bài tập lớn hệ thống thông tin vô tuyến

Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
MỤC LỤC
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 1 - Lớp:K43ĐVT
Thoại tương
tự
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ viễn thông- tin học
thế giới, với kế hoạch tăng tốc phát triển của nghành bưu điện trong giai
đoạn hiện nay, mạng lưới viễn thông Việt Nam ngày càng hiện đại hơn, đòi
hỏi những người làm chủ mạng lưới viễn thông nói chung và những thế hệ
trẻ như sinh viên nói riêng phải nắm chắc kiến thức cơ bản của công nghệ
viễn thông hiện đại trong đó có kỹ thuật viba số.
Với lẽ đó, để hiểu rõ về lý thuyết cũng như để nắm bắt được những
thay đổi của nghành viễn thông hiện nay trên thế giới cũng như ở trong
nước. Chúng em cần tìm hiểu nhiều hơn về thực tế công nghệ hiện nay của
nghành viễn thông.
Với kiến thức đó học trên lớp kết hợp với kiến thức thực tế mà em đó
tìm hiểu được, em đã tiến hành thiết kế tuyến viba số theo yêu cầu của thầy
giáo đề ra.
Dưới đây là bản thiết kế của em. Do kiến thức chưa được rộng, trong
bài cũng nhiều chỗ chưa được hợp lý, mong các thầy cô và các bạn góp thêm
ý kiến để em hiểu thêm nhiều hơn về môn học.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo trong bộ môn Điện
tử viễn thông trường ĐH Kỹ thuật Công Nghiệp đặc biệt là cô Đoàn Thanh
Hải và thầy Trần Anh Thắng đã giúp đỡ em rất nhiệt tình để chúng em hoàn
thành được bản thiết kế này.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 2 - Lớp:K43ĐVT
Thoại tương
tự
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
PHẦN I: LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VIBA SỐ
1.1 . Sơ đồ khối hệ thống viba số
Hình 1.1: Mô hình hệ thống viba tiêu biểu.
Một hệ thống viba số bao gồm một loạt các khối xử lý tín hiệu được phân
loại theo các mục sau:
+ Biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu
+ 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 trênh kênh thông tin
+ Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 3 - Lớp:K43ĐVT
Codec
Thoại tương
tự
Nguồn số
Ghép kênh
Điều chế
ADC
Tách kênh Giải điều chế
Nguồn số
Thoại tương tự

DAC
L
O
Codec
FDM
FDM
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
+ 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
Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị thu phát viba số.
1. 2. Tuyến viba số
1.2.1. Đường truyền
Căn cứ yêu cầu của đề tài được giao em tiến hành khảo sát tuyến viba và lựa
chọn điểm đặt trạm như sau: Giới Phiên – Yên Bái (Trạm A) –Tp Yên Bái-
Yên Bái(Trạm B). Độ dài tuyến Viba là 30km. Giữa trạm có vật cản hình
tròn cao 22m, chiều cao cây cối trung bình giữa hai trạm là 7 m.
1.2.2. Các ảnh hưởng trên tuyến
- Hệ thống này dễ bị ảnh hưởng của méo phi tuyến do các đặc tính bão
hòa, do các linh kiện bán dẫn gây nên.
- Ảnh hưởng của không khí gây ra sự uốn cong của tia sóng, nhấp nháy.
- Ảnh hưởng của địa hình:
+ Miền Fresnel thứ nhất.
+ Tổn hao nhiễu xạ do lướt trên mặt phẳng đất.
+ Tổn hao nhiễu xạ do vật cản hình nêm.
- Ảnh hưởng của pha đinh và mưa.
1.2.3. Đánh giá tuyến
Vì tuyến viba số thiết kế này thuộc phạm vi trong một tỉnh nên sử

dụng cấu hình viba số điểm – điểm dung lượng tuyến trung bình.
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 4 - Lớp:K43ĐVT
Giải điều chế
Khối giao
tiếp
L
O
L
O
Điều chế Bộ trộn
Kênh dịch vụ
Lọc phân nhánh
LNA
HPA
Bộ trộn
Tín hiệu băng gốc
Tách ghép kênh
ha
1

ha
2
h
1
h
2
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
PHẦN II: THIẾT KẾ TUYẾN

CHƯƠNG 2 : LÝ THUYẾT THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
TUYẾN
2.1. Tính toán các yếu tố trên đường truyền
Trong khi chọn vị trí của hệ thống viba điểm nối điểm ta cần phải
kiểm tra xem có vấn đề gì xảy ra không trong việc truyền dọc theo theo các
tuyến viba thiết kế. Do đó chúng ta cần phải nghiên cứu địa hình của đường
truyền.
2.2. Tính toán các tham số của tuyến
Mục tiêu tính toán đường truyền dẫn nhằm xác định tất cả các tổ hao
và các tăng ích trong một hệ thống và từ đó xác định độ dự trữ pha đinh, xác
suất gián đoạn thông tin các yêu cầu phân tập và các loại Anten cũng như độ
cao của Anten.
2.3. Xác định ảnh hưởng của pha đinh lên tuyến
Mục đích xác định độ dự trữ pha đinh (với các chỉ tiêu BER), xác suất
pha đinh phẳng nhiều tia (
0
P
), xác suất tại ngưỡng thu, khoảng thời gian pha
đinh T và xác định pha đinh phẳng dài hơn 10s.
2.4. Tính toán độ khả dụng của tuyến
Tính khả dụng thể hiện theo phần trăm của thời gian là khả năng của
một thành phần (thiết bị) thực hiện một chức năng yêu cầu, về phương diện
độ tin cậy nó là chỗ dựa của khả năng bảo dưỡng.
2.5. Đánh giá chất lượng của tuyến
Dựa vào kết quả tính toán được để đánh giá hệ thống có đạt yêu cầu
thiết kế hay không và đưa ra biện pháp khắc phục.
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 5 - Lớp:K43ĐVT
ha
1

ha
2
h
1
h
2
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤ THỂ
3.1. Tính toán các yếu tố trên đường truyền
Hình 3.1: Mặt cắt nghiêng đường truyền và miền Fresnen thứ nhất.
3.1.1. Chọn thiết bị
Trong thiết kế tuyến viba này sử dụng thiết bị ACATEL – 9639LH với
các thông số kỹ thuật như sau:
Dung lượng 155 Mbit/s (STM1)
Dải tần
3,6 Ghz ÷ 4,2 GHz
Tần số trung tâm
f =
min max 3,6 4,2
3,9
2 2
f f+ +
= =
GHz
Kỹ thuật điều chế 32 QAM
Công suất phát Pt = 29 dBm
Mức thu
3

10
−
- 73 dBm
Mức thu
6
10
−
- 69 dBm
Thiết bị trên có các thông số phù hợp với yêu cầu thiết kế của đề tài
3.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế khoảng hở và độ cao Anten
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 6 - Lớp:K43ĐVT
d
1
d
F
1
Chỗ lồi của mặt
đất Ei
Chiều cao
cây cối
ha
1

ha
2
h
1
h
2
Khoảng hở

0,6F
1
Vật cản hình nêm
CF
1
O
i
T
i
Trạm A: Giới
Phiên- Yên Bái
Trạm B: Tp Yên
Bái – Yên Bái
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Khi truyền sóng từ Anten phát đến Anten thu bao gồm nhiều họ
Fresnel dạng hình elip. Đó là một họ đường vây quanh tia đường truyền
thẳng. Miền bên trong gọi là elip thứ nhất gọi là miền Fresnel thứ nhất. Bất
kỳ tin hiệu nào từ Anten phát tới Anten thu lại tập trung vào miền Fresnel
thứ nhất, do đó mọi vấn đề quan tâm khi ta thiết kế đó là elip thứ nhất. Các
miền Fresnel thứ 2,3…ít ảnh hưởng tới tiêu hao nhiễu xạ do công suất tín
hiệu chứa trong các miền nhỏ đó.
Công thức tính bán kính miền Fresnel thứ nhất xung quanh đường
trực tiếp thay đổi dọc theo đường truyền được tinh theo công thức:
1 2
1
17.32
d d
F

f d
×
= ×
×

Trong đó
+ d
1
, d
2
là khoảng cách từ Anten phát và thu tới vật cản cao nhất (Km).
+ d = d
1
+ d
2
là khoảng cách giữa hai trạm (Km).
+ f: là tần số sóng mang (GHz).
Trong công thức trên đường bao cuối của miền Fresnel sẽ tiếp xúc với
vật cản, khi đó khoảng hở bằng không.
Khoảng hở đường truyền F được định nghĩa là khoảng an toàn của
đường truyền sóng được tính từ giới hạn của miền Fresnel sóng thứ nhất tới
điểm trên cùng của vật cảm cao nhất. Như vậy để thiết kế một tuyến viba
đảm bảo sao cho độ cao của hai Anten vừa đủ ngay cả trong trường hợp độ
lồi mặt đất xấu nhất và Anten thu không đặt trong vùng nhiễu xạ.
Khi này đường truyền trực tiếp giữa Anten thu phát cần một khoảng
hở thích hợp (F =
α
.F
i
) trên vật chắn bất kỳ để đảm bảo được các điều kiện

truyền lan trong không gian tự do có khí hậu nhiệt đới. Do đó sử dụng báo
cáo 338-5 của CCIR khuyến nghị thì ta cần tính toán độ cao của Anten trong
trường hợp F = 60%F
i
.
3.1.3. Độ cong trái đất

1 2
4 4 18 12
3 12,7( )
51 51 4
i
d d
E m
K
×
×
= × = × × =
Trong đó K là hệ số bán kính của trái đất
4
3
K
=

3.1.4. Độ cao đường truyền
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 7 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
+ Bán kính miền Fresnel thứ nhất

1 2
1
18 12
17.32 17.32 23,53( )
30 3,9
d d
F m
f d
× ×
= × = × =
× ×

+ Miền hở
∆h ≥ 0,6F
1
= 0,6F
1
= 0,6. 23,53 =14,114 (m).
Chọn: ∆h = 14 (m)
+ Độ cao của tia vô tuyến
B
i
= E
i
(k) + O
i
+T
i
+ ∆h
1 2

.4
. ( )
51
i i
d d
O T h
k
= + + + ∆
B
i
= 12,7+ 22 + 7 + 14 = 55,7 (m)
Trong đó
– E
i
(k) là độ lồi của mặt đất.
– O
i
là độ cao của vật chắn (nhà cửa, đồi núi, )
– T
i
là độ cao của cây cối
3.1.4. Độ cao của Anten

[ ]
1 2 2 2 2 1
2
.
a a i a
d
h h h B h h h

d
= + + − − −
(m)

[ ]
2 1 1 1 1 2
1
.
a a i a
d
h h h B h h h
d
= + + − − −
(m)
Chọn h
a1
= 43m, thay vào công thức ta tính được h
a2
= 43,36
≈
43,5m
Trên thực tế người ta thường cộng thêm khoảng dự phòng cho hai anten
h
a1r
= h
a1
+ Ph
1
h
a2r

= h
a2
+ Ph
2
Với Ph
1
, Ph
2
= 2 ÷ 6 (m)
Chọn Ph
1
=5 (m) Ph
2
= 2,5 (m)
Như vậy chiều cao thực tế của hai anten là:
h
a1r
= h
a1
+ Ph
1
= 43 + 4 = 48 (m)
h
a2r
= h
a2
+ Ph
2
= 43,5 + 2,5 = 46 (m)
3.2. Tính toán các tham số của tuyến

Sinh viên: Vũ Kim Phong - 8 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
3.2.1. Mô tả tuyến
+Tên và vị trí các trạm
Trạm A: Giới Phiên – Yên Bái
Trạm B: Tp Yên Bái – Yên Bái
+ Loại thiết bị
Sử dụng thiết bị ACATEL – 9639LH cho cả 2 trạm A và B.
+ Tần số làm việc
Tần số sóng mang: fsc = 3,9 GHz
+ Sự phân cực
Sử dụng phân cực đứng
+ Dung lượng của kênh
Thể hiện dung lượng của luồng tín hiệu số tối đa có thể truyền trên hệ
thống. Với yêu cầu của đề tài dung lượng kênh là luồng 155 Mb/s.
+ Loại điều chế của thiết bị vô tuyến
Sử dụng phương pháp điều chế số 32QAM.
+ Độ nâng của vị trí
Độ nâng của vị trí chính là độ cao của mặt bằng xây dựng trạm so
với mực nước biển
Độ nâng vị trí ở trạm A: 12 m
Độ nâng vị trí ở trạm B: 13 m
+ Độ dài tuyến truyền dẫn: (d)
Nó là khoảng cách giữa hai anten tuy nhiên ta không thể lấy chính
xác được thông số này vì nhiều lý do khác nhau, nên thường nó là khoảng
cách giữa hai vị trí đặt trạm. Đối với tuyến thiết kế này: d =30 Km
+ Độ dài của hai anten: h
a1,

h
a2
Theo phương án thiết kế độ cao thực tế của hai anten so với mặt bằng
Trạm A: h
a1r
= 48 m.
Trạm B: h
a2r
= 46 m.
+ Loại tháp anten
Sử dụng loại tháp tự đỡ
3.2.2. Tính toán các tổn hao và tăng ích
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 9 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
+ Tổn hao đường truyền tự do
0
4 4
20 lg 20 log
d d f
L
C
π π
λ
× × ×
   
= × = ×
   
   

Trong đó: d (m), f(Hz) lần lượt là khoảng cách truyền dẫn và tần số
sóng mang, C = 3*10^8 m/s.
Thay số vào công thức trên ta được
3 9
0
8
4 30 10 3,9 10
20 lg 133,8( )
3 10
L dB
π
 
× × × ×
= × =
 
×
 
+ Tổn hao do phi đơ ( LF )
Chọn phi đơ là ống dẫn sóng hình Elip tương ứng với tần số trung
tâm f=3,9 Ghz nên ta chọn ống EW34 (f=4 GHz) suy hao tương ứng sẽ là:
α = 0,0213dB/m.
( )
a1r
LT 1,5 h 0,0213 0,3 1,5 48 0,0213 0,3 1,8336( )
x at
dB
−
= × × + = × × + =
( )
a2r

LR 1,5 h 0,0213 0,3 1,5 46 0,0213 0.3 1,7697( )
x at
dB
−
= × × + = × × + =

→
LF

= 3,6033 (dB)
+ Tổn hao do rẽ nhánh
Được coi là tổn hao trong các bộ lọc RF (máy phát và máy thu), các
bộ xoay vòng và các bộ lọc RF bên ngoài có thể, chúng cho phép nối một
vài hệ thống vô tuyến đến cùng một Anten.
Chọn mỗi bên là: 2 (dB).
Vậy suy hao do rẽ nhánh là: Ln = 4 (dB)
+ Tổn hao do phối hợp và đấu nối
Chúng là các tổn hao do chuyển tiếp ống dẫn song, các bộ phận phối
hợp, hệ thống nén ống dẫn song và phần của hệ thống phi đơ bao gồm các
bộ nối. Giá trị này thuộc khoảng (0,5 dB ÷ 1 dB)
Chọn tổn hao ở mỗi cột là 1dB. Vậy suy hao do phối hợp và đấu nối
là: L
d
= 2 (dB)
+ Tổn hao do khí quyển
w
( )
a a o
L d d
γ γ γ

= × = + ×
Trong đó
0 w
,
γ γ
là tiêu hao do O2 và H2O
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 10 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Tra đồ thị ( H.8.27 - T166 Sách giáo trình Viba số tập 2 - Nhà xuất
bản Bưu điện ) tiêu hao đặc trưng do các chất khí trong khí quyển, theo báo
cáo 719 - 2 của CCIR với tần số
SC
f
= 3,9 (GHz) tiêu hao xấp xỉ 0,0062
(dB/Km). Do đó tổn hao do khí quyển trên đường truyền 30 Km là:
( )
0,0062 30 0,186 dB
a
L
= × =
+ Tổn hao do mưa coi như không có.
+ Tổn hao do vật cản hình tròn.
Công thức tính : L(r)= L(γ)+T(ρ)+Q(x)
*Tính L(γ)
Ta có γ =
2( )( )
2 2
2sin .

2 .
a b
d R d R
d
θ θ
θ
λ
 
+ +
 
 
 
 
 
 
 
 
R : là bán kính hiệu dụng của độ cong. Chọn R = 1,5 m.
θ :là góc nhiễu xạ.
d
a
,d
b :
là khoảng cách tính từ đầu cuối đến tầm lan truyền của chúng trên địa
hình.
λ
: là bước sóng của sóng mang
λ
=
=

f
c
8
9
3.10
0,077
3,9.10
m
=
.
Tính góc nhiễu xạ
θ

θ
= α
1
+ α
2
Tính α
1

α
1
= β - β
1
Ta có tg β =
-3
1 1
1
( ) ( )

(48 12) (12,7 22)
1,405.10
18000
a r i i
h h E O
d
+ − +
+ − +
= =

→β =
-3
1,405.10
(rad)
tg β
1
=
-5
1 1 2 2
( ) ( )
(48 12) (46 13)
3,33.10
30000
a r a r
h h h h
d
+ − +
+ − +
= =
→β

1
=
-5
3,33.10
(rad)
α
1
= β - β
1
=
-3
1,405.10
–
-5
3,33.10
=
-3
1,3717.10
(rad)
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 11 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Tính α
2
α
2
=
' '
1

β β
+

Ta có β
’
1

= β
1
=
-5
3,33.10
(rad)
tg
'
β
=
-3
2 2
2
( ) ( )
(46 13) (12,7 22)
2,025.10
12000
a r i i
h h E O
d
+ − +
+ − +
= =

→
'
β
=
-3
2,023.10
(rad)
α
2
=
' '
1
β β
+
=
-3
2,023.10
+
-5
3,33.10
=
-3
2,0563.10
(rad)
Vậy θ = α
1
+ α
2
=
-3

1,3717.10
+
-3
2,0563.10
=
3
3,428.10
−
(rad)
Tính d
a
, d
b
d
a
=
2 2
1 1 1
(( ) ( )) 18
a r i i
h h E O d km
+ − + + ≈
d
b
=
2 2
2 2 2
(( ) ( )) 12
a r i i
h h E O d km+ − + + ≈

Ta có γ =
2( )( )
2 2
2sin .
2 .
a b
d R d R
d
θ θ
θ
λ
 
+ +
 
 
 
 
 
 
 
 
Thay số vào biểu thức ta được.
γ =
3 3
3
2(18.10 1,5 )(12.10 1,5 )
2 2
2sin
2 0,077.30.10
3 3

3,428.10 3,428.10
3
3,428.10
 
 
+ +
 
 
 
=
 
 
 
 
 
 
− −
−
= 0,0258
→
1/2
L( ) 6,4 20lg ( 1)
γ γ γ
 
= + + +
 
1/2
6,4 20lg (0,0258+1) 0,0258
 
= + +

 
= 6,729 (dB)
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 12 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải

h
a1r

h
1

d

d
1
h
2

h
a2r

Ei
Oi
1
α
2
α
θ

β
1
β
'
1
β
'
β
* Tính T(ρ)
T(ρ) là tổn hao trên mặt cong
T(ρ) = 7,2 ρ -2 ρ
2
+3,6 ρ
3
-0,8 ρ
4
với ρ cho bởi:
ρ
2
=
1
1
1/3
1/3
3
3
1 (18 12).10 .1,5 1
. .
(18 12).10 0,077 1,5
a b

a b
d d
R
d d R
π π
λ
−
−
 
 
+
+
 
 
=
 
 
 
 
− −
 
 
 
 
 
 
=1,903
ρ = 1,379
ρ
4

= 3,616
ρ
3
= 2,622
→ T(ρ) = 15,06 (dB)
* Tính Q(x)
Q(x) là suy hao truyền sóng dọc bề mặt giữa 2 tiếp tuyến
Với Q(x)=12,5.x
1/3
1/3
. .1,5
. . 0,0135
0,077
3
3,428.10
R
x
π π
θ
λ
 
 
= = =
 
 
 
 
−
→ Q(x)=12,5.x= 12,5.0,0135 = 0,168 (dB)
Vậy : L(r)= L(γ)+T(ρ)+Q(x) = 6,729 + 15,06 + 0,168 = 21,957 (dB)

Sinh viên: Vũ Kim Phong - 13 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
3.2.3. Tổng các loại tổn hao

0
( )
F a n d
L L L L L L L r
Σ
= + + + + +
133,8 3,6033 4 0,186+2 21,957 165,546( )L dB
Σ
= + + + + =
3.2.4. Các tăng ích
+ Tăng ích của Anten trạm A và B
2 2
G G G 10lg 10lg ( )
A B
D D f
dB
C
π π
η η
λ
   
× × ×
   
= = = × = ×

   
   
   
   
   
Trong đó
0,6
η
=
, đường kính anten D = 3m,
9
3,9 10f Hz
= ×
,
8
3 10 /C m s= ×
2
9
8
3 3,9 10
G 10lg 0.6 37,26( )
3 10
dB
π
 
 
× × ×
 
⇒ = × =
 

×
 
 
 
+ Công suất máy phát
Với thiết bị viba số ACATEL-9639LH công suất phát của máy có
giá trị: P
t
= 29 (dBm)
+ Tổng tăng ích của tuyến
P
t
+ 2.G = 29 + 2. 37,26 = 103,52 (dB)
3.2.5. Tính toán các hiệu ứng thực
a. Tổn hao tổng
Đây là tỷ số cung cấp ở đầu ra của máy phát trước các mạch rẽ nhánh
và công suất đưa đến máy thu tương ứng sau các mạch rẽ nhánh. Tức là tiêu
hao tổng thể giữa máy phát và máy thu. Do đó tổn hao tổng của đường
truyền thực được tính
Lt = Pt – [Pt – (Tổng các tổn hao) + (Tổng các tăng ích)]
= (Tổng các tổn hao) - (Tổng các tăng ích)
= 165,546 – 103,52 = 62,026 (dB)
b. Mức đầu vào máy thu
Nó bằng công suất đầu ra máy phát trừ đi tổn hao tổng. Mức đầu vào
máy thu được tính tại điểm chuẩn của máy thu sau bộ lọc rẽ nhánh.
P
R
= P
t
– L

t
= 29 –62,026 = -33,026 (dBm)
c. Các mức ngưỡng thu của máy thu
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 14 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Chính là độ nhạy của máy thu. Thông số này xác định tín hiệu thu
được cực tiểu cho phép ở cổng vào Anten với một mức cố định BER cho
phép
BER = 10
-3
⇒ RXa = - 73 (dBm)
BER = 10
-6
⇒ RXb = - 69 (dBm)
3.3. Xác định ảnh hưởng của pha đinh lên tuyến
3.3.1 Độ dự trữ pha đinh
Đối với BER = 10
-3
FM
a
= P
R
- RXa = -33,026 + 73 =39,974 (dB)
Đối với BER = 10
-6
FM
b
= P

R
- RXb =-33,026 + 69 =35,974(dB)
Trong đó FM là độ dự trữ pha đinh (dB)
3.3.2 Xác suất pha đinh phẳng nhiều tia P0
Po là hệ số thể hiện khả năng xuất hiện pha đinh nhiều tia được đánh
giá theo công thức:
0
B C
P KQ f d
= × ×
Trong đó: KQ = 1,4.10
-8
; B = 1; C = 3,5 là các tham số liên quan đến
điều kiện truyền lan về khí hậu và địa hình của sóng vô tuyến và các giá trị
được sử dụng theo khuyến nghị của CCIR.
Vậy:
8 3.5
0
1.4 10 3,9 30 0.00807P
−
= × × × =
3.3.3 Xác suất đạt tới các ngưỡng RXa, RX
b
(P
a
& P
b
)
Là xác suất của pha đinh phẳng gây ra mà máy thu phải hoạt động ở
mức ngưỡng RXa, RX

b
tức là đầu vào máy thu đã vượt qua độ dự trữ pha
đinh phẳng FMa, FMb
/10
39,974/10 4
10 10 1,006 10
a
FM
a
P
−
− −
= = = ×
/10
35,947/10 4
10 10 2,543 10
b
FM
b
P
−
− −
= = = ×
3.3.4 Khoảng thời gian pha đinh T
2
2
( /10)
2
10
a

FM
a
T C f
α
β
− ×
= × ×
Với BER = 10
-3
2
2
( /10)
2
10
b
FM
b
T C f
α
β
− ×
= × ×
Với BER = 10
-6
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 15 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Trong đó
FM

a
, FM
b
: là độ dự trữ pha đinh phẳng
α
2
, β
2
, C
2
: Là các hằng số có liên quan đến số pha đinh trên một giờ.
Đối với tuyến thiết kế các hằng số đó có giá trị sau:
α
2
= 0.5; β
2
= - 0.5;
2
56.6C d= ×
Với BER >10
-3
(0.5 39,974/10) 0.5
56.6 30 10 3,9 1,579( )
a
T s
− × −
= × × × =
Với BER >10
-6
(0.5 35,974/10) 0.5

56.6 30 10 3,9 2,495( )
b
T s
− × −
= × × × =
3.3.5. Xác suất pha đinh phẳng dài hơn 10s
Sử dụng công thức
P(T
a
≥ 10) = P(10) = 0.5[1- erf(Z
a
)] = 0.5erfc(Z
a
)
P(T
b
≥ 60) = P(60) = 0.5[1- erf(Z
b
)] = 0.5erfc(Z
b
)
Trong đó: Z
a
= 0.548ln(10/T
a
)=0,548ln(10/1,579) = 1,011
Z
b
= 0.548ln(10/T
b

)=0,548ln(10/2,495) = 0,76
Tra bảng các giá trị lỗi ở phụ lục sách viba số tập 2- Nhà xuất bản Bưu điện
ta có:
Er ( ) 0,157299
a
fc Z
=
Er ( ) 0,282463
b
fc Z
=

Vậy:
( 10) 0,0786
a
P T
≥ =

( 60) 0,1412
b
P T
≥ =
3.3.6. Xác suất BER
>
10
-3
Thể hiện sự gián đoạn thông tin này nhưng trong thời gian không quá 10s
( )
3 4 -7
0

10 0,00807 1,006 10 8,118.10
a
P BER P P
− −
≥ = × = × × =
3.3.7. Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do pha đinh phẳng
4 8
0
(10) 0,00807 1,006 10 0,0786 6,381 10
u a
P P P P
− −
= × × = × × × = ×
3.3.8. Xác suất BER >
6
10
−
( )
6 4 6
0
10 0,00807 2,543 10 2,052 10
b
P BER P P
− − −
≥ = × = × × = ×
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 16 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
3.3.9. Xác suất BER >

6
10
−
trong hơn 60s do pha đinh phẳng
( )
6
0
4 7
10 60 (60)
= 0,00807 2,543 1 0 0,1412 =2,897.10
b
P BER t s P P P
−
− −
> ÷ > = × ×
× × ×
3.4. Tính toán độ khả dụng của tuyến
Độ khả dụng =
8
100 (1 )% 100 (1 6,381 10 )% 99,999%P
u
−
× − = × − × =
3.5. Đánh giá chất lượng của tuyến
Với các kết quả tính toán trên ta không cần sử dụng phân tập cho
tuyến, tuyến hoạt động tốt
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 17 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải

BẢNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN TUYẾN VIBA SỐ
Mô tả tuyến Trạm A Trạm B
Số loại thiết bị
ACATEL-9639LH
Tên trạm Trạm A-Giới Phiên Trạm B-Tp Yên
Bái
Tần số (MHz) 1700 2700
Tần số trung tâm 3,9 GHz
Dung lượng 155 Mb/s
Loại điều chế của máy phát 32 QAM
Độ cao của Anten 48m 46m
Độ cao so với mực nước biển 12 m 13 m
Phân cực Đứng
Độ dài của đường truyền dẫn 30 Km
Tăng ích Trạm A Trạm B
Máy phát A (dBm) 29
Tăng ích Anten 37,26(dB) 34.195(dB)
Tổng tăng ích của các cột 103,52 (dB)
Tổng tổn hao
L
Σ
(dB)
165,546 (dB)
Mức vào của máy thu (dBm) -33,026 (dBm)
Mức ngưỡng thu được
a
RX

(dBm)
a

RX
= - 73 (dBm)
Với BER =
3
10
−
Mức ngưỡng thu được
b
RX

(dBm)
b
RX
= - 69 (dBm)
Với BER =
6
10
−
Độ dự trữ pha đinh phẳng
a
FM

(dB)
a
FM
= 39,974 (dB)
Với BER =
3
10
−

Độ dự trữ pha đinh phẳng
b
FM

(dB)
b
FM
= 35,974 (dB)
Với BER =
6
10
−
Các tiêu hao Trạm A Trạm B
Tổn hao trong không gian tự do L
0
(dB) = 133,8 (dB)
Loại phi đơ Ống dẫn sóng hình Elip
Tổn hao phi đơ
F
L
1,8336 (dB) 1,7697 (dB)
Tổn hao rẽ nhánh
n
L
2 (dB) 2 (dB)
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 18 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Tổn hao bộ phối hợp và đấu nối

d
L
(dB)
1(dB) 1(dB)
Tổn hao do khí quyển
a
L
0,186 (dB)
Tổn hao do vật cản hình tròn L(r) 21,957 (dB)
Tổng tổn hao
L
Σ
165,546 (dB)
Các hiệu ứng pha đinh phẳng Trạm A Trạm B
Xác suất pha đinh nhiều tia P
0
0,00807
Xác suất đạt RX
a
, P
a
4
1,006 10
−
×

Xác suất đạt RX
b
, P
b

4
2,543 10
−
×

Khoảng thời gian pha đinh T
1,579( )
a
T s
=
;
2,495( )
b
T s
=
Xác suất pha đinh >10s P(10)
0,0786
Xác suất pha đinh >60s P(60)
0,1412
Xác suất BER vượt 10
-3
-7
8,118.10
Xác suất để mạch trở nên không
dùng được P
u
8
6,381 10
−
×

Độ sử dụng của tuyến % 99,999 %
Xác suất BER vượt 10
-6
5
1,76733 10
−
×
Xác suất BER vượt 10
-6
trong
khoảng > 60s
6
2,052 10
−
×
PHẦN III: KẾT LUẬN
Bài tập lớn đã trình bày được về lý thuyết về những vấn đề cơ bản
trong việc thực hện thiết kế một tuyến hệ thống thông tin vô tuyến cơ bản.
Qua đó giúp ta có sự tiếp cận với hệ thống viễn thông trong thực tế.
Tất cả những kết quả đã đạt được chủ yếu là trên lý thuyết và qua mô
hình mặt cắt ngang thể hiện được một phần tuyến viba số.
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 19 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Bài tập lớn có thể được phát triển và nghiên cứu sâu hơn nữa để đạt
được kết quả tốt hơn. Mảng kiến thức trong viba số là rất lớn nhưng do thời
gian và kiến thức của bản thân còn hạn chế nên bài tập lớn chỉ dừng lại ở
mặt lý thuyết. Mong thầy cô và các bạn góp ý, bổ sung để bài tập lớn được
hoàn thiện.

Qua thời gian làm bài tập lớn thông tin vô tuyến em cũng xin chân
thành gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn điện tử viễn thông, các
bạn trong lớp K43ĐVT đặc biệt là cô Đoàn Thanh Hải đã hướng dẫn và
đóng góp ý rất nhiều cho em thực hiện tốt bài tập lớn này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. BÀI GIẢNG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN- BỘ MÔN ĐIỆN TỬ
VIỄN THÔNG – KHOA ĐIỆN TỬ - TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG
NGHIỆP.
2. GIÁO TRÌNH VIBA SỐ - TẬP 2 – NHÀ XUẤT BẢN BƯU ĐIỆN
3. GIÁO TRÌNH ANTEN VÀ TRUYỀN SÓNG – PHAN ANH
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 20 - Lớp:K43ĐVT
Hệ thống thông tin vô tuyến
 
GVHD: ThS.Đoàn Thanh Hải
Sinh viên: Vũ Kim Phong - 21 - Lớp:K43ĐVT