Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO NHÓM BÀI TẬP LỚN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Thiết kế và tối ưu mạng truyền dẫn viba sử dụng công cụ pathloss Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Đì.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG BÁO CÁO NHĨM BÀI TẬP LỚN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Thiết kế tối ưu mạng truyền dẫn viba sử dụng cơng cụ pathloss : Nguyễn Đình Chiến – 20182386 Hoàng Trọng Minh Đức – 20182430 Phạm Quang Vinh – 20182889 Trịnh Phương Anh – 201828365 Phạm Quốc Thịnh – 20182804 Vũ Đức Thịnh – 20182806 : TS Nguyễn Hoàng Hải Hà Nội, 1-2022 Mục lục Danh mục hình vẽ CƠNG CỤ THIẾT KẾ: PHẦN MỀM THIẾT KẾ PATHLOSS 1.1 Chức phần mềm thiết kế PathLoss 1.1.1 Mơ đun tóm tắt Summary module hiển thị ban đầu chương trình, bao gồm chức năng: • Cung cấp giao diện để nhập thông số đường truyền Các bước tính tốn thực để tính mức tín hiệu thu Các phương pháp phân tích đường truyền tin cậy thực module Worksheet Một số thông số site name hay call sign phải nhập vào từ module Các giá trị khác độ cao anten nhập thay đổi từ module thiết kế khác • Cung cấp giao diện cho sở liệu PạthLoss để phân tích nhiễu • Thiếp lập dạng truyền sóng: điểm - điểm, điểm – đa điểm hay VHF – UHF 1.1.2 Mô đun liệu địa hình Từ Terrain Data module ta tạo thơng tin địa hình đường truyền hai trạm Module bao gồm bảng khoảng cách độ cao tương ứng địa hình hai site Module cho phép tạo sửa chữa thông số độ cao địa hình đường truyền theo cách: • Nhập tay thơng số từ đồ địa hình • Nhập trực tiếp thơng tin từ đồ địa hình số hóa • Chuyển đổi liệu sang dạn file text từ nguồn liệu khác • Lấy thông tin độ cao khoảng cách từ sở liệu địa hình (bản đồ số) Module thiết kế tối ưu cho việc nhập thay đổi thông số tay Người thiết kế dựa vào khảo sát thực tế để thêm vật cản đường truyền như: cối, nhà, tháp, hay hồ nước Vật cản vật cản đơn hay khoảng (dãy) vật cản 1.1.3 Mô đun ăng ten Trong antenna module, người thiết kế nhập thông số xác định độ cao anten nhằm thiết lập khoảng hở thích hợp với hệ số bán kính trái đất tương đương K, bán kính miền Fresnel thứ điều kiện độ cao anten Khoảng hở đường truyền xác định cho anten anten phân tập Có thể thay đổi độ cao anten tuỳ ý chọn điều kiện tối ưu (tổng bình phương độ cao anten nhỏ nhất) Trong Antenna module, tính giá trị khoảng hở đường truyền nhập giá trị tham số bán kính tương đương Trái đất K hay giá trị phần trăm bán kinh miền Fresnel thứ 1.1.4 Mơ đun bảng làm việc Các phân tích tính tốn thông số đường truyền cưối thực Microwave Worksheet module Các bảng nhập thông số chọn cách click vào biểu tượng thiết bị Các kết tính tốn hiển thị bảng thơng số Trong module có số đặc tính: Phương pháp tính độ tin cậy: Việc tính tốn độ tin cậy truyền dẫn theo phương pháp sau: • ITU-R P.530-6 (tính độ nghiêng đường truyền, góc ngẩng hệ số khí hậu địa hình) Góc ngẩng tính cách xác định mặt phản xạ đường truyền • ITU-R P.530-7 (tính độ nghiêng đường truyền hệ số khí hậu địa hình) • Hệ số KQ • Hệ số KQ có bao gồm độ gồ ghề địa hình Độ tin cậy biểu diễn độ khả dụng độ khơng khả dụng • Tổng thời gian tín hiệu mức cho phép tính theo tháng xấu tính theo hàng năm • Độ không khả dụng tháng xấu giây lỗi nghiêng trọng (SES) Các hệ thống có cải thiện phân tập Suy hao mưa: Sự gián đoạn thơng tin lượng mưa lớn tính theo p Crane theo khuyến nghị ITU-R P.530 sử dụng liệu thông kê mưa sau: • Khu vực mưa Crane • Khu vực mưa Crane điều chỉnh • Khu vực mưa ITU-R • Dữ liệu Canada cho 47 khu vực Các lặp thụ động: Các đường truyền có lặp thụ động tạo cách sử dụng phản xạ vuông góc đơn/kép, back-to-back anten Trên đường truyền có tối đa lặp Chia đường truyền tính khoảng hở riêng cho đoạn sau kết hợp lại để tính thơng số cần thiết Mẫu: Một file pahtloss sử dụng mẫu để nhập thông tin ban đầu đường truyền 1.1.5 Mô đun đa đường Trong Multipath module kỹ thuật bám theo đường sóng sử dụng để phân tích đặc tính phản xạ đánh giá điều kiện truyền dẫn bất thường đường truyền Có hai cách biểu diễn: • Constant Gradient: Dùng bán kính tương đối Trái đất tia sáng truyền theo đường thẳng Chương trình biểu diễn đường tín hiệu đo khoảng cách truyền cho sóng trực tiếp sóng phản xạ • Variable Gradient: Biểu diễn Trái đất mặt phẳng để minh họa bất thường truyền sóng tượng ống dẫn hay lỗ hổng 1.1.6 Mơ đun phản xạ Reflection module phân tích thay đổi mức tín hiệu thu đường truyền có phản xạ Tín hiệu thu hàm tham số: độ cao anten site 1, site 2, hệ số bán kính Trái đất K, tần số, mức thuỷ triều Trước tiên ta phải chọn điểm đầu cuối mặt phản xạ Ảnh hưởng tượng phân tán tín hiệu (sự phân tán tín hiệu phản xạ bề mặt cong Trái đất), độ gồ ghề địa hình, độ bao phủ mặt đất suy hao khoảng hở có thê có phép tính 1.1.7 Mơ đun nhiễu xạ Các thuật tốn nhiễu xạ: Trước tính tốn nhiễu xạ cần xác định loại vật cản có đường truyền Có thuật tốn để xác định nhiễu xạ • TIREM- Terrain Integrated Rough Earth Model • NSMA- National Spectrum Managers Asscociation • NSMA- National Spectrum Managers Asscociation • PathLoss (là thuật tốn mà người thiết kế thay đổi được) Mỗi thuật tốn có quy tắc để xác định địa hình tham số tính tốn, phủ sóng phương pháp tính nhiễu khác 1.1.8 Mơ đun vùng phủ Để phân tích vùng phủ sóng cần có sở liệu địa hình Q trình hiển thị vùng phủ sóng gồm ba bước: Bước 1: Tạo liệu địa hình Bước 2: Tính suy hao kết hợp nhiễu xạ tán xạ với góc theo phương thẳng đứng dọc theo khu vực Bước 3: Xác định thông số vô tuyến anten, tiêu chuẩn mức tín hiệu yêu cầu thay đổi thời gian vị trí Các tính tốn điều chỉnh cách thay đổi thơng số bước thích hợp Việc phân tích quan tâm đến góc ngẩng đường truyền tầm nhìn thẳng góc theo phương ngang đường truyền có vật cản Và vùng phủ sóng biểu diễn cách mảng màu 1.1.9 Mơ đun hiển thị mặt cắt nghiêng đường truyền Print Profile module cung cấp định dạng: • Biểu diễn với Trái đất phẳng Ở định dạng hiển thị bốn giá trị khác hệ số bán kính Trái đất K phần trăm miền Fresnel • Biểu diễn với Trái đất cong dùng trục thẳng với giá trị K bốn giá trị phần trăm miền Fresnel • Biếu diễn với Trái đất cong dùng trục congvới giá trị K bốn giá trị phần trăm miền Fresnel Với trường hợp có phân tập khơng gian, phần trăm miền Fresnel xác định cho anten anten phân tập 1.1.10.Mơ đun mạng Network module cung cấp giao diện địa lý làm cho việc thiết kế đường truyền hai trạm dễ dàng Chức làm công việc thiết kế đơn giản cách đáng kể thiết kế cho dự án lớn Tính tốn nhiễu hệ thống tính tốn module Trong q trình thiết kế, module kiểm tra tất thay đổi từ tên trạm, toạ độ, độ cao… để đảm bảo thống liệu Với network module, việc thiết kế bắt đầu cách nhập thông tin trạm đường truyền ghi sẵn định dạng file text file pathloss Chức giúp việc nhập thông tin cho đường truyền cần thiết kế thực nhanh Trong module này, ta có báo cáo danh sách trạm, thiết bị viba tần số dùng Các chức năng: Từ module truy nhập vào module khác, thuận tiện cho việc thiết kế, chỉnh sửa thông tin 1.2 Các sở lý thuyết dùng phần mềm thiết kế PathLoss Trong phần mềm PathLoss, việc tính tốn dựa số khuyến nghị khác ITU-R, khuyến nghị P.530-9 hay P.530-8 Việc lựa chọn cách tính tốn dựa sở phụ thuộc vào việc người thiết kế có đủ cơng cụ cần thiết hay khơng Nếu có đồ số có độ xác cao, lựa chọn phương pháp tính tốn dựa khuyến nghị ITU-R p.530-9 Khi đó, việc tính tốn phần mềm tính tự động kết xác cao Nếu khơng có đồ số đạt độ xác cao, phải chọn cách tính theo khuyền nghị ITU-R P.530-8, người thiết kế phải thiết lập đặc tính đặc điểm địa hình, lượng mưa theo khảo sát thực tế Lựa chọn cở sở tính tốn phần lựa chọn phương pháp tính độ tin cậy reliability method module worksheet SỬ DỤNG CÔNG CỤ PATHLOSS ĐỂ THIẾT KẾ Thiết kế bao gồm 17 đường link, tuyến sử dụng tần số 15Ghz Trong có 10 đường link có sẵn đăng kí Và đường link bổ sung để kết nối trạm thành mạng truyền dẫn Hình 1: hình ảnh mạng chế độ Map Grid Trong module Network 10 Hình 2: Hình ảnh mạng chế độ Net Work Hình 3: Danh sách Site thành lập Summary module 11 Hình 4: Bản tóm tắt thiết kế tuyến Terrain Data module Hình 5: Nhập liệu địa hình cho đường truyền Anten Height module 12 Hình 6: Chọn chiều cao anten cho tuyến Multipath module Hình 7: Muti Path tuyến Worksheet module 13 Hình 8: Nhập độ tin cậy cho đường truyền Print Profile module Hình 9: Profile tuyến Diffraction module 14 Hình 10: Hình ảnh tính nhiễu xạ đường truyền Báo cáo từ thiết kế Hình 11: Bản báo cáo thiết kế tuyến 15 TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ Nhóm hồn thành tốt nhiệm vụ tập lớn lần này, thông số đạt yêu cầu Để hoàn thành tập nhóm làm việc nghiêm túc cố gắng, qua hiểu bước thiết kế mạng truyền dẫn sóng viba Tuy nhiên thời gian có hạn đối tượng làm việc đề tài nhỏ so với hệ thống thực tế cịn nhiều vấn đề cần cải tiến tương lai 16 ... DỤNG CÔNG CỤ PATHLOSS ĐỂ THIẾT KẾ Thiết kế bao gồm 17 đường link, tuyến sử dụng tần số 15Ghz Trong có 10 đường link có sẵn đăng kí Và đường link bổ sung để kết nối trạm thành mạng truyền dẫn Hình... tập 1.1.10.Mơ đun mạng Network module cung cấp giao diện địa lý làm cho việc thiết kế đường truyền hai trạm dễ dàng Chức làm công việc thiết kế đơn giản cách đáng kể thiết kế cho dự án lớn Tính...Mục lục Danh mục hình vẽ CƠNG CỤ THIẾT KẾ: PHẦN MỀM THIẾT KẾ PATHLOSS 1.1 Chức phần mềm thiết kế PathLoss 1.1.1 Mô đun tóm tắt Summary module hiển thị ban đầu
