thiết lập tuyến vi ba số từ hà nội _thái nguyên

Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50

LỜI GIỚI THIỆU
Trong thời đại bùng nổ thông tin và phát triển xã hội như hiện nay thì việc giao lưu
mọi mặt giữa các quốc gia trên thế giới, các khu vực hay đơn giản chỉ là các vùng trên cùng
một lãnh thổ là rất cần thiết. Việc giao lưu đó có thể diễn trên nhiều phương thức như: thông
tin vệ tinh, thông tin quang, hay thông tin vi ba số……Song truyền bằng sóng vô tuyến trên
các đường vi ba giữ một vai trò quan trọng, và đựơc sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau: phát
thanh, truyền tin, an ninh, đồng bộ hay dự phòng….
Ưu điểm nổi bật của hình thức thông tin sóng ngắn hay vi ba số đơn giản chất lượng
vẫn đảm bảo…Nhưng nhược điểm của hình thức này là thông tin không ổn định và chịu nhiều
ảnh hưởng của môi trường, đặc biệt là hiện phađinh. Do vậy mà việc thiết kế tuyến vi ba đòi
hỏi phải cụ thể và chính xác.
Là một sinh viên, việc thiết kế một tuyến truyền vi ba số đã giúp cho em có thêm các
kỹ năng về tư duy và kỹ năng thực tế, từ đó giúp chúng em có thể củng cố và mở rộng kiến
thức chuyên ngành, đặc biệt là khả năng tính toán, phân tích và xử lý số liệu phù hợp với thực
tế.
Bài thiết kế được chia làm hai phần chính:
-Phần lý thuyết: nêu lên các yêu cầu thiết kế và trình tự thực hiện thiết kế tuyến
- Phần thiết kế: Nêu các tính toán thực tế và kiểm tra chất lượng đường truyền
Bài thiết kế được thực hiển trong thời gian ngắn, và những hiểu biết còn hạn chế. Do
vậy không thể tránh khỏi những sai sót. Qua đây , em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy
giáo Lưu Đức Thuấn, và cô giáo Nguyễn Diệu Linh đa hướng dẫn em hoàn thành bài tập này.

THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
1
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50

PHỤ LỤC

Trang
MỞ ĐẦU 2
A: PHẦN LÝ THUYẾT 3
I. Mục tiêu và yêu cầu:
1. Mục tiêu kỹ thuật 3
2. Mục tiêu kinh tế 3
3. Quy định chung cho thiết kế tuyến vi ba số 4
4. Tính toán các thông sô 4
II. Các bước thiết kế tuyến vi ba số 4
1. Khảo sát vị trí đặt trạm 4
2. Chon tần số làm việc 5
3. Tính độ cao Anten 6
4. Tính các nhân tố ảnh hưởng và các tham sô 8
a. Các nhân tố ảnh hưởng đến đường truyên 8
b. Các tham số đường truyên 8
5. Các thông số chất lượng đường truyền 9

B: PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN VI BA
I.Các thông số của tuyến và đặc tính thiết bị 10
1. Các thông số của tuyến 10
2. Các thông số của thiết bị 11
II. Tính toán các giá trị đường truyền 11
1. Độ lồi quả đất 11
2. Khoảng hở đường truyền 12
3. Độ cao cột Anten 13
4. Suy hao hệ thống 13
5. Các giá trị của thiết bị thu – phát 14
III. Kiểm tra chất lượng đường truyền
1. Độ dự trữ Phađinh 14
2. Mức ngưỡng máy thu 14

3. Xác suất đạt tới ngưỡng 14
4. Thời gian Phađinh 14
5. Xác suất Phađinh phẳng 14
6. Khả năng sử dụng của tuyến 15
KẾT LUẬN CHUNG 16



THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
2
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
ĐỀ: THIẾT LẬP TUYẾN VI BA SỐ TỪ HÀ NỘI _THÁI NGUYÊN

A. PHẦN LÝ THUYẾT:
I. Muc tiêu và yêu cầu :
Khi thiết kế tuyến truyền dẫn vi ba số thì chúng ta phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
của tuyến đặt ra, đáp ứng các yêu cầu phục vụ, và đảm bảo tính kinh t ế.
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
S
b
T
TTT
L
A
−+
−=
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. 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.
Việc thiết kế tuyến vi ba số giữa VTI và bưu điện thành phố Thái Nguyên là cần thiết, bởi nó
kết nối từ trung tâm thông tin liên lạc về các tỉnh lẻ, nhằm phủ sóng trên diện rộng, đáp ứng
nhu cầu của nhân dân, đặc biết là vùng sâu và vùng xa, nơi có địa hình phức tạp. Tuy nhiên
việc lắp đặt trạm là khó khăn hơn do địa hình phức tạp và có một số khu vực đông dân cư. Vì
vậy, việc tính toán chi phí phải chi tiết và có thể tận dụng những điều kiện đã có.
3. Một số quy đinh chung cho thiết kế tuyến Vi ba số:
Việc thiết kế một tuyến thông tin nói chung và vi ba số nói chung cần dựa trên một số
quy định sau:
- Dự án báo cáo khả thi đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
3
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
- Hồ sơ khảo sát, thuyết minh chính xác về nội dung xây lắp và các tiêu chuẩn kỹ thuật yêu
cầu.
- Các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm của ngành đã quy định.
- Các định mức, dự toán có liên quan để đáp ứng cho việc thiết kế, thiết kế phải dựa trên
khảo sát thực địa.
- Việc lựa chọn tần số khi khai thác sẽ được đăng ký với cục tần số.
- An toàn cho thiết bị và người khai thác
4. Tính toán các thông số:
+ Tính toán đường truyền dẫn
+ Tính toán chỉ tiêu chất lượng
+ Tính toán thời gian mất thông tin
+ Lắp đặt thiết bị, anten, đưa hệ thống vào hoạt động thử nghiệm để kiểm tra.
II Các bước để thiết kế tuyến truyến vi ba số

1.Khảo sát vị trí đặt trạm:

+ Xác định tuyến trên bản đồ( trên bản đồ địa hình của khu vực xây dựng trạm)
+ Tạo nên các bản vẽ mặt cắt nghiêng của tuyến
Từ các yêu cầu thực tế của một tuyếtn vi ba gồm: vị trí trạm, khoảng cách trạm, dung
lượng truyền dẫn, địa hình tuyến sẽ đi qua… ta tiến hành đánh dấu hai đầu cuối của trạm trên
bản đồ của Sở đo đạc để xác định chính xác kinh độ, vĩ độ của mỗi trạm. Các thông số toạ độ
này được sử dụng để điều chỉnh các anten ở mỗi trạm trong giai đoạn lắp đặt thiết bị. 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.

Mặc dù mặt đất có độ cong nhưng để đơn giản trong tính toán người ta thường vẽ mặt cắt
nghiêng ứng với hệ số bán kính hiệu dụng của trái đất là k=4/3.
Phương trình sau cho ta xác định chỗ lồi của mặt đất:
1000
2
1
21
kr
dd
h =

THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
4
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Do r là bán kính quả đất, r= 6370 [km]
→Ei =
4. 1. 2
51.
d d
k

[m]
k là hệ số bán kính của quả đất
d1, d2 [km]: lần lượt là khoảng cách từ trạm A và trạm B đến điểm đang
xét độ lồi của mặt đất.
Ei: là độ lồi thực của mặt đất tại điểm đang xét.
ha
1
: chiều cao cột anten của tram A
ha
2
: Chiều cao cột anten của tram B
Như vậy trên mặt nghiêng này thể hiện được bề mặt của địa hình. Ngoài ra nó cũng thể
hiện được cả độ cao của cây cối các vật chắn trên đường truyền nối hai trạm A, B chẳng hạn
như các gò, đồi, các nhà co tầng… Đối với khoảng truyền dẫn dài, độ cong của mặt đất lớn thì
cần phải tính toán đến độ nâng của vị trí trạm. Độ nâng được vẽ dọc các đường thẳng đứng nên
không đi dọc theo đường bán kính xuất phát từ tâm quả đất.

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.
Vẽ mặt cắt đường truyền và tính các thông số liên quan
Tính khoảng cách tia truyền phía trên vật chắn
Sau khi đã chọn được tần số làm việc cho tuyến, ta tính miền Fresnel thứ nhất. Đó là miền có
dạng hình elip từ anten phát đến anten thu; 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:
[ ] [ ]
mfddd
d
dd
F
2/1
21
2
)/(32,171 ==
λ
d1, d2 [km]: lần lượt là khoảng cách từ trạm A và trạm B đến điểm ở đó bán
kính miền Fresnel được tính toán.
D [km] là khoảng cách hai trạm, d=d1+d2
F là tần số sóng mang [Ghz].
Trong thực tế, thường gặp đường truyền đi qua những địa hình khác nhau có thể chắn miền
Fresnel thứ nhất gây nên tổn hao trên đường truyền. ở các loại địa hình này có thể có vật chắn
hình nêm trên đường truyền và các loại chướng ngại khác. 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
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
5
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
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)

3.Tính chọn 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
=
df
dd
CTO
k
dd
21
21
32,17)(
51
4
+++







[ ]
m

Trong đó:
d,d1,d2,f được dùng như trong công thức

k: là hệ số bán kính của quả đất,k=4/3.
c:là hệ sốhở ,C=1
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
6
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50

Thông thường thì độ cao của tia B đ ược 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
)/()( hddhahBhahha −+−++=
[m]

[ ]
212111
)/()( hddhahBhahha
−+−++=
[m]

ha
1
, ha
2
[m]: độ cao của một trong hai anten cần tính
d1, d2 [km]: khoảng cách từ mỗi trạm đến vị trí đã tính toán độ cao của tia B

h1, h2 : độ cao so với mực nước biển của trạm A và trạm B
Đây là sơ đồ biết ha
1
để tính ha
2
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
7
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Đây là sơ đồ biết ha
2
để tính ha
1
Để đảm bảo cho hệ thống hoạt động không chịu ảnh hưởng của các yếu tố trong tương lai thì
độ cao anten phải sử dụng một khoảng dự phòng:ph
1
và ph
2.
Lúc đó độ dài thực của anten phải
là:
har
1
= ha
1
+ ph
1
[m]

222
phhahar +=

[m]
Với độ dự phòng từ 0,6- 5 m
4 :Tính toán các nhân tố ảnh hưởng và các tham số của đường truyền
a.:Tính toán các nhân tố ảnh hưởng đến đường truyền:
Công suất tín hiệu truyền giữa trạm phát và trạm thu bị suy hao trên đường truyền. sự
mất mát công suất này do các yếu tố gây nhiễu đường truyền:
+ Độ dự trữ fadinh phẳng: 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 nếu trường hợp fadinh. Độ dự trữ fadinh phẳng
Fm (dB) liên quan đến mức tín hiệu thu không fadinh W0 (dB) và mức tín hiệu thu được thực
tế thấp W(dBm) trước lúc hệ thống không còn hoạt động tính theo biểu thức:

Fm = 10lg(W0/W)dB = [W0(dBm) – W(dBm) ] [dB]

+ Fadinh lựa chọn: chủ yếu ảnh hưởng đến các hệ thống viba số có dung lượng trung
bình (34Mb/s) và dung lượng cao (140Mb/s)
+ Tiêu hao do mưa: cùng với fadinh là các ảnh hưởng truyền lan chủ yếu các tuyến vô
tuyến tầm nhìn thẳng trên mặt đất làm việc ở các tần số trong dải tần GHz. Tiêu hao do mưa
tăng nhanh theo sự tăng của tần số sử dụng đặc biệt với các tần số trên 35GHz thường suy hao
nhiều , do đó để đảm bảo thì khoảng cách lặp phải nhỏ hơn 20Km.
b.Tính toán các tham số của tuyến :
Các tham số sử dụng trong tính toán đường truyền: mức suy hao trong không gian tự do,
công suất phát, ngưỡng thu, các suy hao trong thiết bị… có vai trò quan trọng để xem xét tuyến
có hoạt động được hay không và hoạt động ở mức tín hiệu nào.
+ Tổn hao không gian tự do (A
0
): 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.

THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10

-6
8
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
A
0
= 20lg
λ
π
d4
= 20lg
c
df
π
4
(
f
c
=
λ
)
A
0
= 92,5 + 20lg(f) + 20lg(d) [dB]
với f: tần số sóng mang [GHz]
d: độ dài tuyến [km]
+ Tổn hao phi đơ: khi tính toán suy hao này thì phải căn cứ vào mức suy hao chuẩn được
trước bởi nhà cung cấp thiết bị.
Ví dụ: phi đơ sử dụng loại WC 109 có mức tiêu hao chuẩn là 4,5dB/100m và cộng với 0,3dB
suy hao của vòng tròn để chuyển tiếp ống dẫn sóng thì tổn hao phi đơ máy phát (Ltxat) và máy
thu (Lrxat) là:

LTxat = 1,5har1.0,045 + 0,3 [dB]
LRxat = 1,5har2.0,045 + 0,3 [dB]
+ Tổn hao rẽ nhánh: tổn hao này cũng được cho bởi nhà cung cấp thiết bị. Mức tổn hao này
thường khoảng (2 – 8)dB.
+ Tổn hao hấp thụ trong khí quyển:khi tính toán mức suy hao này dựa theo các chỉ tiêu đã
khuyến nghị ở các nước Châu Âu. Chẳng hạn đối với hệ thống thông tin vô tuyến 18,23 và
38GHz thì mức suy hao chuẩn Lsp0 được cho trong khuyến nghị vào khoảng 0,04dB/km –
0,19 dB/m khi đó tổn hao cho cả tuyến truyền dẫn được xác định là:

Lsp = Lsp0.d

Với d: khoảng cách của tuyến tính bằng km

→Phương trình cân bằng công suất trong tính toán đường truyền:
Pt = Pr + G – At [dB]
Pt: là công suất phát
At: tồn hao tổng = tổn hao trong không gian tự do + tổn hao phi đơ
+tổn hao rẽ nhánh + tổn hao hấp thụ khí quyển
G: tổng các độ lợi = dộ lợi của anten A + độ lợi của anten B
Pr: công suất tại đầu vào máy thu
5.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.
a. 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−

b.Xác suất pha dinh phẳng nhiều tia (P0)
P0 = KQ.f
B
.d
C
Trong đó: KQ = 1,4.10
8−
; B = 1 ; C = 3,5 là các tham số liên quan đến điều kiện lan
truyền , sử dụng các giá trị theo khuyến nghị của CCIR.
c. Xác suất đạt đến ngưỡng thu RXa ; RXb.
Pa =
10
10
a
FM
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
9
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Pb =
10
10
b
FM
Trong đó FMa và FMb là độ dự chữ pha dinh tương ứng với các tỷ số BER
d. 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 a
FM
α
.
2
β
f
Tb = C2.10






−
10
2 b
FM
α
.

2
β
f
với C2 = 10,3d ;
5,0
2
=
α
;
5,0
2
−=
β
lấy theo khuyến nghị.
e. Xác suất pha dinh phẳng dài hơn 10 giây
P(Ta
≥
10) = P(10) = 0,5[1 – erf(Za) ] = 0,5erf(Za)
P(Tb
≥
60) = P(60) = 0,5[1 - erf(Zb) ] = 0,5erf(Zb)
Với Za = 0.548ln(10/Ta) ; Zb = 0,548ln(10/Tb)
Với erf(t) = 1 – erf(t)
Trong đó: erf(t) =
dte
t
t
∫
−
0

2
2
π
là hàm sai số
f. Xác suất BER vượt 10
3−
: thể hiện sự gián đoạn thông tin nhưng trong thời gian không
quá 10s.
xác suất (BER > 10
3−
) = P0.Pa = P0.10
10
a
FM−
g. Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do pha dinh phẳng (Pu):
Pu = P0.Pa.P(10)
h. Khả năng sử dụng tuyến: được biểu thị bằng phần trăm và được xác định theo Pu:
Av = 100(1 – Pu)
i. Xác suất mạch có BER
6
10
−
≥
:
Xác suất (BER
6
10
−
≥
) = P0.Pb = P0.

10
10
b
FM−

j. Xác suất mạch có BER
6
10
−
≥
trong hơn 60s do pha dinh phẳng:
xác suất (BER
6
10
−
≥
) trong 60s = P0.Pb.P(60)


B: PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN VI BA: 2.2.1 Phần thuyết minh
◘. Phương pháp thiết kế tuyến được trình bày dựa trên những căn cứ của quá trình khảo sát
tuyến. Khảo sát địa hình, đo đạc ta được các thông số sau:
• Chiều dài tuyến Hà Nội – Hoà Bình: 60 km.
• Chọn tần số làm việc: Sau khi đăng tần số làm việc với cục tần số và được cục tần số
cấp phép cho tần số làm việc với tần số sóng mang trung tần f = 6 (GHz)
• Căn cứ vào độ cao của địa hình, ta sẽ chọn độ cao treo anten là ha1, ha2 để tính toán
sau này.
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
10

Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
◘. Tiến hành tính các tổn hao của cả tuyến, với:
• Tổn hao không gian tự do.
• Tổn hao phiđơ.
• Tổn hao rẽ nhánh
• Tổn hao hấp thụ khí quyển.
◘. Mua thiết bị thu với mức ngưỡng thu có sẵn: P
ngưỡng
. Từ đó ta sẽ tính độ cao treo anten và
tính công suất thu tại đầu thu khi có tính đến dự trữ fađinh F
m
.
Dựa vào phương trình cân bằng công suất:
P
r
= P
t
+ G – A
t
.
Với:
P
t
: Công suất phát.
P
r
: Công suất thu.
G: Độ lợi của anten.
A
t

: Tổng mức tiêu hao trên tuyến.
Ta sẽ tính công suất phát P
t
để mua thiết bị cho phù hợp.
◘. Và cuối cùng với các thông số tính toán được, ta tiến hành lắp đặt, thử nghiệm và
nghiệm thu tuyến viba trên.
2.2 2 Phần bản vẽ
Các bản đồ tổng thể của các vị trí đặt trạm theo tỷ lệ 1:250000 ( giả sử là đã có đính kèm
theo bản thiết kế này).
Các bản vẽ về bình đồ tuyến → cắt dọc theo tuyến làm rõ địa hình tuyến truyền ( giả sử là
đã có đính kèm theo bản thiết kế này).
2.2.3 Tổng dự toán
Dựa trên các cơ sở biểu định mức, biểu đơn giá, định mức đơn giá & khối lượng công trình
ta tính toán → đưa ra được con số tổng dự toán của công trình.
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
11
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
2.2.4 Chọn vị trí đặt trạm
◘. Căn cứ vào nhu cầu sử dụng, yêu cầu thiết kế tuyến và quá trình khảo sát tuyến, căn cứ
vào tình hình khu vực dân cư, vào điều kiện thực tế ở khu vực. Ta chọn vị trí đặt trạm như sau:
+Tại Hà Nội:
Đặt trạm A tại khu vực một bãi đất trống cạnh ngã 5 Cầu Giấy, với độ cao so với mực nước
biển là 6m( h1 = 6m ).
+ Tại Hoà Bình:
Đặt trạm B tại trung tâm thành phố Hoà Bình với độ cao so với mực nước biển là 30m ( h2 =
30m ).
◘. Những thông số cần quan tâm:
+ Chiều cao nhất của tuyến tại vị trí C
Khoảng cách từ Hà Nội đến C là: AC = d1 = 40 km.

Khoảng cách từ Hoà Bình đến C là: BC = d2 = 20 km.
Tổng khoảng cách của tuyến là: d = d1+ d2 = 20 + 40 = 60( km ).
+ Thông số k: là thông số mô tả ảnh hưởng của điều kiện thời tiết, khí hậu tới đường truyền
(hay còn gọi là thông số hiệu dụng của trái đất) và phụ thuộc vào vùng miền địa lý.
Tại khu vực lắp đặt thiết kế là vùng nhiệt đới nóng ẩm nên ta chọn k = 4/3.
Dưới đây là bản vẽ về vị trí đặt trạm
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
k = 1/2
k = 2/3
k = ∞
k = 4/3
k = 1
12
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Bản đồ về vị trí đặt trạm
2.2.5 Chọn tần số làm việc.
Căn cứ vào sự cho phép của tổng cục tần số, căn cứ vào các thiết bị đã mua sẵn, căn cứ
vào các hệ thống thu phát làm việc ở khu vực lân cận và các thiết bị của người dân sử dụng
các dịch vụ khác.
Ta lựa chọn tần số làm việc: f = 6 (GHz)
2.2.6 Tính toán các thông số liên quan
+ Xác định độ lồi của quả đất: Dựa trên dữ liệu có trước và mặt cắt dọc của tuyến.
E
i
=
51
4
.
.

2.1
k
dd
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
13
C
Hà Nội
Hòa Binh
A
B
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Với:
E
i
: độ lồi
a: bán kính thực của trái đất.
d
1
: khoảng cách từ Hà Nội đến điểm cao nhất của tuyến.
d
2
: khoảng cách từ Hoà Bình đến điểm cao nhất của tuyến.
→ E
i
=
51
4
.
.3/4

40.20
= 68 (m)
+ Xác định độ dự trữ phađinh phẳng F
m
và khoảng hở đường truyền F
- Tính khoảng hở đường truyền F:
Khoảng hở đường truyền F là khoảng cách an toàn, sóng điện từ không bị che chắn bởi vật
cản và được tính ở giũa điểm cao nhất của tuyến so với tia sóng trực tiếp tầm nhìn thẳng.
F = C
1
F
1
Với bán kính miền Fressnel:
F
1
=17,32
df
dd
.
2.1
→ F
1
= 17,32.
60.6
20.40
= 23,9033 (m)
chọn C
1
= 0,6 ( theo khuyến nghị CCIR )
→ F = C

1
F
1
. = 23,9033.0,6 = 14,342 (m)
- Tính độ dự trữ fađinh phẳng F
m
.
Đây là thông số để tính toán ảnh hưởng của hiện tượng fađinh xảy ra tại anten thu.
Do yêu cầu tuyến cho với BER =10
-6
.
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
14
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
* Khi đó thời gian gián đoạn liên lạc cho phép là:
280( km ) ≤ d ≤ 2500( km ) → thời gian gián đoạn liên lạc cho phép = 0,054.






2500
d
%
d ≤ 280 km → thời gian gián đoạn liên lạc cho phép = 0,006%.
* Mà thời gian gián đoạn liên lạc: TGGDLL = P
0
.10

-Fm/10

Với: P
0
là xác suất xảy ra gián đoạn liên lạc
P
0
= ( C.f.d
3
.10
-5
)/4
Trong đó:
C : Hệ số địa hình chọn theo bảng. chọn C = 1
d : Cự ly của tuyến viba ( km )
f : Tần số sóng mang
→ P
0
= 0,3 a.C.
4
f
.






50
d

3

a: độ gồ ghề của tuyến
Theo khảo sát: tuyến có độ gồ ghề là 20m.
U = 20m → a =






15
U
3/1−
=






15
20
3/1−
= 0,908
→ P
0
= 0,3.







15
20
3/1−
.1.6.
4
1
.






50
60
3
= 0,706
Từ đó ta xác định được độ dự trữ fađinh phẳng:
0,006 % = P
0
.10
( )
10/Fm−
→ F
m
= 40,7 (dB)

THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
15
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
2.2.7 Tính độ cao treo anten
a) Tính độ cao của tia sóng trực tiếp tầm nhìn thẳng
B
i
= E
i
+ ( T
i
+ O
i
) + C.F
1
Với:
T
i
: Độ cao địa hình. Theo khảo sát ta có T
i
= 10 m
O
i
: Độ cao của vật cản. Theo khảo sát ta có O
i
= 15 m.
E
i
: độ lồi của quả đất.

C.F
1
= F : khoảng hở đường truyền.
→ Thay số ta có:
B
i
= 68 + (10 + 15) + 14,342 = 107,342 (m)
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
16
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
b) Xác định độ cao treo anten
Ta đặt độ cao treo anten tại Hà Nội là h
a1
= 30 (m)
Ta sẽ đi tính độ cao treo anten tại Hoà Bình:
h
a2
= h
1
+ h
a1
+
( )
[ ]
11 ai
hhB +−









1
d
d
– h
2
( m )
Thay h
1
= 6m ; h
2
= 30m ; d = 60km ; d
1
= 40km ta được:
h
a2
= 6 + 30 + [107,342 – ( 6 + 30)].






40
60
= 103,013 (m)

Do vậy độ cao treo anten thực tế là:
h
ar1
= h
a1
+ h
dự trữ
= 30 + 5 = 35 (m)
h
ar2
= h
a2
+ h
dự trữ
= 103,013 + 5 = 108,013 (m)
2.2.8 Tính suy hao đường truyền
a) Tổn hao trong không gian tự do
A
0
= 20 lg
λ
π
d4
= 20 lg
c
df
π
4

= 92,5 + 20.lg(f) + 20.lg(d)

= 92,5 + 15,563 + 35,563 = 143,6 (dB)
Trong đó:
f : tần số sóng mang = 6 (GHz )
d : cự ly tuyến = 60( km )
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
17
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
b) Tổn hao trên đường phiđơ ( từ máy thu phát sóng cao tần đến anten )
Dựa vào thông số tiêu hao cho phép của loại phiđơ dẫn sóng dùng.
Chọn loại phiđơ WC109 có mức tiêu hao chuẩn là 4,5 dB/100m.
LT
XAT
= 1,5h
ar1.
0,045 + 0,3 = 2,6625 (dB)
LR
XAT
= 1,5h
ar2
.0,045 + 0,3 = 7,5908 (dB)
c) Tổn hao rẽ nhánh
Xảy ra tại bộ phân nhánh thu phát. Tổn hao này được cho phép từ ( 2 ÷ 8 )dB.
Ta chọn tổn hao này = 6(dB) .
d) Tổn hao hấp thụ khí quyển
Theo chuẩn CCIR thì tổn hao cho phép L
spo
từ 0,04 dB/km đến 0,19 dB/km.
Chọn L
spo

= 0,12 dB/km.
→ L
sp
= L
spo
.d = 0.12.60 = 7,2 (dB)
► Vậy tổng công suất suy hao trên toàn tuyến là:
A
t
= A
o
+ LT
XAT
+ LR
XAT
+Tổn hao rẽ nhánh + L
sp

= 143,6 + 2,6625 + 7,5908 + 6 + 7,2 = 176, 0533 (dB)
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
18
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
2.2.9 Tính độ lợi của anten
Chọn hai anten ở Hà Nội và Hoà Bình đều là loại anten có đường kính: D = 2,4 m
→ G
A
= 20 lg
λ
D

Π
= 20.lg
0428,0
4,2.Π
= 44,9 (dB)
2.2.10 . Tính công suất bên phát - chọn máy phát
P
r
= P
t
+ 2G – A
t
.
Trong đó:
Pr : công suất thu.
Pt : công suất phát.
G : độ lợi của anten.
Ta có :
Ngưỡng thu = P
r
– F
m
.
Suy ra:
P
r
= Ngưỡng thu + F
m
.
Hay :

Ngưỡng thu +F
m
= Pt

+ 2G + A
t
Theo phương án thiết kế ta mua thiết bị từ trước
( tức là chọn trước máy thu với ngưỡng thu = -93 dBm )
Vấn đề là tính toán công suất phát P
t
với đường truyền như đã khảo sát.
Theo phương trình trên, với:

Ngưỡng thu = -85 dBm ;
Fm = 40,7 (dB) ;
G = 44,9 (dB) ;
At = 176, 0533 (dB).
→ P
t
= Ngưỡng thu + F
m
- 2G + A
t

= -93 + 40,7 – 2.44,9 + 176,0533
= 33,9533 (dB).
Như vậy ta sẽ lựa chọn máy phát với công suất phát là 33,9533 (dB).
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
19

Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
2.3 KẾT LUẬN CHUNG
Như vậy, trên đây là những kỹ thuật và tính toán cụ thể để tiến hành thiết kế tuyến viba số
Hà Nội – Hòa Bình với BER = 10
-6
, chiều dài tuyến là 60 km và các thông số khác đã được
chọn và tính toán cụ thể ở trên.
Sau khi đưa ra khảo sát và thử nghiệm thành công, sẽ tiến hành xây dựng và triển khai thi
công tuyến. Sự có mặt của tuyến viba số này sẽ đem lại nhiều lợi ích cho các dịch vụ vô tuyến
giữa thành phố Hà Nội và tỉnh Hòa Bình.
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
20
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Chương 3 . GIẢI THUẬT CHƯƠNG TRÌNH
f: là tần số trung tâm của sóng mang (GHz)
d: là độ dài đường truyền(Km)
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
21
tổn thất
tuyến
BEGIN
các hiệu ứng
fading
nhập f ,d
chọ
n
END
độ lợi

khả năng sử
dụng
kết quả
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Ao:tổn thất đường truyền của không gian tự do(dB)
h1,h2:độ cao ten của trạm A,B(m)
i: số vật chắn
d1, d2: lần lượt là khoảng cách từ A và b đến vật chắn(m)
l(v): tổn hao vật chắn (dB)
v: là một số không thứ nguyên
Tdt: tổn hao đặt trưng của khí quyển (dB)
Aa: tổn hao khí quyển (dB)
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
22
tổng tổn hao
tổn hao của
bộ suy hao
hoặc các vật chắn
tổn thất
feeder
TT ĐT
không gian
tự do
TT Tuyến
tính độ dài feeder,
tổn thất feeder A,
tổn thất feeder B,
tổng tổn thất feeder
tính

A
0
chọn
feeder
chọn
tính v,lamda
,c,l(v)
nhập tổn hao
rẽ nhánh, khí
quyển
,các bộ phối hợp
và các bộ đầu
nối
kết quả
tổn hao khí
quyển
tính Aa
Nhập,d1,d2,hc
i


Nhập Tđt:
Nhập h1,h2
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Pt: công suất máy phát (dBm)
D: đường kính anten (m)
n: góc mở hiệu dụng (rad)
RXa, RXb: các ngưỡng thu được (dB)
G: độ lợi anten(dB)
Gt: tổng độ lợi(dB)

Pr: mức đầu vào của máy thu(dBm)
FMa, FMb: độ dự trữ fading phẳng ứng với BER=10
-3
và BER=10
-6
(dB)
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
23
Kết quả
độ lợi
nhập Pt ,D
góc mở hiệu dụng n
các ngưỡng Rxa,RXb
Tính
G,Gmf,Gt,A1,Pr,FMa.FMb
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
Γb: tốc độ bít cực đại (Mbit/s)
M: số mức trong sơ đồ điều chế.
Po: xác suất fading nhiều tia.
Pa, Pb: xác suất đạt các ngưỡng Rxa, RXb.
Ta, Tb: khoảng thời gian fading ứng BER >10
-3
và BER >10
-6

P(10), P(60): xác suất fading dài hơn 10 s và 60s.
Alpha2, beta2, C2: các hằng số có liên quan đến số fading trong 1 giờ.
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6

24
các hiệu ứng fading phẳng
tính Po,Pa,Pb,Ta,Tb,P(10),P(60)
xs BER>10^-3 ,độ khả dụng,
xs BER >10^-6 ,Pu,tổng gián
đoạn thông tin trong BER >10^-3,
sx BER >10^-6 trong khoảng 60s,
%thời gian gián đoạn do fading
,sx BER >10^-6 trong fading
lưạ chọn ,tổng BER >10^-6
kết quả
nhập hệ số cải tến a
hệ số địa hình C,
alpha2,beta2, C2, Γ b M
tốc độ bit cực đại gama b
,số mức trong sơ đồ điều chế M
Bài tập lớn VI BA SỐ Nhóm 2KTVTB_K50
MTTR:thời gian trung bình để khôi phục lại dịch vụ (giờ ) thường là 2, 4, 8 giờ.
MTBF:thời gian trung bình giữa các sự cố (giờ).
THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN VI BA SỐ HÀ NỘI_ HOA BINH VỚI BER = 10
-6
25
Khả năng sử dụng
Tính độ không sử dụng của thiết bị
Độ không sử dụng được do fading
phẳng nhiều tia
Độkhông sử dụng được do fading
nhiều tia lựa chọn
Tổng độ không sử dụng
kết quả

Nhập MTTR, MTBF