luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

24

 B

D A Hình 2-5-13 :Giao thoa vôtuyến từ một Radar.

c.Giao thoa vô tuyến với hệ thống liên lạc vệ tinh.
Trong các hệ thống liên lạc vệ tinh, băng tần 6 GHz (5925MHz - 6425 MHz)
được cho các máy phát (liên lạc lên) và băng 4GHz (3700 MHz -4200 MHz) cho các
máy thu (liên lạc xuống) của các trạm mặt đất .Khi các trạm Viba mặt đất sử dụng
chung băng tần với một hệ thống liên lạc vệ tinh và truyền qua gần mặt đất, cần phải
kiểm tra giao thoa vô tuyến với hệ thống liên lạc vệ tinh .
Như ở trong hình 2-5-13 các giao thoa vô tuyến giữa hệ thống liên lạc vệ tinh
và hệ thống liên lạc Viba điểm nối điểm mặt đất có thể phân thành 4 trường hợp sau
(liên quan đến các đường truyền A, B, C, D).
Trong các đường truyền này các giao thoa từ hệ thống Viba mặt đất đến hệ
thống liên lạc vệ tinh ví dụ như tuyến C và D có ảnh hưởng nhiều hơn các tuyến A
vàB bởi vì mức tín hiệu nhân rất thấp ở trạm mặt đất và tính đònh hướng anten lớn của
vệ tinh
Như giao thoa C trong hình vẽ , tỉ số D/U ở trên mặt đất nên được kiểm trgiống
như là giao thoa do kết nối F/B nhận đã đề cập trước đó, đưa vào tính toán sự suy
giảm do tính đònh hướng của ten ở trạm mặt đất và trạm viba mặt đất.
Như giao thoa D CCIR Rec 406-1 giới hạn công suất đưa đến anten của hệ


Trạm mặt đất

Đường truyền vô tuyến của sóng mong muốn

Đường truyền vô tuyến của sóng không mong muốn.
Hình 2-5-4: Giao thoa vô tuyến với liên lạc vệ tinh .

5.Xác suất tạp âm đột biến nháy:

Trong hệ thống liên lạc Viba điểm nối điểm dài,ở điều kiện truyền dẫn bình
thường thì tỉ số giữa tín hiệu vào và tạp âm nhiệt trên mỗi khoảng cách Viba thường
được thiết kế vào khoảng 75 - 80 dB (không có trọng số). Vì vậy tạp âm đột biến
nháy của 1.000.000 pw (S/N =30 dB) tương đương với Fading của 45 - 50 dB. Bằng sự
phân tích xác suất thống kê của các kết qủa của nhiều thử nghiệm truyền dẫn, ta thấy
dưới các trạng thái Fading sâu các mức tín hioệu nhận được ở các đường truyền Viba
L/S được biểu diễn bởi phân bố Rayleigh.
Ví dụ: Xác suất của mức tín hiệu thấp hơn mức tín hiệu đã cho x được biểu
diễn bởi x/x
0
trong đó x
0
là mức tín hiệu dưới điều kiện không gian tự do bình thường,
hoặc xác suất của công suất tạp âm vượt qua một giá trò đã cho N được biểu diễn bởi
N
0
/N trong đó N
0
là công suất tạp âm trong điều kiện bình thường. Ví dụ: xác suất của
Fading 40 dB vào khoảng 0,01%.

cho các vùng biển hoặc ven biển cách bờ 10 Km.
f: tần số Viba (GHz)
d: khoảng cách đường truyền (Km)
Vì vậy xác suất của tạp âm đột biến nháy P được cho bởi :
N
0

P=P
r

N
Tạp âm đột biến nháy trong một hệ thống Viba trong các mạch điện thoại quốc
tế nên đạt các yêu cầu của CCIR Rec 393-1.
Ví dụ : Trong các mạch tham chiếu lý thiết công suất tạp âm không nên vượt
qua 1.000.000 pw không có trọng số (với thời gian tích hợp là 5 ms) cho hơn 0,01%
của mọi tháng.
Khi chọn vò trí, thủ tục kiểm tra xem hệ thống có đạt được tiêu chuẩn đã nêu ở
trên hay không như sau (cho rằng tạp âm đột biến nháy ngắn hạn không xảy ra cùng
lúc trên nhiều đường truyền Viba).
Xác suất cho phép của tạp âm đột biến nháy vượt qúa 1.000.000 là. L
0,01%  (*)
2500
Trong đó :
L: là tổng chiều dài của hệ thống Viba thiết kế (Km).
Tổng các xác suất mà tạp âm đột biến nháy vượt qúa 1.000.00 pw cho mỗi tuyến Viba
cho bởi.
N

,N
3
, Công suất tạp âm nhiệt của mỗi đường truyền trong điều
kiện không gian bình thường.
Bằng cách so sánh giá trò có được từ biểu thức (**) với xác suất cho phép có
được từ biểu thức (*). Hệ thống thiết kế có thể được kiểm tra về các yêu cầu xác suất
tạp âm đột biến nháy .
Xác suất tạp âm của đột biến nháy có thể loại trừ bởi một hệ số từ 1/3 đến 1/5
bằng cách áp dụng chuyển mạch kênh dự phòng tốc độ cao khi có tạp âm hoặc bởi hệ
số 1/50 bằng cách áp dụng kỹ thuật phân tập không gian .

IV BẢNG DỮ LIỆU TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN.

Bảng dữ liệu đường truyền cho ta một cách thông dụng để xác đònh và ghi nhận
các thông số ảnh hưởng đến công thức tổn thất lan truyền tổng quát. Nó là công cụ
hữu ích cho công việc sơ bộ cũng như là các ghi chép để tham chiếu trong tương lai.
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

27

Bảng 2-5-4 là một ví dụ của bảng dữ liệu đường truyền cho hệ thống một bước
nhảy với đường truyền Viba. Các thủ tục cụ thể để điền vào mỗi loại trong bảng và để
kiểm tra các chỉ tiêu của hệ thống được giải thích từng bước một như sau.
Chuẩn bò một bảng tính toán dữ liệu như ở bảng 2-5-4

BẢNG DỮ LIỆU TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN

Các đặc tính của đường truyền dẫn
Mô tả tuyến

15.Tổn hao rẽ nhánh L
B
dB
16.Tổn hao bộ phân phối và bộ nối dB
17.Tổn hao của bộ tiêu hao vật
chắn
L
r
dB
18.Tổn hao hấp thụ của khí quyển dB
19.Tổng tổn thất dB
Độ lợi

20.Độ lợi của anten G dBm
21.Độ lợi của máy phát A va Bø G
t
dBm
22.Tổng độ lợi của tất cả các cột dBm
23.Tổng tiêu hao A
t
dB
24.Mức vào máy thu dBm
25.Mức ngưỡng thu được với BER
>10
-3
dBm
26.Mức ngưỡng thu được với BER
>10
-6



34.Xác xuất khoảng Fading lớn hơn
10
s

P(10)
35.Xác xuất khoảng Fading lớn hơn
60
s
P(60)
36.Xác xuất BER vượt 10
-3

37.Xác xuất để mạch trở nên không
dùng được do Fading phẳng
P
u

38.Độ khả dụng của đường truyền %
39.Xác xuất BER >10
-6

40.Xác xuất BER >10
-6
trong
khoảng 60
s41.Xác xuất BER >10


Trong đó các thông số của bảng tính toán và cách tính toán chúng được mô tả
như sau :

.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

29

 MÔ TẢ TUYẾN

1.Vò trí các trạm
- Ở đây vò trí các trạm đã được chọn và khảo sát nên ta chỉ đặt tên cho các trạm
để tiện lợi cho việc gọi và tính toán.
- Thường thì một trạm được goci là trạm A trạm còn lại gọi là trạm B sau đó các
tính toán đường truyền như là khoảng cách của vật cản được tính với trạm A và trạm
B.
2.Số loại thiết bò .
Sau khi đã nghiên cứu kó về dung lượng, băng tần và các chỉ tiêu khác ta có thể
tiến hành chọn các thiết bò cho hệ thống thường có rất nhiều loại thiết bò khác nhau
trên một tuyến .Tuy nhiên trong Sheet tính toán đường truyền ta chỉ ghi một số các
thông số của nó.

3.Tần số làm việc.
Trong Viba điểm nối điểm chỉ sử dụng kế hoạch hai tần số, nên ta có ba tần số
làm việc cần quan tâm.
-Tần số phát ở trạm A(f
1
)
-Tần số phát ở trạm A(f
8.Độ dài đường truyền dẫn:(d)
Nó là khoảng cách giữa hai anten tuy nhiên ta không thể lấy chính xác được
thông số này vì nhiều lý do khác nhau, nên thường nó là khoảng cách giữa hai vò trí
đặt trạm.

9.Độ cao của anten :h
1
,h
2
.
Độ cao của anten được tính toán để tiêu hao ở trên đường truyền do các vật
chắn,sự hấp thụ của khí Không làm cho độ khả dụng của tuyến không đạt được mục
tiêu đề ra đồng thời bảo đảm kinh tế nhất. Trong các vùng dân cư các anten thường
được gắn trên nóc các nhà cao tầng để giảm thiểuchi phí xây dựng tháp anten.

10.Loại tháp anten.
Như đã đề cập trong phần cấu hình hệ thống có hai loại tháp anten là tháp tự
đỡ và tháp dây néo.Việc quyết đònh loại tháp nào được sử dụng phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác nhau như : độ cao anten, diện tích của trạm, số anten gắn trên mỗi trạm

 CÁC TỔN HAO
11.Tổn hao đường truyền dẫn của không gian tự do A
0
(dB).
Loại tổn thất này đã được đề cập trong phần truyền sóng trong không gian .Nó
phụ thuộc vào tần số sóng mang và độ dài đường truyền và được tính bằng công thức
sau :
A


anten, nên nó được đánh giá bằng cách lấy độ cao của anten tại mỗi trạm nhân vơí hệ
số dự trữ thường lấy 1,5.

14.Tổn thất Feeder.
Ở bước 12 ta đã có loại Feeder sử dụng và ở bước 13 ta có độ dài tương ứng
của chúng từ đó ta có thể tính tổn thất của Feeder cho cả hai trạm A và B bằng công
thức sau:
Trạm A: tổn thất Feeder =độ dài Feeder tại trạm A(m)*tổn hao 1 m Feeder
Trạm B: tổn thất Feeder =độ dài Feeder tại trạm B(m)*tổn hao 1 m Feeder

15.Tổn hao rẽ nhánh
Tổn hao rẽ nhánh được coi là các tổn hao trong các bộ lọc RF (máy phát và
máy thu) các bộ lọc xoay vòng (Circulator) và các bộ lọc RF bên ngoài có thể, chúng
cho phép một hệ thống song công chỉ sử dụng một anten cho các mục đích thu và phát
hoặc vài hệ thống cùng nối đến một anten. Khoảng giá trò tổn hao rẽ nhánh thường là
2-8 dB.

16.Tổn hao các bộ phối hợp và các bộ đầu nối .
Chúng là tổn hao trong các chuyển tiếp ống dẫn sóng, các bộ phối hợp, hệ
thống nén ống dẫn sóng và phần Feeder đi cùng với các bộ nối. Chúng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố khác nhau như: Cấu hình hệ thống, cách kết nối trạm, các loại ống dẫn
sóng và các loại đầu nối được sử dụng cho trạm.
- Với các hệ thống lớn phức tạp thì nó có giá trò khoảng 0,8-1 dB.
- Với các hệ thống lớn phức tạp thì nó có giá trò khoảng 0,5-0,7 dB.

17.tổn hao của bộ suy hao hoặc các vật chắn.
-Tổn hao của bộ suy hao: tổn hao này chỉ xuất hiện khi có bộ suy hao trong hệ
thống các bộ suy hao được sử dụng trong một số trường hợp sau:
Khi công suất phát ra quá lớn có thể gây giao thoa cho các tuyến lân cận hoặc

Trong đó nhiễu xạ do vật chắn cong ít xảy ra và chỉ có khi các đường truyền bò
cắt bởi các vật chắn rất lớn như các dãy núi Việc tính toán tổn hao này rất khó.
Trong khi tổn thất nhiễu xạ do vật chắn hình nên thường xảy ra hơn nó là tổn hao khi
các cây cao hoặc các nhàcao tầng cắt đới cầu Fresnel thứ nhất. Tổn thất hình nêm
được tính như sau. Đối với các vật chắn được xét tất cả các tham số hình học gộp lại
với nhau thành một số không thứ nguyên duy nhất ký hiệu là Vđược tính bằng phương
trình sau:
v= h[(2/)*(1/d
1
*1/d
2
)]
1/2 Trong đó:
 : Bước sóng của sóng mang trung tâm (m)
d
1
:Khoảng cách từ trạm 1 đến vật chắn (m)
d

20.Độ lợi của anten
Đây là tổng các độ lợi của các anten ở mỗi một đầu cuối của tuyến. Độ lợi của
anten phụ thuộc vào đường kính của anten, tần số làm việc,gốc mở hiệu dụng của
anten và được biểu diễn bằng công thức:
G=20 lgD -20lg +10lgn +9,943 dB
Trong đó:
D: là đường kính đóa anten (m)
: là bước sóng ở tần số trung tâm(m)
n: là góc mở hiệu dụng của anten

21.Độ lợi máy phát.
Đây là công suất ở đầu ra chính máy phát không phải sau bất kỳ một mạch lọc
rẽ nhánh hay bộ lọc nào. Nó thường được đo bằng dB.

22.Tổng độ lợi
Nó là tổng của hai bước trên

23.Tổng tổn hao
Đây là tỉ số cung cấp ở đầu ra của máy phát trước các mạch rẽ nhánh và công
suất đưa lên máy thu tương ứng sau các mạch rẽ nhánh, trong các điều kiện lan truyền
và các hoạt động của hệ thống thực. Nó là hiệu dB của các tổn hao trừ tổng các độ lợi
của anten và được ký hiệu là A
1
.

24.Mức đầu vào của máy thu P
r
(dBm)
Nó bằng công suất đưa ra của máy phát P
t

luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

34
27-28.Độ dự trữ Fading phẳng.
FM
a
và FM
b
là độ dự trữ Fading phẳng chúng là các hiệu số giữa mức vào của
máy thu không Fading đã tính toán P
r
và mức ngưỡng máy thu tức là:
FM
a
=P
r
- RX
a
đối với BER =10
-3

FM
b
=P
r
-RX
b


a: có gía trò từ 0,25 đến 4 khi độ gồ ghề giảm
30-31.Xác suất đạt các mức ngưỡng RX
a
và RX
b
.
Đây là xác suất của Fading phẳng đạt tới hai ngưỡng vào của máy thu RX
a
và
RX
b
vượt các độ dự trữ Fading FM
a
và FM
b
tương ứng và được biểu diễn bằng công
thức:
P
a
=10
-FM
a
/
10

P
b
=10
-FM

a
và T
b
là:
.
luận án tốt nghiệp Thiết Kế Tuyến Viba Số

35 T
a
= C
2
10
-
2
FM
a
/
10
f

2
, BER>10
-3

T
b
= C

2
:Là các hằng số có liên quan đến số Fading trên một giờ

34-35.Xác suất Fading dài hơn 10s và 60s
Đây là xác suất Fading làm cho đường truyền trở nên không sử dụng được nó
được tính bằng biểu thức sau:
P(T
a
) =P(10) = 0,5 [1-erfc(Z
a
)]=0,5 erfc(Z
a
)
P(T
b
) =P(10) = 0,5 [1-erfc(Z
b
)]=0,5 erfc(Z
b
)
Trong đó:
Erfc(Z) là hàm xác suất lỗi tích chập có cho ở phần mục lục .
Các giá trò Z
a
và Z
b
được tính toán theo biểu thức liên quan đến trung
điểm chuẩn logarit đối với trung bình chuẩn logarit và hiệp phương sai Gauss và được
tính bằng công thức:
Z

hơn 10s. Nó được biểu diễn bằng công thức:
P
u
=P
0
*P
a
*P(10)

38.Bộ khả dụng của tuyến:
Điều này được hiển thò bằng phần trăm và được cho bằng P
u
xác đònh ở bước
trên tức là:
Độ Khả dụng =100(1-P
u
)%

39.Xác suất BER 10
-6

Nó được tính bằng biểu thức :
Xác suất BER> 10
-6
=P
0
*P
b