Um47 c1 dhl2 xz1 vz

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số LUẬN VĂN THIẾT KẾ TUYẾN VIBA SỐ Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thieát Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp DẪN NHẬP Sau trình bày kỹ thuật sử dụng Viba số Để tạo tiền đề cho việc thiết kế tuyến ta bắt tay vào phần lý thuyết thiết kế tuyến Viba số điểm nối điểm tổng quát Nói chung cơng việc thiết kế hệ thống vi ba điểm nối điểm trực xạ bao gồm bước sau đây: Bước 1: Nghiên cứu dung lượng địi hỏi Bước 2: Chọn băng tầng vơ tuyế để sử dụng Bước 3: Sắp xếp kênh RF Bước 4: Quyết định tiêu chuẩn thực Bước 5: Chọn vị trí tính tốn đường truyền Bước 6: Cấu hình hệ thống Bước 7: Sắp xếp bảo trì Bước 8: Các tiêu chuẩn kỹ thuật Bước 9: Lắp đặt đo thử Trên bước để thiết kế hệ thống Viba điểm nối điểm bước mô tả đầy đủ công việc cần thiết cho việc thiết kế tuyến Viba Ở bước sau ta vào phần lý thuyết việc thiết kế tuyến để tạo sở cho việc thiết kế tuyến cụ thể phần II luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số BƯỚC NGHIÊN CỨU DUNG LƯỢNG ĐỊI HỎI Trong việc thiết kế hệ thống liên lạc điểm nối điểm việc tìm hiểu kĩ dung lượng cần thiết quan trọng Nó tảng cho định quan trọng phần sau:  Phải ý đến dung lượng phát triển vòng 10 15 năm tới dung lượng cần thiết Việc dự đoán dựa vào điểm sau:  Dựavào đặc điểm phát triển dân số  Đặc điểm vùng (thành phố nông thôn, vùng nông nghiệp…)  Tỷ lệ phát triển hoạt động kinh tế  Tốc độ cải thiện điều kiện sống tương lai  Hệ thống phải thiết kế phép nới rộng thêm tương lai Tuy nhiên, nước phát triển (như thực trạng nước ta) thường khó dự đốn xác dung lượng cần thiết khoảng thời gian dài Do khơng nên lắp đặc hệ thống có dung lượng lớn cho yêu cầu cho tương lai Sẽ kinh tế chọn thiết bị có dung lượng nhỏ giai đoạn dung lượng không đáp ứng sau sử dụng vài năm, hệ thống thay hệ thống khác có dung lượng lớn hệ thống cũ dùng tuyến cần dung lượng nhỏ Nên xây dựng hệ thống vừa phải dể dàng thay có kỹ thuật tương lai kinh tế Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thiết Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp BƯỚC CHỌN BĂNG TẦN SỐ VƠ TUYẾN SỬ DỤNG Đối với ứng dụng kỹ thuật Viba, băng tầng hoạt động nằm khoảng từ 1GHz đến 15GHz Trong tần số vơ tuyến cấp phát cho dịch vụ xác định qui định luật vô tuyến Chúng ta quan tâm đến dải tần từ 800MHz 6425MHz 7900MHz - 8100MHz Luật vơ tuyến mơ tả luật cấm đốn hệ thống trạm mặt đất sử dụng băng tần số này, chúng chia băng tần với dịch vụ liên lạc vệ tinh Trong trường hợp công suất xạ hiệu dụng máy phát anten hệ thống L/S không vượt 55 dBw công suất đưa đến anten không vượt 13dBw Các yếu tố quan trọng khác việc gán định tần số bao gồm dung sai tần số băng thơng phát xạ Luật vơ tuyến khơng có tiêu chuẩn bắt buộc băng thông Tuy nhiên dung sai tần số máy phát hoạt động vùng sóng Viba nên 300*10-6 cho máy phát có cơng suất 100W 100*10 -6 cho máy phát có cơng suất 100W Hiện tầng số vô tuyến sử dụng hệ thống liên lạc Viba thay đổi từ 1GHz 15 GHz Các giá trị tương đối tần số RF phụ thuộc vào nhiều yếu tố - Ở tần số thấp kích thước thiết bị lớn cơng suất máy dễ dàng thực hiện, độ lợi anten lớn, tổn hao phải nhỏ, tổn thất không gian dây dẫn tần khác chủ yếu sử dụng cho đường trung kế ngắn đường trung kế phụ Dung lượng đóng vai trị quan trọng việc chọn băng tần hoạt động cho hệ thống, bảng sau cho ta tham khảo băng tần chọn dung lượng Băng tần ( MHz) Băng thông cho phép ( MHZ) Dung lượng cực tiểu kênh thoại mã hóa 1495 - 1535 2110 - 2130 2160 - 2180 3700 - 4200 5925 - 6425 10700 - 11700 3,5 3,5 20 30 40 30 96 96 1152 1152 1152 BẢNG 2-2-1 : Các băng tần số cấp phát FCC cho hệ thống Viba số Thiết Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp BƯỚC SỰ SẮP XẾP CÁC KÊNH RF Sự xếp kênh RF phần quan trọng việc thiết kế hệ thống Nó đặc biệt quan trọng cho hệ thống vơ tuyến chuyển tiếp Vì mức khác biệt tín hiệu vơ tuyến ngõ vào ngõ trạm lặp thay đổi từ 60 - 80 dB việc sử dụng tần số vô tuyến ngõ ngõ vào gây tượng giao thoa động phản hồi Trong Viba chuyển tiếp ta thường sử dụng kế hoạch hai tần số kế hoạch bốn tần số Kế hoạch bốn tần số sử dụng rộng rãi lí kinh tế Nó cần hai tần số cho mạch RF Thường bốn anten sử dụng cho trạm lắp đặt với kế hoạch hai tần số với anten sử dụng cho hai nhiều kênh RF song cơng đường hình vẽ: f-2a f1a f-1b f-1c f-2a f-1b f-1c f-2a f-2b f-2c f-1a f-2b f-1b f-2c f-2c f-1c f-2a f-2c f-2b f-2c f-1c f-1c f-1c Hình2 -3-1 trạm lặp kế hoạch hai tần số cho vài kênh RF song cơng Kế hoạch bốn tần số địi hỏi tỷ lệ trước sau (front to back) mẫu xạ anten anten hoạt động tần số khác  Sự xếp kênh RF Bảng sau liệt kê giới thiệu CCIR xếp kênh RF cho hệ vô tuyến chuyển tiếp cho mạch quốc tế: CCIR Rec Số kênh thoại tối đa Tần số trung tâm Độ rộng băng RF kênh RF (MHz) (MHz) 238 - 60/120 1808,2000,2203 200 385 60/120/300 7575 300 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thiết Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp 279 - 1, 382 - 383 - 384 - 386 - 387 300/1800 1800 960/2700 300/960 960 1903,2101,4003 6475 6770 8350 1120 400 500 680 300 1000 Bảng - - Các đề nghị CCIR xếp kênh RF Hình - - làm rõ ví dụ xếp kênh RF dựa vào CCIR Rec 338 - Các hệ thống phụ đòi hỏi cho kênh phục vụ kết hợp băng tần RF hệ thống chính, có điều kiện thuận lợi anten sử dụng chung cho hai hệ thống Một ví dụ xếp kênh RF cho hệ thống phụ cho hình 2-3-2 dựa vào CCIR Rec Trong hình vẽ hai mạch RF bình thường mạch RF bình thường RF dự phòng cung cấp cho kênh phục vụ theo hướng cho phép phân tập tần số trung tần Sự xếp kênh RF hình 2-3-2 làm rõ lại hình 2-3-4 nhận xét ta mối quan hệ kênh kênh trở trạm lặp sử dụng kế hai tần số Một kênh sử dụng kênh dự phòng Sự phân cực khác sử dụng cho kênh kế cận để giảm giao thoa RF 5925 MHz 6425MHz 6175 MHz 250MHz 250 MHz 252.05MHz -248.9 (F) -249.5 (A) 2’ 1’ 4’ 3’ 29.65 MHz   kênh RF hệ thống phụ 44.5 MHz A: Biên độ giải điều chế B: tần sồ điều chế Hình 2-3-2 Sự xếp kênh RF V H Hệ thống phụ 6’ 5’ 8’ 7’ +248.9 (F) +249.5 (A) V 8’ H 8’ 7’ 7’ 6’ 6’ 5’ 5’ 4’ 4’ luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số 250MHZ 250 MHz Đối với hệ thống Viba điểm nối điểm Do khơng có cấu hình trạm lặp nên xếp kênh RF trở nên đơn giản nhiều ta cần quan tâm đến số điểm sau Các tần số Viba khác sử dụng vùng liên quan - Các trạm Viba gây giao thoa đến hệ thống - Việc thiết kế hệ thống Viba không gây nhiễu cho hệ thống Viba có khơng bị hệ thống gây nhiễu Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thieát Keá Tuyeán Viba Số luận án tốt nghiệp BƯỚC QUYẾT ĐỊNH TIÊU CHUẨN THỰC HIỆN Các tiêu chuẩn kỹ thuật phân loại sau: a/ Tiêu chuẩn hành b/ Mục tiêu thiết kế (cho nhà thiết kế thiết bị) c/ Mục tiêu thiết kế (cho nhà thiết kế hệ thống) d/ Sự vận hành hay mục tiêu bảo dưỡng Các mục tiêu giống khác chúng có nhiều liên hệ với Đầu tiên có tiêu chuẩn cho tần số RF luật vô tuyến (Radio Regulations) Thiết lập hiệp hội liên hệ quốc tế Trong việc chọn băng tần số RF việc thiết kế trạm vô tuyến mặt đất sử dụng băng tần với hệ thống liên lạc vệ tinh, Ta xét đến tiêu chuẩn Có nhiều giới thiệu ghi chép CCIR việc thiết kế hệ thống Viba chuyển tiếp Khi thiết kế tuyến Viba điểm nối điểm ta cần tham khảo tiêu chuẩn để làm tảng cho tính tốn tuyến Mỗi quốc gia sử dụng tần số băng tần vô tuyến riêng biệt vùng lãnh thổ Tuy nhiên tiêu chuẩn CCIR cịn hướng dẫn bổ ích việc thiết lập tiêu chuẩn kỹ thuật cho hệ thống nước có chất lượng cao Những yếu tố định tốn hệ thống Vi ba có dung lượng độ dài cho sẵn chất lượng truyền dẫn độ tin cậy hệ thống Hệ thống khơng thích hợp tiêu chuẩn hoạt động đường trung kế thấp tiêu chuẩn CCIR Đối với đường thoại địa phương tiêu chuẩn CCIR chấp nhận lí kinh tế, cho phép khoản cách bước nhảy dài hơn, giảm công suất phát độ lợi Anten Ngoài đơn giản hoá độ tin cậy Hệ thống quan sát hệ thống dự phịng … làm giảm chi phí Thiết Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp BƯỚC CHỌN VỊ TRÍ VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ TUYẾN I CHỌN VỊ TRÍ Khái niệm tổng quát Trong việc chọn vị trí phải quan tâm đến phẩm chất truyền dẫn, độ tin cậy tính kinh tế (trong việc lắp đặt bảo trì) hệ thống liên lạc Viba điểm nối điểm Phẩm chất độ tin cậy thường trái ngược với tính kinh tế Vì vậy, phải có giàn xếp chúng Ngay lúc bắt đầu việc chọn vị trí, yêu cầu hệ thống Viba thiết kế cần phải làm rõ, mục sau: a) Vị trí (thành phố thị trấn) kết nối với hệ thống b) Các loại số lượng tín hiệu truyền c) Các điểm cấp tín hiệu giao tiếp với thiết bị quan điện thoại d) Kế hoạch mở rộng tương lai cho hệ thống e) Các hệ thống Viba điểm nối điểm chuyển tiếp tồn có tương lai có liên quan đến hệ thống thiết kế f) Hệ thống dùng tiêu g) Phẩm chất độ tin cậy truyền dẫn Một cách vấn tắt, thủ tục chọn vị trí phân loại thành bước sau a) Phác họa vài tuyến thực đồ b) Khảo sát vị trí c) Thử nghiệm truyền dẫn cần thiết d) Quyết định vị trí sử dụng Lựa chọn tuyến liên lạc điểm nối điểm  Khoản cách đường truyền Viba Bảng 2-5-1 cho ta khoảng cách đường truyền Viba cho mạch trung kế hệ thống Viba điểm nối điểm Các giá trị giá trị chung cho nhiều nơi Băng RF (MHz) 2000 4000 6000 11000 Khoản cách đường Viba tiêu chuẩn (Km) 7020% 5020% 5020% 3020% Bảng 2-5-1: Khoản cách đường truyền Viba tiêu chuẩn Khi vẽ đường thiết kế đồ, vị trí chọn cho có khoảng cách đường truyền tiêu chuẩn (càng gần tốt) Nên tránh đường truyền qua khoản cách daì so với giới hạn mức tiêu chuẩn Bởi đường truyền Viba dài xác suất chuỗi tạp âm gây Fading tăng lên lớn, chí mà tạp âm nhiệt giữ giá trị cho phép trường hợp truyền dẫn bình thường Khi đường truyền Viba dài khơng tránh khỏi khó khăn gây địa hình Trong trường hợp nên thực phân tập không gian phân tập tần số 3.Sự bảo vệ cho quĩ đạo vệ tinh Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số Các hệ thống, liên lạc vệ tinh hệ thống Viba đất sử dụng băng sóng Viba (ví dụ: băng tần từ 4-6 GHz) Do đó, cần phải thiết lập vài giới hạn kỹ thuật để tránh giao thoa vô tuyến hai hệ thống Trong công việc chọn vị trí cho liên lạc Viba mặt đất, cần phải ý búp sóng anten khơng thẳng đến quĩ đạo vệ tinh tĩnh sử dụng với tần số hệ thống liên lạc vệ tinh Theo đề nghị CCIR , hệ thống Viba mặt đất thiết kế cho trung tâm búp sóng anten hệ thống khơng thẳng đến 20 từ quĩ đạo vệ tinh Trong trường hợp mà điều khơng thực được, gía trị cực đại EIRP (Equivalent Isitropically Radiated Power) nên giới hạn 47 dBw cho anten thẳng đến quĩ đạo vệ tinh 0.50 , từ 47 đến 55 dBw góc từ 0.50 - 1.50 II SỰ KIỂM TRA TUYẾN VIBA Trong chọn vị trí hệ thống Viba điểm nối điểm ta cần phải kiểm tra xem có vấn đề xảy hay khơng việc truyền dẫn dọc theo tuyến Viba thiết kế Do đó, cần phải nghiên cứu địa hình đường truyền 1.Mặt cắt nghiêng đường truyền Bước để xác nhận trạng thái trực xạ đường truyền mặt cắt nghiêng đường truyền vẽ tờ mặt cắt nghiêng Độ cong đường chia độ tờ mặt cho phép vẽ đường cong xác đường truyền đường thẳng dựa vào khái niệm hệ số K (hệ hiệu dụng bán kính trái đất) a Sự thay đổi K Gía trị k thay đổi theo thời gian địa điểm Nói chung K thay đổi theo vĩ độ không thay đổi theo kinh độ, vùng phía nam K có giá trị kớn so với vùng phía Bắc, K lớn mùa hè so với mùa đơng Trong điều kiện bình thường giá trị K cho sau xem hợp lí: Trong vùng nóng ẩm K= 6/5-4/3 Trong vùng ơn hịa K=4/3 Trong vùng nhiệt đới K=4/3-3/2 Trong việc chọn vị trí phải tính tốn đến mức dao động K so với giá trị bình thường, tính trực xạ đơi bị ngăn trở vật cảntrung bình K bị giảm nhỏ Ngược lại K có giá trị lớn vật chắn trở nên khơng cịn tác dụng che chắn sóng phản xạ đất mà sóng che chắn tốt tình trạng K có giá trị bình thường Nếu mức dao động K lớn ổn định hrệ thống nhỏ tốn Ở Nhật khoảng dao động K thường lấy khoảng 2/3-2 Tuy nhiên, vùng có khí hậu khác với Nhật giá trị cần phải tính tốn lại b Xác nhận trạng thái trực xạ Để thỏa mãn tiêu việc truyền dẫn sóng Viba với giá trị có K ta phải bảo đảm số điều sau đây: i/ Tất đới cầu Fresnel thứ phải khơng có vật cản K lấy giá trị bình thường ii/ Ít 2/3 bán kín đới cầu Fresnel thứ phải giữ cho khơng có vật cản trường hợp K lấy gía trị nhỏ Khi hai trạng thái điều thỏa mãn tuyến Viba xem thỏa mãn trạng thái trực xạ c/ Tờ mặt cắt ngiêng đường truyền Trong hình 2-5-1 độ cao (x) độ cong trái đất từ đường thẳng điểm (d1,d2) mặt cắt ngiêng với giá trị cho sẳn K tính cơng thức sau đây: Thiết Kế Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp hiệu ứng fading phẳng nhập hệ số cải tến a hệ số địa hình C, alpha2,beta2, C2,  b M t c đ bit c c đ i gama b tính Po,Pa,Pb,Ta,Tb,P(10),P(60) xs BER>10^-3 ,độ khả dụng, xs BER >10^-6 ,Pu,tổng gián đoạn thông tin BER >10^-3, sx BER >10^-6 khoảng 60s, %thời gian gián đoạn fading ,sx BER >10^-6 fading lưạ chọn ,tổng BER >10^-6 b: tốc độ bít cực đại (Mbit/s) kết M: số mức sơ đồ điều chế Po: xác suất fading nhiều tia Pa, Pb: xác suất đạt ngưỡng Rxa, RXb Ta, Tb: khoảng thời gian fading ứng BER >10 -3 BER >10 -6 P(10), P(60): xác suất fading dài 10 s 60s Alpha2, beta2, C2: số có liên quan đến số fading 98 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thieát Keá Tuyến Viba Số luận án tốt nghiệp Khả sử dụng Nhập MTTR, MTBF Tính độ khơng sử dụng thiết bị Độ không sử dụ ng fading phẳng nhiều tia Độkhông sử dụng fading nhiều tia lựa chọn Tổng độ không sử dụng kếtphục lại dịch vụ (giờ ) thường 2, 4, MTTR:thời gian trung bình để khơi MTBF:thời gian trung bình cố (giờ) 99 luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN TUYẾN VI BA #include #include #include #include #include "c:\hien\viba.h" double double double double f,ha,h1,h2,d,Ao,feeder,Lv,Aa,lamda,G,A, FMa, FMb,Gt; A1,pr,pt,RXa,RXb,loseA,loseB,G1,po,pa,pb,Ta,Tb; khongkhadung,Za,Zb,p10,p60; mem =3.95,e=2.71828,giandoan,tong_giandoan; double erfc_fun(double x) { double k; int i; for (i=0;i