Tổng quan về thông tin viba số và thiết bị viba số fhd 2 2 34

Trong giới hạn của cuốn đồ án này em xin trình bày hainội dung chính sau: Tổng quan về thông tin viba số vàThiết bị viba số FHD 2.2.34 Với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn và

Lời nói đầu

Trong sự phát triển của xã hội, thông tin đóng một vaitrò hết sức quan trọng Sự đòi hỏi nhu cầu thông tin phảichính xác, hiệu quả ngày một gia tăng, không những ởthành phố lớn mà ngay cả những vùng nông thôn, vùng núi

Điều đó khiến thông tin toàn cầu nói chung và ở Việt Namnói riêng phải luôn phát triển và đòi hỏi nhiều thiết bịthông tin hiện đại, phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng củacon ngời trong thời đại mới

ở Việt Nam tất cả các hệ thống mạng xuyên quốc gia vàmạng bu điện tỉnh đã và đang phát triển với tốc độ rấtcao Số hoá mạng lới là mục tiêu mà nghành bu điện đangthực hiện với các công nghệ truyền dẫn số tốc độ cao, dunglợng lớn đang đợc áp dụng phổ biến đặc biệt là cáp quang

Song bên cạnh đó truyền dẫn bằng vi ba số là khôngthể thiếu trong mạng quốc gia, bởi nó rất phù hợp với địahình ở Việt Nam và bởi tính kinh tế cao Nó đợc sử dụng

để dự phòng cho cáp quang trên các đờng trục chínhxuyên quốc gia và là công nghệ truyền dẫn chính cho mạngviễn thông nông thôn

Trong giới hạn của cuốn đồ án này em xin trình bày hainội dung chính sau: Tổng quan về thông tin viba số vàThiết bị viba số FHD 2.2.34

Với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn vànhững kiến thức đợc trang bị trong quá trình học tập, em

đã hoàn thành cuốn đồ án này với nội dung viết về hệthống viba số Do thời gian nghiên cứu và kinh nghiệm cóhạn nên cuốn đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong đợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và cácbạn

Hà Nội, ngày / / 200

Em xin chân thành cảm ơn Công ty cổ phần viễnthông – tin học bu điện (CT - IN) thuộc Tổng công ty b-

u chính viễn thông Việt Nam, cùng các anh trongphòng kỹ thuật đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoànthành cuốn đồ án tốt nghiệp này

Sinh viên

Nguyễn Hùng ờng

C-Phần I: Lý thuyết chung

Chơng I: Tổng quan về thông tin viba số

1.1 Khái niệm cơ bản về viba số

1.1.1 Khái niệm:

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển nh vũ bãocủa công nghệ viễn thông - tin học thế giới, nhiều loại hìnhdịch vụ phong phú đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của conngời Trong đó, hệ thống thông tin vô tuyến ở dải sóngngắn ít kênh không thể đáp ứng với yêu cầu thông tin ngàynay Chính vì vậy mà hệ thống thông tin nhiều kênh đãphát triển Hệ thống thông tin nhiều kênh ở dải sóng cựcngắn gọi tắt là thông tin viba

Thông tin là một trong những nhu cầu không thể thiếu

đối với con ngời Nói đến thông tin cũng đồng thời nói đến

sự giao lu trao đổi tin tức Mặt khác, cùng với sự phát triểncủa ngành thông tin nói chung, kỹ thuật thông tin viba cũngphát triển nhanh chóng Từ hệ thống thông tin tơng tựghép kênh theo tần số và theo thời gian đến nay đãchuyển sang hệ thống thông tin viba số nhiều kênh có độ

ổn định cao, thiết bị gọn nhẹ Bên cạnh các đờng thôngtin viba đặt trên mặt đất, chúng ta còn sử dụng đờng

thông tin viba chuyển tiếp qua vệ tinh với cự ly thông tinkhoảng vài chục nghìn km Vì vậy có thể thông tin tại mọi

điểm bất kỳ trên trái đất với nhau Khả năng truyền tínhiệu trên đờng thông tin viba cũng ngày một đa dạng vàphong phú hơn

Hiện nay ngời ta có thể truyền trên đờng truyềnthông tin viba các tín hiệu nh: thoại, truyền thanh, truyềnhình, số liệu, Trong mạng thông tin số, các hệ thống viba

số nhận tín hiệu từ tổng đài số hoặc từ các nguồn thôngtin số khác (tín hiệu truyền hình đã đợc mã hoá thành dạng

số khác chẳng hạn ), thực hiện điều chế số, sau đó thựchiện trộn tần chuyển phổ tín hiệu đã điều chế số lên tần

số vô tuyến công tác rồi truyền đi bằng anten định hớng.Theo dung lợng (tốc độ bit tổng cộng B ở đầu vào) các hệthống viba số đợc phân thành:

+ Các hệ thống dung lợng thấp: B < 10Mb/s

+ Các hệ thống dung lợng trung bình: B (10100)Mb/s

+ Các hệ thống dung lợng cao: B >100Mb/s

1.1.2 Định nghĩa viba số:

“Viba số” là một phơng thức truyền dẫn sử dụng năng ợng của sóng điện từ có tần số cực cao chứa đựng các nộidung tin tức đã đợc số hoá, truyền lan trong không gian khíquyển trực tiếp từ Anten nhìn thẳng đến Anten kia

a) Khối ghép kênh (Mux-multiplexer).

Các máy ghép kênh cơ sở PCM hoặc các luồng số khác cóthể ghép chung với nhau để tạo thành một luồng số có tốc độcao hơn ở cấp bậc cao hơn các thiết bị nhận các luồng số ở

đầu vào và kết hợp chúng thành một luồng số có tốc độ bitcao hơn ở đầu ra đợc gọi là các máy ghép kênh tín hiệu sốtrong máy ghép kênh cơ sở PCM 30 kênh thoại chứa các khối cóchức năng chính sau đây:

+ khối kênh (channel cards) chứa 30 kênh

+ khối giao tiếp 2Mb/s (2Mb/s interface)

+ khối xử lý báo gọi (signalling processor)

b) Khối máy phát (TX-transmitter).

RF Thu.

Lọc thu

Lọc phát

RF Phát

Circulator

Sơ đồ bộ duplexer

Máy phát thực hiện các chức năng chính sau đây:

+ điều chế sóng mang từ máy ghép kênh tới

+ điều tần các kênh nghiệp vụ và giám sát

+ khuyếch đại tín hiệu sau khi điều chế để đạt đợccông suất ở đầu ra theo yêu cầu

Máy phát trong hệ thống viba số băng hẹp có các chức năngchính sau:

- khối mạch in băng tần cơ sở phát (Tx baseband PBA)

- khối kích thích (Exciter)

- Khối khuyếch đại công suất (power amplifier)

- khối mạch in hiển thị (display PBA)

c) Khối máy thu (Rx receiver)

Máy thu có nhiệm vụ chính là giải điều chế tín hiệuthu, tín hiệu thu bao gồm các thành phần sau :

+ luồng số liệu đợc điều chế

+ tín hiệu kênh nghiệp vụ và kênh giám sát

Máy thu trong hệ thống thông tin viba số băng hẹp baogồm các khối chính sau:

+ module biến đổi hạ tần (converter module)

+ module trung tần (IF module)

+ băng tần cơ sở thu (Rx baseband PBA)

+ khối mạch in hiển thị (display PBA)

d) Bộ phân nhánh siêu cao tần (dup: duplexer).

Bộ phân nhánh siêu cao tần cho kết hợp máy thu và máyphát dùng chung một anten Duplexer tham gia chọn lọc vàgiảm nhỏ nhất nhiễu của kênh lân cận

Hiện nay với sự phát triển của công nghệ truyền dẫn

và thiết bị thu phát thông tin ngày càng cao và hiện đại với

sự ra đời của cáp quang nhng việc truyền dẫn bằng vi ba làkhông thể thiếu đợc trong mạng viễn thông điện tử Nó làmột phần trong thông tin vô tuyến, nó sử dụng khoảngkhông gian làm môi trờng truyền dẫn với phơng pháp thông

tin là phía phát bức xạ thông tin bằng sóng điện từ ở tần sốsiêu cao, phía thu nhận sóng điện từ từ phía phát quakhông gian và tách lấy tín hiệu gốc: Viba chỉ sử dụng để

dự phòng cáp quang trên những trục dọc lớn, và sử dụng chủyếu cho các trạm thông tin có cự ly ngắn và ở những nơi có

địa hình đồi núi hay đảo rất xa đất liền

Một vấn đề lớn đặt ra với thông tin vô tuyến là cơchế truyền sóng vô tuyến, và việc sử dụng thiết bị truyềnthông phụ thuộc vào tần số vô tuyến sử dụng

Theo tiêu chuẩn quốc tế thì băng tần số vô tuyến đợcphân loại theo bảng sau:

Bảng 1.1: phân loại cơ chế và sử dụng sóng vô tuyến

Tần số Phâ

n loại băng

Cơ Chế truyền sóng

vô tuyến

Cự ly thông tin và lĩnh vực sử

dụng (3  30) KHz VHF Sóng đất  Điện ly Thông tin đạo hàng quân

sự khắp thế giới

30  300 KHz LF Sóng đất 1500km đạo hàng vô

tuyến (0.3 3) MHz MF Sóng đất (cự ly

ngắn) Sóng trời (cự ly dài)

Phát thanh cố định hàng không, đạo hàng, liên lạc nghiệp d

(3  30)

MHz HF Sóng trời 36 MHz ; thông tin liên lạcđịa

630 MHz : thông tin di

động, thông tin kinh doanh

và nghiệp d quân sự quốc tế.

2.2 Các đ ờng truyền lan sóng vô tuyến

Có 2 loại sóng thờng thấy trong thực tế là sóng dọc vàsóng ngang Sóng dọc là sóng truyền lan theo phơngchuyển động của nó nh sóng âm thanh truyền trong khôngkhí

Sóng ngang (phát xạ điện từ ) là sóng truyền lan theo ớng vuông góc với phơng chuyển động của nó

Một sóng điện từ trong không gian ba chiều gồm haithành phần: điện từ E và thành phần từ B hoặc H ( B

=H ) Các thành phần này trực giao với nhau Các sóng vôtuyến có thể đợc truyền lan theo các phơng thức khác nhautrên mặt đất Sóng có thể truyền từ Anten phát đến antenthu bằg hai đờng chính:

- bằng tầng điện ly ( sóng trời )

- Hoặc đi sát mặt đất (sóng đất)

Sóng đất bản thân đợc chia thành hai loại :

ơng đối thấp dới 30MHz Khi tăng tần số lên thì tiêu hao do

đất tăng nhanh, vì tiêu hao phụ thuộc vào hằng số điệndẫn và điện môi

Hiệu dụng của đất trên 30 MHz đất có tác dụng nh mộtdây dẫn kém và tiêu hao là quá cao đối với sự truyền lansóng VHF, UHF, SHF

2.2.1.2 Sóng không gian

Phơng thức truyền sóng này hầu nh đợc sử dụng cho tấtcả các hệ thống đợc khảo sát Sóng truyền trong tầng đối lulan rộng đến 10 dặm trên bề mặt đất Năng lợng sóngtruyền từ Anten phát đến Anten thu theo một đờng thẳnghoặc phản xạ ở mặt đất hoặc phản xạ từ tầng đối lu Sóngkhông gian là một loại sóng quan trọng trong thông tin VHF,UHF, SHF.

Sóng trực tiếp: Sóng này phát xạ trực tiếp từ Anten

thu mà không bị phản xạ ơ đâu cả trong các điều kiệntruyền lan bình thờng, nó có biên độ lớn hơn so với mộtsóng bất kỳ nào đén máy thu

Sóng phản xạ đất: Sóng này đến Anten thu sau khi

đã để phản xạ một vài lần từ các vật thể xung quanh, sựphản xạ không những chỉ xuất hiện trên mặt phẳng đứng

mà có thể xuất hiện trên mặt phẳng ngang Nh vậy sóng

bị phản xạ từ một vật cản sẽ lệch so với đờng chính Sóngphản xạ sẽ có biên độ và pha khác với biên độ và pha củasóng trực tiếp Nếu khoảng cách truyền lớn hơn một số lẻ bớcsóng thì ở anten thu sóng phản xạ lệch pha với sóng trựctiếp 1800 và kết quả triệt tiêu tín hiệu sóng tới đến mộtmức độ nào đó Mức độ đó phụ thuộc vào biên độ củasóng phản xạ

Sóng phản xạ tầng đối l u: Do sự thay đổi chỉ số

khúc xạ của không khí theo độ cao so với mặt đất nên sóng

có thể bị tạp âm xạ và tuỳ theo góc sóng tới có thể xảy raphản xạ toàn phần từ tầng đối lu trong trờng hợp này xuấthiện một biên giới có tác dụng nh một bề mặt phản xạ, gửisóng trở lại mặt đất Một số tia này sẽ đến đợc Anten thu, ở

đây có thể khử bớt sóng trực tiếp do có sự thay đổi vềpha và biên độ gây ra do phản xạ

- cơ chế bề mặt: gồm sự truyền lan trong tầmnhìn thẳng

- cơ chế khối: sóng đất

* Các cơ chế bề mặt: Bề mặt quả đất là việc chủ

yếu trong việc phản xạ và tạp âm xạ sóng vô tuyến trái lạibầu khí quyển trên bề mặt trái đất đóng góp chủ yếu vào

sự khúc xạ cua sóng Hiện tợng truyền theo ống dẫn hầu nh

là nguyên nhân gây giao thoa trên cả 2 đờng tầm nhìnthẳng và vợt tầm nhìn (Tán xạ không đối lu ) có thể xuấthiện ở cả bề mặt và ở các vị trí cao trên 200m so với mặt

đất Trong tất cả các cơ chế bề mặt, truyền sóng xảy ragần nh một đờng vòng lớn

* Các cơ chế khối: Các cơ chế này xuất hiện do sự

tán xạ trong cấu trúc vi mô của tầng đối lu và bao gồm tánxạ tầng đối lu sự thăng giáng chỉ số khúc xạ của tầng khíquyển Những hạt rắn, lỏng nh ma, ma đá cũng gây nêntán xạ Tán xạ do các hạt nhỏ không hạn chế trong đờng vònglớn, nhng phụ thuộc nhiều vào các đặc tính phát xạ vàhình thể tơng quan của Anten

tầng điện ly

sóng bề mặt

sóng truyền thẳng

sóng phản xạ tu đất

xạ khác Trong bầu khí quyển sự thay đổi chỉ số khúc xạhầu nh diễn ra một cách từ từ vì mật độ không khí giảmtheo độ cao với tốc độ không đổi (theo lý thuyết) Trên30MHz thì lợng nớc trong không khí đóng vai trò chủ yếutrong sự thay đổi chỉ số khúc xạ, vì hằng số điện môi củanớc lớn hơn xấp xỉ 8 lần so với không khí Trong bầu khíquyển bình thờng thì độ ẩm, hoặc khối lợng hơi nớc trênmột khối lợng không khí là không đổi Điều này có nghĩa làhằng số điện môi và chỉ số khúc xạ Cả hai sẽ giảm liên tụckhi tăng độ cao, ảnh hởng chung của sự thay đổi chỉ sốkhúc xạ trong phơng thẳng đứng của bầu khí quyển là làmuốn cong các sóng trong mặt phẳng thẳng đứng Khi nótruyền từ máy phát đến máy thu độ cong của đờng thay

đổi theo thời gian do sự thay đổi về nhiệt độ, áp xuất và

độ ẩm Trong các điều kiện truyền lan bình thờng, đờnguốn xa dần bề mặt thực trái đất làm cho tầm nhìn vôtuyến mổ rộng một cách rõ rệt Khi gadien hệ số khúc xạthẳng đứng tăng thì đờng sóng vô tuyến bị uốn cong vềphía bề mặt trái đất do đó làm giảm khe hở vợt qua địahình phía dới Tình trạng này có thể gây ra ảnh hởngtrong dó chính mặt đất, cây cối gây nên vật cản Trong

điều kiện nh vậy, pha đinh vật cản có thể xuất hiện Mộtthiết kế đờng vô tuyến tốt cần phải tránh điều này xảy rabằng cách đảm bảo tầm nhìn thẳng từ máy phát đến máythu, qua việc đặt độ cao Anten một cách thích hợp, đây

là một loại tổn hao bất thờng trong các điều kiện khúc xạxấu nhất

Các sự thay đổi về chỉ số khúc xạ n chỉ cần vài phầntriệu đã có thể ảnh hởng tới sự lan truyền của sóng vôtuyến Các giá trị của n xấp xỉ bằng 1

(bình thờng là 1,00035 ), lúc đó độ khúc xạ N:

N =( n-1 ) 106 (2.1 )

Sự biến đổi của chỉ số khúc xạ theo độ cao xuất phát

từ một thực tế là n phụ thuộc vào áp suất P (milibar), nhiệt

độ (Kelvin , cùng với áp xuất hơi nớc e ( milibar) và chínhchúng thay đổi theo độ cao Đối với những tần số lên đến

30 GHZ thì độ khúc xạ N cho bởi

N= 77,6 P/T + 3,73 105 e/T N đơn vị (2.2 )

Biểu thức này đúng 5% đối với áp xuất khí quyển nằmgiữa 2001100mbar

Nhiệt độ giữa 240K và 360K đối với các tần số vô tuyếnnhỏ hơn 30 GHz

Số hạng 77,6P/T= N khô và 3,73105e/T2 = N ớt Một trong những hệ số có ý nghĩa nhất về sự thănggiảm của lan truyền sóng vô tuyến là sự thay đổi một cáchrộng rãi chỉ số khúc xạ theo độ cao và theo thời gian

Giả sử hệ số khúc xạ không đổi, lúc đó sóng vô tuyến

là một cung tròn bán kính r và có quan hệ chỉ số khúc xạ ntheo:

ở đây h là độ cao so với mặt đất có cùng đơn vị đo với

r bán kính hữu hiệu của mặt đất ae do sự thay đổi củachỉ số khúc xạ cho bởi:

k – là hệ số bán hiệu của quả đất

dn/dh – là gradien (độ biến thiên ) của chỉ số khúc xạvô tuyến theo độ cao

dN/dh – là độ biến thiên của độ khúc xạ trên 1 km vàbiểu thị bằng N/km

Khi dN/dh > 39N/km thì lúc đó có thể nói là sóng khúcxạ “thấp” hay uốn cong xuống ít hơn so với bình thờng tức

là uốn cong lên bầu trời (o<k<4/3)

Khi dN/dh < -39N/km ta bảo rằng sóng “ siêu khúc xạ” hayuốn cong xuống hơn bình thờng Nói cách khác sóng vôtuyến uốn xuống đất (4/3<k<)

Khi dN/dh = -39N/km diều này đã nói khi điều kiện k =4/3

Phần lớn các giá trị thực nghiệm đã thu đợc đối với tốc

độ thay đổi độ khúc xạ theo chiều cao và giá trị trungbình đã tìm thấy là -39N/km, ta sử dụng giá trị này đểxác định đờng khúc xạ chuẩn của vô tuyến đi qua bầu khíquyển trong 1km so với bề mặt đất Nh vậy khí quyển đợclấy làm tiêu chuẩn

Nếu thay đờng kính của quả đất (a = 6,37.103km ) vàophơng trình (2.5) thì biểu thức trở thành:

k=157 (157+

d N

d h) (2.6) Với dN/dh = -39N/km , k=4/3 phơng trình (2.6) đợc biểudiễn trong hình (1.3)

Hình 1.3: Hệ số bán kính hiệu dụng của quả đất

đối với các gradien khúc xạ khác nhau

Hệ số K biến đổi là phơng pháp thờng đợc sử dụngnhất để mô tả khả năng uốn cong của tia sóng cực ngắn

Hệ số này nhân với bán kính thực quả đất cho ta bán kính

ảo của đờng cong mặt đất Trong điều kiện khí quyểntiêu chuẩn phạm vi của k từ 1,2 ở vùng cao khô giáo và 4/3trong vùng nội địa thông thờng đến 2 hoặc 3 trong vùng

ẩm ớt

gradien khúc xạ N/km

hệ

số K

Khi K=  mặt đất xuất hiện đối với tia sáng cực ngắn

là hoàn toàn phẳng vì các độ cong của tia trùng chính xácvới độ cong của đất

Nếu K < 1 các tia bị bẻ cong lên so với mặt đất điềunày xuất hiện với sóng vô tuyến nh là mặt đất bị lồi lên và

từ đó dẫn tới cản đờng truyền dẫn Hiện tợng này là do mật

độ khí quyển tăng theo chiều cao thay vì giảm theo chiềucao Khí quyển có phẩm chất thấp hoặc có phản xạ kémgây ra do những đám sơng mù đợc tạo ra khi một luồngkhông khí nóng đi qua vùng đất lạnh ẩm ớt, kết quả của s-

ơng mù là tạo ra mật độ khí quyển gần mặt đất thấp hơn

So với tầng cao hơn, gây ra sự uốn cong tia lên trên Siêukhúc xạ hoặc sự khúc xạ có phẩm chất tốt là kết quả do các

điều kiện tăng nhiệt độ khi tăng độ cao hoặc một sự giảm

đáng kể lợng ẩm tổng trong không khí theo độ cao Mộttrong hai điều kiện sẽ gây ra sự giảm mật độ khí quyểntheo độ cao Trong trờng hợp này K tăng và độ cong củamặt đất đối với sóng vô tuyến nh đợc làm phẳng ra Nếu

hệ số K tăng đến  thì sóng vô tuyến tiến đến chuyển

động song song với bề mặt trái đất Trờng hợp cực đoạncủa siêu khúc xạ thì sóng vô tuyến sẽ bị uốn cong với 1 bánkính nhỏ hơn bán kính quả đất (K âm) và gây ra pha

đinh mất liên lạc, nếu máy thu nằm ở ngoài điểm ở đósóng hạ xuống mặt đất Đây không phải là một điều kiệnbình thờng mà nó là một điều kiện lan truyền dị thờng Hiện tợng siêu khúc xạ có thể xảy ra khi không khí lạnh điqua một vùng nớc ẩm Sự bay hơi của nớc sẽ làm tăng độ ẩm

và nhiệt độ gần mặt nớc thấp, đó là một dấu hiệu của

đảo nhiệt Nhiệt độ và độ ẩm cao làm cho mật độ khíquyển gần mặt đất tăng lên nhiều, điều đó gây nên sựuốn xuống rất cong một cách dị thờng các sóng vô tuyến.Hình 1.4 chỉ ra sự ảnh hởng của các hệ số K đến tia sóngvô tuyến, trong đó vỏ bán kính thực của trái đất

Chỗ lồi của quả trái đất tại một điểm trên đờng vôtuyến đợc cho bởi:

h= 451.d1.d2/ K ( mét) (2.7)

ở đây d1, d2 là khoảng cách tính bằng km tơng ứng

đến đầu cuối gần và đầu cuối xa của đờng truyền Trừkhi sử dụng giấy vẽ mặt nghiêng của đờng đặc biệt để vẽchỗ lồi của mặt đất với một hệ số K đặc trng, còn chỗ lồithực của quả đất đầu tiên cần phải vẽ theo trục nằm ngang,sao cho tia sáng cực ngắn có thể bị dìm xuống so với đờngthẳng trực tiếp

Sự nhấp nháy : Sự nhấp nháy của tín hiệu viba tầm

nhìn thẳng do sự thăng giáng của chỉ số khúc xạ trong vùngkhí quyển mà mà tín hiệu truyền lan Các sự thăng giángtạo ra sự hội tụ và phân kỳ nhẹ tia vô tuyến Tín hiệu thu

đợc là tổng của nhiều thành phần từ các hớng khác nhau đi

đến có biên độ và độ dài đờng thay đổi liên tục, nh vậykết quả là làm biên độ và pha biến đổi nhanh và ngẫunhiên, có thể nhận diện bốn loại thăng giáng ngắn chủ yếu

- Tán xạ thuần kết hợp với mức trung bình không đổi cóthăng giáng tơng đối nhỏ khoảng 0,5dB

- Tán xạ có phản xạ kết hợp với thăng giáng ngắn chồng lênmột mức trung bình, do đó nó thay đổi gần nh theo chu

trình với chu kỳ vài phút

- Tán xạ với những đốm lớn, mạnh có thể do tín hiệu điqua khói hoặc không khí nóng.

- Phản xạ từ một cấu trúc lớp, kết hợp với tín hiệu khá ổn

định có mức trung bình thay đổi theo chu trình ảnh ởng nhấp nháy là một vấn đề quan trọng đối với các tuyếnviba dung lợng cao hoạt động ở các tần số lớn hơn 10GHztrong môi trờng thành phố

Nếu sử dụng các anten lớn có thể làm ảnh hởng của cácpha đinh khúc xạ loại này vì phạm vi góc từ các đờng thukhác nhau bị giảm xuống và có một số trung bình khoảngkhông cắt ngang qua độ mở của sóng tới

sẽ vợt xa hơn một nửa bớc sóng của tần số sóng mang (r/2) sovới tín hiệu qua đờng trực tiếp Nhiễu bên trong của Elípthứ 1 này gọi là miền Fresnel thứ nhất Elip của miềnFresnel thứ nhất chứa hầu hết công suất đến máy thu Nếutồn tại vật cản ở rìa của miền Fresnel

Thứ nhất này thì sóng phản xạ sẽ triệt tiêu sóng trựctiếp Trong thực tế giả thiết truyền sóng trong tầm nhìnthẳng trong sóng, tức là không xuất hiện bất kì tiêu hao tạp

âm nào, nếu không có một vật cản trong miền Fresnel thứnhất Ngoài miền Fresnel thứ nhất còn có một họ Elíp xungquanh đờng bao thứ nhất này, đó là các miền Fresnel2,3,4… chúng có ảnh hởng ít đến việc tạo ra tiêu hao nhiễu

đáng kể vì công suất tín hiệu chứa trong đó quá nhỏ Bánkính của họ Elíp xung quanh đờng trực tiếp thay đổi dọctheo đờng truyền đợc hiểu theo:

đến độ lồi của quả đất.

sóng

2.3.1 Fading

Fading là sự biến đổi cờng độ tín hiệu sóng mang vôtuyến siêu cao tần thu đợc do sự thay đổi khí quyển vàcác phản xạ của đất và nớc trong hớng truyền sóng

Có hai loại fading chính là các fading phẳng, tác độngchủ yếu đến thiết kế hệ thống viba số dung lợng bé làmgiảm đều tín hiệu sóng mang đi qua dải tấn số Và fadinglựa chọn, tác động đến thiết kế hệ thống viba số dung lợngcao Các phân loại nh trên với điều kiện khoảng hở tuyếnphù hợp, để cho tổn hao tạp âm xạ là không đáng kể, và với

sự phản xạ đất phản chiếu đơn đợc hạn chế, nguyên nhânchủ yếu của fading trên các tuyến viba tầm nhìn thẳng là

sự biến đổi bất đồng đều về chỉ số khúc xạ của khí

Dịch pha

Tia trực tiếp 2

Sai động S.sin2

quyển Sự biến đổi này tạo nên các điều kiện cho nhiều

đờng tín hiệu tầng đối lu (nhiều tia) tồn tại

2.3.1.1 Fading phản xạ đất

Phản xạ từ mặt đất làm cho cờng độ tín hiệu thuthăng giáng ngẫu nhiên vì các điều kiện khí tợng gây racác biến đổi tham số truyền dẫn Các đặc tính của fadingphản xạ là khác nhau, ngời ta sử dụng các đặc tính đó đểmô tả fading nhiều tia Đặc biệt các kỹ thuật sử dụng để dự

đoán fading nhiều tia không sử dụng cho fading phản xạ, ở

đó xuất hiện độ sâu fading tơng đối nhỏ và tơng đối lớn,phụ thuộc vào độ cao của các anten trên mặt phản xạ vàcác hệ số bề mặt của phản xạ

2.3.1.2 Các kỹ thuật giảm ảnh h ởng của fading nhiều tia bề mặt (fading phản xạ đất)

Thông thờng chỉ thu và truyền dẫn phân tập khônggian với anten đặt cách nhau theo chiều dọc mới đạt đợcbiện pháp chống lại hữu hiệu đối với các tia phản xạ bềmặt, trong khi cách sử dụng một mình phân tập tần sốchỉ có hiệu quả nếu sử dụng phân tập băng tần chéo Điềunày đôi khi có thể đạt đợc bằng cách tạo các anten có độcao khác nhau, một anten ở đầu có vị trí cao, còn đầu kia

ở vị trí thấp Nếu phơng pháp này không thực hiện đợc thì

có thể thay đổi độ cao của một anten sao cho điểm phảnxạ đợc che chắn khỏi anten kia Tuy vậy điều này chỉ cóthể sử dụng đối với các đờng ngắn, còn đối với các đờng t-

ơng đối dài ngời ta nhận xét là kỹ thuật này có thể không

đạt do siêu khúc xạ của tia phản xạ qua vật chắn làm mờ sựphản xạ

Đầu ra của mỗi một anten đợc nối đến một đầu sai

động thông qua hai phiđơ đợc cắt theo một độ dài saocho các tín hiệu thu trực tiếp đợc cộng với nhau trùng pha ở

đầu ra của cầu Phải sửa pha để đạt đợc chỉ tiêu chất lợngtối u, ngời ta thờng sử dụng một bộ dịch pha ở một trong haidây phiđơ đó Vì để đến đợc mỗi một anten, các tiaphản xạ phải qua các độ dài đờng đi khác nhau nên các phacủa nó cộng không trùng pha

Những cấu trúc thực tế đối với độ chính xác khử tínhiệu phản xạ là: Biến thiên chỉ số khúc xạ của khí quyển dobiến đổi của góc 2, sự chuyển động của anten theo gió.Biến đổi độ dài trong các phiđơ do thay đổi nhiệt độ,thay đổi tần số sóng mang so với thiết kế và khó khăntrong việc thi công và hiệu chỉnh

2.3.2 Fading nhiều tia hoặc fading Rayleigh

Đối với một tuyến đợc thiết kế tốt, sẽ không lệ thuộcvào Fading nhiều xạ hoặc các phản xạ bề mặt, truyền sóngnhiều tia là yếu tố chủ yếu trong Fading duới 8 GHz Trêntần này các ảnh hởng của ma có những tầng lên để xác

định độ dài của tuyến cho phép thông qua các mục tiêugián đoạn làm việc của hệ thống Sự phân bố nh vậy đặctrng bởi độ dốc 10 dB/decade với độ sâu Fading lớn hơn 10

dB trong các chặng tiếp phát bình thờng và (2030) dB

đối với các chặng khác phát dài (>60km) Đối với các chặngtiếp phát ngắn, sự giảm tiệm cận này bắt đầu đối với các

độ sâu Fading chỉ vợt vài dB Nếu Fading nhiều tia xuấthiện trong một phần của tháng, trong thời gian còn lại, độsâu fading có phân bố ít nghiêm trọng hơn nhiều, tuântheo phân bổ chuẩn logarit Các sự thăng giáng này nhchúng ta đã biết là các fading nông

Trong các điều kiện truyền lan bình thờng với khíquyển dọc tuyến tơng đối đồng nhất, chỉ có một đờngtruyền chủ yếu duy nhất giữa anten phát và anten thu Mứctín hiệu thu đợc trong các điều kiện này tơng đối ổn

định và giá trị của nó (gọi là giá trị không gian tự do) có

thể đợc tính theo cách đơn giản, mặc dù có sự lệch chỉ sốkhúc xạ ngẫu nhiên biến đổi nhỏ theo thời gian gây ra sựnhấp nháy nhỏ trong công suất thu đợc, ngay cả khi giá trịtrung bình giữ không đổi

Trong các hệ thống dung lợng cao có độ rộng băng tần IF lớnhơn nhiều, vì thế các độ tán xạ biên độ trong băng tần cóthể đủ để tạo ra gián đoạn thông tin, điều đó không dễthấy ngay lập tức khi xem xét Fading nhiều đờng không lựachọn

2.2.3 Fading lựa chọn

Fading lựa chọn chủ yếu ảnh hởng đến các hệ thốngViba số chuyển tiếp dung lợng trung bình (82Mb/s,34Mb/s,45Mb/s) và các hệ thống dung lợng cao(98Mb/s,140Mb/s và có thể cao hơn )

Các fading không biểu hiện độ tán xạ kênh để đáp ứng BER

đã dự đoán do độ dự trữ fading Barnett đã chỉ ra rằngcác độ sâu fading cờng độ trung bình tơng ứng với BER 1,2103 nằm trong khoảng 15 đến 40dB với giá trị trung

điểm 28dB Các kết quả cũng chỉ ra rằng xác suất tán xạtìm ra đợc với một kênh bị fading tăng đáng kể theo độsâu fading Từ đó có thể kết luận rằng nguồn suy giảmchất lợng chủ yếu là giao thoa giữa các kí hiệu do các hiệuứng của kênh tán xạ

2.3.4.1.Giao thoa giữa các ký hiệu

Khi trong máy thu sử dụng giải điều chế sóng mang,các ảnh hởng nhiều tia có thể gây ra giảm chất lợng rõ rệt

đối với lỗi pha của sóng mang, ảnh hởng này sẽ đợc xem xétkhi so sánh các kỹ thuật khôi phục sóng mang luân phiên T-

ơng tự nh vậy đối với việc khôi phục đồng hồ từ tín hiệuvào máy thu Trong trờng hợp này, fading nhiều tia ảnh hởng

đến các thời điểm lấy mẫu và tạo ra sự khép kín đồ thịhình mắt của luồng thông tin đợc khôi phục

2.3.4.2.Sự phân biệt phân cực trực giao trong hệ thống số trùng kênh

Hiệu suất phổ của các hệ thống viba số hiện nay chỉ

đạt tới 1/2 so với các hệ thống tơng tự FDM-FM Để tăng gấp

đôi hiệu suất phổ của một hệ thống vô tuyến số bằng cách

sử dụng phân cực giao nhau; một sóng mang đợc truyền

theo phân cực ngang, còn sóng mang kia từ máy vô tuyếnkhác truyền theo phân cực đứng.

2.3.5 Kỹ thuật để giảm các ảnh h ởng của fading nhiều tia đến gián đoạn thông tin

Các kỹ thuật đợc sử dụng để chống lại các ảnh hởngcủa fading phẳng và fading lựa chọn nhiều tia là phân tậptheo không gian về tần số, có tác dụng để nâng cao chất l-ợng của tín hiệu thu, và các bộ cân bằng kênh tự thích nghihiệu chỉnh các biến đổi của tín hiệu thu dù lớn hoặc bé domôi trờng truyền dẫn gây ra Phân tập theo không giancùng với các bộ khử giao thoa phân cực giao nhau, cũng giúp

để nâng cao XPD trong các khoảng thời gian có fading lựachọn

2.3.5.1 Phân tập theo không gian

Trong các hệ thống thông tin tầm nhìn thẳng trongthời gian fading nhiều tia các tín hiệu thu đợc bằng haianten cách nhau theo trục đứng rất ít khi bị fading nh nhau

đồng thời khi có fading sâu Khả năng cải thiện do một cặpanten nh vậy đợc xác định bằng độ lợi phân tập Ios, là tỷ sốphần trăm thời gian đối với tín hiệu có mức độ fading đãcho bị vợt quá đối với một kênh đơn

Ios = 100(s/9)2.(f/4).ar2[10-4+F

m/10]/(d/10)(2.8 )

Trong đó, s: khoảng cách từ tâm này đến tâm kia củaanten tinh bằng m

d là độ dài của đờng truyền, km

(f/f ) là khoảng cách tần số tơng đối biểu thịbằng 

F là độ sâu fading (dB )

Để có hệ số cải thiện, khi sử dụng trong hệ thống số,thì hệ thống chuyển mạch cần phải hoạt động theo phơngthức không trùng hợp, sao cho không xảy ra việc giảm đáng

kể kênh thông tin Thời gian thích hợp đợc coi là phù hợp vớithời gian chuyển mạch là 10ms

2.3.5.3 Cân bằng tự thích nghi

Đối với các hệ thống số, việc xử lý tín hiệu miền thờigian có thể là loại tốt hơn trong 2 loại kỹ thuật cân bằng, vì

nó xử lý trực tiếp với giao thoa giữa các ký hiệu Thông tin

điều khiển có thể lấy ra căn cứ vào sự tơng quan giao thoa

mà nó xuất hiện tại các thời điểm quyết định với các kýhiệu lân cận khác nhau tạo ra nó Sau đó, thông tin điềukhiển này đợc sử dụng để điều khiển các mạng đờng dâytrễ và do đó tạo ra tín hiệu thích hợp để khử giao thoa

2.4 Tiêu hao do m a

Tiêu hao do ma và fading nhiều tia là các ảnh hởngtruyền lan chủ yếu nhất đối với các tuyến vô tuyến tầmnhìn thẳng trên mặt đất làm việc ở các tần số trong dảitần GHz, vì chúng quyết định các biến đổi tổn haotruyền dẫn và do đó quyết định khoảng cách lặp cùng vớitoàn bộ giá thành của một hệ thống vô tuyến chuyển tiếp Fading nhiều tia tăng lên vì độ dài của đờng truyền tăng,nhng nó không phụ thuộc nhiều vào tần số, tuy nhiên, tiêuhao do ma tăng lên khi tần số tăng, và biến thiên khôngnhiều theo độ dài của đờng Việc phân biệt giữa sự xuấthiện fading nhiều tia và fading ma không khó khăn lắm, vìfading nhiều tia và fading ma không xảy ra đồng thời Do

đó có thể xác định thời gian gián đoạn dự kiến đối với mộttuyến trong đó dự kiến xuất hiện cả hai ảnh hởng Đối vớicác đờng truyền dài và tần số thấp, fading nhiều tia là chủyếu, trái lại đối với các đờng truyền ngắn, với các tần số hoạt

động tơng đối cao, tiêu hao do ma là chủ yếu

hao do m a

Việc sử dụng phân tập không gian, phân tập tần số,các bộ phận cân bằng tự thích nghi và rút ngắn độ dài đ-ờng truyền không làm thế nào để giảm đợc các ảnh hởngcủa fading do ma Do đó, cách hữu hiệu để giảm các ảnhhởng do ma là giảm tần số hoặc tránh khỏi đờng của nó.Khi biến đổi phân cực từ ngang sang đứng hoặc giảm độdài của chặng tiếp phát có thể làm giảm nhẹ đi phần nào.

Độ giảm tiêu hao này có thể đợc xác định:

r = (1 + 0,045d )-1(2.10 )

r =[0,98 + [d(40,2R – 3d + 200)/28200] ]-1(2.11 )

r = [0,85 + [d(1,14R – 3d + 200)/3929] ]-1(2.12 )

trong đó, r là hệ số hồi qui

+ Khoá biên độ (ASK)

3.2 Điều chế khoá dịch biên độ ASK (Amplititude Shift Keying)

sóng mang theo giá trị dòng số đa vào

fas k fo

Khôi

động nội có thể đợc biểu thị bằng hiệu số của trạng tháidạng sóng tín hiệu đợc đồng bộ một cách cẩn thận với tần

số và pha của sóng mang thu đợc

3.2.2 ASK không kết hợp

Tách sóng đờng bao thực hiện đơn giản hơn táchsóng kết hợp vì không yêu cầu sự kết hợp pha tín hiệutrong quá trình tách sóng Bộ tách sóng đờng bao đơn giản

đợc dùng tiếp sau các bộ khuếch đại IF, hoặc ở

những chỗ không có tầng chuyển đổi, sau bộ lọc băng vào

RF Do đó sơ đồ bộ giải điều chế không kết hợp ASK:

Hình 1.9 - Điều chế FSK

6f06f0

fs

2f02f0

Do đó phổ của tín hiệu đợc vẽ nh sau:

Khôi

phục

Hình 1.11-Sơ đồ khối điều chế và giải

điều chế ASK

Vậy ta có sơ đồ khối điều chế FSK

Trong sơ đồ khối điều chế FSK thờng dùng mạch dao

động điều khiển bằng điện áp VCO (Voltage ControlOsilator) Mỗi tần số phát ra ứng với một mức điện áp (mức 0hoặc mức 1).Mạch dải điều chế thờng là bộ dao động cộnghởng ở hai tần số

3.4 Điều pha số PSK (: Phase Shift Keying)

Kỹ thuật điều chế pha là làm cho góc pha của sóngmang biến đổi theo tín hiệu số đa vào

Xét về phổ thì phổ tín hiệu điều chế pha tơng tự nhphổ tín hiệu điều chế ASK

Bé läc th«ng thÊp

ASK

Cos(ct)

H×nh 1.13 - T¸ch sãng BPSK

= Acos0t*cos(t) - Asin0t*sin(t)

Để có tách sóng BPSK tối u (tức là xác suất lỗi thấp trong ờng hợp có tạp âm trắng ký sinh – AWGN) thì bộ lọc thôngthấp đợc thay bằng một bộ lọc tích hợp.

Hình 1.14 là sơ đồ khối bộ điều chế Tín hiệu từ S(t)

đi vào các mạch khôi phục sóng mang, lấy ra tín hiệu dao

động nội cùng pha với tín hiệu đến

Hình 13 là sơ đồ khối máy thu trong giải điều chếDPSK Trong hệ thông này, máy phát dịch pha sóng mang180so với pha trong khoảng tín hiệu trớc đó, khi số nhịphân 1 đã đợc phát đi Máy thu giải điều chế tin tức nhị

Trễ T

Đồng bộ

(b )

Lấy mẫu n(t)

Ưu điểm của hệ thống này là giải mã sóng mang đã

điều chế mà không cần tín hiệu dao động nội kết hợp Vì

vậy sơ đồ điều chế PSK vi sai kết hợp có thể xem nh mộtloại không kết hợp của sơ đồ PSK kết hợp.

Bảng mã hoá vi sai

Trớc khi chuỗi vi sai b(t) xuất hiện ở đầu vào bộ dịchmức, mức vào giữ mức điện áp cố định, phù hợp với mộttrạng thái logic nhị phân

Lý do tại sao pha phát đi dịch 0 khi 1 đợc phát đi thay vìdịch 180, là để đề phòng một sóng mang không chứadịch pha và có phổ tơng đối hẹp xảy ra, nên chuỗi dài “0”

đợc gửi đi

Phơng pháp khôi phục tín hiệu nhị phân của một sóngmang DPSK minh hoạ ở hình 5b Tín hiệu vào s(t) cộng vớitạp âm n(t), trớc hết đợc lọc để hạn chế công suất tạp âm,sau đó đi qua nhân hoặc bộ tơng quan, ở đó có nó đợcnhân với số đảo bit trễ của tín hiệu vào Tín hiệu ra của

bộ nhân, đi qua bộ tích phân hay bộ lọc thông thấp đểtách ra hai tần số mang từ dạng sóng tín hiệu, và tiếp đến

đi vào mạch quyết định, trong đó nó so sánh với điện áp

“không” Những u điểm của hệ thống DPSK đối với PSK làmạch điện không phức tạp để tạo nên sóng mang nội ở máythu Tạp âm xuất hiện trong so sánh pha trong quá trìnhtruyền dẫn có xu hớng bị khử bỏ, nhng vì việc xác định bittrong mạch quyết định có thể dựa vào tín hiệu thu đợctrong hai khoảng liên tiếp nhau, tạp âm trong khoảng mộtbit có thể gây ra lỗi đối với các yếu tố xác định hai bit

Nh vậy, có một yếu tố tăng lỗi, trong đó các bit lỗi cókhuynh hớng xuất hiện từng đôi Tỷ lệ của DPSK do đó sẽ lớnhơn PSK một hoặc hai dB với cùng một tỷ số sóng mang trêntạp âm (C/N )

Phơng thức điều chế này là một trong những phơngthức thông dụng nhất trong truyền dẫn viba số Cũng nhtrong các hệ thống băng gốc PAM, sơ đồ tín hiệu M trạngthái đợc sử dụng để truyền dẫn M tín hiệu số riêng biệtqua một kênh hạn chế đơn biên, bằng cách thay đổi phasóng mang theo M bậc gián đoạn Ưu việt của điều chếsóng mang máy phát với M tín hiệu số khác biệt có tốc độbit thấp hơn là độ rộng băng vẫn giữ nguyên.

Việc giảm độ rộng băng của hệ PSK M trạng thái chophép tốc độ bit nhị phân cao hơn vào máy phát, đợc dẫnvào hệ thống điều chế PSK 2 trạng thái qua dải thông đủthoả mãn đối với tốc độ bit tín hiệu nhị vào duy nhất Giớihạn băng tần của một hệ thống vô tuyến là một vấn đềquan trọng, vì phổ vô tuyến là một tài nguyên có hạn, cầnphải đợc sử dụng có hiệu quả để thoả mãn các nhu cầu tănglên về dung lợng truyền dẫn.Việc giới hạn băng tần của tínhiệu số thờng xảy ra cả ở máy phát và máy thu, và các bộ lọcphải đợc thiết kế để có xung tín hiệu nằm trong giới hạnbăng tần đã định và giảm đợc công suất tín hiệu ngoàibăng Chức năng lọc hỗn hợp giữa máy phát và máy thu cũng

đợc thiết kế để chặn tạp âm kênh lân cận, ảnh hởng nhỏnhất và để tách sóng tối u ở máy thu

Việc sắp xếp các khối m bit tín hiệu vào đối với Mtrạng thái điều chế khác nhau hay các trạng thái pha lâncận nhau khác một số nhị phân của mã M bit đã mã hoá Sựthay đổi chỉ một bit ở thời điểm giữa các trạng thái pha

kế nhau trong quá trình giải điều chế, ngăn các diễn biếnlogic xảy ra và đảm bảo là hầu nh các lỗi xảy ra (đó là việclựa chọn lỗi của trạng thái pha lân cận) chỉ tạo ra một bit

đơn chứ không phải là một lỗi đa bit Hình 1.15 minh hoạ

bộ điều chế QPSK và bộ giải điều chế kết hợp

Luồng bit nhị phân đi vào bộ chuyển đổi nối tiếp –song song Hai luồng bit nhị phân đi ra có tốc độ bit bằngmột nửa Một luồng bit đi vào bộ điều chế cân bằng, mộtluồng trực tiếp từ bộ dao động sóng mang, và luồng kia điqua bộ dịch pha 90 Tín hiệu của bộ điều chế gồm có cáctín hiệu, ta gọi là I (cùng pha ) và Q (trực pha) và sóng mangsong biên bị nén (do điều chế cân bằng) Vì các tín hiệunhị phân đi vào từng bộ điều chế đều làm cho sóng

mang thay đổi pha 0 và 180, nên trong đờng cầu phơngnếu thay đổi pha 90 có nghĩa là các độ dịch pha sóngmang nằm giữa 90 và 270 Do đó tổng tuyến tính củanhững tín hiệu trực giao sẽ tạo ra những tín hiệu 4-PSK hayQPSK đi vào máy phát qua bộ lọc thông dải để tạo dạngphổ Mã hoá các trạng thái pha phụ thuộc trực tiếp vào chuỗinhị phân đầu vào đa đến các mạch điều chế máy phát.Trong máy thu, sự khác nhau chủ yếu là ngợc lại với mạch máyphát, đó là mạch khôi phục sóng mang đến để sao choviệc giải điều chế và các quá trình tách sóng có thể đạt

đợc

3.4.4.1 Mã hoá vi sai băng gốc (DE-PSK)

Hình 6 là sơ đồ khối của bộ điều chế và giải điềuchế của hệ thống QPSK.Vì điều pha M trạng thái có ýnghĩa là chuyển sóng mang thành một trong số các trạngthái pha rời rạc dới sự điều khiển của luồng số liệu, nó cầnphải có pha chuẩn đợc truyền đi để tách đợc những trạngthái pha này ở đầu thu Để thoả mãn nững yêu cầu đối vớipha chuẩn không có phát 0, hai bit phát đi (hoặc một khốigồm hai bit nhị phân) đợc cải biến bằng một lợng giá trị tuỳtheo quan hệ của nó với hai bit trớc nó Điều này thờng đạt

đợc bằng cách sử dụng “cộng mođun 4”, trong đó hai bit

đến đợc cộng thêm tổng số các bit trớc đó Sau đó kết quảtín hiệu ra bộ cộng dùng điều khiển bộ điều pha mã nhịphân

Do đó, sơ đồ điều chế pha số thờng yêu cầu táchsóng kết hợp Để giữ đồng bộ đúng , tín hiệu khoápha và tín hiệu chuẩn phải gắn liền với nhau về tần số vàthời gian để sao cho những biến động dọc đờng truyềntác động lên cả hai nh nhau.Có 4 phơng thức PSK cơ bản,trong đó tất cả các phơng thức đều có thể đợc xét trong

Phơng thức thứ t là PSK âm lân cận (AT-PSK), đó làmột hệ thống trong đó một tone chuẩn đợc phát ở tần số

kề bên đồng thời với âm khoá

ở máy thu, pha chuẩn đợc hiệu chỉnh để bù vào sự lệch tần

số giữa chuẩn và âm khoá Chuẩn pha để tách đồng bộnhận đợc ở đầu ra của bộ lọc mức hay là mạch vòng theodõi mức khoá pha Có nhiều phơng pháp khác nhau đã đợcnghiên cứu, nhng chủ yếu là những biến thể hoặc tổ hợpcủa bốn loại cơ bản kể trên Loại PSK đánh giá trực tiếp mứcquyết định (DDM-PSK) là một hệ thống cấu trúc lại âmchuẩn bằng cách đồng bộ pha trong những khoảng tiếptheo dựa trên mức quyết định đã xác nhận.Hệ DDM-PSK cóthể xem nh suy rộng từ DPSK, trong đó dùng nhiều khoảngthời gian hơn khoảng ngay trớc đó Một hệ thống khác có tỷ

lệ lỗi nhỏ hơn cả PT-ASK và DPSK là hệ thống “mạch vòngbám cầu phơng”

3.4.4.2 Xác suất lỗi P e đối với các hệ thống PSK kết hợp M - trạng thái

Đối với QPSK, có bốn điểm tín hiệu có thể đợc phânchia thành 4 miền có khoảng cách bằng nhau đối với 4 tínhiệu so,s1, ,s3 Lúc này, hoạt động của mạch nh sau: Tínhiệu thu đợc đi vào bộ lọc băng thông dùng để hạn chế tạp

âm ngoài băng và tạp âm bất kỳ từ kênh lân cận Bộ rẽcông suất rẽ tín hiệu đã điều chế có giới hạn băng theo đ-ờng truyền I và Q Mạch khôi phục sóng mang lấy từ tín hiệuvào một tín hiệu định thời đã đợc khoá đối với tín hiệu

đến Sau đó, sóng mang đã hồi phục rẽ ra hai đờng truyền.Trong một đờng truyền, sóng mang nối trực tiếp vào mộttrong hai bộ trộn cân bằng để giải điều chế ra tín hiệu I,

và trong đờng truyền kia, sóng mang đợc dịch pha 90 trớckhi đi vào bộ trộn thứ hai để giải điều chế ra tín hiệu Q.Tín hiệu đồng bộ lấy từ tín hiệu đến dùng để cung cấpnhững thời điểm mẫu đúng để tách các trạng thái logictrong tín hiệu băng gốc Do đờng truyền dẫn và nhữngnguyên nhân khác, sóng mang đã khôi phục này có thể cócả rung pha, ảnh hởng đến những thời điểm mẫu tối u và

do đó làm tăng tỷ số lỗi bit

Chơng IV: Tính toán thiết kế tuyến

4.1 Các tính toán đ ờng truyền

4.1.1 Mục đích

Nhằm xác định tất cả các tổn hao và các tăng ích trongmột hệ thống và từ đó xác định các độ dự trữ fading, cácxác suất vợt độ dự trữ fading, xác suất gián đoạn thông tin,các yêu cầu phân tập và các loại anten cũng nh độ cao củacác anten

4.1.2 Các tham số sử dụng trong tính toán đ ờng truyền

* Giả sử rằng các điều kiện sau đây đợc xác định trớclúc tính toán

- Các tần số hoạt động

- Đo đạc hiện trờng

- Các vị trí của các trạm đầu cuối

- Loại thiết bị: Cần phải đồng hoá thiết bị ở những nơi

mà biểu đồ truyền sóng của các tuyến đã đợc thể hiện

- Các tên trạm: Phải ký hiệu rõ ràng để dễ đọc bản tínhtoán đờng truyền thì cần phải chia làm hai nửa: Nửa bêntrái giới hạn các tham số của trạm (A), nửa bên phải giới hạn cáctham số của trạm (B)

d(Miles) d f(MHz)

- Các tần số:Tần số phát chỉ đợc cho đối với mỗi một vịtrí, vì tần số thu ở trạm (A) sẽ là tần số phát của trạm (B) vàngợc lại

- Sự phân cực: dùng cho chặng tiếp phát phải đợc vạchrõ

- Dung lợng của kênh: dùng cho tuyến đợc biểu thị bằngMb/s

- Loại điều chế của thiết bị vô tuyến: dùng cho thiết bị

- Độ dài đờng truyền: Khoảng cách từ A đến B (km)

- Độ cao anten: để tính các tổn hao của phiđơ

- Độ cao của anten phân tập: Nếu sử dụng phân tập theokhông gian, thì độ cao của anten ra phân tập trên mức

đất (agl) bao gồm cho cả 2 vị trí

- Loại phiđơ: Thờng cho trong các bản tham số kỹ thuật

Ví dụ: Loại đồng trục rỗng, cách điện nhựa xốp,

Ký hiệu: LDF 5 – 50A (7/8”) trở kháng 50

Độ dài phiđơ (Lcáp): Thờng bằng (1,2  1,5) độ cao anten

- Tổn hao phiđơ (c): Tuỳ theo loại cáp, tần số làm việc

hệ số suy hao khác nhau: c =  Lcáp

trong đó, Lcáp: tổng số chiều dài phi đơ (phụ thuộc h1, h2 và

vị trí đặt máy)

: hệ số suy hao phụ thuộc vào tần số, loại phiđơ

- Tổn hao rẽ nhánh: Tổn hao trong các bộ lọc máy phát vàmáy thu, các bộ xoay vòng, các tổn hao bên ngoài máy phát

và máy thu cho phép nối một vài hệ thống vô tuyến đếncùng một anten (thờng là 2  8 dB)

- Các tổn hao của bộ suy giảm hoặc vật chắn:

Khi máy phát hết công suất  xuất hiện giao thoa với cáctuyến bố trí gần trong tơng lai, do đó phải giảm công suấtphát xuống Bộ suy giảm đợc sử dụng để giảm công suất

đầu ra của máy phát nằm ở giai đoạn định mức tổn haonày

- Tổn hao hấp thụ của khí quyển: Tổn hao này phụ thuộcvào vị trí, là một vấn đề trọng tâm của bản tính toán đ-ờng truyền, giống nh đờng truyền của không gian tự do

- Tổng các tổn hao (): = d + c + p + tổn hao rẽnhánh + tổn hao vật chắn + tổn hao hấp thụ khí quyển.Trong đó, d: tổn hao không gian tự do

GR : tăng ích của anten thu (dB)

GT v à GR phụ thuộc vào: + Đờng kính của anten (antenparabol)