Đ án t t nghi pồ ố ệ
L I NÓI ĐUỜ Ầ
V i xã h i hi n đi nh ngày nay, các h th ng thông tin s hi n đang phátớ ộ ệ ạ ư ệ ố ố ệ
tri n r t m nh m trên toàn th gi i và đã thay th h u h t các h th ng thông tinể ấ ạ ẽ ế ớ ế ầ ế ệ ố
analog. n c ta, có th nói r ng hi n nay g n nh t t c các h th ng chuy nỞ ướ ể ằ ệ ầ ư ấ ả ệ ố ể
m ch và truy n d n c a ngành truy n thông đu đc s hóa. Cùng v i s phátạ ề ẫ ủ ề ề ượ ố ớ ự
tri n m nh m c a các h th ng thông tin khác nh thông tin di đng, cáp quang,ể ạ ẽ ủ ệ ố ư ộ
thông tin v tinh…, thì thông tin vi ba v n ti p t c đóng vai trò quan tr ng và đcệ ẫ ế ụ ọ ượ
phát tri n ngày càng hoàn thi n v i nh ng công ngh cao đáp ng đc nh ng đòiể ệ ớ ữ ệ ứ ượ ữ
h i không nh ng v m t k t c u mà c v m t truy n d n, x lý tín hi u, b o m tỏ ữ ề ặ ế ấ ả ề ặ ề ẫ ử ệ ả ậ
thông tin…
Là m t sinh viên, vi c thi t k m t tuy n truy n Vi ba s s giúp cho em cóộ ệ ế ế ộ ế ề ố ẽ
thêm các k năng v t duy, th c t , t đó c ng c và m r ng ki n th c chuyênỹ ề ư ự ế ừ ủ ố ở ộ ế ứ
ngành đã đc h c tr ng, đc bi t là kh năng tính toán phân tích và x lý sượ ọ ở ườ ặ ệ ả ử ố
li u phù h p v i th c t .ệ ợ ớ ự ế
M c dù b n thân em đã r t c g ng nh ng do v n ki n th c có h n nênặ ả ấ ố ắ ư ố ế ứ ạ
cu n đ án này không th tránh kh i nh ng thi u sót nh t đnh, em r t mong nh nố ồ ể ỏ ữ ế ấ ị ấ ậ
đc s ch b o và đóng góp ý ki n c a các th y cô giáo trong khoa Đi n t và cácượ ự ỉ ả ế ủ ầ ệ ử
b n.ạ
Qua đây, em xin chân thành g i l i c m n sâu s c đn th y giáo ử ờ ả ơ ắ ế ầ ThS.
Nguy n Đăng Thôngễ đã t n tình giúp đ và h ng d n em hoàn thành đ án này.ậ ỡ ướ ẫ ồ
Đng th i em cũng xin g i l i c m n chân thành đn các th y cô giáo trong khoaồ ờ ử ờ ả ơ ế ầ
Đi n t đã truy n đt cho em nhi u ki n th c trong th i gian h c t i tr ng Điệ ử ề ạ ề ế ứ ờ ọ ạ ườ ạ
h c S Ph m K Thu t Vinh.ọ ư ạ ỹ ậ
Sinh viên th c hi nự ệ
Nguy n Đình Hoànhễ
SVTH: Nguy n Đình Hoành ễ
1
Đ án t t nghi pồ ố ệ
M C L CỤ Ụ
Ch ng 1. T NG QUAN V H TH NG VIBA Sươ Ổ Ề Ệ Ố Ố .................................. 10
B ng 2.1. Kí hi u và phân chia băng t n theo CCIR.ả ệ ầ ................................................. 18
B ng 2.2. K t qu th c nghi m v suy hao do h i n c – khí h u theo t n s sóng ả ế ả ự ệ ề ơ ướ ậ ầ ố
vô tuy n c a Alcatel.ế ủ .................................................................................................. 27
Trong h th ng truy n d n thông tin vi ba th ng s d ng hai lo i mã là HDB3 và ệ ố ề ẫ ườ ử ụ ạ
CMI. ............................................................................................................................. 31
2.4.1 Mã HDB3 ............................................................................................................ 31
Mã HDB3 là mã nh phân l ng c c m t đ cao không quá 3 bit 0 liên ti p .ị ưỡ ự ậ ộ ế .......... 31
Quy t c mã hoá: ắ .................................................................................................... 32
Mã này khá thông d ng và ITU-T khuy n ngh s d ng t c đ bit 2,048Mbps; ụ ế ị ử ụ ở ố ộ
8,448Mbps; 34,368Mbps theo tiêu chu n châu Âu (khuy n ngh G-703). ẩ ế ị ............. 32
2.4.2 Mã CMI ............................................................................................................. 32
Mã CMI là mã đi d u, đây chính là lo i NRZ 2 m c.ổ ấ ạ ứ ............................................. 32
Quy t c mã hoá: ắ ......................................................................................................... 32
..................................................................................................................................... 33
Hình 2.9. Mã CMI ........................................................................................................ 33
Mã CMI đc ITU-T khuy n ngh s d ng t c đ bit 140Mbps theo tiêu chu n ượ ế ị ử ụ ở ố ộ ẩ
châu Âu (khuy n ngh G-703). ế ị ................................................................................... 33
B ng 2.3. Mã truy n d n dùng trong vi ba sả ề ẫ ố ............................................................ 33
Gi s có 1 sóng mang hình sin nh sau: ả ử ư .................................................................. 36
Tu theo tham s đc s d ng đ mang tin: có th là biên đ A, t n s fo, pha ỳ ố ượ ử ụ ể ể ộ ầ ố ϕ (t)
hay t h p gi a chúng mà ta có các ki u đi u ch khác nhau:ổ ợ ữ ể ề ế .................................. 37
a) C s toán h cơ ở ọ ........................................................................................................ 37
Gi s tín hi u sóng mang đc bi u di n: (2.8) ả ử ệ ượ ể ễ ................................ 37
Bi u th c tín hi u băng g c: s(t) là tín hi u d ng nh phân (0,1) hay là m t dãy ể ứ ệ ố ệ ở ạ ị ộ
NRZ (Non-Return Zero). ............................................................................................. 37
Khi đó, tín hi u đi u pha PSK có d ng:ệ ề ạ ..................................................................... 37
(2.9) ................................................................................... 37
T bi u th c (2.9), v i n = 4, ừ ể ứ ớ ∆φ = π /2 thì ta có ki u đi u ch 4-PSK hay PSK c u ể ề ế ầ
ph ng (QPSK). Tín hi u QPSK có d ng:ươ ệ ạ ................................................................ 37
Tín hi u băng g c s(t) là xung l ng c c nh n 4 giá trệ ố ưỡ ự ậ ị ............................................ 38
b) Quá trình đi u ch ề ế ................................................................................................. 38
S đ nguyên lý b đi u ch QPSK s d ng m t trong 4 pha l ch nhau 90o, đc ơ ồ ộ ề ế ử ụ ộ ệ ượ
trình bày nh Hình 2.11.ư .............................................................................................. 38
SVTH: Nguy n Đình Hoành ễ
2
Đ án t t nghi pồ ố ệ
Tín hi u băng g c đc đa vào b bi n đi n i ti p thành song song, đu ra đc ệ ố ượ ư ộ ế ổ ố ế ầ ượ
hai lu ng s li u có t c đ bit gi m đi m t n a, đng th i bi n đi tín hi u đn ồ ố ệ ố ộ ả ộ ử ồ ờ ế ổ ệ ơ
c c thành tín hi u ự ệ ± 1. Hai sóng mang đa t i hai b tr n làm l ch pha nhau 90o. ư ớ ộ ộ ệ
T ng h p tín hi u đu ra 2 b tr n ta đc tín hi u 4-PSK. Tín hi u ra 2 b ổ ợ ệ ầ ộ ộ ượ ệ ệ ở ộ
tr n: ; ộ .......................................................................................................................... 38
v i a(t) = ớ ± 1, b(t) = ± 1 ............................................................................................... 38
Tín hi u ra 4-PSK là: (2.11)ệ .............................................................. 38
c) Quá trình gi i đi u ch ả ề ế .......................................................................................... 39
S đ gi i đi u ch QPSK đc trình bày nh Hình 2.14.ơ ồ ả ề ế ượ ư ....................................... 39
Gi s tín hi u thu đc là: ả ử ệ ượ ...................................................................................... 39
.......................................................................................................................... 39
V i ớ ϕ (t) = n π /2; n = 0,1,2,3. Và a(t) = ± 1, b(t) = ± 1. ................................................. 39
Hai tín hi u chu n vào b tr n:ệ ẩ ộ ộ .................................................................................. 39
Tín hi u sau khi qua các b l c:ệ ộ ọ ................................................................................. 39
2.6.3. Đi u ch biên đ c u ph ng QAMề ế ộ ầ ươ ............................................................... 40
Đi u ch biên đ c u ph ng QAM là ph ng pháp đi u ch k t h p gi a đi u ề ế ộ ầ ươ ươ ề ế ế ợ ữ ề
ch biên đ ASK và đi u ch pha PSK. Trong ph ng th c đi u ch này, ta th c ế ộ ề ế ươ ứ ề ế ự
hi n đi u ch biên đ nhi u m c 2 sóng mang mà 2 sóng mang này đc d ch pha 1ệ ề ế ộ ề ứ ượ ị
góc 90o. Tín hi u t ng c a 2 sóng mang này có d ng v a đi u biên v a đi u pha:ệ ổ ủ ạ ừ ề ừ ề 40
Tín hi u s(t) là t ng c a 2 thành ph n ss(t) và sc(t) và đc bi u di n nh sau:ệ ổ ủ ầ ượ ể ễ ư ..... 40
Nh có biên đ thay đi mà các tr ng thái pha c a sóng mang đã cách xa nhau, do ờ ộ ổ ạ ủ
v y kh năng m c l i s gi m, đây cũng chính là u đi m c a QAM .ậ ả ắ ỗ ẽ ả ư ể ủ .................. 40
2.6.3.1 Quá trình đi u chề ế ........................................................................................... 40
S đ đi u ch QAM đc mô t nh Hình 2.15ơ ồ ề ế ượ ả ư ..................................................... 40
B chuy n đi SPC chuy n đi tín hi u đi u ch vào thành m chu i tín hi u nh ộ ể ổ ể ổ ệ ề ế ỗ ệ ị
phân. B bi n đi 2/L có ch c năng chuy n đi chu i nh phân thành chu i tín hi u ộ ế ổ ứ ể ổ ỗ ị ỗ ệ
có m c. Ta có m i quan h gi a m và L m c nh sau: m =log2L.ứ ố ệ ữ ứ ư ........................... 41
Ví d v i L = 4 thì m = 2 và M = 16, ta có đi u ch 16-QAM, và v i L = 8 thì m =3 ụ ớ ề ế ớ
và M = 64, ta có đi u ch 64-QAM.ề ế .......................................................................... 41
............................................................................................................... 42
..................................................................................................................... 42
......................................................................................................................... 42
................................................................................................................................... 42
Hình 2.18. S đ s p x p chòm sao c a các ph ng pháp đi u ch sơ ồ ắ ế ủ ươ ề ế ố ................... 42
2.6.3.2 Quá trình gi i đi u chả ề ế ................................................................................... 42
S đ gi i đi u ch QAM đc cho nh Hình 2.19ơ ồ ả ề ế ượ ư ................................................. 42
Tín hi u M-QAM vào: ệ ............................................................................................... 42
Tín hi u chu n: và ệ ẩ .................................................................................................... 43
Sau khi lo i b thành ph n hài b c cao các b l c thông th p ta s có:ạ ỏ ầ ậ ở ộ ọ ấ ẽ ................ 43
Biên đ c a tín hi u gi i đi u ch có L = m c, trong đó M là s tr ng thái tín hi u. ộ ủ ệ ả ề ế ứ ố ạ ệ
Tín hi u L m c đc bi n đi b i b bi n đi ADC thành n/2 tín hi u 2 m c, trongệ ứ ượ ế ổ ở ộ ế ổ ệ ứ
đó L = 2n/2 và M = L2. V i 16-QAM thì n = 4, L = 4 và v i 64-QAM thì n = 6, L = ớ ớ
8. T n tín hi u này, b bi n đi PSC s t o nên tín hi u gi i đi u ch .ừ ệ ộ ế ổ ẽ ạ ệ ả ề ế ................ 43
SVTH: Nguy n Đình Hoành ễ
3
Đ án t t nghi pồ ố ệ
Ví d : Mã hoá PCM m t kênh tho i v i s bit trong t mã là b = 8 bit thì băng t n ụ ộ ạ ớ ố ừ ầ
t i thi u là: = 32KHz. Trong khi đó, ph ng pháp truy n d n tín hi u t ng t yêu ố ể ươ ề ẫ ệ ươ ự
c u băng t n tho i 3,1KHz (0,3-3,4) KHz. Suy ra, ph ng pháp truy n d n tín hi u ầ ầ ạ ươ ề ẫ ệ
s có băng t n x p xĩ 10 l n so v i ph ng pháp t ng t . N u s d ng ph ng ố ầ ấ ầ ớ ươ ươ ự ế ử ụ ươ
pháp đi u ch 16-PSK có M=16 m c thì băng thông yêu c u gi m l n và t ng ề ế ứ ầ ả ầ ươ
đng 8 KHz.ươ .............................................................................................................. 44
B ng 2.4. Đ l i c a an ten theo hi u su t và t n s (s li u c a hãng Alcatel)ả ộ ợ ủ ệ ấ ầ ố ố ệ ủ . . 47
B ng 2.5. Góc phát x theo đng kính anten (s li u c a hãng Alcatel)ả ạ ườ ố ệ ủ ................ 48
3.2.8 Các ch tiêu k thu t đánh giá ch t l ng tuy nỉ ỹ ậ ấ ượ ế .............................................. 65
Ba ch tiêu ch y u đ đánh giá ch t l ng tuy n đó là :ỉ ủ ế ể ấ ượ ế ......................................... 65
- Đ không s d ng đng cho phép (đi v i đng tr c):ộ ử ụ ườ ố ớ ườ ụ ................................... 65
Pucf = 0,06L/600 % v i L<600km ớ .......................................................................... 65
V i L [km]ớ ................................................................................................................... 65
ví d : L=30kmụ ............................................................................................................. 65
Pucf = 0,06L/600 % = 0,06.30/600 % = 0,003% ........................................................ 65
- Đ không s d ng đc c a m ng n i h t (giá tr cho phép) là 0,0325% (t i m i ộ ử ụ ượ ủ ạ ộ ạ ị ạ ỗ
đu cu i).ầ ố .................................................................................................................... 65
- Đ không s d ng đc (giá tr cho phép) c a hành trình ng c là 0,0225%.ộ ử ụ ượ ị ủ ượ ....... 65
M c đích các tính toán ch tiêu ch t l ng là nh m xác đnh xác su t v t các ch ụ ỉ ấ ượ ằ ị ấ ượ ỉ
tiêu BER, b ng cách s d ng các giá tr c a các xác su t tìm ra trong các tính toán ằ ử ụ ị ủ ấ
đng truy n.ườ ề ............................................................................................................. 65
Các m c tiêu t l l i bit BER đc s d ng sao cho BER không đc l n h n các ụ ỉ ệ ỗ ượ ử ụ ượ ớ ơ
giá tr sau:ị .................................................................................................................... 65
- Đ không s d ng đc c a m ng n i h t (giá tr cho phép) là 0,0325% (t i m i ộ ử ụ ượ ủ ạ ộ ạ ị ạ ỗ
đu cu i).ầ ố .................................................................................................................... 75
- Đ không s d ng đc (giá tr cho phép) c a hành trình ng c là 0,0225%.ộ ử ụ ượ ị ủ ượ ....... 75
M c đích các tính toán ch tiêu ch t l ng là nh m xác đnh xác su t v t các ch ụ ỉ ấ ượ ằ ị ấ ượ ỉ
tiêu BER, b ng cách s d ng các giá tr c a các xác su t tìm ra trong các tính toán ằ ử ụ ị ủ ấ
đng truy n.ườ ề ............................................................................................................. 75
Các m c tiêu t l l i bit BER đc s d ng sao cho BER không đc l n h n các ụ ỉ ệ ỗ ượ ử ụ ượ ớ ơ
giá tr sau:ị .................................................................................................................... 75
B ng 2.6 K t qu tính toánả ế ả ......................................................................................... 76
TÓM T T Đ ÁNẮ Ồ
V i đ tài “ớ ề Thi t k tuy n truy n vi ba s t Thành ph Vinh – th tr n ế ế ế ề ố ừ ố ị ấ
Nam Đàn” em đã trình bày cu n đ án này đc trình bày th t nh sau:ố ồ ượ ứ ự ư
SVTH: Nguy n Đình Hoành ễ
4
Đ án t t nghi pồ ố ệ
Tr c h t trình bày v các khái ni m, l ch s ra đi, đc đi m, các lo iướ ế ề ệ ị ử ờ ặ ể ạ
m ng và đa ra m t s u nh c đi m c a h th ng vi ba s . Ti p theo trình bàyạ ư ộ ố ư ượ ể ủ ệ ố ố ế
v c s truy n sóng trong h th ng vi ba s , các ch tiêu k thu t, mã truy n d nề ơ ở ề ệ ố ố ỉ ỹ ậ ề ẫ
đ làm ti n đ cho quá trình thi t k tuy n ph n sau. M t v n đ quan tr ng n aể ề ề ế ế ế ở ầ ộ ấ ề ọ ữ
trong h th ng vi ba sô là các ph ng th c đi u ch và ra m t s thi t b cũngệ ố ươ ứ ề ế ộ ố ế ị
đc trình bày trong cu n đ án này. Sau đó, t nh ng c s lý thuy t trên thì tôiượ ố ồ ừ ữ ơ ở ế
b t đu vào kh o sát thi t k m t tuy n vi ba s th c t t thành ph (TP) Vinhắ ầ ả ế ế ộ ế ố ự ế ừ ố
đn th tr n Nam Đàn thu c huy n Nam Đàn.Nhìn chung đ án đc th hi n trongế ị ấ ộ ệ ồ ượ ể ệ
ba ch ng có c u trúc rõ ràngươ ấ :
Ch ng 1. T ng quan v h th ng vi ba sươ ổ ề ệ ố ố
Ch ng 2. C s lý thuy t và thi t b vi ba sươ ơ ở ế ế ị ố
Ch ng 3. Thi t k tuy n vi ba s t TP. Vinh đn th tr n Nam Đànươ ế ế ế ố ừ ế ị ấ
DANH SÁCH CÁC T VI T T TỪ Ế Ắ
SVTH: Nguy n Đình Hoành ễ
5