Tài liệu Thiết kế tuyến vi ba số, chương 3 pdf

CHƯƠNG 3:
CÁC KIỂM TRA VỀ CHỈ
TIÊU TRUYỀN DẪN
1. Giới Thiệu:
Phẩm chất và độ tin cậy là hai yếu tố chính của chỉ tiêu truyền dẫn. Các yếu tố
chính được kiểm tra ở trong việc lựa chọn vò trí là tạp âm nhiệt, tạp âm giao thoa và
tạpâm đột biến nháy gây ra do Fading sâu, bởi vì chúng liên quan đến đường truyền
của hệ thống. Tạp âm điều chế tương hỗ có thể quyết đònh bởi các đặc điểm của thiết
bò Viba sử dụng. Vì vậy việc lựa chọn vò trí sẽ không 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 đònh bởi
mức tín hiệu nhận được và chỉ tiêu của thiết bò Viba sử dụng.
Công suất tín hiệu nhận được trên một đường truyền Viba được tính bằng công
thức:
P
r
= P
t
+ G
t
+ G
r
– L - L
f
Trong đó :
P
r
: công suất tín hiệu nhận được (dBm)
P
t

: công suất ngõ ra máy phát (dBm)
G
t
: độ lợi của anten phát (dB)
G
r
: độ lợi của anten thu (dB)
L : tổn thất không gian tự do (dB)
L
f
: tổn thất tổng trong các hệ thống Feeder ở trong cả hai đầu (dB)
Tổn thất không gian tự do có thể tính bằng công thức sau đây:
4d
L = 20Log ——

Trong đó :
L : tổn thất không gian tự do (dB)
m : chiều dài đường truyền (m)
 : bước sóng (m)
Tỉ số tín hiệu – tạp âm nhiệt trong một kênh điện thoại sử dụng SS-FM (Single side
Band FM) được cho bởi công thức:
P
r
S
0
2

S / N = 10Log ————
KT fF f
m

2
S
0

S / N = 10LogP
r
– 10 LogKT fF + 20Log—
f
m
Trong đó :
S/N : tỉ số tín hiệu /tạp âm nhiệt trong một kênh điện thoại (dB)
10lg P
r
: công suất tìn hiệu Viba nhận được (dBm)
K:hằng số Boltzmann 1,38*10
-23
J/
0
K
T: Nhiệt độ của bộ Mixer máy thu (Kenvin)
f: Băng thông của kênh thoại .
F :chỉ số tạp âm của máy thu .
S
0
:độ lệch tần số hiệu dụng .
f
m
: Tần số tín hiệu ở băng gốc (cùng đơ vò với S
0
)

Công thức trên cho ta thấy chỉ số công suất tín hiệu nhận được quyết đònh tỉ số
: Tín hiệu /tạp âm nhiệt (S/N).
3.Giao thoa vô tuyến ngay trong một hệ thống Viba điểm nối điểm.
a.Tổng quát.
Có thể có rất nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra giao thoa vô tuyến trong
bản thân của hệ thống liên lạc. Trong việc chọn vò trí chủ yếu là giao thoa vô tuyến
đồng kênh. Lượng giao thoa vô tuyến có thể được quyết đònh từ sự khác nhau của mức
tín hiệu, tần số Viba,cực tính của hai sóng Viba. Trong việc kiểm tra giao thoa, giao
thoa tạp âm được tính dựa vào sự khác nhau về mức, bỏ qua một bên các yếu tố khác,
nếu kết qủa tính toán vượt khỏi giới hạn cho phép, tạp âm được tính lại với các yếu tố
khác.
Các tín hiệu Viba không mong muốn không 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
không 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 đònh rằng cả hai tín hiệu mong muốn và không mong muốn có cùng kiểu
điều chế).
S/I=D/U +20 -Dữ liệu do Fading vi sai+Sự cải tiến do tần số khác+sự cải tiến
do cực tính khác nhau
Trong đó các thành phần được tính bằng dB
D: Công suất tín hiệu mong muốn nhận được .
U: Công suất tín hiệu không mong muốn nhận được.
Giá trò 20 được rút ra từ những phần sau:
15 dB:Sự khác nhau giữa mức thử Tone và mức thử tạp âm tải
1 dB : Sự khác nhau về mức công suất giữa bãng thông 4 KHz và băng thông
3,1KHz
4 dB : độ dự trữ trong đường cong của ytính đònh hướng anten .
Fading vi sai được đầu vào tính toán khi mà sóng không mong muốn đi qua
một đường truyền khác với đường truyền của sóng mong muốn hoặc khi tần số của

sóng không mong muốn khác với của sóng mong muốn thậm chí nếu các đường
truyền đều giống nhau. Thường thì, Fading vi sai từ 5 - 10 dB thường áp dụng cho tần
số trên 1 GHz.
Trong trường hợp của giao thoa giữa hai kênh Viba kế cận, sự chọn lựa máy
thu sẽ quyết đònh sự cải tiến do tần số khác nhau.
Khi sóng không mong muốn được phân cực thẳng đứng và sóng không mong
muốn được phân cực ngang hoặc ngược lại thì tỉ số D/U có thể giảm xuống khoảng 15
dB ở tần số trên 1GHz.
a. Sự méo dạng do lan truyền.
Giao thoa vô tuyến gây ra bởi một sóng phản xạ nên được đưa vào tính toán
khi mà sóng phản xạ không đủ nhỏ để có thể đi qua. Trong đường truyền có sóng
phản xạ, sóng phản xạ được xem như là sóng không mong muốn và gây ra sự méo
dạng truyền dẫn. Nó là một kiểu méo dạng trễ. Tạp âm méo dạng truyền sẽ khác
lớn hơn trong hệ thống siêu đa hợp (Super Multiplexed System) với dung lượng
lớn hơn 1800 kênh điện thoại.
Tạp âm méo dạng do truyền dẫn được quyết đònh bởi tỉ số D/U, thời gian trễ
do sự khác nhau về đường truyền và dung lượng kênh điện thoại của kênh Viba.
Trong trường hợp này D là sóng trực tiếp U là sóng phản xạ. Vì thế tỉ số D/U
tương đương với sự suy giảm hiệu dụng của sóng phản xạ. Hình 2-5-11 cho ta mối
quan hệ giữa tạp âm méo dạng trễ và thời gian trễ (hoặc sự khác nhau về đường
truyền ở các dung lượng kênh điện thoại khác nhau). Tạp âm méo dạng truyề dẫn
tương đương với tạp âm méo dạng trễ làm tỉ số D/U âm.
Ví dụ: giả đònh rằng sự suy giảm của sóng phản xạ bởi tính đònh tính của anten
ở các trạm phát và thu tương ứng là 10 dB và 5 dB và sự suy giảm ở điểm phản xạ
là 12 dB thì, sự suy giảm hiệu dụng của sóng phản xạ sẽ là 10 +5 +12 =27 dB Nó
không phụ thuộc vào tỉ số D/U nếu thời gian trễ là 10 ns và nếu dung lượng của
kênh điện thoại là 960 và độ lệch tần số ở mức thử Tone là 200 KHz thì tạp âm
méo dạng trễ tìm được là -59 dB từ hình 2-5-11. Vì vậy, tạp âm méo dạng truyền
dẫn được tính là:
-59 dBm -27 dBm =-86 dBm =2.5 pw

giá trò này cho thấy tạp âm không có trọng số ở kênh trên cùng của băng gốc.
4.Giao thoa vô tuyến với các hệ số khác.
Giao thoa vô tuyến nên kiểm tra không chỉ trong hệ thống Viba thiết kế mà
còn với các hệ thống Viba khác. Những phần sau đây có thể là nguyên nhân của sự
giao thoa vô tuyến này.
a.Giao thoa vô tuyến với hệ thống Viba khác.
Khi các hệ thống Viba khác sử cùng băng tần với hệ thống Viba đang thiết kế
trong khoảng vài trăn Km, mức của sóng không mong muốn từ các hệ thống đó nên
được kiểm tra bởi tính đònh hướng của anten và các tổn thất lan truyền, để kiểm tra tỉ
số D/U có đạt yêu cầu hay không.
b.Giao thoa vô tuyến từ một Radar.
Một công suất rất lớn thường được bức xạ từ một anten xoay của Radar và
phổ tần số ngõ ra bao gồm rất nhiều tầng số tạp bởi vì sóng ngõ ra là các xung. Vì
vậy giao thoa vô tuyến đến một hệ thống Viba có thể xảy ra do sự bức xạ tạp của
Radar mặc dù tần số trung tâm của Radar khá xa so với hệ thống Viba.
Trong hình 2-5-13 mức của tín hiệu mong muốn ở trạm B được tính là:
D= P
t
-L
f
+G
t
- 
d
Trong đó:
D: Mức của sóng mong muốn ở trạm B.
P
t
: Công suất ngõ ra máy phát ở trạm A.
L

f
:tổn thất hệ thống nuôi ở trạm A.
G
t
:Độ lợi anten phát ở trạm A.

d
: Tổn thất do truyền dẫn của sóng mong muốn (Từ trạm A đến Trạm
B).
Mức của sóng không mong muốn ở trạm B được tính là :
U =P
r
-L
s
-L
r
+G
r
-
d
-D

Trong đó:
U : Mức của tín hiệu không mong muốnở trạm B
P
r
: công suất ngõ ra máy phát ở trạm Radar .
L
s
: Độ suy giảm ở tần số tạp liên quan tới công suất tính hiệu Radar cơ

bản .
L
r
: Tổn thất hệ thống nuôi ở trạm Radar.
G
r
:Độ lợi anten phát ở trạm radar .

d
: Tổn thất lan truyền của sóng không mong muốn từ trạm Radar đến
trạm B.
D

:Độ suy giảm do tính đònh hướng anten ở một góc  ở trạm B.
Tỉ số D/Ucó thể tính từ hai công thức ở trên .Đối với mạch điện thoại thường
yêu cầu tỉ số D/U là 20 dB hoặc lớn hơn.
Radar
U
 B
D
A
Hình 2-5-13 :Giao thoa vôtuyến từ một Radar.
c.Giao thoa vô tuyến với hệ thống liên lạc vệ tinh.
Trong các hệ thống liên lạc vệ tinh, băng tần 6 GHz (5925MHz - 6425 MHz)
được cho các máy phát (liên lạc lên) và băng 4GHz (3700 MHz -4200 MHz) cho các
máy thu (liên lạc xuống) của các trạm mặt đất .Khi các trạm Viba mặt đất sử dụng
chung băng tần với một hệ thống liên lạc vệ tinh và truyền qua gần mặt đất, cần phải
kiểm tra giao thoa vô tuyến với hệ thống liên lạc vệ tinh .
Như ở trong hình 2-5-13 các giao thoa vô tuyến giữa hệ thống liên lạc vệ tinh
và hệ thống liên lạc Viba điểm nối điểm mặt đất có thể phân thành 4 trường hợp sau

(liên quan đến các đường truyền A, B, C, D).
Trong các đường truyền này các giao thoa từ hệ thống Viba mặt đất đến hệ
thống liên lạc vệ tinh ví dụ như tuyến C và D có ảnh hưởng nhiều hơn các tuyến A
vàB bởi vì mức tín hiệu nhân rất thấp ở trạm mặt đất và tính đònh hướng anten lớn của
vệ tinh
Như giao thoa C trong hình vẽ , tỉ số D/U ở trên mặt đất nên được kiểm trgiống
như là giao thoa do kết nối F/B nhận đã đề cập trước đó, đưa vào tính toán sự suy
giảm do tính đònh hướng của ten ở trạm mặt đất và trạm viba mặt đất.
Như giao thoa D CCIR Rec 406-1 giới hạn công suất đưa đến anten của hệ
thống liên lạc Viba điểm nối điểm mặt đất đến +13 dBw và EIRP (công suất bức xạ
đẳng hướng tương đương) của máy phát bò giới hạn tới +55 dBw.