bài tập lớn hệ thống viễn thông MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Đề tài MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA Mã lớp học 129258 Giảng viên hướng dẫn PGS.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Đề tài: MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA Mã lớp học: 129258 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hồng Hải Nhóm: 15 Họ tên MSSV Nguyễn Trung Đức Vũ Danh Huy Đặng Phương Nam Lê Thanh Lâm Hoàng Anh Tuấn 20182437 20182591 20182691 20182624 20182856 Hà Nội 1/2022 LỜI NÓI ĐẦU Điện tử ngành hot Việt Nam đại học Bách Khoa Hà Nội Một sở cốt lõi ngành mà sinh viên cần nắm để có kiến thức học tập môn để áp dụng vào công việc làm môn hệ thống viễn thơng Mơn học đưa ta nhìn tổng quan hệ thống viễn thông sử dụng thực tế Để tổng hợp kiến thức học hồn thành u cầu thầy với mơn này, nhóm em làm tập lớn mô khảo sát hệ thống thông tin vi ba Chúng em xin cám ơn thầy NGUYỄN HOÀNG HẢI với bảo thầy suốt thời gian vừa qua, chúng em hiểu hồn thành tập lớn này! MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG BIỂU ii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA SỐ 1.1 Đặc điểm 1.2 Phân loại 1.3 Ưu nhươc điêm cua thông vi ba CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM PATHLOSS 2.1 Chức phần mềm PathLoss 2.1.1 Mô đun tóm tắt 2.1.2 Mơ đun liệu địa hình 2.1.3 Mô đun ăng ten 2.1.4 Mô đun bảng làm việc 2.1.5 Mô đun đa đường 2.1.6 Mô đun phản xạ 2.1.7 Mô đun nhiễu xạ 2.1.8 Mô đun vùng phủ 2.1.9 Mô đun hiển thị mặt cắt nghiêng đường truyền 2.1.10 Mô đun mạng 2.2 Thiết kế mơ hình Pathloss 2.2.1 Giao diện thiết kế đường truyền 2.2.2 Báo cáo từ thiết kế KẾT LUẬN 12 14 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Hình ảnh mạng chế độ map grid Hình 2.2 Hình ảnh network chèn đồ địa hình Hình 2.3 Danh sách Site thành lập Hình 2.4 Bảng tóm tắt thiết kế tuyến Hình 2.5 Nhập liệu địa hình cho đường truyền Hình 2.6 Chọn chiều cao anten cho tuyến 10 Hình 2.7 Multi Path tuyến 10 Hình 2.8 Nhập độ tin cậy cho đường truyền 11 Hình 2.9 Nhập liệu cho mưa 11 Hình 2.10 Profile tuyến 12 Hình 2.11 Hình ảnh tính nhiễu xạ đường truyền 12 13 Hình 2.13 Link budget 13 Hình 2.12 Báo cáo thiết kế tuyến i DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các tên toạ độ Call Sign trạm ii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA SỐ 1.1 Đặc điểm Thông tin vi ba số ba phương tiện thông tin phổ biến Hệ thống thơng tin vi ba số sử dụng sóng vơ tuyến truyền có tính định hướng cao nhờ anten định hướng Hệ thống vi ba số hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng đường truyền dẫn số phần tử khác mạng vô tuyến 1.2 Phân loại Phụ thuộc vào tốc độ bít tín hiệu PCM cần truyền, thiết bị vô tuyến phải thiết kế, cấu tạo phù hợp để có khả truyền dẫn tín hiệu Có thể phân loại sau: • Vi ba số băng hẹp (tốc độ thấp): dùng để truyền tín hiệu có tốc độ 2Mbit/s, Mbit/s Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại 30 kênh, 60 kênh 120 kênh Tần số sóng vơ tuyến (0,4 - 1,5)GHz • Vi ba số băng trung bình (tốc độ trung bình): dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (8-34) Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại 120 đến 480 kênh Tần số sóng vơ tuyến (2 - 6)GHz • Vi ba số băng rộng (tốc độ cao): dùng để truyền tín hiệu có tốc độ từ (34140) Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoại 450 đến 1920 kềnh Tần số sóng vô tuyen 4, 6, 8, 12GHz 1.3 Ưu nhươc điêm cua thơng vi ba Ưu điểm: • Nhờ sử dụng lặp tái sinh luồng số liệu nên tránh nhiễu tích luỹ hệ thống số Việc tái sinh tiến hành tốc độ bit cao băng tần gốc mà không cần đưa xuống tốc độ bit ban đầu • Nhờ có tính chống nhiễu tốt, hệ thống vi ba số hoạt động tốt với tỉ số sóng mang / nhiễu (C/N)>15dB Trong hệ thống vi ba tương tự yêu cầu (C/N) lớn nhiều (>30dB, theo khuyến nghị CCIR) Điều cho phép sử dụng lại tần • Cùng dung lượng truyền dẫn, công suất phát cần thiết nhỏ so với hệ thống tương tự làm giảm chi phí thiết bị, tăng độ tin cậy, tiết kiệm nguồn Ngồi ra, cơng suất phát nhỏ gây nhiễu cho hệ thống khác Nhược điểm: • Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng so với hệ thống tương tự • Khi áp dụng hệ thống truyền dẫn số, phổ tần tín hiệu thoại rộng so với hệ thống tương tự • Hệ thống dễ bị ảnh hưởng méo phi tuyến đặc tính bão hồ, linh kiện bán dẫn gây nên, đặc tính khơng xảy cho hệ thống tương tự Các vấn đề khắc phục nhờ áp dụng tiến kỹ thuật điều chế số nhiều CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM PATHLOSS 2.1 2.1.1 Chức phần mềm PathLoss Mơ đun tóm tắt Summary module hiển thị ban đầu chương trình, bao gồm chức năng: • Cung cấp giao diện để nhập thơng 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 2.1.2 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 2.1.3 Mơ 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 2.1.4 Mô đun bảng làm việc Các phân tích tính tốn thơng số đường truyền cưối thực Microwave Worksheet module 2.1.5 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 2.1.6 Mô 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 2.1.7 Mơ đun nhiễu xạ Các thuật tốn nhiễu xạ: Trước tính tốn nhiễu xạ cần xác định loại vật cản có đường truyền 2.1.8 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 2.1.9 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 2.1.10 Mô 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 2.2 Thiết kế mơ hình Pathloss Thiết kế bao gồm 10 đường link, 10 SDH tuyến dùng tần số 15Ghz Hình 2.1 Hình ảnh mạng chế độ map grid Trong module network Hình 2.2 Hình ảnh network chèn đồ địa hình Các bước thiết kế Bước 1: Dựa vào thơng tin khảo sát thực tế vị trí đặt trạm, tạo file csv Micrsoft Excel gồm có thơng tin cột là: tên trạm, vĩ độ, kinh độ, call sign trạm Bảng 2.1 Các tên toạ độ Call Sign trạm SiteName H2_CMY_DAI_YEN H2_CMY_CN_PHU_NGHIA H2_TTT_THACH_HOA H2_TTT_CNC_HOA_LAC TBH_QPU_THUY_CHINH TBH_TTY_THUY_HUNG TBH_TTY_THUY_PHONG TBH_TTY_THAI_XUYEN NDH_YYN_YEN_LUONG NDH_NHG_NGHIA_MINH NDH_YYN_YEN_MINH NDH_YYN_Y_YEN HDG_TKY_AN_THANH_2 HDG_THA_THANH_CUONG HDG_CLH_AN_LAC HDG_NSH_NAM_TAN TNN_TNN_TRUNG_THANH TNN_TNN_CAM_GIA TNN_TNN_TAN_THANH_3 Latitude Longtitude CallSign 20.9026 20.9311 20.9973 20.9983 20.5776 20.5917 20.5047 20.5023 20.3051 20.2595 20.3747 20.3284 20.7995 20.8335 21.0638 21.0728 21.5357 21.5651 21.5236 105.6957 105.673 105.4900 105.5334 106.4678 106.4856 106.5113 106.5448 106.1204 106.1204 106.0333 106.0082 106.4698 106.4795 106.4091 106.3462 105.8680 105.8625 105.8678 t1_1 t1_2 t2_1 t2_2 t3_1 t3_2 t4_1 t4_2 t5_1 t5_2 t6_1 t6_2 t7_1 t7_2 t8_1 t8_2 t9_1 t9_2 t10_1 Bước 2: Từ file csv đa tạo ra, dùng chức nhập liệu site từ file text Pathloss Ta có site list đồ vị trí trạm Hình 2.3 Danh sách Site thành lập Bước 3: Tiếp theo link connectivity frequency planning Trong bước này, xác định liên kết chon liên kết thích hợp khoảng cách truyền ngắn, phân bố dung lượng hợp lý, chon đường truyền bị cản Dựa vào yêu câu dung lượng dải tân số hoạt động nhà cung cấp dịch vụ, lựa chon thiết bị truyền dẫn thích hợp tính tốn thông số đường truyền cho độ khả dụng đạt 9,9999% Với tân số sử dụng, tính nhiễu trạm với Việc tính tốn thực Network module 2.2.1 Giao diện thiết kế đường truyền Dưới giao diện thiết kế đường truyền PDH H2_CMY_DAI_YENH2_CMY_CN_PHU_NGHIA dùng băng tân 15GHz dung lượng đường truyền STM-1 Summary module Hình 2.4 Bảng tóm tắt thiết kế tuyến Terrain Data Module Hình 2.5 Nhập liệu địa hình cho đường truyền Anten Height module Hình 2.6 Chọn chiều cao anten cho tuyến Multipath module Hình 2.7 Multi Path tuyến Worksheet module 10 Hình 2.8 Nhập độ tin cậy cho đường truyền Hình 2.9 Nhập liệu cho mưa Print Profile module 11 Hình 2.10 Profile tuyến Diffraction module Hình 2.11 Hình ảnh tính nhiễu xạ đường truyền 2.2.2 Báo cáo từ thiết kế Sau hoàn tất thiết kế, ta có số báo cáo thống số chung mạng Báo cáo chung trạm mạng Đây báo cáo tổng quát đặc điểm trạm mạng, từ tên, toạ độ, tên 12 anten, thiết bị viba, tần số sử dụng, độ khả dụng Hình 2.12 Báo cáo thiết kế tuyến Link budget Hình 2.13 Link budget 13 KẾT LUẬN Đề tài “Mô khảo sát hệ thống thông tin vi ba “ bọn em thực sản phẩm đầu tay, sản phẩm trình nghiên cứu suốt học kỳ qua bọn em, phát triển thêm sau này, phù hợp với yêu cầu kĩ thuật mà thầy đưa phù hợp với trình độ kĩ thuật bọn em Tuy phần thiết kế tính tốn khơng khó, q trình làm, thiếu kinh nghiệm nên bọn em mắc số lỗi Dù em mong thầy thông cảm giúp đỡ, hướng dẫn bọn em để bọn em có hướng phát triển thêm Một lần chúng em xin cám ơn thầy Hải giúp đỡ bọn em thời gian qua để hoàn thành tập lớn này! 14 ... ii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VI BA SỐ 1.1 Đặc điểm Thông tin vi ba số ba phương tiện thông tin phổ biến Hệ thống thông tin vi ba số sử dụng sóng vơ tuyến truyền có... Vi? ??t Nam đại học Bách Khoa Hà Nội Một sở cốt lõi ngành mà sinh vi? ?n cần nắm để có kiến thức học tập môn để áp dụng vào công vi? ??c làm môn hệ thống vi? ??n thông Môn học đưa ta nhìn tổng quan hệ thống. .. nhìn tổng quan hệ thống vi? ??n thơng sử dụng thực tế Để tổng hợp kiến thức học hoàn thành yêu cầu thầy với mơn này, nhóm em làm tập lớn mô khảo sát hệ thống thông tin vi ba Chúng em xin cám ơn thầy