Giáo trình phân tích các trạm lặp kế hoạch hai tần số cho kênh RF song công p8 pdf

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

84

Vậy tổn thất khí quyển của tuyến là: 0,13 dB
19 Tổng tổn hao.
Nó là tổng tổn hao tính toán ở các phần trên.
Tổng tổn hao = Tổn hao không gian + Tổn hao bộ rẽ nhánh + Tổn hao
các bộ đầu nối + Tổn hao Feeder + Tổn hao vật chắn + Tổn hao khí quyển
= 117,46 + 2,8 + 5,52 + 0,5 + 66.81 + 0,13 = 193,22 dB
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

85

 ĐỘ LI
20. Độ lợi của anten
Độ lợi của anten phụ thuộc vào đường kính anten, tần số làm việc góc mở hiệu
dụng của của anten và được biểu diễn bằng công thức;
G= 20 lgD – 20 lg  + 10 lg n + 9,943 dB
Trong đó:
D : là đường kính dóa anten (m)
 : là bước sóng ở tần số trung tâm (m)
n : là góc mở hiệu dụng của anten
Với tuyến thiết kế đường kính anten Parabol là D=1,6 m, bước sóng là 0,2 m,
n=0,5.
Độ lợi của anten:
G = 20 lg 1,6 – 20 lg 0,2 + 10lg 0,5 + 9,943 = 25 dB
21.Độ lợi máy phát.
Đây là công suất ở đầu ra chính máy phát: 36 dBm
22. Tổng độ lợi.

Tổng độ lợi = 2*Độ lợi anten + Độ lợi máy phát = 2*25 +36 = 86 dB
23. Tổng tổn hao.
A
1
= Tổng tổn hao – Tổng độ lợi
A
1
= 193,22 – 86 = 107,22 dB
24. Mức đầu vào của máy thu P
r
(dBm)
Nó bằng công suất đưa ra của máy phát P
r
trừ đi tổng tiêu hao A
1
đã được tính
biễu diễn bằng công thức sau:
P
r
= P
t
– A
1
(dBm)
P
r
= 36 – 107,22 = - 71,22 dBm
25-26. Các ngưỡng thu được.
Theo các thông số kỹ thuật của thiết bò RMD1504 ta có:
RX

a
= -94dB
RX
b
= -92dB
27-28. độ dự trữ Fading phẳng.
Fm
a
= P
r
– RX
a
đối với BER = 10
-3
Fm
a
= -7,22 – (-94) = 22,78 dB
Fm
b
= P
r
– RX
b
đối với BER = 10
-6
Fm
b
= -7,22 – (-92) = 20,78 dB
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

86

 CÁC HIỆU ỨNG FADING PHẲNG
29. Xác suất Fading nhiều tia P
o
.
Để tính Fading nhiều tia dùng phương trình của Majoli như sau:
P
0
= 0,3*a *C (f/4)(d/50)
-3

Trong đó:
P
0
:Xác suất xuất hiện Fading phẳng nhiều tia
d: độ dài đường truyền (Km)
C: Hệ số đòa hình
f: Tần số trung tâm của sóng mang (GHz)
a: là hệ số cải tiến đặc trưng cho độ gồ ghề của đòa hình.
Theo tuyến thiết kế ta lấy C=1, a=4:
P
0
=0,3*4*1*(1,5/4)*(11,8/50)
3
=5,91*10
-3

30-31. Xác suất đạt các mức ngưỡng RX
a
và RX
b
.
P
a
= 10
1FMa/10

P
a
= 10
–2,278
= 5,27*10
-3
dB
P
b
= 10
1FMb/10

P
b
= 10
–2,078
= 8,36*10
-3
dB

32-33 Khoảng thời gian Fading: T
T
a
= C
2
10
-a2Fma/10
f
2
, BER>10
-3
T
b
= C
2
10
-a2Fmb/10
f
2
, BER>10
-6
Trong đó:
F: là độ dự trữ fading sâu  độ dự trữ fading FM
a
và FM
b
FM
a
, FM
b

: độ dự trữ fading phẳng

2,

2
, C
2
:n là các hằng số có liên quan đến số fading trên một giờ
đối với tuyến thiết kế ta lấy các giá trò bằng hằng số liên quan đến Fading trên
một giờ như sau:

2
= 0,5
,

2
= -0,5 , C
2
= 10,3 d
T
a
= 10,3*11,8*10
-0,5*20,78/10
(1,5)
-0,5
,BER>10
-3
T
a
= 7,206s

T
b
= 10,3*11,8*10
-0,5*20,78/10
(1,5)
-0,5
,BER>10
-6
T
b
= 9,071s

34-35. Xác suất fading dài hơn 10s và 60s.
Nó được tính bằng biểu thức sau:
P(T
a
10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z
a
)] = 0,5 erfc(Z
a
)
P(T
b
10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z
b
)] = 0,5 erfc(Z
b
)
Trong đó:
Erfc(Z) là hàm xác suất lỗi tích chập có cho ở phần phụ lục.

Các giá trò Z
a
và Z
b
được tính toán theo biểu thức:
Z
a
= 0,548 ln(10/T
a
) = 0,548* ln(10/0,9901) = 0,1796
Z
b
= 0,548 ln(10/T
b
) = 0,548* ln(10/1,2465) = 0,0534
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

87

Tra theo hàm ercf(Z) ở phần phụ lục ta có xác suất fading dài hơn 10s và 60s
là:
P(T
a
10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z
a
)] = 0,5 erfc(0,1796) = 0,3995
P(T
b
10)=P(10)=0,5 [1-erf(Z

b
)] = 0,5 erfc(0,0534) = 0,469

36.Xác suất BER vượt 10
-3
Xác suất BER 10
-3
= P
0
*P
a
= 5,91*10
-3
=3,115*10
-3

37.Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do fading phẳng P
u

P
u
= P
0
*P
a
*P(10) = 5,91*10
-3
*5,27*10
-3
*0,3995 = 1,244*10

-5


38. Độ khả dụng của tuyến.
độ khả dụng = 100(1-P
u
) % = 100*(1-1,244*10
-5
) %

39. Xác suất BER>10
6
Xác suất BER>10
6
= P
0
*P
b
= 5,91*10
-3
*8,36*10
-3
= 4,94*10
-5


40. Xác suất BER>10
6
trong khoảng 60s.
Xác suất BER>10

6
trong khoảng 60s =P
0
*P(600 = 5,91*10
-3
*0,469 =2,77* 10
-3


41. Xác suất BER>10
-3
do Fading chọn lựa.
Theo Majoli ta có xác suất BER > 10
-3
đối với fading lựa chọn như sau:
% thời gian gián đoạn thông tin do Fading = 200K[2*d
1,5
(
b
/log
2
M)*10
-6
]
2
%
Trong đó:
 : là khoảng thời gian xuất hiện trong đó xuất hiện sự hoạt động của Fading
nhiều tia xấu nhất.
 = 1,44*P

0
do P0<10
-2

K là một hằng số phụ thuộc vào cách điều chế ở tuyến thiết kế dùng kỹ thuật
OQPSK nên ta chọn k = 1. Thay vào công thức ta có:
%Thời gian gián đoạn thông tin do Fading
= 200*1,44*5,91*10
-3
*1*[2*11,8
1,5
(2/log
2
4)*10
-6
]
2
%
= 11,186*10
-9

42. Tổng gián đoạn thông tin BER>10
-3

Tổng gián đoạn thông tin BER>10
-3
= 11,186*10
-9
+ 3,115*10
-5

= 3,116*10
-5


43. Xác xuất BER>10
-6
do Fading chọn lựa.
Xác xuất BER>10
-6
do Fading chọn lựa = 9,37*10
-7
*9,82 = 9,210*10
-6


44.Tổng BER>10
-6.

Tổng gián đoạn thông tin BER>10
-6
= ,210*10
-6
+4,49*10
-5
= 5,41*10
-5

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

88

 CÁC TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
45. Độ không sử dụng của thiết bò.
Độ khả dụng = 100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] %
Độ không khả dụng = 100 –100*[(MTTR)/(MTBF + MTTR)] %
Trong đó:
MTBF: là thời gian trung bình giữa các sự cố tính bằng giờ.
MTTR: là thời gian trung bình để khôi phục lại dòch vụ tính bằng giờ
thường là 2, 4, 8 giờ.
Theo thống kê của CCIR giá trò đặc trưng của MTBF đối với tuyến thiết kế là
Ghép kênh sơ cấp là 4,5 năm
Máy thu phát vô tuyến 2Mbit/s không bảo vệ là 1 năm
Vậy 1/MTBF = (1/1+1/4,5)*2
Suy ra MTBF = 0,4091 năm hay MTBF = 3584 giờ
Thời gian sửa chữa của mỗi lần hư hỏng chọn bằng 2 giờ suy ra MTTR = 2 giờ
vì ở đây các thiết bò thay thế có sẵn dạng module, luôn luôn có người ở trung tâm nên
khi phát hiện có hư hỏng có thể sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng.
Thay vào ta được:
Độ khả dụng của thiết bò = 100*
3584
3584+2
= 99,945%
Độ khả dụng của thiết bò = 100 – 99,945 = 0,055 %

46. Độ không sử dụng được do mưa.
Vì tần số trung tâm của tuyến là 1,5 GHz<<7GHz nên độ không sử dụng được
do mưa cho phép bỏ qua.

47. Độ không sử dụng được do Fading phẳng nhiều tia.

% xác xuất của tuyến trở nên không xử dụng được = 100*P
u
= 100*1,244*10
-5

= 1,244*10
-3
%

48. Độ không sử dụng được do Fading nhiều tia chọn lựa.
Độ không sử dụng được = 100*P(10)*(xác suất của BER>10
3
chọn lựa)
Độ không sử dụng được = 100*0,3995*11,186*10
-9
= 4,469*10
-7
%
49. Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm.
Tổng độ không sử dụng được tính theo phần trăm =
= 100 – 99,945)% + 1,244*10
-3
+ 4,469*10
-7

= 0,05624445 %
Hay
Trong một tháng thời không sử dụng của hệ thống là = 0.0005624445*30*24*60 =
24,29 phút hay là 24 phút 18 giây

KẾT LUẬN :
Với kết quả tính toán đựơc của tuyến thiết kế như trên ta thấy tuyến có thể
thực thi với độ tin cậy sử dụng đáp ứng tốt cho nhu cầu thực tập của sinh viên.
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

89


BƯỚC 6
CẤU HÌNH HỆ THỐNG
1.Dạng cơ bản
Dạng cơ bản của một hệ thống Viba điểm nối điểm có cấu hình đơn giản không
dùng hệ thống dự phòng như sau:










Hình 3-9 :cấu hình hệ thống thực hiện
Lắp đặt trên các kệ để:

Hình 3-10:Dạng bố trí hệ thống

Bộ ghép


Bộ ghép
Máy phát A
Máy thu B

M
áy phát A

Máy thu B
f
1

f
2

f
1

f

2

Trạm A

Trạm B

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

90

Các tín hiệu thoại tại trạm A được bộ ghép đưa đến anten phát với tần số f
1

đồng thời tại trạm A cũng nhận một tín hiệu có tần số f
2
từ trạm B gởi tới và sử lý cho
ra tín hiệu thoại
Bộ ghép kênh cho phép kết nối máy phát và máy thu có thể sử dụng cùng một
anten mà không bò giao thoa tương hỗ đồng thời cho tính chọn lọc để chống lại các
kênh kế cận .

2. Hệ thống dự phòng
Hệ thống dự phòng để bảo vệ sự gián đoạn của mạch điện:
- Do hệ thống thiết kế sử dụng cho nhu cầu thực tập nên đòi hỏi độ tin
cậy không cao.
- Do tần số làm việc của hệ thống 1,5 GHz ít bò ảnh hưởng Fading sâu
và ảnh hưởng Fading do mưa không đáng kể và tần số hoạt động của tuyến không gây
ảnh hưởng đến các hệ thống khác .
-Tuyến thiết kế không sử dụng hệ thống dự phòng .

3. Các hệ thống điều khiển và cảnh báo.
Hệ thống thiết kế sử dụng một kênh giám sát và điều khiển để ruyền một số
thông tin cảnh báo ALS, hiển thò và điều khiển sau đây:
1. Hiển thò:
- Sự hiện hưũ của nguồn điện.
- Trạng thái hoạt động của máy .
- Trạng thái hoạt động bình thường và không bình thường của máy phát
và máy thu.
2. Cảnh báo:
- Các hư hơng máy móc thiết bò kết nối (nếu xảy ra).
- Sóng bò nhiễu hoàn toàn
3. Điều khiển:
- Báo hiệu sự khởi động của máy móc.
- Điều khiển các cuộc gọi.

4. Các kênh phục vụ.
Trong hệ thống thiết kế sử dụng một kênh phục vụ dùng cho việc bảo dưỡng
giám sát và điều khiển khi cần thiết. Các trạm có thể liên lạc với nhau qua kênh phục
vụ khi cần thiết.

5. Các hệ thống anten
- Hệ thống anten được sử dụng trong tuyến thiết kế là loại anten parabol có cấu
tạo đơn giản và ít tốn kém hơn anten dạng kèn, có độ lợi cao.
- Đường kín của anten Parabol được chọ là D=1,6 m.
- Tháp anten sử dụng là loại tháp anten tự đỡ.

6. Các hệ thống nguồn cung cấp
a/Các hệ thống nguồn cung cấp AC
.

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

91

- Sử dụng nguồn cung cấp AC điện lưới thương mại.
- Các hệ thống máy phát dự phòng nhằm giúp hệ thống tránh gián đoạn .
- Thiết bò dự phòng sử dụng có thể chọn cho tuyến là các USP(Uninterupted
Supply Power) trên thò trường.

b/ Các hệ thống cung cấp nguồn DC
- Sử dụng nguồn Ac sau đó cho qua bộ nắn điện để tạo ra nguồn DC.
- Điện áp một chiều cung cấp cho thiết bò RMD1504lá 20-60V DC.
Dạng nguồn DC có dạng sau:














Hình3-11: Cấu hình nguồn DC cung cấp cho trạm
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

92


BƯỚC 7
KẾ HOẠCH BẢO TRÌ
Độ tin cậy của một hệ thống có mối quan hệ mật thiết với công tác bảo trì hệ
thống do đó công việc bảo trì trong thực tế cũng rất quan trọng.
Công việc bảo trì được chia thành hai loại:
a/ Bảo trì đònh kỳ.
Công việc bảo trì đònh kỳ cho hệ thống thường gồm các công việc sau:
- Sơn và sửa lại tháp anten, từ 2-
3 năm tiến hành sơn sửa lại tháp một
lần để chống rỉ sét.
- Kiểm tra hệ thống Feedervà các thiết bò mỗi năm một lần đặc biệt
phải kiểm tra các bộ phận cơ khí của các thiết bò.
- Kiểm tra các bộ phận phụ trợ khác như: phòng chứa, hệ thống lạnh
mỗi năm một lần.
Việc kiểm tra đònh kỳ này được tiến hành trong các khoảng thời gian nghỉ của
sinh viên như là trong các tháng hè để tránh các hư hỏng đáng tiếc có thể xảy ra cho
hệ thống.

b/ Bảo trì sửa chữa khi có hư hỏng .
Khi có hư hỏng của các bộ phận thiết bò nêu ở trên ta phải tiến hành sửa chữa
ngay. Vì đây là hệ thống sử dụng cho việc thực tập của sinh viên nên thời gian sửa
chữa có thể lớn hơn thời gian sửa chữa của các hệ thống sử dụng cho mục đích thông
tin liên lạc dân dụng.
Thời gian sửa chữa này cũng cần phải bảo đảm sao cho không ảnh hưởng qúa
nhiều đến việc thực tập của sinh viên.
.

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

93


BƯỚC 8
CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

1. Tháp anten:
Cấu trúc của tháp đề nghò sử dụng dạng tháp dây néo nhưng có cấu tạo khác
với phần giới thiệu do chiều cao của tháp anten chỉ khoảng 6 m. Nó có dạng là một trụ
thẳng đứng được dựng trên nóc nhà tại các trạm đầu cuối.
Tháp phải có độ bền đủ để có thể gắn một anten parabol có đường kính
D=1,6m và có thể chòu đựng được sức gió lớn nhất có thể (đề nghò cấp 9)

2. Nguồn cung cấp:
Trạng thái cơ bản và hoạt động của nguồn cung cấp là nguồn điện thương mại
có sẵn ở cả hai trạm vó sử dụng máy phát dự phòng có chuyển mạch tự động. Ngưõng
điện áp làm việc là 220 Volts 5%AC. Nguồn AC phải được nắn lọc cho ra múc điện
áp DClà 24V-48V cung cấp cho các thiết bò. Có sử dụng các bình Acquy để cung cấp
nguồn điện DC này.

3. Độ lệch tần số:
Nằm trong ngưỡng cho phép có giới thiệu trong phần thiết bò AWA RDM1504
và được sự cho phép của chính quyền đòa phương.

4.Trung tần IF:
Tần số trung tần của tuyến là 35 MHz.
Băng thông của trung tần là 2,6 MHz.
Trở kháng danh đònh :75 Ohmkhông cân bằng

5.Băng gốc.
Thực hiện truyền dẫn hai luồng tín hiệu số 2Mbit/s

6. Các kênh phục vụ:
Các kênh phục vụ điện thoại nên có khả năng truyền băng tần từ 300Hz đến
3400Hz.

7. Một số mô tả kỹ thuật khác riêng cho tuyến và thiết bò sử dụng:
Hệ thống RMD không dự phòng

Dung lượng kênh thoại 30/60
Băng tần vô tuyến 1425-1535 MHz
Công suất ngõ ra RF ở anten
Ngưỡng thu cho BER= 10
-3
ở ngõ ra anten

36dB
-95/92 dB
Điều chế OQPSK
Dữ liệu ngõ vào của các trạm (a) và (b) (a) HDB3 2X2048 bit/s
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

94

(b) HDB3 2X2048 bit/s
Độ lệch kênh 15 KHz
Mức ngõ vào kênh phục vụ (dBm) (600

Ohm)
0
Mức ngõ ra kênh phục vụ (dBm) (600 Ohm) 0
Độ lệch tần số kênh giám sát 5 KHz
Mức ngõ vào kênh giám sát (600 Ohm) -10
Mức ngõ ra kênh giám sát (600 Ohm) -10

Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát RMD1504:
Công suất ngõ ra (dBm) +37
Trở kháng ngõ ra 50
Độ ổn đònh tần số 15
Bước đổi tần số nhỏ nhất (KHz) 100
Bức xạ tạp tán <-70
Công suất tiêu thụ (W) cho ngõ ra RF 5W 51

Các chỉ tiêu kỹ thuật cho máy thu RMD1504:
Chỉ số tạp âm (dB) 2.8
Ngưỡng Ber 10
-3
-94
Trỡ kháng ngõ vào(Ohm) 50
Độ ổn đònh tần số 15
Bức xạ tạp tán <-70
Bước đổi tần số nhỏ nhất (KHz) 100
Mức AGC(dB) 50
Công suất tiêu thụ (W) 12

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

95


BƯỚC 9
LẮP ĐẶT VÀ ĐO THỬ
I. LẮP ĐẶT:
Do các tính toán và cấu hình hệ thống đã được chọn ở các bước trước nên cấu
hình được chọn để lắp đặt có dạng sau:

Hình 3-13 :Lắp đặt trên giá đỡ

Module
máy phát
Bộ lọc
thông một
dải

Module
máy thu

Bộ lọc
thông một
dải

HDB3
Băng gốc

Kênh

giám sát
Bộ trộn

ANTEN
Hình 3
-
12: Cấu hình trạm không dự ph
òng.

.