Tải bản đầy đủ (.pdf) (22 trang)

Bài tập lớn Truyền dẫn Vô tuyến số

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (662.96 KB, 22 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
--------------

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ
Đề tài:
THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ
Người hướng dẫn:

TS. Trần Hoài Trung

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Vương Bách

Mã sinh viên:

18141410112

Lớp:

Kỹ thuật Viễn thông 1 – K59

Hà Nội - 2021
0


MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................ 1


LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 3
A. PHẦN CỞ SỞ LÝ THUYẾT......................................................................... 5
I. Mục tiêu và yêu cầu ....................................................................................... 5
1. Mục tiêu kỹ thuật ............................................................................ 5
2. Tính tốn các thông số: ................................................................... 6
3. Chọn tần số làm việc: ...................................................................... 7
4. Tính chọn chiều cao của tháp anten ................................................ 8
5. Tính tốn các nhân tố ảnh hưởng và các tham số của đường truyền
....................................................................................................................... 9
6. Tính tốn các tham số chất lượng của tuyến ................................. 12
B: PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN VI BA ............................................................. 14
I. Các thông số của tuyến và đặc tính của thiết bị ........................................... 14
1. Các thơng số của tuyến: ................................................................ 14
2. Các thông số của thiết bị ............................................................... 15
II. Tính tốn các giá trị đường truyền ............................................................. 16
1. Độ lồi trái đất ................................................................................ 16
2. Bán kính thứ nhất của miền Fresnel thứ nhất F1 .......................... 16
3. Tính chiều cao cột anten tại trạm A .............................................. 16
4. Tính suy hao của hệ thống ............................................................ 17
5. Các giá trị của thiết bị: .................................................................. 18
III. Kiểm tra chất lượng đường truyền ............................................................ 19
1. Độ dự trữ pha đinh ........................................................................ 19
1


2. Các mức ngưỡng máy thu ............................................................. 19
3. Xác suất đạt tới ngưỡng ................................................................ 19
4. Thời gian pha đinh ........................................................................ 19
5. Xác suất pha đinh phẳng dài hơn 60s ........................................... 19
6. Khả năng sử dụng tuyến truyền .................................................... 20

TỔNG KẾT........................................................................................................ 21

2


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại hiện nay sự phát triển của khoa học - công nghệ trên thế giới
đã được nước ta áp dụng nhiều các thành tựu khoa học - cơng nghệ đó vào trong
kinh tế, khoa học xã hội, trong đời sống nói chung và trong ngành viễn thơng nói
riêng. Để có thể phát triển đất nước thì việc mở rộng giao lưu với thế giới bên
ngồi đóng vai trị rất quan trọng và việc giao lưu đó được thực hiện bằng các
phương thức như sử dụng các đường truyền dẫn bằng hữu tuyến như cáp quang,
vệ tinh hay vơ tuyến. Trong đó thì truyền dẫn bằng vơ tuyến được sử dụng rộng
dãi hơn so với hữu tuyến vì nó đêm lại những ưu điểm: như tính linh hoạt, tính di
động…ngồi ra nó cịn được sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác như truyền hình,
trong thơng tin di động, trong quốc phịng…
Truyền dẫn bằng vơ tuyến ngồi những ưu điểm trên thì nó phải chịu những
ảnh hưởng của thời tiết, địa hình, làm cho chất lượng truyền dẫn bị ảnh hưởng, dễ
bị thu trộm, dung lượng truyền dẫn bị hạn chế và đặc biệt còn bị ảnh hưởng của
hiện tượng phadinh, trong truyền dẫn số có 2 loại phadinh là phadinh phẳng và
phadinh nhiều đường làm cho chất lượng truyền dẫn khơng tốt do đó cần có biện
pháp khắc phục các hạn chế các nhược điểm trên xuống mức thấp nhất để có thể
bảo vệ thơng tin truyền dẫn được bảo toàn.
Là một sinh viên được đào tạo trong ngành điện tử viễn thơng thì việc được
thiết kế đường truyền dẫn vô tuyến đã đem lại cho em được những kỹ năng cần
thiết cũng như củng cố kiến thức đã được học và bổ sung thêm những kiến thức
chuyên ngành góp phần đem lại cơ hội việc làm sau khi rời ghế nhà trường.

3



Trong bài thiết kế đường truyền dẫn vô tuyến số nội dung gồm có 2 phần:
Phần 1: Cơ sở lý thuyết
Phần 2: Tính tốn thiết kế
Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Hoài Trung đã tận tình
giúp đỡ em trong qua trình thiết kế đề tài.
Do khn khổ thời gian thiết kế có hạn, cũng như kiến thức cịn nhiều non
kém nên sai sót là khơng thể tránh khỏi vì vậy em rất mong nhận được những đóng
góp và ý kiến chân thành từ phía Q thầy cơ cùng tồn thể các bạn bè để bài thiết
kế của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

4


A. PHẦN CỞ SỞ LÝ THUYẾT
I. Mục tiêu và yêu cầu
Khi thiết kế tuyến truyền dẫn vi ba số thì chúng ta cần đẩm bảo các tiêu
chí kỹ thuật đặt ra để có thể đáp ứng phục vụ và đảm bảo về kinh tế.
1. Mục tiêu kỹ thuật
Đảm bảo theo các tiêu chuẩn kỹ thuật theo CCITR, tức là thời gian gián
đoạn cho phép. Theo đó, xác suất lỗi bit cho phép của tuyến truyền vi ba số là
BER<10-3 với các tuyến dài nhỏ hơn 280km.
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 trong 3
tháng bất kì khơng có q 30 cuộc thoại khơng bị gián đoạn.
- Cơng thức tính độ khả dụng của hệ thống theo CCITR (99,98%) là:

A = 100 - (2500∗


𝟏𝟎𝟎
𝑳

𝑻𝟏 +𝑻𝟐 −𝑻𝒃

∗(

𝑻𝑺

))

Trong đó:
A: Độ khả dụng của hệ thống
L: Chiều dài của tuyến thiết kế
𝑇1 : Thời gian gián đoạn của một hướng (s)
𝑇2 : Thời gian gián đoạn của ngược hướng (s)
𝑇𝑏 : Thời gian mất liên lạc khi phát 2 hướng song công (s)
𝑇𝑆 : Tổng thời gian nghiên cứu (s)

5


2. Tính tốn các thơng số:
+ Tính tốn đường truyền dẫn.
+ Tính tốn chỉ tiêu chất lượng.
+ Tính tốn thời gian mất thông tin.
+ Lắp đặt thiết bị, anten, đưa hệ thống vào hoạt động thử nghiệm để kiểm tra.
+ 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 tuyến 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 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 tốn người ta
4

thường vẽ mặt cắt nghiêng ứng với hệ số bán kính hiệu dụng của trái đất là k = .
3

6


Phương trình sau cho ta xác định độ lồi của mặt đất:

E=

𝟒 𝒅𝟏(km) 𝒅𝟐(km)
𝟓𝟏

𝐤

(m)

d1: Khoảng cách từ trạm A đến điểm cao nhất
d2: Khoảng cách từ trạm B đến điểm cao nhất
Như vậy trên mặt nghiêng này thể hiện được bề mặt của địa hình. Ngồi 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 tốn 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 trái đất.
3. Chọn tần số làm việc:
Công việc này liên quan đến việc chọn thiết bị cho tuyến và liên quan đến
tần số sóng vơ 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 thơng
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 tốn đối với miền Fresnel thứ nhất đòi
7


hỏi có tính chính xác để việc thơng tin giữa hai trạm khơng 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:

F1 = 17,3√

𝒅𝟏(𝑘𝑚) 𝒅𝟐(𝑘𝑚)

𝒇(𝐺ℎ𝑧) 𝒅(𝑘𝑚)

(m)

Trong đó:
d: Khoảng cách 2 trạm A và B, d= d1+d2
f: Tần số sóng mang.

4. 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 + (O+T) + CF1 (m); với hệ số C = 0,6
Thông thường thì độ cao của tia B được tính tốn tại điểm có một vật chắn
cao nhất nằm giữa tuyến. Tính độ cao của anten để làm hở một vật 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 cịn lại khi biết
trước độ cao của một cột anten.
𝒉𝒂𝟏 = 𝒉𝟐 + 𝒉𝒂𝟐 + [𝐁 − (𝒉𝟐 + 𝒉𝒂𝟐 )]
𝒉𝒂 = 𝒉𝟏 + 𝒉𝒂𝟏 + [𝐁 − (𝒉𝟏 + 𝒉𝒂𝟐 )]

𝒅
− 𝒉𝟏
𝒅𝟐

𝒅
− 𝒉𝟐
𝒅𝟏


𝒉𝒂𝟏 , 𝒉𝒂𝟐 : Độ cao của anten phát, thu. (m)
8


𝒅𝟏: Khoảng cách từ trạm A đến vị trí cao nhất. (m)
𝒅𝟐: Khoảng cách từ trạm B đến vị trí cao nhất. (m)
h1, h2: độ cao so với mực nước biển của trạm A và trạm B.

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 phịng: ph1 và ph2.
Lúc đó độ dài thực của anten phải là:
har1 = ha1 + ph1
har2 = ha2 + ph2
Với độ dự phòng từ 0,6 – 5m
5. Tính tốn các nhân tố ảnh hưởng và các tham số của đường truyền
a. Tính tốn các nhân tố ảnh hưởng đến đường truyền:
Cơng 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 thơng tin nếu trường hợp fadinh. Độ dự trữ fadinh
9


phẳng Fm (dB) liên quan đến mức tín hiệu thu khơng fadinh W0 (dB) và mức tín
hiệu thu được thực tế thấp W(dBm) trước lúc hệ thống khơng cịn hoạt động tính
theo biểu thức:

Fm = 10log(W0/W) = [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 tốn các tham số của tuyến
Các tham số sử dụng trong tính tốn đường truyền: mức suy hao trong
không gian tự do, công suất phát, ngưỡng thu, các suy hao trong thiết bị… có vai
trị quan trọng để xem xét tuyến có hoạt động được hay khơng và hoạt động ở
mức tín hiệu nào.
+ Tổn hao không gian tự do (A0): là tổn hao lớn nhất cần phải xem xét.
Đây là tổn hao do sóng vơ tuyến lan truyền từ trạm này đến trạm kia trong môi
trường không gian.
A0 = 20 lg(4πd / λ) = 20 lg(4πdf/c)

(với λ = c/f)

A0 = 92,5 + 20 lg(f) + 20 lg(d) [dB]
10


với f: tần số sóng mang [GHz]
d: độ dài tuyến [km]
+ Tổn hao phi đơ: khi tính tốn 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 = 1,5 har1. 0,045 + 0,3 [db]
LRxat = 1,5 har2. 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 tốn 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 vơ 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 cơng suất trong tính tốn đường truyền:
Pt = Pr + G – At [dB]
Pt: là công suất phát

11


At: tổn 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 = độ lợi của anten A + độ lợi của anten B
Pr: công suất tại đầu vào máy thu

6. Tính tốn 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 và Rxb.
Pa = 10−Fma/10
Pb = 10−Fmb/10
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 trưng cho khoảng
thời gian tồn tại pha dinh tương ứng Fma và Fmb:
12


𝑇𝑎 =

α FMa
[− 2
]
10 . 𝑓 𝛽2
C2 10

𝑇𝑏 =

α FM
[− 210 b ] 𝛽2
C2 10
.𝑓

với C2 = 10,3d; α2 = 0,5; 𝛽2 = −0,5 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) =

2

𝑡

2

𝑒 −𝑡 là hàm sai số

0
√𝜋

f. Xác suất mạch trở nên không thể sử dụng được do pha dinh phẳng (Pu):
Pu = P0.Pa.P(10)
g. Khả năng sử dụng tuyến: được biểu thị bằng phần trăm và được xác định
theo Pu:
Av = (1 – Pu).100%
h. Xác suất mạch có BER ≥ 10-6:
Xác suất (BER ≥ 10 ) = P0.Pb = P0.10
-6

−Fmb
10


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

13


B: PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN VI BA
I. Các thông số của tuyến và đặc tính của thiết bị
1. Các thơng số của tuyến:
Qua quá trình khảo sát thực địa cho ta các thông số của tuyến như sau:
- Tổng độ dài tuyến truyền là 60 km.
- Cách Trạm A 10km có tồ nhà cao nhất là 80m.
- Địa hình đồi núi có độ cao trung bình là khoảng 7 => 10m.
- Độ cao trạm A so với mực nước biển là 15m, Trạm B là 15m.
- Nhiệt độ trung bình hằng năm là 25℃.
- Lượng mưa trung bình hàng năm là 200mm/h.
- K= 4/3 và C= 1 (theo kiến nghị CCIR).
- Chọn độ cao anten của trạm B là 45m.
Trạm A

Trạm B

Khoảng cách từ điểm cao nhất

10 km

50 km

Độ cao so với mực nước biển


15 m

20 m

Cần tính

45 m

Chọn độ cao cột anten

→ Từ đó ta có sơ đồ mặt cắt nghiêng của tuyến tuyền như sau:
Trong đó:
• h1, h2: Độ cao trạm A và trạm B so với mực nước biển.
• ha1, ha2: Độ cao cột anten trạm A và B.
• Ei: Độ lồi trái đất.
• d1, d2: khoảng cách từ trạm A, B đến điểm cao nhất của tuyến
truyền.
• F = CF1: Độ đài khoảng hở.

14


Hình: Sơ đồ mặt cắt ngang của tuyến truyền
2. Các thông số của thiết bị
Ta chọn các thiết bị làm việc của tuyến có các thơng số như sau:
- Tần số làm việc của trạm A là 5,75 Ghz.
- Tần số làm việc của trạm B là 6,25 Ghz.
→ Tần số làm việc trung tâm là 6 Ghz.
- Công suất trạm phát là: 35 dbm.
- Ngưỡng thu BER = 10-6 là -87dB.

- Chọn Anten Parabol có khẩu độ D = 2,4m và Độ lợi G = 43,56 db (Do chọn tần
số làm việc là 6 Ghz thì ta suy ra bước sóng λ= c/f; do đó ta tính được độ lợi là
G= 20logπD/λ, nên ta chọn anten như vậy).
- Ống dẫn sóng WC42 là 1 dB/km (để tính sự suy hao).
- Dung lượng là 2*2 Mb/s.

15


II. Tính tốn các giá trị đường truyền
1. Độ lồi trái đất
Ei =

𝟒 𝒅𝟏(km) 𝒅𝟐(km)
𝟓𝟏

(m)

𝐤

Thay số ta có Ei =

4 10∗50
51 4/3

= 29,4 m

2. Bán kính thứ nhất của miền Fresnel thứ nhất F1
Đây chính là bán trục của Parapolloit của miền Fresnel thứ nhất là:
F1 = 17,3√


𝒅𝟏(𝑘𝑚) 𝒅𝟐(𝑘𝑚)
𝒇(𝐺ℎ𝑧) 𝒅(𝑘𝑚)

Thay số ta có F1 = 17,3√

10∗50
6∗60

(m)

= 20,39 m

Khoảng hở đường truyền (F1- CF1) là khoảng an tồn cho truyền sóng
truyền mà ít bị phading và nhiễu xạ. Nên khoảng hở đường truyền càng lớn
thì chất lượng tuyến truyền càng cao.
Khoảng hở đường truyền: (F1- CF1) với C = 0,6 nên ta có:
(F1- CF1) = C.F1= 0,6.F1= 0,6.20,39= 12.234 (m)
3. Tính chiều cao cột anten tại trạm A
Ta có cơng thức tính độ cao cần thiết của tia vơ tuyến là:
Bi = E + (O+T) + CF1
Khơng có vật chắn hình nêm, cây cối thấp hơn toà nhà nên:
O+T = 80 (m)
Thay các giá trị vào ta có: B = 29,4 + 80 + 12,234 = 121,634 m
Theo cơng thức tính độ cao của trạm cịn lại thì:
Độ cao của trạm A là: ha1 = (h2 + ha2)+ [B- (h2 + ha2)]d/d2 - h1
= (20 + 45) + [121,634 – (20 + 45)]*(60/50) - 15
≈ 117,96 m

16



Thực tế ta phải cộng thêm vào giá trị tính tốn một khoảng dự phịng, ta
chọn khoảng dự phịng là 0,6 m. Nên thực tế thì độ cao cột anten là:
Cột trạm A là 117,96m + 0,6m = 118,56 m
Cột trạm B là 45 + 0,6 = 45,6m

4. Tính suy hao của hệ thống
a. Tổn hao không gian tự do:
A0 = 92,5 + 20 lg(f) + 20 lg(d) [dB]
với f: tần số sóng mang [GHz]
d: độ dài tuyến [km]
Thay số vào ta có:
A0 = 92,5 + 20 lg6 + 20 lg60 = 143,626 dB
b. Tổn hao Feerder (Phi đơ) L
Do sử dụng loại phi đơ WC42 có tiêu hao là 1db/km → suy hao là
0,001db/m và xét với độ dự phòng là 0,3db.
LTxat = 1,5 har1. 0,001 + 0,3
= 1,5. 118,56. 0,001 + 0,3
= 0,47784 db
17


LRxat = 1,5 har2. 0,001 + 0,3
= 1,5. 45,6. 0,001 + 0,3
= 0,3684 db
c. 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 thơng số kỹ thuật của thiết bị thu- ph át, Do đó ta chọn
suy hao rẽ nhánh là cho mỗi phía là 4db.

d. Tổn hao hấp thụ khí quyển
Lsp = Lsp0.d
Lps0 là hấp thụ khí quyển tại tần số f = 6Ghz, tra bảng có Lps0 = 0,19db/km
thay số vào ta có: Lps = 0,19.60 = 11,4db
e. Tổn hao bộ phối hợp trở kháng và đầu nối
Tổn hao bộ phối hợp trở kháng và đầu nối là 0.5dB cho 1 trạm
→ Tiêu hao của cả hai bộ là 1db.

5. Các giá trị của thiết bị:
- Độ khuếch đại (Độ lợi) G:
Chọn Anten làm việc có hệ số khuếch đại là 43,56 db, mà cả hai phía đều
phải dùng Anten, nên tổng độ khuếch đại là cả hai phía là:
G = 2.Go = 2. 43,56 = 87,12 db
- Tổng tiêu hao của cả tuyến (At) = Tiêu hao đường truyền + tiêu hao phiđo
+ tiêu hao rẽ nhánh + tiêu hao hập thụ khí quyển + tiêu hao phối hợp trở
kháng
At = 143,626 + 0,47784 + 0,3684 + 4.2 + 11,4 + 1 ≈ 161,072 db
- Vậy tổng công suất đầu vào máy thu Pr:
Pr = Pt + G –At = 35 + 87,12 – 161,072 = -38,952 db

18


Ta có: Theo thơng số chất lượng máy thu thì với tỷ số lỗi bít BER=10-6 có
ngưỡng thu tối thiểu là -87 db. Mà ta tính tốn được -38,952 db >> -87db,
nên coi như chất lượng là đảm bảo.

III. Kiểm tra chất lượng đường truyền
1. Độ dự trữ phađinh Fm
Với tỷ số BER=10-6, nên có ngưỡng thu RX = -87db, nên:

Fm = Pr – RX
Fm = -38,952- (-87) = 48,048 db
2. Các mức ngưỡng máy thu
Do d = 60 km (d < 280km) nên BER < 0.006 % tháng bất kỳ.
Xác suất Pha đinh nhiều tia:
Áp dụng công thức:

P0 = KQ. f B dC

Với KQ = 1,4.10-8; B = 1; C = 3,5 (theo kiến nghị)
→ P0 = 1,4.10-8. 6. 603,5 = 0,1405
3. Xác suất đạt tới ngưỡng: Pa = 10−Fma/10 = 10−48,048/10 = 1,567.10-5
4. Thời gian pha đinh: 𝑻𝒂
𝑇𝑎 =

α FMa
[− 2
]
C2 10 10 . 𝑓𝛽2

với C2 = 10,3*d; α2 = 0,5; 𝛽2 = −0,5 lấy theo khuyến nghị.
Thay số vào ta có:

𝑇𝑎 = 10,3 ∗ 60 ∗ 10

[−

0,5∗48,048
]
10


. 6−0,5 ≈ 1s

5. Xác suất pha đinh phẳng dài hơn 60s:
Với tỷ lệ lỗi BER = 10-6 thì xét xác xuất lỗi xuất hiện lớn hơn 60s là:
P(t ≥ 60) = P(60) = 0,5[1 – erf(Za)]
Với Za = 0,548 ln(10/Ta) = 0,548 ln(10/1) = 1,261
Với erf(t) =

2

𝑡

2

∫ 𝑒 −𝑡 ta dùng phương pháp gần đúng tính ra được
√𝜋 0
19


erf(t > 60) = 0,157299
Vậy xác suất xuất hiện lỗi với BER=10-6 trong khoảng thời gian trên 60s
là:
P(t ≥ 60) = 0,5. 0,157299. 1,261 = 0,0991
6. Khả năng sử dụng tuyến truyền Av
Av = (1 – Pu).100%
Trong đó: Pu là xác suất mạch trở lên không sử dụng được và tính bằng
cơng thức sau:
Pu = P0.Pa.P(60)
Với Pa.P0 là xác suất để mạch có BER>10-6

→ Pa.P0 = 1,567.10-5. 0,1405= 2,201635. 10-6
Vậy khả năng hiệu dụng của tuyến với tiêu chuẩn BER cho trước BER=10-6 là:
Pu = 2,201635. 10-6. 0,0991= 2,1818. 10-7
Av = (1 - 2,1818. 10-7). 100% = 99,99997818%
Do vậy khả năng hiệu dụng của tuyến là lớn và đạt yêu cầu.

20


TỔNG KẾT
Việc truyền bằng đường truyền vi ba số, tuy chất lượng không tốt và ổn
định bằng đường truyền hữu tuyến như cáp đồng trục, quang… Nhưng việc tính
tốn thiết kế đơn giản hơn và chi phí xây dựng của một hệ thống là thấp hơn. Mặt
khác, với những tuyến truyền cự ly ngắn thì việc sử dụng đường truyền vi ba sẽ
tận dụng được hiệu quả mà chất lượng vẫn đảm bảo. Thiết kế tuyến vi ba số tuân
theo các quy định với các bước tính tốn rõ ràng, nhưng để mang tính hiện thực
thì phải bám sát vào thực tế. Qua những phân tích ở trên, chúng ta sẽ có hiểu biết
thêm về đường truyền dẫn vơ tuyến số như: dung lượng thông tin, chất lượng của
đường truyền dẫn, cách xác định thiết bị thu, phát cụ thể qua các thông số của
máy phát, anten phát hay thông số của máy thu, anten thu. Và chúng ta có thể tính
tốn được các thành phần tổn hao trong q trình truyền dẫn, xác định các thơng
số khuếch đại để đảm bảo tín hiệu nhận được ở máy thu khơng bị tổn hao quá
nhiều trong quá trình truyền dẫn.
Theo bài thiết kế tương đối hoàn chỉnh của hệ thống đường truyền vô tuyến
số trên, với việc lựa chọn các thiết bị cũng như tính tốn đường truyền là tương
đối chính xác, thoả mãn các tiêu chuẩn của CCITR.. do vậy nó có thể đưa vào
thực tế. Mặt khác với việc thiết kế như vậy cũng đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế,
phù hợp với điều kiện của đất nước hiện có.

21




×