI BA 5
1.1 Đặc điểm 5
1.2 Mô hình 5
1.3 Phân loại 7
1.4 Ưu, nhược điểm 7
1.5 Phương thức truyền dẫn 8
1.5.1 Điểm nối điểm 8
1.5.2 Điểm đa điểm 8
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TUYẾN VI BA 10
2.1 Mục tiêu và yêu cầu 10
2.1.1 Mục tiêu về kỹ thuật 10
2.1.2 Mục tiêu kinh tế: 10
2.1.3 Tính toán các thông số: 10
2.2 Các bước thiết kế tuyến vi ba số 11
2.2.1 Khảo sát vị trí đặt trạm: 11
2.2.2 Chọn tần số làm việc: 12
2.2.3 Miền Fresnel 12
2.3 Tính toán chiều cao của tháp anten: 13
2.4. Tính toán các nhân tố ảnh hưởng và các tham số của đường truyền 14
2.4.1. Tính toán các nhân tố ảnh hưởng đến đường truyền 14
2.4.2 Tính toán các tham số của tuyến: 15
2.4.3 Tính toán các tham số chất lượng của tuyến 15
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN,MÔ PHỎNG TUYẾN VIBA 16
3.1. Các thông số của tuyến và đặc tính của thiết bị 16
3.1.1. Các thông số của tuyến: 16
3.1.2 Các thông số của thiết bị 16
3.2 Tính toán các giá trị đường truyền: 16
3.2.1 Độ lồi quả đất: 17
3.2.2 Bán kính thứ nhất của Frensen (F1) : 17

SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 2
Việt Hàn IT Đồ án môn học
3.2.3 Tính chiều cao của anten tại trạm VN1 17
3.2.4 Tính toán suy hao của hệ thống : 18
3.2.5 Các giá trị của thiết bị: 19
Chương IV: DÙNG MATLAB ĐỂ TÍNH TOÁN 20
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 3
Việt Hàn IT Đồ án môn học
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Mô hình của hệ thống vi ba số tiêu biểu 6
Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị thu phát vi ba số 6
Hình 1.3: Mô hình của hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu 8
Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba số điểm nối đa điểm tiêu biểu 9
Hình 2.1 Tuyến Viba trên địa hình thực tế 11
Hình 2.2 Mặt cắt nghiêng của tuyến 11
Hình 2.3 Mô hình vật chắn trên đường truyền 13
Hình 2.4 Biểu diễn chiều cao anten trên mặt cắt nghiêng 14
Hình 3.1 Độ cao thực tế 18
Hình 4.1 Hình hiển thị số liệu tính toán trên matlab 20
Hình 4.2 Hình hiển thị kết quả trên Matlab 20
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 4
Việt Hàn IT Đồ án môn học
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VI BA
1.1 Đặc điểm
Thông tin vi ba số là một trong 3 phương tiện thông tin phổ biến hiện nay (bên
cạnh thông tin vệ tinh và thông tin quang). Hệ thống vi ba số sử dụng sóng vô tuyến và
biến đổi các đặc tính của sóng mang vô tuyến bằng những biến đổi gián đoạn và
truyền trong không trung. Sóng mang vô tuyến được truyền đi có tính định hướng rất
cao nhờ các anten định hướng.
Hệ thống Vi ba số là hệ thống thông tin vô tuyến số được sử dụng trong các

đường truyền dẫn số giữa các phần tử khác nhau của mạng vô tuyến.
Hệ thống Vi ba số có thể được sử dụng làm:
+ Các đường trung kế số nối giữa các tổng đài số.
+ Các đường truyền dẫn nối tổng đài chính đến các tổng đài vệ tinh.
+ Các đường truyền dẫn nối các thuê bao với các tổng đài chính hoặc các tổng
đài vệ tinh.
+ Các bộ tập trung thuê bao vô tuyến.
+ Các đường truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động để kết nối các máy
di động với mạng viễn thông.
Các hệ thống truyền dẫn Vi ba số là các phần tử quan trọng của mạng viễn thông,
tầm quan trọng ngày nay cũng được khẳng định khi các công nghệ thông tin vô tuyến
mới như thông tin di động được đưa vào sử dụng rộng rãi trong mạng viễn thông.
1.2 Mô hình
Một hệ thống vi ba số bao gồm một loạt các khối xử lý tín hiệu. Các khối này có
thể được phân loại theo các mục sau đây:
+ Biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số
+ Tập hợp các tín hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tín hiệu băng tần gốc
+ Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền trên kênh thông tin
+ Truyền tín hiệu băng gốc trên kênh thông tin
+ Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin
+ Xử lý tín hiệu băng gốc thu được để phân thành các nguồn khác nhau tương
ứng
+ Biến đổi tín hiệu số thành các tín hiệu tương tự tương ứng
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 5
Việt Hàn IT Đồ án môn học
Hình 1.1: Mô hình của hệ thống vi ba số tiêu biểu
- Biến đổi ADC và DAC có thể được thực hiện bằng một trong các phương pháp
sau đây: Điều và giải điều xung mã (PCM); xung mã Logarit (Log(PCM)); xung mã vi
sai (DPCM); xung mã vi sai tự thích nghi (ADPCM); Điều và giải điều delta (DM);
Delta tự thích nghi (ADM).

- Tập hợp các tín hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tín hiệu băng gốc và phân
chia tín hiệu số từ tín hiệu băng gốc được thực hiện nhờ quá trình ghép-tách. Có hai hệ
thống ghép-tách chủ yếu: theo thời gian TDM và theo tần số FDM. Trong FDM có các
tập hợp nhóm, siêu nhóm, chủ nhóm hoặc 16 siêu nhóm. FDM của các kênh âm tần
thường cần thiết giao tiếp với hệ thống truyền dẫn số (nhờ các bộ Codec)
- Việc xử lý tín hiệu băng gốc thành dạng sóng vô tuyến thích hợp để truyền trên
kênh thông tin phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn vì mỗi môi trường truyền dẫn có
đặc tính và hạn chế riêng. Việc xác định sơ đồ điều chế và giải điều chế thích hợp yêu
cầu độ nhạy của thiết bị tương ứng với tỉ lệ lỗi bit BER cho trước ở tốc độ truyền dẫn
nhất định, phụ thuộc vào độ phức tạp cũng như giá thành của thiết bị
Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị thu phát vi ba số.
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 6
Việt Hàn IT Đồ án môn học
1.3 Phân loại
Phụ thuộc vào tốc độ bớt của tớn hiệu PCM cần truyền, các thiết bị vụ tuyến phải
được thiết kế, cấu tạo phự hợp để có khả năng truyền dẫn các tín hiệu đó. Có thể phân
loại như sau:
+ Vi ba số băng hẹp: được dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ 2Mbit/s, 4
Mbit/s và 8 Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 30 kênh, 60 kênh và 120
kênh. Tần số sóng vô tuyến (0,4 - 1,5)GHz.
+ Vi ba số băng trung bình: được dựng để truyền các tín hiệu có tốc độ từ (8-34)
Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 120 đến 480 kênh. Tần số sóng vô
tuyến (2 - 6)GHz
+ Vi ba số băng rộng: được dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ từ (34-140)
Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại là 480 đến 1920 kênh. Tần số sóng vô
tuyến 4, 6, 8, 12GHz.
1.4 Ưu, nhược điểm
 Một số ưu điểm của hệ thống vi ba số
- Nhờ có tính chống nhiễu tốt, các hệ thống vi ba số có thể hoạt động tốt với tỉ số
sóng mang / nhiễu (C/N)>15dB. Trong khi đó hệ thống vi ba tương tự yêu cầu (C/N)

lớn hơn nhiều (>30dB, theo khuyến nghị của CCIR). Điều nμy cho phép sử dụng lại
tần số đó bằng phương pháp phân cực trực giao, tăng phổ hiệu dụng và dung lượng
kênh.
- Nhờ sử dụng các bộ lặp tái sinh luồng số liệu nên tránh được nhiễu tích lũy
trong hệ thống số. Việc tái sinh này có thể được tiến hành ở tốc độ bit cao nhất của
băng tần gốc mà không cần đưa xuống tốc độ bit ban đầu.
- Nhờ các phương thức mã hoá và ghép kênh theo thời gian dùng các vi mạch
tích hợp cỡ lớn nên thông tin xuất phát từ các nguồn khác nhau như điện thoại, máy
tính, facsimile, telex, video được tổng hợp thành luồng bit số liệu tốc độ cao để
truyền trên cùng một sóng mang vô tuyến.
- Cùng một dung lượng truyền dẫn, công suất phát cần thiết nhỏ hơn so với hệ
thống tương tự làm giảm chi phí thiết bị, tăng độ tin cậy, tiết kiệm nguồn. Ngoài ra,
công suất phát nhỏ ít gây nhiễu cho các hệ thống khác.
 Một số khuyết điểm của hệ thống vi ba số
- Khi các thông số đường truyền dẫn như trị số BER, S/N thay đổi không đạt giá
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 7
Việt Hàn IT Đồ án môn học
trị cho phép thì thông tin sẽ gián đoạn, khác với hệ thống tương tự thông tin vẫn tồn tại
tuy chất lượng kém
- Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng hơn so với hệ
thống tương tự.
- Hệ thống này dễ bị ảnh hưởng của méo phi tuyến do các đặc tính bão hoà, do
các linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính nμy không xảy ra cho hệ thống tương tự FM
Các vấn đề trên đã được khắc phục nhờ áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới như điều chế
số nhiều mức, dùng thiết bị dự phòng (1+n) và sử dụng các mạch bảo vệ.
1.5 Phương thức truyền dẫn
1.5.1 Điểm nối điểm
Hình 1.3: Mô hình của hệ thống vi ba số điểm nối điểm tiêu biểu.
Mạng vi ba số điểm nối điểm hiện nay được sử dụng phổ biến. Trong các mạng
đường dài thường dùng cáp sợi quang còn các mạng quy mô nhỏ hơn như từ tỉnh đến

các huyện hoặc các nghành kinh tế khác người ta thường sử dụng cấu hình vi ba số
điểm-điểm dung lượng trung bình hoặc cao nhằm thoả mãn nhu cầu của các thông tin
và đặc biệt là dịch vụ truyền số liệu. Ngoài ra, trong một số trường hợp vi ba dung
lượng thấp là giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho các mạng nội hạt, mạng
thông tin di động.
1.5.2 Điểm đa điểm
Mạng vi ba số này trở thành phổ biến trong một số vùng ngoại ô và nông thôn.
Mạng bao gồm một trạm trung tâm phát thông tin trên một an ten đẳng hướng phục vụ
cho một số trạm ngoại vi bao quanh. Nếu các trạm ngoại vi này nằm trong phạm vi
(bán kính) truyền dẫn cho phép thì không cần dùng các trạm lặp, nếu khoảng cách xa
hơn thì sẽ sử dụng các trạm lặp để đưa tín hiệu đến các trạm ngoại vi. Từ đây, thông
tin sẽ được truyễn đến các thuê bao. Thiết bị vi ba trạm ngoại vi có thể đặt ngoài trời,
trên cột.v.v mỗi trạm ngoại vi có thể được lắp đặt thiết bị cho nhiều trung kế. Khi
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 8
Việt Hàn IT Đồ án môn học
mật độ cao có thể bổ sung thêm thiết bị; được thiết kế để hoạt động trong các băng tần
1,5GHz -1,8GHz và 2,4GHz sử dụng một sóng mang cho hệ thống hoàn chỉnh.
Hiện nay các hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz đã được chế tạo và lắp đặt ở
Châu Âu để cung cấp các dịch vụ số liệu (Kbit/s) Internet trong mạng nội hạt khoảng
cách 10Km. Trạm trung tâm phát tốc độ bit khoảng 8,2Mb/s và địa chỉ mỗi trạm lại sử
dụng kỹ thuật TDMA.

Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba số điểm nối đa điểm tiêu biểu.
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 9
Việt Hàn IT Đồ án môn học
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TUYẾN VI BA
2.1 Mục tiêu và yêu cầu
2.1.1 Mục tiêu về kỹ thuật
Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật theo CCITR, tức là thời gian gián đoạn cho
phép. Theo đó, xác suất lỗi bít cho phép của tuyến truyền vi ba số là BER< 10

-3
với
các tuyến dài nhỏ hơn 280 km.
Độ khả dụng Av của hệ thống ( tức là khả năng công tác của hệ thống) được đảm
bảo khi thiết kế:
- 99,98 % thời gian làm việc tốt. Cụ thể như: Nếu là liên lạc thoại thì trong 3
tháng bất kỳ không có quá 30 cuộc thoại bị gián đoạn.
- Công thức tính độ khả dụng của hệ thống theo CCITR (99.98%) là:

)*
100
*2500(100
21






−+
−=
Trong đó: A: độ khả dụng của hệ thống
L : Chiều dài tuyến thiết kế
T
1
: Thời gian gián đoạn của một hướng (s)
T
2
: Thời gian gián đoạn của hướng ngược lại(s)
Tb: Thời gian mất liên lạc khi phát 2 hướng song công

Ts: Tổng thời gian nghiên cứu(s)
2.1.2 Mục tiêu kinh tế:
Với bất kỳ hệ thống kỹ thuật nào đều tuân thủ theo quy luật tương tác giữa chi
phí đầu tư và hiệu quả của sản xuất được thể hiện qua chất lượng của sản phẩm. Hệ
thống viễn thông cũng vậy. Nếu tỷ số BER mà thấp thì chất lượng dịch vụ sẽ tăng, và
như vậy thì chi phí đầu vào sẽ cao. Vậy mục đích kinh tế đầu tiên là thiết kế tuyến có
chất lượng cao mà chi phí hợp lý nhất
Do vậy, người thiết kế phải tính toán chính xác các thông số kỹ thuật theo tiêu
chuẩn quy định, tính toán đến mục đích sử dụng của hệ thống và cả tình hình tài chính
của đơn vị thi công, để từ đó lựa chọn thiết bị cho phù hợp, nhằm tránh lãng phí và đạt
hiệu suất cao nhất.
2.1.3 Tính toán các thông số:
+ Tính toán đường truyền dẫn
+ Tính toán chỉ tiêu chất lượng
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 10
Việt Hàn IT Đồ án môn học
+ Tính toán thời gian mất thông tin
+ Lắp đặt thiết bị, anten, đưa hệ thống vào hoạt động thử nghiệm để kiểm tra.
2.2 Các bước thiết kế tuyến vi ba số
2.2.1 Khảo sát vị trí đặt trạm:
+ Xác định tuyến trên bản đồ( trên bản đồ địa hình của khu vực xây dựng trạm)
Hình 2.1 Tuyến Viba trên địa hình thực tế
+ Tạo nên các bản vẽ mặt cắt nghiêng của tuyến.
+ Ký hiệu trên bản đồ: trạm A là trạm thứ nhất và trạm B là trạm thứ hai. Sau đó
vẽ một mặt cắt nghiêng của đường truyền.
Hình 2.2 Mặt cắt nghiêng của tuyến
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 11
Việt Hàn IT Đồ án môn học
Phương trình sau cho ta xác định chỗ lồi của mặt đất:

1000
2
1
21


 =

→Ei =
4. 1. 2
51.
 

[m]
!"#$%&'
!() *+,-.%%/01023
45'.67894%&':;
!<4*894=%%&':0445'.67;
!'
(
*%4>%'%8'?%&''
!'
)
*@4>%'%8'?%&''2
2.2.2 Chọn tần số làm việc:
Công việc này liên quan đến việc chọn thiết bị cho tuyến và liên quan đến tần số
sóng vô tuyến của các hệ thống lân cận. Việc lựa tần số phải tránh can nhiễu với các
tần số khác đã tồn tại xung quanh khu vực, xem xét có thể bố trí việc phân cực anten
như thế nào cho hợp lý. Khi sử dụng các thiết bị thì giá trị các tiêu chuẩn được chọn
theo khuyến nghị của CCIR.

2.2.3 Miền Fresnel
Đó là miền có dạng hình elip từ anten phát đến anten thu. Miền Fresnel là một
môi trường vây quanh tia truyền thẳng.
Đường biên của miền Fresnel thứ nhất tạo nên quỹ tích sao cho bất kì tín hiệu
nào đi đến anten thu qua đường này sẽ dài hơn so với đường truyền trực tiếp một nửa
bước sóng (λ/2) của tần số sóng mang. Miền bên trong của elip thứ nhất này gọi là
miền Fresnel thứ nhất. Nếu tồn tại một vật cản ở rìa của miền Fresnel thứ nhất thì sóng
phản xạ sẽ làm suy giảm sóng trực tiếp, mức độ suy giảm tuỳ thuộc vào biên độ của
sóng phản xạ.
Do đó việc tính toán đối với miền Fresnel thứ nhất đòi hỏi có tính chính xác để
việc thông tin giữa hai trạm không bị ảnh hưởng đáng kể bởi bước sóng phản xạ này.
Bán kính của miền Fresnel thứ nhất (F1) được xác định theo công thức sau:
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 12
Việt Hàn IT Đồ án môn học

[ ] [ ]
A


B
2/1
21
2
)/(32,171 ==
λ
C() *+,-.%%/0102345DE
4>B?#?,-%;
C .%%'40(C)
CB+#$#E.'.FG ;
Hình dưới chỉ ra mô hình của vật chắn trên đường truyền dẫn, trong đó F1 là bán

kính miền Fresnel thứ nhất, F là khoảng hở thực; là khoảng cách giữa tia trực tiếp và
một vật chắn hình nêm tại địa điểm tính toán miền Fresnel thứ nhất. Theo các chỉ tiêu
thiết kế về khoảng hở đường truyền được khuyến nghị thì độ cao tối thiểu của anten
phải đảm bảo sao cho tín hiệu không bị nhiễu xạ bởi vật chắn nằm trong miền Fresnel
thứ nhất là F=0.577F1 (khoảng 60% F1→C=0,6)

Hình 2.3 Mô hình vật chắn trên đường truyền
2.3 Tính toán chiều cao của tháp anten:
Để tính chiều cao của tháp anten thì trước tiên phải xác định được độ cao của tia
vô tuyến truyền giữa hai trạm. Trên cơ sở của độ cao tia đã có để tính độ cao tối thiểu
của tháp anten để thu được tín hiệu.
Biểu thức xác định độ cao của tia vô tuyến như sau:
B=E(k) + (O+T) +CF1
=
A

@H


21
21
32,17)(
51
4
+++








[ ]

SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 13
Việt Hàn IT Đồ án môn học
Trong đó: + ()A,-%I.,.%J.K%
+ *"#$%&'LM;
C%*"#$D@(
CH*%4>%'1N%O
C*%4>%'%&'%PQ%$4%R'
Hình 2.4 Biểu diễn chiều cao anten trên mặt cắt nghiêng
Thông thường thì độ cao của tia B được tính toán tại điểm có một vật chắn cao
nhất nằm giữa tuyến.
Tính độ cao của anten để làm hở một vạt chắn nằm giữa tuyến. Ở bước khảo sát,
ta đã xác định độ cao của hai vị trí đặt trạm so với mặt nước biển tương ứng là h1 và
h2. Ta sẽ tính độ cao của cột anten còn lại khi biết trước độ cao của một cột anten.

[ ]
1222221
)/()( '2'' −+−++=
[m]

[ ]
212111
)/()( '2''
−+−++=
[m]
'
1

'
2
 *8%'%&'8.'4'?%+
2.4. Tính toán các nhân tố ảnh hưởng và các tham số của đường truyền
2.4.1. Tính toán các nhân tố ảnh hưởng đến đường truyền
=#Q'%J.#/030ST,D.%%Q3$#'*
CU8=VA'4SW.: tác động của fadinh là làm thay đổi mức ngưỡng thu
của máy thu, khi bị ảnh hưởng của fadinh phẳng máy thu có thể nhận được tín hiệu rất
yếu từ đường truyền và có thể làm gián đoạn thông tin. Độ dự trữ fadinh đc tính theo
công thức sau:
Fm = 10lg(W0/W)dB = [W0(dBm) – W(dBm) ] [dB]
- W0: mức tín hiệu thu không fadinh (dB)
- W: mức tín hiệu thu được thực tế thấp (dBm)
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 14
Việt Hàn IT Đồ án môn học
+ B'4='%X: chủ yếu ảnh hưởng đến các hệ thống viba số có dung lượng
trung bình (34Mb/s) và dung lượng cao (140Mb/s)
2.4.2 Tính toán các tham số của tuyến:
+ Y'J..4'=Z

): là tổn hao lớn nhất cần phải xem xét. Đây là
tổn hao do sóng vô tuyến lan truyền từ trạm này đến trạm kia trong môi trường không
gian.

A
0
= 20lg
λ
π
4

= 20lg
%
A
π
4
(
A
%
=
λ
)
A
0
= 92,5 + 20lg(f) + 20lg(d) [dB]
với f: tần số sóng mang [GHz]
d: độ dài tuyến [km]
+ Y'[: tổn hao này cũng được cho bởi nhà cung cấp thiết bị. Mức
tổn hao này thường khoảng (2 – 8)dB.
2.4.3 Tính toán các tham số chất lượng của tuyến
Chất lượng đường truyền được đánh giá dựa trên tỷ số BER. Các tỷ số BER
thường được sử dụng trong viba số là: BER = 10
3−
và BER = 10
6−
tương ứng với 2
mức ngưỡng RXa và RXb.
+ Độ dự trữ pha dinh ứng với RXa và RXb là FMa và FMb:
FMa = Pr – RXa với BER = 10
3−
FMb = Pr – RXa với BER = 10

6−

+ Xác suất đạt đến ngưỡng thu RXa ; RXb.
Pa =
10
10
'
B\
Pb =
10
10

B\
Trong đó FMa và FMb là độ dự chữ pha dinh tương ứng với các tỷ số BER
+ Khoảng thời gian pha dinh: Ta và Tb là các giá trị đặc trừng cho khoảng thời
gian tồn tại pha dinh tương ứng với FMa và FMb :
Ta = C2.10






−
10
2 '
B\
α
.
2

β
A
Tb = C2.10






−
10
2 
B\
α
.
2
β
A
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 15
Việt Hàn IT Đồ án môn học
với C2 = 10,3d ;
5,0
2
=
α
;
5,0
2
−=
β

lấy theo khuyến nghị.
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN,MÔ PHỎNG TUYẾN VIBA
Ta tiến hành thiết kế tuyến vi ba số giữa Trung tâm viễn thông liên tỉnh VN1 đặt
ở TP. Đà Nẵng và Bưu điện TP. Tam Kỳ. Như vậy trạm VN1 là trạm A,trạm Bưu điện
TP.Tam Kỳ là trạm B.
3.1. Các thông số của tuyến và đặc tính của thiết bị
3.1.1. Các thông số của tuyến:
Qua quá trình khảo sát ta có các thông số của tuyến như sau:
- Tổng độ dài tuyến truyền là 60 km
- Cách Trạm VN1 10km có toà nhà cao nhất ( 20 tầng), toà nhà cao nhất là 70 m
- Địa hình đồi núi có độ cao trung bình là khoảng 7_10m
- Độ cao trạm A(VN1) so với mục nước biển là 15m, Trạm B (Đà Nẵng) là 20m
- K= 4/3 và C= 1 ( theo kiến nghị CCIR)
- Chọn độ cao anten của trạm Đà Nẵng là 65m ( Trạm VN1 cần tính)
Trạm VN1 (A) Trạm Đà Nẵng (B)
K/Cách từ điểm cao nhất 10km 50km
Độ cao so với mực nước biển 15m 20m
Chọn độ cao cột anten Cần tính 65m
3.1.2 Các thông số của thiết bị
Ta chọn các thiết bị làm việc của tuyến có các thông số như sau:
- Tần số làm việc của trạm VN1 là: 4,85 Ghz và tần số làm việc của trạm Tam
Kỳ là 5,15 Ghz → Tần số làm việc trung tâm là 5Ghz.
- Công suất trạm phát là : 36 dbm
- Ngưỡng thu BER = 10
-6
= -87 db
- Chọn Anten Parabol có khẩu độ D= 2
- Độ lợi: G = 20logПD/λ = 42,5 db
- Dung lượng la 2*2 Mb/s
3.2 Tính toán các giá trị đường truyền:

SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 16
Việt Hàn IT Đồ án môn học
3.2.1 Độ lồi quả đất:



<
4
21
.
51
4
×=
= 4.10.50/51(4/3) = 29,41m
3.2.2 Bán kính thứ nhất của Frensen (F1) :
Đây là bán trục của Parapolloit của miền Frensen:

A

B
.
.
.32,17
21
1
=
= 17,32
10.50
5.60
= 22,36 m

Khoảng hở đường truyền : Với C = 0,6 nên ta có:
F – CF = 22,36 – 0,6*22,34 = 8,944 m
3.2.3 Tính chiều cao của anten tại trạm VN1
Ta có công thức tính độ cao cần thiết của tia vô tuyến là:
Bi = E(k) + (O+T) + CF1
Không có vật chắn, cây cối thấp hơn toà nhà nên:
O + T = 70 m
Thay giá trị vào ta có:
Bi = 29,41 + 70 + 13,4 = 112,81 m
Theo công thức tính độ cao còn lại ta có độ cao trạm VN1 là:
ha1 = (h2 + ha2)+ [B- (h2 + ha2)]d/d
2
- h1
= 85 + ( 112,81 – 85)*60/50 – 15
= 103,37 (m)
Thực tế ta phải cộng thêm vào giá trị tính toán một khoảng dự phòng, ta chọn
khoảng dự phòng là 0,6 m. Nên độ cao thực tế của cột anten là:
- Cột anten trạm VN1 (A) là : 103,37 + 0,6 = 103,97 m
- Cột anten trạm Tam Kỳ là : 65 + 0,6 = 65,6 m
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 17
Việt Hàn IT Đồ án môn học
Hình 3.1 Độ cao thực tế
3.2.4 Tính toán suy hao của hệ thống :
- Tổn hao không gian tự do:
A
0
= 92,5 + 20lg(f) + 20 lg(d)
với f : tần số trung tâm
d : khoảng cách giữa hai trạm
Thay số vào ta có:

A
0
= 92,5 + 20log5 + 20log60
= 142,04 db
- Tổn hao Feerder ( Phi đơ) L
Do sử dụng loại phi đơ WC42 có tiêu hao là 1db/100, và xét với độ dự phòng là
0,3db
Độ dài feeder ở trạm A là : l
1
= 103,97 . 0.3 = 31.191 m
Độ dài feeder ở trạm B là : l
2
= 65,6 . 0,3 = 19,68 m
Suy hao feeder trạm A: 31.191 . (1/32,8) = 0.93 dB
Suy hao feeder trạm B: 19,68 . (1/32,8) = 0,6 dB
Vậy tổng suy hao feeder là: L
f
= 0,93 + 0,6 = 1,53 dB
- Tổn hao rẽ nhánh
Theo quy định của CCIR thì tổn hao rẽ nhánh trong quy định là từ 2-8 db. Vì ta
dựa vào các thông số kỹ thuật của thiết bị thu- phát, Do đó ta chọn suy hao rẽ nhánh là
cho mỗi phía là 4db
- Tổn hao bộ phối hợp trở kháng và đầu nối là: 0.5dB cho 1 trạm => Tiêu hao
của cả hai bộ là 1db.
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 18
d
1
=10km
d
2

=50km
D= 60km
h
a2
=65,6m
h
a1
=115,6m
B
i
Việt Hàn IT Đồ án môn học
3.2.5 Các giá trị của thiết bị:
Độ khuếch đại(Độ lợi ) G
Chọn Anten làm việc có hệ số khuếch đại là
G
0
= 20log

(7,4 . D . f)
= 20log

(7,4 . 2 . 5)
= 37,38 dB
Cả hai phía đều phải dùng Anten, nên tổng độ khuếch đại là cả hai phía là :
G = 2.Go = 2. 37,38 = 74,76 db
- Tổng tiêu hao của cả tuyến (At)
At = 142,04 + 0,93 + 0,6 + 4.2 + 1 = 153,57 dB
- Vậy tổng công suất đầu vào máy thu Pr là :
Pr = Pt + G –At
= 36 + 37,38 – 153,57 = - 42,81db

Ta có: Theo tỷ số lỗi bít BER = 10
-6
, ngưỡng thu tối thiểu là -87 db. Mà ta tính
toán được -42,786db > -87db, nên chất lượng là đảm bảo.
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 19
Việt Hàn IT Đồ án môn học
Chương IV: DÙNG MATLAB ĐỂ TÍNH TOÁN
 Dùng Matlab để tính toán thông số tuyến
Hình 4.1 Hình hiển thị số liệu tính toán trên matlab
Hình 4.2 Hình hiển thị kết quả trên Matlab
Đoạn code chương trình
a=str2double(get(handles.edit1,'string')) ;%%%%Nhap chieu cao tram A
b=str2double(get(handles.edit2,'string')) ;%%%%Nhap chieu cao tram B
c=str2double(get(handles.edit3,'string')) ;%%%%Nhap chieu cao vat chan
g=str2double(get(handles.edit4,'string')) ;%%%%Nhap chieu cao cay coi
e=str2double(get(handles.edit10,'string')) ;%%%Nhap chieu cao anten tram A
e1=str2double(get(handles.edit11,'string')) ;%%Nhap chieu cao anten tram B
d=str2double(get(handles.edit5,'string')) ;%%%%Nhap khoan cach hai tram
d1=str2double(get(handles.edit6,'string')) ;%%%Nhap chieu dai d1
d2=str2double(get(handles.edit7,'string')) ;%%%Nhap chieu dai d2
f=str2double(get(handles.edit8,'string')) ;%%%%Nhap tan so lam viec
s=str2double(get(handles.edit12,'string')) ;%%%Nhap he so du tru cho feeder
D=str2double(get(handles.edit9,'string')) ;%%%%Nhap duong kinh anten
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 20
Việt Hàn IT Đồ án môn học
j=str2double(get(handles.edit13,'string')) ;%%%%Nhap suy hao re nhanh cho 1 tram
k=str2double(get(handles.edit14,'string')) ;%%%%Nhap suy hao phoi hop tro khang
cho 1 tram
Pt=str2double(get(handles.edit15,'string')) ;%%%%Nhap cong suat phat

if(isnan(a)==1 || isnan(b)==1 || isnan(c)==1 || isnan(e)==1 || isnan(d)==1||
isnan(d1)==1)||(isnan(d2)==1||isnan(f)==1||isnan(s)==1||isnan(D)||isnan(j)||isnan(k)||
isnan(Pt))
msgbox('hay nhap so')
end
if(a==0 || b==0 || c==0 || d==0 || d1==0 || d2==0 || f==0||j==0||k==0||Pt==0||D==0||
s==0||(e==0 && e1==0))
msgbox('nhap day du gia tri can tinh ')
elseif (d1>=d||d2>=d||(d1+d2)>d||(d1+d2)<d)
msgbox('khoang cach giua 2 anten sai')

elseif(a~=0 && b~=0 && c~=0 && g~=0 && d~=0 && d1~=0 && d2~=0 &&
f~=0&&e~=0 && e1~=0 && j~=0 && k~=0 && Pt~=0 && D~=0 && s~=0)
elseif(e~=0 && e1~=0)
msgbox('hay nhap gia tri cho 1 anten ')
else

F=17.3*sqrt((d1*d2)/(f*d));%%%%%% Ban kinh mien fresnel
set(handles.edit16,'string',num2str(F))
E=(4*d1*d2)/(51*(4/3));%%%%%%%%%% Do loi qua dat
set(handles.edit17,'string',num2str(E))
B=E+c+g+(0.6*F);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Chieu cao tia B
set(handles.edit18,'string',num2str(B))
end

if (e~=0&&e1==0)
h2=(a+e+(B-(a+e))*(d/d1)-b)+0.6
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 21
Việt Hàn IT Đồ án môn học
set(handles.edit11,'string',num2str(h2));%%%%Chieu cao anten tram B

h11=e+0.6
set(handles.edit10,'string',num2str(h11));%%%%Chieu cao anten tram A
elseif(e==0 && e1~=0)
h1=(b+e1+(B-(b+e1))*(d/d2)-a)+0.6
set(handles.edit10,'string',num2str(h1));%%%%Chieu cao anten tram A
h22=e1+0.6
set(handles.edit11,'string',num2str(h22));%%%%Chieu cao anten tram B
end

if(e~=0&&e1==0)
Lf=((h2*s)*(1/32.8))+((h11*s)*(1/32.8));
Gt=(20*log10(7.4*D*f))*2;
set(handles.edit19,'string',num2str(Gt));%%%% Do loi anten
Lfs= 92.5+(20*log10(f))+(20*log10(d))
Lb=j*2
Lr=k*2
L=Lfs+Lf+Lb+Lr
set(handles.edit24,'string',num2str(L));%%%%% Tong suy hao
Pr=Pt+Gt-L
set(handles.edit25,'string',num2str(Pr));%%%% Tong cong suat dau vao may thu
Fm= Pr-(-91)
set(handles.edit26,'string',num2str(Fm));%%%% Do du tru fadinh
else(e==0 && e1~=0)
Lf=((h1*s)*(1/32.8))+((h22*s)*(1/32.8));

Gt=(20*log10(7.4*D*f))*2
set(handles.edit19,'string',num2str(Gt));%%%% Do loi anten
Lfs= 92.5+(20*log10(f))+(20*log10(d))
Lb=j*2
Lr=k*2

L=Lfs+Lf+Lb+Lr
SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 22
Việt Hàn IT Đồ án môn học
set(handles.edit24,'string',num2str(L));%%%%% Tong suy hao
Pr=Pt+Gt-L
set(handles.edit25,'string',num2str(Pr));%%%% Tong cong suat dau vao may thu
Fm= Pr-(-91)
set(handles.edit26,'string',num2str(Fm));%%%% Do du tru fadinh
end

SVTH: Nguyễn Duy Phú – Trần Văn Tấn Trang 23