BTL Thiết kế đường truyền vô tuyến số

Trong thời đại hiện nay sự phát triển của khoa học công nghệ trên thếgiới, đã được nước ta áp dụng nhiều các thành tựu khoa học –công nghê đó vàotrong kinh tế ,khoa học xã hội,trong đời sống nói chung và trong ngành viễnthông nói riêng.để có thể phát triển đất nước thì việc mở rộng giao lưu với thếgiớ bên ngoài đóng vai trò rất quan trọng và việc giao lưu đó được thực hiệnbằng các phương thức như sử dụng các đường truyền dẫn bằng hữu tuyến nhưcáp quang , vệ tinh hay vô tuyến .trong đó thì truyền dẫn bằng vô tuyến đượcsử dụng rộng dãi hơn so với hữu tuyến vì nó đêm lại những ưu điểm: như tínhlinh hoạt ,tinh di động….

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ A.PHẦN LÝ THUYẾT I.Mục tiêu yêu cầu 1.Mục tiêu kỹ thuật 2.Mục tiêu thiết kế 3.Một số quy định chung cho việc thiết kế tuyến truyền dẫn vô tuyến số 4.Tính tốn thơng số II.Các bước để thiết kế tuyến vô tuyến số 1.Khảo sát vị trí đặt trạm 2.Chọn tần số làm việc 3.Tính chọn chiều cao tháp anten 4.Tính tốn nhân tố ảnh hưởng tham số đường truyền 5.Tính tốn tham số chất lượng tuyến 11 B PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ 12 I.Các thông số tuyến đặc tính thiết bị 12 1.Các thông số tuyến 12 2.Các thông số thiết bị 13 II.Tính tốn giá trị đường truyền 14 1.Độ lồi đất 14 2.Bán kính thứ miền Fresnel thứ 14 3.Tính chiều cao cột anten trạm VTN 14 4.Tính suy hao hệ thống 15 5.Các giá trị thiết bị 16 III Kiểm tra chất lượng đường truyền 16 1.Độ dự trữ fading FM 16 2.Các mức ngưỡng máy thu 16 3.Xác suất đạt tới ngưỡng 16 4.Thời gian fading 17 5.Xác suất fading phẳng dài 60s 17 6.Khả sử dụng tuyến truyền Av 17 TỔNG KẾT 18 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại phát triển khoa học - công nghệ giới, nước ta áp dụng nhiều thành tựu khoa học –cơng nghê vào kinh tế ,khoa học xã hội,trong đời sống nói chung ngành viễn thơng nói riêng.để phát triển đất nước việc mở rộng giao lưu với giớ bên ngồi đóng vai trị quan trọng việc giao lưu thực phương thức sử dụng đường truyền dẫn hữu tuyến cáp quang , vệ tinh hay vô tuyến truyền dẫn vơ tuyến sử dụng rộng dãi so với hữu tuyến đêm lại ưu điểm: tính linh hoạt ,tinh di động… ngồi cịn sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác truyền hình, thơng tin di động,trong quốc phịng … Truyền dẫn vơ tuyến ngồi ưu điểm cịn phải chịu ảnh hưởng thời tiết, địa hinh,làm cho chất lượng truyền dẫn bị ảnh hưởng ,dễ bị thu trộm ,dung lượng truyền dẫn bị hạn chế đặc biệt bị ảnh hưởng tượng fading, truyền dẫn số có loại fading fading phẳng fading nhiều đường làm cho chất lượng truyền dẫn khơng tốt cần có biện pháp khắc phục hạn chế nhược điểm xuống mức thấp để bảo vệ thơng tin truyền dẫn bảo toàn Là sinh viên đào tạo nghành điện tử viễn thơng việc thiết kế đường truyền dẫn vô tuyến đem lại cho em nhũng kỹ cần thiết củng cố kiến thức học bổ xung thêm kiến thức chun nghành bổ ích góp phần đem lại hội việc làm sau rời khởi ghế nhà trường Trong thiết kế đường truyền dẫn vơ tuyến số nộị dung gồm có phần: Phần 1: cở sở lý thuyết Phần :tính tốn thiết kế Do khn khổ thời gian thiết kế có hạn, kiến thức nhiều non nên sai sót khơng thể tránh khỏi em mong nhận đóng góp ý kiến chân thành từ phía Q thầy tồn thể bạn bè để thiết kế em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ Cụ thể: Thiết kế đường truyền vô tuyến số VTN – Nam Định với BER = 10-6 A.Phần Lý Thuyết I.Mục tiêu yêu cầu Khi thiết kế tuyến truyền dẫn vô tuyến số ta phải đảm bảo tiêu chí kỹ thuật đặt để đáp ứng yêu cầu phục vụ đảm bảo kinh tế 1.Mục tiêu kỹ thuật Đảm bảo kiêu chuẩn kỹ thuật theo CCITR, tức thời gian gián đoạn cho phép Theo xác suất lỗi bit đường truyền vô tuyến số BER< 10 -3 với tuyến dài nhỏ 280km Độ khả dụng Av hệ thống (tức khả công tác hệ thống) đảm bảo thiết kế: _99,98% thời gian làm việc tốt Cụ thể: Nếu liên lạc thoại tháng khơng có q 30 gọi bị gián đoạn _Cơng thức tính độ khả dụng hệ thơng theo CCITR(99,98%) : 𝐴 = 100 − (2500 ∗ Trong đó: 100 𝐿 𝑇1 +𝑇2 −𝑇𝑏 ∗( 𝑇𝑠 )) A: độ khả dụng hệ thống L: chiều dài tuyến thiết kế T1: thời gian gián đoạn hướng(s) T2: thời gian gián đoạn hướng ngược lại(s) Tb: thời gian liên lạc hướng song công (s) Ts: thời gian nghiên cứu(s) 2.Mục tiêu thiết kế Với hệ thống kỹ thuật tuân thủ theo quy luật tương tác chi phí đầu tư hiệu quả sản xuất thể qua chất lượng sản phẩm Hệ thống viễn thông Nếu tỷ số BER mà thấp chất lượng dịch vụ tăng chi phí đầu tư cao Vì mục đích thiết kế tuyến truyền dẫn có chất lượng cao mà chi phí hợp lý Do cần phải tính tốn xác thơng số kỹ thuật theo tiêu chuẩn quy định, tính tốn đến mục đích sử dụng hệ thống tình hình tài đơn vị thi cơng, để từ nhằm lựa chọn thiết bị phù hợp, nhằm tránh lãng phí đạt hiệu suất cao Việc thiết kế truyến vô tuyến số VTN Đài Phát Thanh-Truyền Hình Nam Định cần thiết, kết nối từ trung tâm thông tin liên lạc tỉnh lẻ, nhằm phủ sóng diện rộng, đáp ứng nhu cầu nhân dân, đặc biết vùng sâu vùng xa, nơi có địa hình phức tạp.Tuy nhiên việc lắp đặt trạm khó khăn địa hình phức tạp có số khu vực đơng dân cư Vì việc tính tốn chi phí tiết tận dụng điều kiện có 3.Một số quy định chung cho việc thiết kế tuyến truyền dẫn vô tuyến số Việc thiết kế tuyến thông tin nói chung vơ tuyến số cần dự số quy định sau: -Dự án báo cáo khả thi cấp có thẩm quyền phê duyệt -Hồ sơ khảo sát, thuyết minh xác nội dung xây lắp tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu -Các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm ngành quy định -Các định mức, dự tốn có liên quan để đáp ứng cho việc thiết kế, thiết kế phải dựa khảo sát thực địa -Việc lựa chọn tần số khai thác đăng ký với cục tần số -An toàn cho thiết bị người khai thác 4.Tính tốn thơng số - Tính tốn đường truyền dẫn - Tính tốn tiêu chất lượng - Tính tốn thời gian thơng tin - Lắp đặt thiết bị, anten, đưa hệ thống vào hoạt động thử nghiệm để kiểm tra II.Các bước để thiết kế tuyến vô tuyến số 1.Khảo sát vị trí đặt trạm - Xác định tuyến đồ (bản đồ địa hình khu vực xây dựng trạm) - Tạo nên vẽ mặt cắt nghiêng tuyến Từ yêu cầu thực tế tuyến truyền dẫn gồm: vị trí trạm, khoảng cách trạm, dung lượng truyền dẫn địa hình tuyến qua… Ta tiến hành đánh dấu hai đầu cuối trạm đồ để xác định kinh độ vĩ độ trạm Các thông số tọa độ sử dụng để điều chỉnh anten trạm giai đoạn lắp đặt thiết bị Kí hiệu đồ: trạm A trạm thứ trạm B trạm thứ hai sau vẽ mặt cắt nghiêng đường truyền Mặc dù mặt đất có độ cong để đơn giản tính tốn ta thường vẽ mặt cắt nghiêng ứng với hệ số bán kính trái đất k = 4/3 Phương trình xác định chỗ lồi mặt đất: ℎ= 𝑑1 𝑑2 2𝑟1 𝑘 1000 Do bán kính trái đất r = 6371 (km) → 𝐸𝑖 = 4𝑑1 𝑑2 51𝑘 k: hệ số bán kính trái đất d1, d2 (km): khoảng cách từ trạm A trạm B đến điểm xét độ lồi mặt đất Ei: độ lồi thực mặt đất điểm xét ha1: chiều cao cột anten trạm A ha2: chiều cao cột anten trạm B Như mặt nghiêng thể bề mặt địa hình Ngồi ra, thể độ cao cối, vật chắn đường truyền nối hai trạm A, B chẳng hạn đồi, núi, nhà cao tầng,… Đối với khoảng cách truyền dẫn dài, độ cong mặt đất lớn cần phải tính tốn đến độ nâng vị trí trạm Độ nâng vẽ dọc đường thẳng đứng nên không dọc theo đường bán kính xuất phát từ tâm đất 2.Chọn tần số làm việc Công việc liên quan đến việc chọn thiết bị cho tuyến liên quan đến tần số sóng vơ tuyến hệ thống lân cận Việc lựa chọn tần số phải tránh can nhiễu với tần số khác tồn xung quanh khu vực, xem xét bố trí việc phân cực anten cho hợp lý Khi sử dụng thiết bị giá trị tiêu chuẩn chọn theo khuyến nghị CCIR -Vẽ mặt cắt đường truyền tính tốn thơng số liên quan -Tính khoảng cách tia truyền phía vật chắn Sau chọn tần số làm việc cho tuyến, ta tính miền Fresnel thứ Đó miền có dạng hình elip từ anten phát đến anten thu, môi trường vây quanh tia truyền thẳng Đường biên miền Fresnel thứ tạo nên quãy đạo cho tín hiệu đến anten thu qua đường dài so với đường truyền trực tiếp nửa bước sóng (λ/2) tần số sóng mang Miền bên elip thứ miền Fresnel thứ Nếu tồn vật cản rìa miền Fresnel thứ sóng phản xạ làm suy giảm sóng trực tiếp, mức độ suy giảm tùy thược vào biên dộ sóng phản xạ Do việc tính tốn miền Fresnel thứ địi hỏi có tính xác để việc thông tin hai trạm không bị ảnh hưởng đáng kể bước sóng phản xạ Bán kính miền Fresnel thứ (F1) xác định theo công thức sau: 𝑑1 𝑑2 𝑑1 𝑑2 𝐹1 = √ λ = 17,32 [ ] 𝑑 𝑓𝑑 d1, d2 (km): khoảng cách từ trạm A trạm B đến điểm mà bán kính miền Fresnel tính tốn d (km): khoảng cách hai trạm, d = d1 + d2 f (Ghz): tần số sóng mang Trong thực tế, thường gặp đường truyền qua địa hình khác chắn miền Fresnel thứ gây tổn hao đường truyền Ở loại địa hình có vật chắn hình nêm đường truyền loại chướng ngại khác Hình sau mơ hình vật chắn đường truyền dẫn Trong đó: F1 bán kính miền Fresnel thứ F khoảng hở thực, khoảng cách tia trực tiếp vật chắn hình nêm địa điểm tính tốn miền Fresnel thứ Theo tiêu thiết kế khoản hở đường truyền khuyến nghị độ cao tối thiểu anten phải đảm bảo cho tín hiệu khơng bị nhiễu xạ vật chắn nằm miền Fresnel thứ F = 0.577F1 (khoản 60% F1 → C=0,6) 3.Tính chọn chiều cao tháp anten Để tính chiều cao tháp anten, phải xác định độ cao tia vô tuyến truyền hai trạm Trên sở độ cao tia có để tính dộ cao tối thiểu tháp anten để thu tín hiệu Biểu thức để xác định độ cao tia vô tuyến sau: 𝐵 = 𝐸𝑖 + (𝑂 + 𝑇) + 𝐶𝐹1 →𝐵= 4𝑑1 𝑑2 𝑑1 𝑑2 + (𝑂 + 𝑇) + 17,32𝐶√ 51𝑘 𝑑𝑓 Trong đó: d, d1,d2, f dùng công thức k: hệ số bán kính trái đất, k= 4/3 C: hệ số hở , C=0,6 Thơng thường độ cao Bi tính tốn điểm có vật chắn cao nằm tuyến Tính độ cao anten để làm hở vạt chắn nằm tuyến Ở bước khảo sát, ta xác định độ cao hai vị trí đặt trạm so với mặt nước biển tương ứng với h1 h2 Ta tính độ cao cột anten lại biết trước độ cao cột anten 𝑑 ) − ℎ1 𝑑2 𝑑 ℎ𝑎2 = ℎ1 + ℎ𝑎1 + [𝐵 − (ℎ1 + ℎ𝑎1 )] ( ) − ℎ2 𝑑1 ℎ𝑎1 = ℎ2 + ℎ𝑎2 + [𝐵 − (ℎ2 + ℎ𝑎2 )] ( ha1, ha2 (m): độ cao hai anten cần tính d1, d2 (km): khoảng cách từ trạm đến vị trí tính tốn độ cao tia B h1, h2: độ cao so với mực nước biển trạm A trạm B Đây sơ đồ biết ha1 để tính ha2 Đây sơ đồ biết ha2 để tính ha1 Để đảm bảo cho hệ thống hoạt động mà chịu ảnh hưởng yếu tố tương lai độ cao anten phải sử dụng khoảng dự phòng: ph1 ph2 Lúc độ dài thực anten phải là: har1 = ha1 + ph1 (m) har2 = ha2 + ph2 (m) Với độ dự phịng từ 0,6 – 5m 4.Tính toán nhân tố ảnh hưởng tham số đường truyền a.Tính tốn nhân tố ảnh hưởng đến đường truyền Cơng suất tín hiệu truyền trạm phát trạm thu bị suy hao đường truyền Sự mát công suất yếu tố gây nhiễu đường truyền: + Độ dự trữ fading phẳng: tác động fading làm thay đổi mức ngưỡng thu máy thu, bị ảnh hưởng bới fading phẳng máy thu nhận tín hiệu yếu từ đường truyền làm gián đoạn thơng tin Độ dự trữ fading phẳng Fm (dB) liên quan đến mức tín hiệu thu khơng fading W0 (dB) mức tín hiệu thu thực tế thấp W (dBm) trước lúc hệ thống khơng cịn hoạt động tính theo cơng thức: 𝑊0 𝐹𝑚 = 10 log ( ) 𝑑𝐵 = [𝑊0 (𝑑𝐵𝑚) − 𝑊(𝑑𝐵𝑚)] (𝑑𝐵) 𝑊 + Fading lựa chọn: chủ yếu ảnh hưởng đến hệ thống vô tuyến số có dung lượng trung bình (34Mb/s) dung lượng cao (140Mb/s) + Tiêu hao mưa: với fading ảnh hưởng lan truyền chủ yếu tuyến vơ tuyến tầm nhìn thẳng mặt đất làm việc tần số dải tần GHz Tiêu hao mưa thăng nhanh theo tăng cửa tần số 35 GHz thường suy hao nhiều, để đảm bảo khoảng cách lặp phải nhỏ 20 km b.Tính tốn tham số tuyến + Tổn hao không gian tự (A0) : tổn hao lớn cần phải xem xét Đây tổn hao sóng vơ tuyến lan truyền từ trạm đến trạm môi trường không gian 4𝜋𝑑 4𝜋𝑑𝑓 𝑐 ) = 20 log ( ) (𝑣ớ𝑖 λ = ) λ 𝑐 𝑓 𝐴0 = 92,45 + 20 log(𝑑) + 20 log(𝑓) (𝑑𝐵) 𝐴0 = 20 log ( Với f: tần số sóng mang (GHz) d: độ dài tuyến (km) +Tổn hao phi đơ: tính tốn vào suy hao phải vào mức suy hao chuẩn nhà cung cấp thiết bị +Tổn hao rẽ nhánh: tổn hao cho nhà cung cấp thiết bị Mức tổn hao thường khoảng (2-8)dB +Tổn hao hấp thụ khí quyển: tính tốn mức suy hao dựa tiêu khuyến nghị nước Châu Âu Chẳng hạn hệ thống thông tin vô tuyến 18,23 GHz 38 GHz mức suy hao chuẩn Lsp cho khuyến nghị vào khoảng 0,04dB/km – 0,19dB/km tổn hao cho tuyến truyền dẫn xác định là: Lsp = Lsp0 * d Với d: khoảng cách tuyến (km) → Phương trình cân cơng suất tính tốn đường truyền: Pt = Pr + G - At (dB) Pt: công suất phát At: tổn hao tổng =tổn hao không gian tự + tổn hao phi + tổn hao rẽ nhánh + tổn hao hấp thụ khí G: tổng độ lợi = độ lợi anten A + độ lợi anten B Pr: công suất đầu vào máy thu 10 5.Tính tốn tham số chất lượng tuyến Chất lượng đường truyền đánh giá dựa tỷ số BER Các tỷ số BER thường sử dụng vô tuyến số là: BER = 10 -3 BER = 10-6 tương ứng với hai mức RXa RXb a.Độ dự trữ fading RXa RXb FMa FMb: FMa = Pr – RXa với BER = 10-3 FMb = Pr – RXb với BER = 10-6 b.Xác suất fading phẳng nhiều tia (P0) P0 = KQ * fB * dC Trong đó: KQ = 1,4*10-8 B=1 C = 3.5 Là tham số liên quan đến điều kiện lan truyền, sử dụng giá trị theo khuyến nghị CCIR c.Xác suất đạt đến ngưỡng thu RXa RXb 𝑃𝑎 = 10 −𝐹𝑀𝑎 10 −𝐹𝑀𝑏 𝑃𝑏 = 10 10 Trong FMa FMb độ trữ fading tương ứng với tỷ số BER d.Khoảng thời gian fading: Ta Tb giá trị đặc trưng cho khoảng thời gian tồn fading tương ứng với FMa FMb: −𝛼2 𝐹𝑀𝑎 ] 10 [ 𝑇𝑎 = 𝐶2 ∗ 10 ∗ 𝑓 𝛽2 Với C2 = 10,3d; α2 = 0,5; β2 = -0,5 −𝛼2 𝐹𝑀𝑏 ] 10 [ 𝑇𝑏 = 𝐶2 ∗ 10 ∗ 𝑓 𝛽2 Với C2 = 56,6d; α2 = 0,5; β2 = -0,5 e.Xác suất fading thẳng dài 10 giây 60 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 10 10 𝑍𝑎 = 0,548 ln ( ) 𝑍𝑏 = 0,548 ln ( ) 𝑇 𝑇 𝑎 𝑏 Với erf(t) = – erf(t) Trong đó: erf(𝑡) = 𝑡 ∫ 𝑒 −𝑡 𝑑𝑡 √𝜋 erf(t) hàm sai số 11 f.Xác suất BER vượt 10-3: thể gián đoạn thông tin thời gian không 10s −𝐹𝑀𝑎 𝑋á𝑐 𝑠𝑢ấ𝑡 (𝐵𝐸𝑅 > 10−3 ) = 𝑃0 ∗ 𝑃𝑎 = 𝑃0 ∗ 10 10 g.Xác suất mạch trở lên dùng fading phẳng (P u) Pu = P0 * Pa * P(10) h.Khả sử dụng tuyến: biểu thị phần trăm xác định theo Pu Av = 100%(1 - Pu) i.Xác suất mạch có BER ≥ 10-6 −𝐹𝑀𝑏 10 −6 ) 𝑋á𝑐 𝑠𝑢ấ𝑡 (𝐵𝐸𝑅 > 10 = 𝑃0 ∗ 𝑃𝑏 = 𝑃0 ∗ 10 -6 j.Xác suất mạch có BER ≥ 10 60s fading phẳng Xác suất (BER ≥ 10-6) 60s = P0 * Pb * P(60) B Phần thiết kế tuyến truyền dẫn vô tuyến số Ta tiến hành thiết kế hệ thống truyền dẫn vô tuyến số Trung tâm Viễn Thông liên tỉnh (VTN) Đài Phát Thanh – Truyền Hình Nam Định Như trạm VTN trạm A, trạm Nam Định trạm B Tọa độ trạm VTN (trạm A) : 21o01’07.45” N 105048’30.43” E Tọa độ trạm Nam Định (trạm B) : 20o26’28.40” N 106o09’39.20” E I.Các thông số tuyến đặc tính thiết bị 1.Các thơng số tuyến Qua q trình khảo sát cho ta thông số tuyến sau: -Tổng độ dài tuyến truyền là: 95km -Cách trạm VTN 10km có tịa nhà cao (50 tầng) có chiều cao 190 m -Địa hình đồi núi trung bình khoảng 7-10m -Độ cao trạm A (VTN) so với mặt nước biển 30m, trạm B (Nam Định) 20m -Nhiệt độ trung bình hàng năm 25,6oC -Lượng mưa trung bình hàng năm 170mm -Chọn độ cao anten trạm Nam Định 180m 12 Khoảng cách từ điểm cao Độ cao so với mực nước biển Chọn độ cao cột anten Trạm VTN (A) 10km Trạm Nam Định (B) 85km 30m 20m Cần tính 180m →Từ ta có sơ đồ mặt cắt nghiêng tuyến truyền sau: Trong : h1, h2: độ cao trạm A trạm B so với mực nước biển ha1, ha2 : Độ cao cột anten trạm A Trạm B Ei: độ lồi đất d1, d2: khoảng cách trạm A trạm B đến điểm cao tuyến truyền F = CF1 : độ dài khoảng hở 2.Các thông số thiết bị Ta chọn thiết bị làm việc tuyến có thơng số sau: -Tần số làm việc trạm VTN là: Ghz tần số làm việc trạm Nam Định 5,2 Ghz → Tần số làm việc trung tâm 5,1 Ghz -Công suất trạm phát là: 61,5 dBm -Ngưỡng thu BER = 10-6 -87 dBm 13 -Chọn anten parabol có độ D = 2,4m độ lợi G= 43,5 dB -Ống dẫn sóng WC42 1db/km -Dung lượng 2*2 Mb/s II.Tính tốn giá trị đường truyền 1.Độ lồi đất 𝐸1 = 4𝑑1 𝑑2 ∗ 10 ∗ 85 = = 50 𝑚 51𝑘 51 ∗ (3) 2.Bán kính thứ miền Fresnel thứ 𝐹1 = 17,32√ 𝑑1 𝑑2 𝑓𝑑 = 17,32√ 10∗85 5,1∗95 = 22,94 𝑚 (𝑣ớ𝑖 𝑡ầ𝑛 𝑠ố 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑡â𝑚 𝑓 = 5,1 𝐺ℎ𝑧) Khoảng hở đường truyền F khoảng an tồn cho truyền sóng truyền mà bị fading nhiễu xạ Nên khoảng hở đường truyền lớn chất lượng đường truyền cao (F1 - CF1) với C = 0,6 → (F1 - CF1) = F1(1 - C) = 22,94 * 0,4 = 9,176 m 3.Tính chiều cao cột anten trạm VTN Ta có cơng thức tính độ cao cần thiết tia vô tuyến là: 𝐵 = 𝐸𝑖 + (𝑂 + 𝑇) + 𝐶𝐹1 Khơng có vật chắn hình nêm, cối thấp tòa nhà nên: (O + T ) = 190 (m) →Thay giá trị vào ta có: B = 50 + 190 + 9,176 = 249,176 m Theo cơng thức tính độ cao trạm độ cao trạm VTN là: 𝑑 ℎ𝑎1 = ℎ2 + ℎ𝑎2 + [𝐵 − (ℎ2 + ℎ𝑎2 )] ( ) − ℎ1 ℎ𝑎1 𝑑2 95 = 20 + 180 + [249,176 − (20 + 180)] ( ) − 30 85 = 224,96 𝑚 Thực tế ta phải cộng thêm vào giá trị tính tốn khoảng dự phịng Ta chọn khoảng dự phòng 0,6m Nên thực tế độ cao cột anten là: Cột trạm VTN 224,96 + 0,6 = 225,56 m Cột trạm Nam Định 180 + 0,6 = 180,6m 14 4.Tính suy hao hệ thống a.Tổn hao không gian tự 𝐴0 = 92,45 + 20 log(𝑑) + 20 log(𝑓) (𝑑𝐵) 𝐴0 = 92,45 + 20 log(95) + 20 log(5,1) = 146,15 (𝑑𝐵) b.Tổn hao phi L Do sử dụng loại phi WC42 có tiêu hao 1db/km → suy hao 0,001db/m, xét độ dự phòng 0,3db Ltxat = 1,5*har1*0,001 + 0,3 = 1,5*225,56*0,001 + 0,3 = 0,638 dB Lrxat = 1,5*har2*0,001 + 0,3 =1,5*180,6*0,001 + 0,3 =0,571 dB c.Tổn hao rẽ nhánh Theo quy định CCIR tổn hao rẽ nhánh quy định từ 2-8 dB Nên ta chọn suy hao rẽ nhanh cho phía 4dB (dựa vào thông số kỹ thuật thiết bị thu-phát) d.Tổn hao hấp thụ khí Lsp = Lsp0 * d Lsp0 hấp thụ khí taị tần số f = 5,1 Ghz, tra bảng có Lsp0 = 0,19dB/km 15 Thay số vào ta có: Lsp = 0,19*95 = 18,05dB e.Tổn hao phối hợp trở kháng đầu nối Là 0,5dB cho trạm → Tiêu hao hai 1dB 5.Các giá trị thiết bị -Độ khuếch đại (độ lợi) G Chọn anten làm việc có hệ số khuếch đại 43,5 dB, mà hai phía phải dùng anten, nên tổng độ khuếch đại hai phía là: G = 2G0 = * 43,5 = 87dB -Tổng tiêu hao tuyến (At) At = tổn hao không gian tự + tổn hao phi + tổn hao rẽ nhánh + tổn hao hấp thụ khí At = 146,15 + 0,638 + 0,571 + 4*2 + 18,05 + = 174,45 dB -Tổng công suất đầu vào máy thu Pr Pr = Pt + G - At (dB) Pr = 61,5 + 87 – 174,45 = -25,95 dB Ta có: theo thơng số chất lượng máy thu với tỷ lệ lỗi bit BER = 10 -6 với ngưỡng thu tối thiểu -87dB Mà ta tính -25,95dB >> -87dB, nên coi chất lượng đảm bảo III Kiểm tra chất lượng đường truyền 1.Độ dự trữ fading FM FMb = Pr – RXb với BER = 10-6 = -25,95 – (-87) = 61,05 dB 2.Các mức ngưỡng máy thu Do d = 95km (d < 280km) nên BER < 0,006% tháng -Xác suất fading nhiều tia: P0 = KQ * fB * dC Trong đó: KQ = 1,4*10-8 B=1 C = 3,5 f = 5,1 d = 95 → P0 = 1,4 * 10-8 * 5,1 * 953,5 = 0,596 3.Xác suất đạt tới ngưỡng 𝑃𝑏 = 10 −𝐹𝑀𝑏 10 = 10 −61,05 10 = 7,852 ∗ 10−7 16 4.Thời gian fading - Với C2 = 56,6d; α2 = 0,5; β2 = -0,5 𝑇𝑏 = 𝐶2 ∗ 10 −𝛼2 𝐹𝑀𝑏 ] 10 [ ∗ 𝑓 𝛽2 −0,5∗61,05 [ ] 10 𝑇𝑏 = 56,6 ∗ 95 ∗ 10 ∗ 5.1−0,5 = 2,11𝑠 5.Xác suất fading phẳng dài 60s P(Tb ≥ 60) = P(60) = 0,5[1-erf(Zb)] = 0,5erf(Zb) Với: 10 10 ) = 0,548 ln ( ) = 0,85 𝑇𝑏 2,11 → erf(Zb) = erf (0,85) = 0,229 →Xác suất fading phẳng dài 60s là: P(Tb ≥ 60) = 0,5 * 0,229 = 0,1145 6.Khả sử dụng tuyến truyền Av 𝑍𝑏 = 0,548 ln ( Av = 100%(1 - Pu) Trong đó: Pu xác suất mạch trở lên không sử dụng Pu = P0 * Pb * P(60) Với P0 * Pb xác suất để mạch có BER > 10-6 P0 * Pb = 0,596 * 7,852 * 10-7 = 4,679 * 10-7 →Pu = 4,679 * 10-7 * 0,1145 = 5,357*10-8 → Av = 100% (1 – Pu) = 100% * (1 – 5,357 * 10-8) = 99,99% Do khả hiệu dụng tuyến lớn đạt yêu cầu 17 Tổng Kết Qua phân tích biết rõ đường truyền dẫn vô tuyến số như: dung lượng thông tin, chất lượng truyền dẫn, xác định thiết bị thu, phát cụ thể qua thông số thiết bị Và xác định thành phần tổn hao trình truyền dẫn, xác thơng số khuếch đảm bảo tín nhiệu nhận máy thu không bị tổn hao nhiều q trình truyền dẫn Với thơng số ta không cần sử dụng phân tập cho truyến, tuyến hoạt động tốt Bài thiết kế tương đối hoản chỉnh hệ thống đường truyền vô tuyến số, với việc lựa chọn thiết bị, tính tốn đường truyền theo khuyến nghị CCITR đưa vào thực tế 18 ... hưởng tham số đường truyền 5.Tính tốn tham số chất lượng tuyến 11 B PHẦN THIẾT KẾ TUYẾN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ 12 I.Các thông số tuyến đặc tính thiết bị 12 1.Các thông số tuyến ... từ phía Q thầy tồn thể bạn bè để thiết kế em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! THIẾT KẾ ĐƯỜNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ Cụ thể: Thiết kế đường truyền vô tuyến số VTN – Nam Định với BER = 10-6... chung cho việc thiết kế tuyến truyền dẫn vô tuyến số 4.Tính tốn thơng số II.Các bước để thiết kế tuyến vô tuyến số 1.Khảo sát vị trí đặt trạm 2.Chọn tần số làm việc