Chương 1: Tổng quan về hệ thống ViBa số

Chia sẻ: Mylove Ajnomoto | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

385
lượt xem 81
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thông tin vi ba sô là một trong 3 phương tiện thông tin phổ biến hiện nay?( bên cạnh thông tin vệ tinh và thông tin quang).Hệ thống vi ba số sử dụng sóng vô tuyến và biến đổi các đặc tính của sóng mang vô tuyến bằng những biến đổi gián đoạn và truyền trong không trung. Sóng mang vô tuyến được di truyền đi có tính định hướng rất cao nhờ các enten định hướng.Hệ thống viba là hệ thống thông tin vô tuyến số được sử dụng tròn các đường truyền dẫn số...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 1: Tổng quan về hệ thống ViBa số

¡ ¡ ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ Thông tin vi ba s là m t trong 3 phương ti n thông tin ph bi n hi n nay (bên c nh thông tin v tinh và thông tin quang). H th ng vi ba s s d ng sóng vô tuy n và bi n i các c tính c a sóng mang vô tuy n b ng nh ng bi n i gián o n và truy n trong không trung. Sóng mang vô tuy n ư c truy n i có tính nh hư ng r t cao nh các anten nh hư ng. H th ng Vi ba s là h th ng thông tin vô tuy n s ư c s d ng trong các ư ng truy n d n s gi a các ph n t khác nhau c a m ng vô tuy n. ¡ © ¡ (Mô hình h th ng viba s i n hình) - M t h th ng viba s bao g m m t lo t các kh i x lý tín hi u. - Vi c x lý tín hi u băng g c thành d ng sóng vô tuy n thích h p truy n trên kênh thông tin là ph thu c vào m i môi trư ng truy n d n khác nhau. 1
(Sơ kh i thi t b thu phát viba s ) ¡ ¡ ¡ ¢ £ ¤ ¥ ¦ 1.3.1. Phân lo i theo băng t n - Viba s băng h p (t c th p): 2 Mbit/s, 4 Mbit/s, 8Mbit/s, tương ng v i dung lư ng kênh tho i là: 30, 60 và 120 kênh. T n s sóng vô tuy n: . ¦ § ¨ © § - Viba s băng trung bình (t c trung bình): Truy n tín hi u có t c t 8 – 34 Mbit/s, tương ng v i dung lư ng kênh tho i t 120 – 480 kênh. T n s sóng vô tuy n s d ng là . © - Viba s băng r ng (t c cao): Truy n tín hi u có t c t 34 – 140 Mbit/s, tương ng v i dung lư ng kênh tho i 480 – 1920 kênh. T n s vô tuy n s d ng: © ¡ ¦ 1.3.2. Phân lo i theo công ngh - H th ng viba cũ s d ng công ngh PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy – Phân c p s c n ng b ) - H th ng viba m i s d ng công ngh SDH (Synchronous Digital Hierarchy – Phân c p s ng b ). ¡ ¡ ¤ ¥ ¦ § ¨ ¤ ! " # ¦ $ " % ¨ § 1.4.1. Ưu i m (1) Thông tin xu t phát t các ngu n khác nhau như i n tho i, máy tính, facsimile, telex,video... ư c t ng h p thành lu ng bit s li u t c cao truy n trên cùng m t sóng mang vô tuy n. (2) Nh s d ng các b l p tái sinh lu ng s li u nên tránh ư c nhi u tích lu trong h th ng s . Vi c tái sinh này có th ư c ti n hành t c bit cao nh t c a băng t n g c mà không c n ưa xu ng t c bit ban u. (3) Nh có tính ch ng nhi u t t, các h th ng vi ba s có th ho t ng t t v i t s sóng mang / nhi u (C/N)>15dB. Trong khi ó h th ng vi ba tương t yêu c u (C/N) l n hơn nhi u (>30dB, theo khuy n ngh c a CCIR). i u này cho phép s d ng l i t n s ó b ng phương pháp phân c c tr c giao, tăng ph hi u d ng và dung lư ng kênh. (4) Cùng m t dung lư ng truy n d n, công su t phát c n thi t nh hơn so v i h th ng tương t làm gi m chi phí thi t b , tăng tin c y, ti t ki m ngu n. Ngoài ra, công su t phát nh ít gây nhi u cho các h th ng khác. 1.4.2. M t s khuy t i m 2
(1) Khi áp d ng h th ng truy n d n s , ph t n tín hi u tho i r ng hơn so v i h th ng tương t . (2) Khi các thông s như BER, S/N thay i không t giá tr cho phép thì thông tin s b gián o n. Khác v i h th ng tương t , thông tin v n t n t i tuy nhiên ch t lư ng kém. (3) H th ng này d b nh hư ng c a méo phi tuy n do các c tính bão hoà, do các linh ki n bán d n gây nên, c tính này không x y ra cho h th ng tương t . Các v n trên ã ư c kh c ph c nh áp d ng các ti n b k thu t m i như i u ch s nhi u m c, dùng thi t b d phòng (1 + n) và s d ng các m ch b o v . ¡ ¡ % ¨ ¥ # ¦ $ " % ¥ ¦ § Thư ng các m ng vi ba s ư c n i cùng v i các tr m chuy n m ch như là m t b ph n c a m ng trung k qu c gia ho c trung k riêng, ho c là n i các tuy n nhánh xu t phát t trung tâm thu th p thông tin khác nhau n tr m chính. ( ng d ng trong các trung tâm chuy n m ch ho c t ch c các m ng Internet). 1.6.1 Vi ba s i mn i i m M ng vi ba s i m n i i m hi n nay ư c s d ng ph bi n. Trong các m ng ư ng dài thư ng dùng cáp s i quang còn các m ng quy mô nh hơn như t t nh n các huy n ho c các ngành kinh t khác ngư i ta thư ng s d ng c u hình vi ba s i m- i m dung lư ng trung bình ho c cao nh m tho mãn nhu c u c a các thông tin và c bi t là d ch v truy n s li u. Ngoài ra, trong m t s trư ng h p, viba dung lư ng th p là gi i pháp h p d n cung c p trung k cho các m ng n i h t, m ng thông tin di ng. 1.6.2 Vi ba s i mn i n nhi u i m M ng vi ba s này tr thành ph bi n trong m t s vùng ngo i ô và nông thôn. M ng bao g m m t tr m trung tâm phát thông tin trên m t an ten ng hư ng ph c v cho m t s tr m ngo i vi bao quanh. N u các tr m ngo i vi này n m trong ph m vi (bán kính) truy n d n cho phép thì không c n dùng các tr m l p, n u kho ng 3
cách xa hơn thì s s d ng các tr m l p ưa tín hi u n các tr m ngo i vi. T ây thông tin s ư c truy n n các thuê bao. Thi t b vi ba tr m ngo i vi có th t ngoài tr i, trên c t.v.v... m i tr m ngo i vi có th ư c l p t thi t b cho nhi u trung k . Khi m t cao có th b sung thêm thi t b ; ư c thi t k ho t ng trong các băng t n 1,5GHz -1,8GHz và 2,4GHz s d ng m t sóng mang cho h th ng hoàn ch nh. Hi n nay các h th ng i m n i n a i m 19GHz ã ư c ch t o và l p t Châu Âu cung c p các d ch v s li u (Kbit/s) Internet trong m ng n i h t kho ng cách 10Km. Tr m trung tâm phát t c bit kho ng 8,2Mb/s và a ch m i tr m l i s d ng k thu t TDMA. ¡ ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ © ¡ ¡ ¤ ¥ ¦ ¤ % ¤ # ¦ $ " % 1.7.1. i u ch và gi i i u ch s 1.7.2. Các phương th c i u ch s trong viba Trong viba s ch y u s d ng các phương th c i u ch PSK và QAM a m c. ¡ ¥ ¨ § ¨ © ¡ ¡ ¤ ¨ % ¤ # ¦ $ " % Trong viba s ch y u s d ng các mã HDB3 và CMI. 4
¥ ¦ © ¡ ¡ $ ¡ # % ¢ # Sóng vô tuy n là sóng i n t có t n s t 30 n 300 và ư c chia £ ra các băng t n LF, HF, VHF, UHF và băng t n cao dùng cho thông tin v tinh. Có hai lo i sóng vô tuy n là sóng d c và sóng ngang. Sóng d c là sóng lan truy n theo phương chuy n ng c a nó (tiêu bi u như sóng âm thanh lan truy n trong không khí) còn sóng ngang là sóng i n t có vectơ cư ng i n trư ng và t trư ng vuông góc v i nhau và vuông góc v i phương truy n sóng. Các sóng vô tuy n có th ư c truy n t an ten phát n an ten thu b ng hai ư ng chính: b ng sóng b m t và sóng không gian. 2.1.1. Sóng b m t Khi sóng vô tuy n lan truy n d c theo b m t trái t, thì năng lư ng truy n d n b tiêu hao. M c tiêu hao này ph thu c vào h ng s i n d n và i n môi hi u d ng c a t. tương t như khi sóng i d c theo ư ng dây. Khi t n s sóng trên 30MHz t có tác d ng như m t dây d n kém gây tiêu hao l n. Do ó, trong th c t khi truy n sóng trên m t t ngư i ta thư ng ch n sóng có t n s th p. 2.1.2. Sóng không gian Sóng không gian là m t lo i sóng quan tr ng trong thông tin VHF,UHF và SHF. Năng lư ng truy n c a sóng không gian t anten phát n anten thu theo ba ư ng truy n tương ng v i sóng tr c ti p, sóng ph n x t m t t và sóng ph n x t t ng i lưu. B u khí quy n chia ra làm 3 t ng: + T ng i luu: là l p khí quy n t m t t lên n cao kho ng (10 - 15)km. Càng lên cao m t ph n t khí càng gi m, làm thay i phương truy n c a các tia sóng. T ng này thích h p cho vi c truy n sóng ng n. + T ng bình lưu: là l p khí quy n n m trong mi n t t ng i lưu lên n cao kho ng 60km, t ng này có m t ph n t khí th p, chi t su t khí có tác d ng làm khúc x tia sóng, i phương truy n, làm cho các tia sóng phát t m t t lên t ng bình lưu s b i phương truy n quay v m t t. Do v y r t thích h p cho vi c truy n sóng c c ng n. + T ng i n ly: là t ng khí quy n cao n m t cao (60 - 2000)km, mi n này h p th nhi u tia t ngo i có năng lư ng l n, các tia này có tác d ng phân ly các ph n t 5
khí tr thành các ion t do, t ng này m t phân t khí gi m th p. Khi tia sóng ư c phát lên g n t ng i n ly thì cũng b ph n x b cong và quay tr l i m t t do v y r t thích h p cho vi c truy n sóng ng n. - Sóng tr c ti p: Là sóng truy n tr c ti p t anten phát n anten thu không b ph n x trên ư ng truy n. Trong i u ki n truy n lan bình thư ng, nó có biên ln nh t so v i các sóng khác n máy thu. - Sóng ph n x t: Sóng này n an ten thu sau lúc ph n x m t vài l n t m t t ho c t các v t th xung quanh. S ph n x không nh ng ch xu t hi n trên m t ph ng ng mà còn có th xu t hi n trên m t ph ng ngang. Sóng ph n x t i anten thu có biên và pha khác v i biên và pha c a sóng tr c ti p, làm tín hi u thu không n nh. N u hi u kho ng cách ư ng truy n c a tia ph n x và tia tr c ti p b ng s l l n n a bư c sóng thì anten thu sóng ph n x l ch pha v i sóng tr c ti p m t góc 1800 và k t qu làm suy gi m tín hi u sóng tr c ti p, nm tm c nào ó ph thu c vào biên c a sóng ph n x . - Sóng ph n x t ng i lưu: Do thay i ch s khúc x c a không khí theo cao so v i m t t, nên sóng có th b ph n x , tuỳ theo góc sóng t i có th x y ra ph n x toàn ph n t t ng i lưu. Trong trư ng h p này xu t hi n m t biên gi i có tác d ng gi ng như m t b m t ph n x , g i sóng tr l i m t t. M t s tia này s n an ten thu, có th làm suy gi m sóng tr c ti p do s thay i pha và biên gây ra. Sóng truy n theo t ng i lưu có th lan r ng n 10 d m (kho ng 15km). ¡ ¦ ¦ ¥ ¦ © ¡ © ¡ ¤ ¡ ¥ % ¡ £ " ¤ ! " % ¢ # 2.2.1. Suy hao khi truy n lan trong không gian t do Kho ng không mà trong ó các sóng truy n lan b suy hao ư c g i là không gian t do. M c suy hao c a sóng vô tuy n ư c phát i t anten phát n anten thu trong không gian t do t l thu n v i kho ng cách gi a hai anten và t l ngh ch vi dài bư c sóng. Suy hao này g i là suy hao truy n lan trong không gian t do, ư c tính như sau: l n lư t là kho ng cách truy n d n và bư c sóng c a sóng vô tuy n. 2.2.2. nh hư ng c a pha inh và mưa 6
Pha inh ư c nh nghĩa là s thay i cư ng tín hi u sóng mang cao t n thu ư c do s thay i khí quy n và ph n x t, nư c trong ư ng truy n sóng. Th c t cho th y nh hư ng do mưa và pha inh nhi u tia là nh ng nh hư ng lan truy n ch y u i v i các tuy n vô tuy n t m nhìn th ng trên m t t làm vi c trong d i t n GHz. Vì chúng quy t nh các t n hao truy n d n và do ó quy t nh kho ng cách l p cùng v i toàn b giá thành c a m t h vô tuy n chuy n ti p. Pha inh nhi u tia tăng khi dài c a tuy n tăng tuy nhiên nó không ph thu c nhi u vào t n s . Còn tiêu hao do mưa tăng lên khi t n s tăng. Ch ng h n, i v i các tuy n s d ng t n s trên 35GHz thư ng suy hao do mưa l n do ó m b o ch t lư ng tín hi u truy n d n thì các kho ng cách l p thư ng ch n dư i 20km, ngoài ra vi c gi m dài ư ng truy n s làm gi m các nh hư ng c a pha dinh nhi u tia. V y i v i các ư ng truy n dài và có t n s ho t ng th p thì pha inh nhi u tia là nh hư ng chính. Còn i v i các tuy n ng n và có t n s ho t ng cao hơn thì tiêu hao do mưa là nh hư ng ch y u. B ng 2.1 K t qu th c nghi m v suy hao do hơi nư c - khí h u theo t n s sóng vô tuy n c a Alcatel. Cùng m c d tr phadinh 40dB, m t ư ng truy n vi ba d i t n 38GHz s b m t i hoàn toàn do bão l n, trong khi tuy n vi ba làm vi c t n s 6GHz v n ti p t c ho t ng bình thư ng. 2.2.3. S can nhi u c a sóng vô tuy n Thông thư ng nhi u x y ra khi có thành ph n can nhi u bên ngoài tr n l n vào sóng thông tin. Sóng can nhi u có th trùng ho c không trùng t n s v i sóng thông tin. Ch ng h n h th ng Vi ba s ang s d ng b nh hư ng b i s can nhi u t các h th ng vi ba s lân c n n m trong cùng khu v c, có t n s sóng vô tuy n trùng ho c g n b ng t n s c a h th ng này, ngoài ra nó còn b nh hư ng b i các tr m m t t c a các h th ng thông tin v tinh lân c n. ¡ © ¡ ¡ ¡ " ¥ ¦ # ¤ ¤ ¡ ¢ ¤ 7
Pha dinh là s bi n i cư ng tín hi u sóng mang cao t n t i anten thu do có s thay i không ng u v ch s khúc x c a khí quy n, các ph n x c a t và nư c trên ư ng truy n sóng vô tuy n i qua. S bi n i này là y u t x u i v i th ng thông tin vi ba. - Pha inh ph ng: làm thay i u tín hi u sóng mang trong m t d i t n s (thay i gi ng nhau i v i các t n s trong d i). - Pha inh l a ch n t n s : làm thay i tín hi u sóng mang v i m c thay i ph thu c vào t n s , pha inh này nh hư ng l n n tuy n vi ba s dung lư ng cao. Hai lo i pha inh này có th xu t hi n c l p ho c ng th i vì v y d n n làm gián o n thông tin. S thay i tín hi u t i anten thu do ph n x nhi u tia g i là pha inh nhi u tia. 2.3.1. Pha inh ph n x t N u ư ng truy n vô tuy n i qua m t t ho c m t nư c có ph n x cao thì pha inh do ph n x m t t là pha inh ch y u so v i pha inh do ph n x t t ng i lưu. c bi t v i các ư ng truy n ng n thì ph n x m t t làm cho các tín hi u thu thăng giáng ng u nhiên do các i u ki n khí tư ng gây ra làm bi n i các tham s truy n d n. N u ư ng truy n vô tuy n i qua các vùng như bi n, h , các vùng b ng ph ng và m ư t, m l y,... thì các m c tín hi u ph n x nh hơn 10dB so v i m c tín hi u c a ư ng truy n tr c ti p. N u trong trư ng h p tuy n vô tuy n i qua a hình có sương mù bao ph có th có s ph n x toàn ph n. 2.3.2. Các k thu t gi m nh hư ng c a pha dinh nhi u tia Các k thu t ư c s d ng gi m các nh hư ng c a pha dinh ph ng và pha inh l a ch n t n s nhi u tia là dùng phân t p không gian và phân t p t n s nâng cao ch t lư ng c a tín hi u thu. Phân t p theo không gian cùng v i các anten t cách nhau theo chi u d c k t h p các b kh giao thoa phân c c giao nhau. Hi u qu c a k thu t này m b o không làm gián o n thông tin, thư ng ư c bi u th b ng m t h s nâng cao. Nh áp d ng k thu t phân t p không gian và phân t p t n s th i gian gián o n thông tin gi m nh so v i th i gian yêu c u h th ng t ư c ch tiêu ch t lư ng ra. 2.3.2.1 Phân t p theo không gian 8
nh nghĩa: Phân t p theo không gian là k thu t thu ho c phát m t tín hi u trên 2 anten (ho c nhi u hơn 2 anten) v i cùng m t t n s vô tuy n f. Kho ng cách các anten c a máy phát và máy thu ư c ch n sao cho các tín hi u riêng bi t ư c thu không tương quan nhau tương ng v i h s tương quan b ng "0". Trong th c t không bao gi t ư c giá tr b ng "0" này. Trong h th ng thông tin t m nhìn th ng ngư i ta ưa ra m t công th c bán kinh nghi m bi u th h s tương quan không gian theo kho ng cách tr c ng: V i s: kho ng cách gi a 2 tâm c a anten [m] f: T n s sóng vô tuy n [GHz] d: kho ng cách truy n d n [km] Trong bi u th c này, ta b qua sóng ph n x t. Theo khuy n ngh 376-4 c a CCIR, ngư i ta ch n kho ng cách gi a các anten sao cho h s tương quan không gian không vư t quá 0,6. Do ó có th s d ng h s này làm ngư ng cho vi c s d ng phân t p. Kh năng c i thi n tín hi u thu do s d ng m t c p anten ư c xác nh b ng l i phân t p Ios Trong ó s: kho ng cách gi a 2 tâm c a 2 anten [m] f: T n s sóng mang v" tuy n [GHz] ar: H s khu ch i i n áp tương i c a anten phân t p so v i anten chính: Ad: là h s khu ch i công su t anten phân t p [dB] Am: là h s khu ch i công su t anten chính [dB] d: dài c a tuy n truy n d n [Km] Fm: d tr pha dinh ph ng B ng s mô ph ng nhi u l n tìm ư c v trí t t nh t cho hai anten, khi không th tính ư c v trí, thì kho ng cách hai anten ph i l n hơn 150λ. Thông thư ng 9
công th c trên tính g n úng cho m t tuy n có chi u dài (20 - 70)Km và t n s (2- 11)GHz. 2.3.2.2. Phân t p theo t n s nh nghĩa: phân t p theo t n s là k thu t thu ho c phát m t tín hi u trên hai kênh (ho c nhi u hơn hai kênh) t n s sóng vô tuy n. H s c i thi n phân t p t n s có th tính: Trong ó: f : là t n s trung tâm c a băng t n [GHz] d: dài c a ư ng truy n [km] là kho ng cách t n s tương i bi u th b ng % Fm: là d tr pha inh [dB] Phương trình trên úng v i các giá tr tham s sau: M c dù các h th ng thông tin vô tuy n s phân t p theo t n s có th cho các h s c i thi n t t hơn nhưng vi c s d ng ph t n không t hi u qu cao. Ngoài ra tăng hi u qu ch ng pha inh ngư i ta s d ng k t h p phân t p không gian và t n s . 10
(Phân t p không gian và t n s s d ng 3 anten) 2.3.2.3. Chuy n m ch b o v M c ích c a chuy n m ch b o v là nâng cao kh d ng c a h th ng b ng cách chuy n sang kênh d phòng khi có hi n tư ng s c thi t b chính. Ngoài ra cũng có th t ư c l i ích khác khi thi t b b o v ch ng l i s gián o n thông tin do pha dinh l a ch n t n s gây ra b ng cách chuy n sang h th ng d phòng. (Nghĩa là kênh d phòng ư c s d ng khi kênh chính b s c ho c b gián o n thông tin do pha inh). Ch t lư ng và kh năng s n sàng c a h th ng vi ba s có th nâng cao nh s d ng m t hay 2 kênh d phòng thay th các kênh b s c nh thi t b chuy n ng. Thông thư ng khi s kênh truy n d n nh hơn ho c b ng 7(n ≤ 7) thì m ch t dùng m t kênh d phòng, tương ng v i c u hình (n+1). Trong th c t dùng c u hình (1+1) g m m t kênh truy n d n và m t kênh d phòng nóng HSB (Hot Standby), có th ho t ng cao t n RF ho c trung t n IF. Hình dư i mô t m t tuy n vi ba s có chuy n m ch b o v b ng kênh d phòng 11
Chuy n m ch ư c th c hi n khi máy phát b s c ho c là khi có s l a ch n máy thu cho tín hi u t t nh t trong 2 máy ang ho t ng. (Ph n phát và thu c a h th ng d phòng nóng 1 + 1) ¡ ¢ ¥ © ¡ ¡ £ ¤ $ ¡ % ¢ # ¦ $ " ¨ Sóng viba là sóng có chi u dài bư c sóng n m trong kho ng 1m - 1cm. K thu t truy n sóng viba v a liên quan n tính ch t v t lý l i v a mang tính th ng kê. Suy hao không gian t do không ch ph thu c vào kho ng cách tuy n mà còn ph c thu c c vào t n s sóng viba. Vì v y, v i m t t n s cho trư c thì t n hao không gian t do ư c coi là h ng s i v i v trí c nh c a anten phát và thu. Hình dư i ây cho th y m i quan h gi a l i và m t mát công su t tín hi u trên m t tuy n viba: 12
T i m i th i i m nh t nh, các i u ki n áp su t d n t i fading là không th xác nh m t cách chính xác do ó chúng ta không th bi t ch c ch n m c tín hi u thu s thay i như th nào theo th i gian. Nh các phương pháp th ng kê toán h c, chúng ta có th quan sát d oán ư c các kh năng x y ra s c và m c nh hư ng c a fading. Truy n sóng viba b chi ph i b i các nguyên lý: ph n x (reflection), khúc x (refraction) và nhi u x (diffraction). i u này d n t i hai v n c n xem xét: (1) S khúc x (refraction) và ph n x (reflection) c a sóng vô tuy n. 13
i qua m t kho ng cách dài (t anten phát n anten thu), các tia sóng viba có th d i theo các ư ng khúc kh yu (do khúc x liên ti p qua các l p khí quy n theo m t ph ng th ng ng). S l n khúc x và ư ng i khúc kh yu c a c a các tia sóng là ph thu c vào các l p (gradient) áp su t khí quy n và t n s c a sóng viba. K t qu là tia sóng có th không i theo ư ng th ng. Các gradient khúc x là thay i ch m theo th i gian, ph c thu c vào t ng ngày, mùa, a lý và khí h u. Chính vì th mà các ư ng khúc kh yu c a các tia sóng t máy phát n máy thu cũng ư c thay i m t cách tương ng. Ngoài ra, s khúc x c a các tia sóng viba còn d n n fading a ư ng. S ph n x m t t c a các tia sóng t i nh ng i m gi a c a tuy n gây ra fading a ư ng t i máy thu và d n t i méo tín hi u. Còn s ph n x khu ch tán, s tán x do a hình g gh s làm cho các tia sóng i theo các hư ng nào ó m t cách ng u nhiên nên các tia này không nh hư ng nhi u t i fading a ư ng. cong c a các tia sóng ư c bi t thông qua h s bán kính hi u d ng K c a trái t. Có nghĩa là s khúc x do áp su t khí quy n có m i liên h v i giá tr trung bình c a bán kính trái t. N u g i a e là bán kính hi u d ng c a trái t thì ta có: 1 11 =− ae a r Trong ó: a - bán kính th c c a trái t (6370 Km). r - bán kính cong c a tia sóng. ae a e = K .a , khi ó K = gi s ư c g i là h s bán kính hi u d ng c a trái a t. N u g i N là khúc x , h là cao c a tia sóng so v i m t t thì k t qu tính toán cho ta bi u th c: 157 K= dN 157 + dh 14
Như v y h s K là bi n i và là phương pháp thư ng ư c s d ng miêu t kh năng u n cong c a các tia sóng viba. Hình dư i ây cho th y s nh hư ng c a h s K khác nhau n tia sóng viba. (2) S nhi u x (diffraction) Xét trên quan i m v t lý thì chùm sóng viba có b r ng là m t c t ngang ó l y tia truy n tr c ti p làm tr c gi a. Gía tr o b r ng c a chùm là i th ¡ % ¡ £ nh t - M t ellipsoid ch a h u h t công su t tín hi u t máy phát n máy thu. i v i m t tuy n c nh thì i Fresnel s tr nên h p hơn khi t n s viba tăng lên và anten l n hơn. Xét theo m t th ng ng thì i Fresnel xác nh phía trong biên c a hình ellipsoid, ó các tia ph n x không gây nhi u t i các tia truy n tr c ti p t i anten thu. Còn t b m t bên ngoài c a i Fresnel th nh t tr ra thì các v t ch n hay a hình b t u gây ra t n hao do nhi u x . Ngoài i Fresnel th nh t, còn có các h ellipsoid bao xung quanh ư ng biên c a nó. ó là các i Fresnel 2, 3, ... Chúng có nh hư ng ít t i vi c gây tiêu hao nhi u x do công su t tín hi u trong các vùng này là không áng k . Bán kính i Fresnel th nh t cho b i: (d .d )  1 F1 = 17,32. 1 2 (m ) 2  f .d    d1 , d 2 , d tính theo Km. f là t n s tính theo GHz. i v i các a hình khác nhau có th làm ch n mi n Fresnel th nh t gây ra các t n hao nhi u x khác nhau. 15
¡ ¡ ¢ £ ¤ © ¡ ¡ ¤ ¤ ¦ ¤ ! " # ¦ $ " % 2.5.1. Phân b t n s lu ng cao t n T n s lu ng cao t n ây là t n s thu phát c a thi t b vô tuy n, vi c l a ch n phương án phân b t n s ph thu c vào: - Phương th c i u ch s . - Cách s p x p các lu ng cao t n. - c tính c a môi trư ng truy n sóng. Theo khuy n ngh c a c a CCITT v vi ba s thì d i t n làm vi c nên ch n t 2GHz n 23GHz. N u sóng mang gi a các lu ng cao t n không ư c phân chia úng thì có s can nhi u gi a chúng và t p âm s tăng lên. Các lu ng lân c n nên cách nhau 29 n 40 MHz và phân c c tr c giao. 2.5.2. Công su t phát Công su t phát cũng gi ng như vi ba tương t , ph thu c vào c ly và nh y máy thu m b o t s l i bit cho phép. ơn v công su t phát tính b ng dBm. P0 = 1mw. 2.5.3. nh y máy thu hay ngư ng thu 16
Là m c tín hi u cao t n t i thi u n u vào máy thu nó ho t ng bình thư ng, nghĩa là tho mãn t s l i bit (BER) cho trư c tương ng v i t c bít nh t nh. 2.5.4. T s bit l i BER thông tin t ưc tin c y cao, m b o cho thi t b ho t ng không −3 nh m l i thì t s này càng nh càng t t, bình thư ng cũng ph i t 10 , v i ch t lư ng t t hơn ph i t 10 −6 . V i yêu c u BER cho trư c máy thu ph i có m t ngư ng thu tương ng. 2.5.5. Phương th c i u ch và gi i i u ch Thông thư ng trong vi ba s , tùy theo t c bit (dung lư ng kênh) ngư i ta thư ng dùng các phương th c i u ch như QPSK (ho c 4PSK hay QAM) ho c QAM nhi u m c, ch ng h n (16QAM, 64QAM)... Phương th c gi i i u ch ư c ch n tương ng v i phương th c i u ch th c hi n t i máy phát. Thông thư ng, trong vi c gi i i u ch có 2 phương pháp là tách sóng k t h p (Coherent), ho c tách sóng không k t h p. Tách sóng k t h p òi h i máy thu s khôi ph c l i sóng mang ng pha v i ài phát nên c u hình ph c t p nhưng ch t lư ng tín hi u cao hơn so v i tách sóng không k t h p. 2.5.6. Tr kháng vào máy thu và tr kháng ra máy phát Vn ph i h p tr kháng i v i m ch cao t n r t quan tr ng, các b ph n k t n i vào máy phát và máy thu ph i ph i h p ư c tr kháng. N u vi c ph i h p tr không t t s làm nh hư ng n ch t lư ng tín hi u, công su t phát ho c thu không t c c i, ngoài ra còn gây ra sóng ph n x , gây m t cân b ng làm gi m nh y máy thu. Thông thư ng tr kháng ra c a máy phát và tr kháng vào máy thu ư c chu n hoá là 50Ω do ó tr kháng vào ra c a các b l c, ng d n sóng, phi ơ ph i là 50Ω. 2.5.7. T c băng t n g c Tc băng g c là t c dãy s li u vào/ra máy thu phát vô tuy n Ví d : Thi t b vi ba s RMD 1502/4 HDB3 2*2048kb/s 9470LX HDB3 4*2048kb/s Mini-link HDB3 2*2048kb/s 17
v i tr kháng 75Ω không cân b ng. 2.5.8 Kênh nghi p v Có các ch tiêu v i u ch , m c vào ra, t s S/N, t n s báo g i (kênh nghi p v thư ng ư c i u ch FM ho c FSK). 2.5.9 Kênh giám sát và i u khi n t xa Cũng có các ch tiêu như kênh nghi p v (có th ư c i u ch theo phương th c ASK ,FSK). Ngư i ta s d ng kênh này khai thác qu n lý và giám sát thi t b . ¦ ¡ ¢ © ¡ ¡ ¦ $ ¡ © Yêu c u chính c a thi t b anten cho m t h th ng vô tuy n là có suy hao truy n d n nh và kinh t , hi u su t b c x anten cao, h s khu ch i l n. 2.6.1 Anten Anten là m t giao di n chính gi a thi t b i n và môi trư ng truy n sóng, tuỳ thu c vào t n s , công ngh và công d ng. Anten YAGI ư c s d ng cho t n s 400MHz - 900MHz. Anten Parabol ư c s d ng cho t n s t 1GHz n 60GHz, b ph n ph n x ư c ch t o b ng kim lo i ho c nh a có ph m t l p kim lo i m ng m t lõm c a anten. Khi t n s nh hơn 4GHz b ph n ph n x có th ư c ch t o b ng vi c ph kim lo i trên các thanh m ng làm gi m tr ng lư ng anten và làm cho gió lư t xuyên. Ph n chính c a m t anten Parabol có th ư c minh ho dư i ây: Trong ó: D: ư ng kính anten [m] d: B sâu lòng ch o, ư c tính t tâm n m t mi ng ch o [m] 18
F: Tiêu c c a ch o, ư c tính t tâm ch o n tiêu i m F c a nó. M i liên h gi a tiêu c , b sâu lòng ch o và ư ng kính ch o ư c bi u i n theo theo bi u th c: Khi pha c a ngu n sơ c p t ngay tâm F c a Parabol thì các sóng b c x u ng pha. l i c a anten parabol ư c tính theo bi u th c: Trong ó: S: Di n tích (ti t di n) b m t anten [m2] η: Hi u su t c a anten t (0,5 - 0,7). l i c a anten theo hi u su t và t n s (s li u c a hãng Alcatel): S bi n i c a hình d ng anten parabol ho c sai l ch tiêu c u có th d n n suy gi m tr s l i c a nó. Các anten có th ư c dùng phát ho c thu nh n sóng theo m t ho c 2 phân c c (phân c c ng ho c phân c c ngang). 2.5.2 Bi u b cx Ph n chính c a năng lư ng ư c t p trung búp sóng chính nhưng m t ph n năng lư ng s b b c x theo các búp sóng ph , i u này d n n hi n tư ng giao thoa t i các i m nút. Góc m θ 3dB ph thu c vào ư ng kính anten và bư c sóng ư c tính theo bi u th c sau: 19
λ: Bư c sóng. Trong ó: D: ư ng kính an ten. (Bi u b c x anten Parabol) B ng sau cho th y góc phát x theo ư ng kính anten (s li u c a hãng Alcatel): 20