Nghiên cứu mô phỏng ảnh hưởng của mưa tới truyền dẫn Viba mặt đất tầm nhìn thẳng trong điều kiện khí hậu Việt Nam

Kü thuËt ®iÖn tö & Khoa häc m¸y tÝnh<br /> <br /> <br /> Nghiªn cøu m« Pháng ¶nh h­ëng cña m­a<br /> tíi truyÒn dÉn viba mÆt ®Êt tÇm nh×n<br /> th¼ng trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu ViÖt Nam<br /> PH¹M THÞ MINH NGUYÖT*, BïI NGäC Mü**, NGUYÔN §¡NG QUÕ***<br /> Tãm tắt: Sù t¸c ®éng cña m«i tr­êng khÝ quyÓn ®Õn tÝn hiÖu v« tuyÕn ®ãng vai trß quan<br /> träng trong viÖc thiÕt kÕ c¸c ®­êng truyÒn dÉn v« tuyÕn ho¹t ®éng trong c¸c d¶i tÇn sè trªn<br /> 10GHz. Trong ®ã, sù hÊp thô, ph¶n x¹ vµ t¸n x¹ sãng v« tuyÕn do m­a trong tÇng ®èi l­u<br /> dÉn ®Õn suy hao tÝn hiÖu vµ lµm suy gi¶m kh¶ n¨ng, ®é tin cËy cña hÖ thèng vi ba mÆt ®Êt<br /> tÇm nh×n th¼ng [6, 7, 8]. T¹i b¸o c¸o ®Çu tiªn [1], chóng t«i ®· sö dông sè liÖu tèc ®é m­a<br /> cña ITU ®Ó tÝnh suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn t¹i ViÖt Nam. Trong ph¹m vi b¸o c¸o nµy, mét<br /> ph­¬ng ph¸p cô thÓ ®­îc ®Ò xuÊt ®Ó xö lý chuyÓn ®æi tõ sè liÖu ®o m­a (mm) sang tèc ®é<br /> m­a (mm/h) nh»m phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn t¹i tõng tiÓu vïng<br /> khÝ hËu cña ViÖt Nam. KÕt qu¶ xö lý ®­îc ph©n tÝch, so s¸nh víi sè liÖu tèc ®é m­a cña<br /> ITU vµ ®­îc sö dông ®Ó tÝnh suy hao do m­a cho 7 vïng khÝ hËu cña ViÖt Nam.<br /> Tõ khãa: TruyÒn dÉn v« tuyÕn, Viba mÆt ®Êt, Suy hao do m­a.<br /> <br /> 1. më ®Çu<br /> Sù hÊp thô, ph¶n x¹ vµ t¸n x¹ sãng v« tuyÕn tõ c¸c giät m­a dÉn ®Õn suy hao tÝn hiÖu vµ<br /> lµm suy gi¶m kh¶ n¨ng, ®é tin cËy cña hÖ thèng truyÒn dÉn v« tuyÕn. TÇn sè cµng cao th×<br /> møc ®é suy hao tÝn hiÖu do m­a cµng t¨ng m¹nh vµ biÕn ®æi theo khu vùc ®Þa lý, ®Æc biÖt<br /> t¹i c¸c khu vùc nhiÖt ®íi vµ xÝch ®¹o. V× vËy, cÇn ph¶i ®­a ra ®­îc ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c vÒ<br /> suy hao tÝn hiÖu do m­a ®èi víi c¸c ®­êng truyÒn sãng.<br /> Tuy nhiªn, khi kh«ng cã kh¶ n¨ng thu thËp d÷ liÖu ®Ó tÝnh suy hao ®Æc tr­ng do m­a, cã<br /> thÓ sö dông c¸c d÷ liÖu ®­îc khuyÕn nghÞ bëi ITU (Liªn minh ViÔn th«ng Quèc tÕ) nh­ng<br /> c¸c d÷ liÖu ®­îc khuyÕn nghÞ nµy lu«n kh«ng chÝnh x¸c. Cô thÓ, d÷ liÖu cña ITU thùc hiÖn<br /> xÐt cho toµn vïng nhiÖt ®íi réng lín trong ®ã cã ViÖt Nam (víi tèc ®é m­a R0.01 = 70 -<br /> 90mm/h) [3]. Trong khi ®ã, ViÖt Nam ta n»m trong khu vùc nhiÖt ®íi giã mïa cã chÕ ®é<br /> khÝ hËu kh¸ ®Æc tr­ng. Ngoµi ra, do ®Þa h×nh phøc t¹p nªn khÝ hËu ViÖt Nam l¹i ph©n hãa<br /> m¹nh vµ chia thµnh c¸c tiÓu vïng víi nh÷ng ®Æc tr­ng kh¸c nhau. V× vËy cÇn ph¶i xö lý<br /> chuyÓn ®æi c¸c th«ng tin vÒ chuçi l­îng m­a ngµy (mm) hiÖn ®­îc l­u tr÷ t¹i c¬ quan khÝ<br /> t­îng ViÖt Nam sang tèc ®é m­a (mm/h) nh»m phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n suy hao tÝn hiÖu<br /> do m­a t¹i c¸c tiÓu vïng khÝ hËu cña ViÖt Nam.<br /> 2. Ph­¬ng ph¸p vµ sè liÖu<br /> 2.1. C¬ së lý thuyÕt tÝnh suy hao do m­a<br /> §Ó tÝnh to¸n suy hao do m­a cÇn x¸c ®Þnh ®­îc tham sè chÝnh lµ tèc ®é m­a R víi ®¬n<br /> vÞ ®o lµ mm/h. §¸nh gi¸ gi¸ trÞ R lµ b­íc ®Çu tiªn trong dù ®o¸n suy hao do m­a [9]. Sù<br /> kh¸c biÖt ®¸ng kÓ vÒ sè liÖu m­a theo n¨m, theo mïa, theo th¸ng vµ theo ngµy ®­îc quan<br /> s¸t thÊy ë c¸c tiÓu vïng khÝ hËu kh¸c nhau cña ViÖt Nam. Sù kh¸c biÖt theo khu vùc ®¸ng<br /> chó ý lµ vÒ l­îng m­a, thêi gian m­a liªn tôc vµ tèc ®é m­a. C¸c ®Æc tr­ng nµy kh¸c xa so<br /> víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho khu vùc quy m« lín do ITU c«ng bè.<br /> §èi víi ¸p dông thùc tÕ, quan hÖ gi÷a hÖ sè suy hao r (dB/km) vµ tèc ®é m­a R (mm/h)<br /> ë d¶i tÇn sè ®· cho cã thÓ ®­îc xÊp xØ theo ®Þnh luËt hµm mò [5]:<br /> r = k.R (dB/km) (1)<br /> trong ®ã, tham sè k vµ  ®­îc x¸c ®Þnh nh­ hµm cña tÇn sè f(GHz), tÝnh trªn d¶i tÇn réng<br /> víi d¹ng m­a cã nhiÖt ®é vµ ph©n bè kÝch th­íc giät kh¸c nhau. Trªn thùc tÕ sè liÖu l­îng<br /> m­a trong mét vïng, ®­îc c¸c c¬ quan khÝ t­îng cung cÊp, kh«ng cã ®ñ c¸c ®Æc tr­ng<br /> thèng kª cÇn thiÕt cho c¸c phÐp tÝnh suy hao. C¸c hÖ sè  vµ k phô thuéc tÇn sè ®­îc tÝnh<br /> <br /> <br /> 56 P.T. M .NguyÖt, B.N. Mü, N.§.QuÕ, "Nghiªn cøu m« pháng… khÝ hËu ViÖt Nam."<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> cho ph©n cùc tuyÕn tÝnh (®øng-V vµ ngang-H) vµ c¸c ®­êng truyÒn ngang. §èi víi ph©n<br /> cùc trßn, k vµ  ®­îc tÝnh tõ c¸c ph­¬ng tr×nh sau [5]:<br /> k H  kV (2)<br /> k<br /> 2<br /> kHH  kVV (3)<br /> <br /> 2k<br /> HiÖn nay ë ViÖt Nam, ®Ó truyÒn t¶i sãng v« tuyÕn kho¶ng c¸ch tõ 2-10 km, hÖ thèng vi<br /> ba mÆt ®Êt ®ang sö dông d¶i tÇn 14, 15 GHz. Tuy vËy, thùc tÕ cho thÊy c¸c d¶i tÇn nµy<br /> ®ang trë nªn qu¸ t¶i. V× vËy, Bé Th«ng tin & TruyÒn th«ng lªn quy ho¹ch sö dông d¶i tÇn<br /> 17 GHz. §Ó phôc vô cho môc ®Ých nªu trªn, trong c«ng tr×nh nµy, chóng t«i lùa chän tÝnh<br /> to¸n m« pháng suy hao do m­a trªn d¶i tÇn 17 GHz.<br /> <br /> B¶ng 1. HÖ sè k vµ  ®èi víi d¶i 17 GHz cho ph©n cùc sö dông ph­¬ng tr×nh (2), (3) [5].<br /> KiÓu ph©n cùc k <br /> Ngang 0,06146 1,0949<br /> §øng 0,06797 1,0137<br /> Trßn 0,064715 1,0526<br /> 2.2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh tèc ®é m­a<br /> 2.2.1. Sè liÖu sö dông<br /> M¹ng l­íi quan tr¾c khÝ t­îng cña ViÖt Nam bao gåm gÇn 200 tr¹m ®­îc ph©n bè trªn<br /> toµn bé l·nh thæ vµ h¶i ®¶o nh»m quan tr¾c liªn tôc ngµy ®ªm c¸c yÕu tè khÝ t­îng, trong<br /> ®ã cã l­îng m­a ®Ó phôc vô c«ng t¸c dù b¸o thêi tiÕt hµng ngµy còng nh­ l­u tr÷ l©u dµi<br /> t¹i Trung t©m t­ liÖu khÝ t­îng thñy v¨n. Trong ®ã, l­îng m­a ngµy ®­îc thu thËp hai lÇn<br /> trong mét ngµy (k× quan tr¾c 7 giê vµ 19 giê) vµ c¸c kho¶ng thêi gian x¶y ra hiÖn t­îng<br /> m­a trong ngµy d­íi d¹ng c¸c mèc thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc tõng trËn m­a xuÊt hiÖn<br /> t¹i tr¹m quan tr¾c. C¸c th«ng tin nµy ®­îc l­u tr÷ trong b¶ng biÓu khÝ t­îng b»ng giÊy vµ<br /> mét phÇn nhá ®­îc nhËp, l­u tr÷ trªn m¸y tÝnh d­íi d¹ng c¸c c¬ së d÷ liÖu khÝ t­îng.<br /> Trong ph¹m vi bµi b¸o nµy, chóng t«i tËn dông kh¶ n¨ng cho phÐp tiÕp cËn ®Õn c¬ së d÷<br /> liÖu nªu trªn ®Ó trÝch xuÊt l­îng m­a ngµy, tæng thêi gian m­a trong ngµy vµ c¸c th«ng tin<br /> vÒ d¹ng m­a ®Ó tÝnh tèc ®é m­a R0.01 phôc vô nghiªn cøu suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do m­a.<br /> Chuçi d÷ liÖu sö dông cã ®é dµi 40 n¨m (1961 – 2000). ViÖc tÝnh to¸n ®­îc thùc hiÖn cho<br /> mét sè tr¹m ®¹i diÖn cho c¸c khu vùc khÝ hËu cña ViÖt Nam. Do cã sù ®Æc thï vÒ vÞ trÝ ®Þa<br /> lý vµ ®Þa h×nh nªn c¸c khu vùc nµy chÞu sù t¸c ®éng kh¸c nhau cña c¸c lo¹i h×nh thÕ thêi<br /> tiÕt kh¸c nhau dÉn tíi cã chÕ ®é khÝ hËu kh¸c nhau [2].<br /> <br /> B¶ng 2. C¸c tr¹m ®¹i diÖn cho 7 khu vùc khÝ hËu cña ViÖt Nam.<br /> TT Khu vùc Tr¹m ®¹i diÖn Chuçi sè liÖu t¹i m¹ng l­íi<br /> quan tr¾c khÝ t­îng ViÖt Nam<br /> 1 T©y B¾c S¬n La 1961 – 2000<br /> 2 §«ng B¾c L¹ng S¬n 1961 – 2000<br /> 3 B¾c Trung Bé Vinh 1961 – 2000<br /> 4 Trung Trung Bé §µ N½ng 1976 – 2000<br /> 5 Nam Trung Bé Bu«n Mª Thuét 1976 – 2000<br /> 6 T©y Nguyªn Nha Trang 1977 – 2000<br /> 7 Nam Bé CÇn Th¬ 1978 – 2000<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 31, 06 - 2014 57<br />  Kü thuËt ®iÖn tö & Khoa häc m¸y tÝnh<br /> <br /> 2.2.2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh tèc ®é m­a<br /> ViÖc tÝnh to¸n tèc ®é m­a ®­îc ®Ò xuÊt thùc hiÖn theo c¸c b­íc sau:<br /> B­íc 1: Thu thËp sè liÖu vÒ thêi gian m­a vµ l­îng m­a cña c¸c trËn m­a t¹i c¸c tr¹m<br /> trong tõng n¨m cho c¶ thêi kú dµi 40 n¨m (1961-2000);<br /> B­íc 2: TÝnh tæng thêi gian c¸c trËn m­a (tÝnh b»ng phót) trong tõng ngµy. Trong b¶ng<br /> c¸c hiÖn t­îng khÝ t­îng cã ph©n biÖt hai d¹ng m­a lµ m­a vµ m­a rµo, song l­îng m­a l¹i<br /> chØ ®­îc quan tr¾c vµ l­u gi÷ chung cho c¶ ngµy. Do vËy, viÖc tÝnh to¸n ë ®©y ph¶i thùc<br /> hiÖn chung cho c¶ hai d¹ng m­a.<br /> B­íc 3: TÝnh tèc ®é m­a cña c¸c trËn m­a ®ã;<br /> B­íc 4: S¾p xÕp chuçi c¸c ngµy cã m­a trong n¨m theo thø tù gi¶m dÇn tèc ®é m­a<br /> (cho c¶ 40 n¨m)<br /> B­íc 5: Trong mçi n¨m chän c¸c ngµy cã tèc ®é m­a tõ cao xuèng cho tíi khi tæng sè<br /> thêi gian m­a b»ng hoÆc lín h¬n 52.56 phót/n¨m;<br /> B­íc 6: Tõ sè c¸c ngµy ®· chän, tÝnh tèc ®é m­a R0.01 [4] trung b×nh cho tõng n¨m;<br /> B­íc 7: TÝnh tèc ®é m­a chung cho c¶ 40 n¨m. §ã chÝnh lµ R0.01 chung cho tr¹m ®ã<br /> B­íc 8: ViÖc tÝnh to¸n nh­ trªn ®­îc thùc hiÖn lÇn l­ît cho tõng tr¹m ®¹i diÖn cho c¸c<br /> khu vùc. NÕu t¹i mét khu vùc, viÖc tÝnh to¸n ®­îc thùc hiÖn cho nhiÒu tr¹m th× kÕt qu¶<br /> chung cho khu vùc sÏ lµ gi¸ trÞ trung b×nh gi÷a c¸c tr¹m ®· chän.<br /> 2.3. Ph­¬ng ph¸p tÝnh suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do m­a<br /> ViÖc tÝnh to¸n suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do m­a theo c¸c ®Æc tr­ng thèng kª dµi h¹n<br /> ®­îc thùc hiÖn theo c¸c b­íc sau [4]:<br /> B­íc 1: TÝnh tèc ®é m­a (R0.01) cã tØ phÇn thêi gian cao h¬n 0,01% cña n¨m trung b×nh<br /> (b­íc tÝnh b»ng mét phót) cho 7 vïng khÝ hËu ®Æc tr­ng trªn l·nh thæ ViÖt Nam (nh­ ®·<br /> m« t¶ trong môc 2.2.2).<br /> B­íc 2: X¸c ®Þnh c¸c hÖ sè k vµ  cho c¸c kiÓu ph©n cùc ngang, ®øng vµ trßn. C¸c hÖ<br /> sè  vµ k phô thuéc tÇn sè ®­îc tÝnh cho ph©n cùc tuyÕn tÝnh (®øng-V vµ ngang-H) vµ c¸c<br /> ®­êng truyÒn ngang.<br /> B­íc 3: TÝnh ®é suy hao r (dB/km) cho d¶i tÇn 17GHz, c¸c kiÓu ph©n cùc vµ tèc ®é<br /> m­a ®· tÝnh ë b­íc 1.<br /> B­íc 4: TÝnh chiÒu dµi ®­êng truyÒn sãng hiÖu qu¶ deff b»ng c¸ch nh©n chiÒu dµi ®­êng<br /> dÉn thùc tÕ d víi hÖ sè kho¶ng c¸ch r, víi r ®­îc tÝnh nh­ sau [4]:<br /> 1<br /> r<br /> 0 . 633 0 . 073  0 . 123<br /> 0 . 477 d R 0 . 01 f  10 . 579 (1  exp(  0 . 024 d )) (4)<br /> trong ®ã, f (GHz) lµ tÇn sè vµ  lµ sè mò trong m« h×nh suy hao ®Æc tr­ng tõ b­íc 3.<br /> B­íc 5: TÝnh tæng suy hao do m­a Ar trªn qu·ng ®­êng víi tèc ®é m­a cã tØ lÖ thêi gian<br /> cao h¬n 0,01% cña n¨m trung b×nh:<br /> A0.01 = gR deff = gR dr (dB) (5)<br /> 3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn<br /> 3.1. KÕt qu¶ tÝnh tèc ®é m­a t¹i c¸c khu vùc kh¸c nhau trªn l·nh thæ ViÖt Nam<br /> Xem xÐt c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n R0.01 trong b¶ng 3 ta thÊy: MÆc dï míi chØ lµ kÕt qu¶ s¬<br /> bé, h¬n n÷a l¹i ®­îc tÝnh dùa trªn tèc ®é m­a ngµy (kh«ng ph¶i lµ tèc ®é m­a lín nhÊt<br /> trong ngµy) nh­ng hÇu hÕt t¹i c¸c tr¹m ®­îc tÝnh ®Òu cho kÕt qu¶ cao h¬n gi¸ trÞ R0.01 do<br /> ITU c«ng bè (R0.01 = 70 - 90mm/h) [3].<br /> Gi¸ trÞ R0.01 tÝnh ®­îc t¹i tr¹m ®¹i diÖn cho c¸c khu vùc cã c¸c h×nh thÕ thêi tiÕt g©y<br /> m­a ®Æc tr­ng cña ViÖt Nam nh­ ho¹t ®éng cña b·o, giã mïa §«ng B¾c, giã mïa T©y<br /> Nam (L¹ng S¬n, Vinh, §µ N½ng, Nha Trang, CÇn Th¬) ®Òu cao h¬n so víi c¸c tr¹m Ýt bÞ<br /> <br /> <br /> 58 P.T. M .NguyÖt, B.N. Mü, N.§.QuÕ, "Nghiªn cøu m« pháng… khÝ hËu ViÖt Nam."<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> ¶nh h­ëng (S¬n La, Bu«n Mª Thuét). §Æc biÖt t¹i tr¹m Vinh - chÞu ¶nh h­ëng nhiÒu cña<br /> b·o, giã mïa §«ng B¾c còng nh­ sù kÕt hîp hai hiÖn t­îng nµy vµ mét sè h×nh thÕ thêi tiÕt<br /> ®Æc tr­ng kh¸c, cã R0.01 cao nhÊt (292.7mm/h).<br /> B¶ng 3. L­îng m­a trung b×nh nhiÒu n¨m (LMTNNN) vµ tèc ®é m­a R0.01 c¸c tr¹m ®o.<br /> Tªn tr¹m/Khu vùc LMTBNN R0.01 Tªn tr¹m/Khu vùc LMTBNN R0.01<br /> (mm) (mm/h) (mm) (mm/h)<br /> S¬n La / T©y B¾c 1433.2 120.3 Nha Trang/Nam Trung Bé 1337.7 190.2<br /> L¹ng S¬n/§«ng B¾c 1291.1 194.7 Bu«n Mª Thuét/T©y Nguyªn 1899.7 72.3<br /> Vinh/B¾c Trung Bé 2089.6 292.7 CÇn Th¬/Nam Bé 1650.9 213.3<br /> §µ N½ng/NamTrung Bé 2216.5 199.4<br /> <br /> 3.2. KÕt qu¶ tÝnh suy hao do m­a t¹i c¸c khu vùc kh¸c nhau trªn l·nh thæ ViÖt Nam<br /> ViÖc tÝnh to¸n m« pháng suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do m­a vµ kho¶ng c¸ch ®­êng hiÖu<br /> qu¶ (deff) ë d¶i tÇn 17GHz ®­îc thùc hiÖn b»ng phÇn mÒm Matlab. KÕt qu¶ tÝnh to¸n m«<br /> pháng ®­îc ®­a ra d­íi d¹ng hai ®å thÞ:<br /> Suy hao do mua tai tan so 17GHz Suy hao voi cuong do mua 120.3 mm/h<br /> 15 45<br /> <br /> 40<br /> <br /> 35<br /> Muc do suy hao, (dB/km)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 10 30<br /> Suy hao, (dB)<br /> <br /> 25<br /> <br /> 20<br /> <br /> <br /> 5 15<br /> <br /> 10<br /> Phan cuc ngang Phan cuc dung<br /> Phan cuc dung 5 Phan cuc tron<br /> Phan cuc tron Phan cuc ngang<br /> <br /> 0 0<br /> 0 50 100 150 0 1 2 3 4 5 6<br /> Cuong do mua, (mm/hr) Khoang cach, (km)<br /> <br /> <br /> H×nh 1. Suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do H×nh 2. Suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do<br /> m­a t¹i tÇn sè 17GHz. m­a t¹i khu vùc T©y B¾c.<br /> H×nh 1 biÓu thÞ ®é suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn (dB/km) t­¬ng øng víi tèc ®é m­a (mm/h).<br /> Ba ®­êng kh¸c nhau trªn ®å thÞ ®Çu ®¹i diÖn cho møc ®é suy hao kh¸c nhau cña ba kiÓu<br /> ph©n cùc ngang, ®øng vµ trßn.<br /> B¶ng 4. Tæng suy hao (dB) theo kho¶ng c¸ch (km) víi ba kiÓu ph©n cùc t¹i<br /> d¶i tÇn sè 17 GHz.<br /> Tªn tr¹m/Khu vùc R0.01 Tæng suy hao (dB) theo kho¶ng c¸ch (km) víi ba kiÓu ph©n cùc t¹i tÇn sè 17GHz<br /> (mm/h)<br /> 2km 3km 4km<br /> <br /> §øng Trßn Ngang §øng Trßn Ngang §øng Trßn Ngang<br /> <br /> 1 S¬n La / T©y B¾c 120.3 16.771 19.207 22.374 20.924 23.963 27.915 24.678 28.262 32.923<br /> <br /> 2 L¹ng S¬n/§«ng B¾c 194.7 25.827 30.132 35.83 32.090 37.44 44.519 37.712 43.999 52.318<br /> <br /> 3 Vinh/B¾c Trung Bé 292.7 37.255 44.154 53.423 46.14 54.685 66.165 54.071 64.085 77.538<br /> <br /> 4 §µ N½ng/Trung trung Bé 199.4 26.386 30.813 36.677 32.779 38.278 45.562 38.514 44.976 53.535<br /> <br /> 5 Nha Trang/Nam Trung Bé 190.2 25.290 29.48 35.019 31.43 36.636 43.52 36.942 43.061 51.152<br /> <br /> 6 Bu«n Mª Thuét/T©y Nguyªn 72.3 10.635 11.943 13.614 13.332 14.971 17.065 15.787 17.730 20.211<br /> <br /> 7 CÇn Th¬/Nam Bé 213.3 28.032 32.821 39.178 34.804 40.75 48.643 40.875 47.857 57.128<br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 2 m« t¶ tæng suy hao (dB) t­¬ng øng víi kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn (km). §å thÞ<br /> thø hai còng cho thÊy møc ®é suy hao kh¸c nhau cña ba kiÓu ph©n cùc. Môc ®Ých chÝnh<br /> cña ®å thÞ nµy lµ x¸c ®Þnh chiÒu dµi qu·ng ®­êng tèi ®a cã thÓ ®¹t ®­îc. Tõ ch­¬ng tr×nh<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 31, 06 - 2014 59<br />  Kü thuËt ®iÖn tö & Khoa häc m¸y tÝnh<br /> <br /> m« pháng tÝnh to¸n suy hao tÝn hiÖu v« tuyÕn do m­a t¹i d¶i tÇn 17GHz, víi tèc ®é m­a<br /> ®¹i diÖn cho c¸c khu vùc khÝ hËu cña ViÖt Nam vµ kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn gi÷a hai tr¹m<br /> vi ba mÆt ®Êt tÇm nh×n th¼ng ®­îc thay ®æi (vÝ dô tõ 2 -4 km), chóng t«i thu ®­îc c¸c kÕt<br /> qu¶ nh­ b¶ng 4.<br /> Qua ph©n tÝch cho thÊy ph©n cùc ngang bÞ suy hao nhiÒu nhÊt (h×nh1), ph©n cùc ®øng bÞ<br /> suy hao Ýt nhÊt, trong khi ph©n cùc trßn cã møc suy hao trung b×nh gi÷a hai kiÓu ph©n cùc<br /> ngang vµ ph©n cùc ®øng.<br /> §èi víi kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn hiÖu qu¶ (deff), ®é dµi qu·ng ®­êng t­¬ng øng víi tèc<br /> ®é m­a ®Æc tr­ng cho 7 vïng khÝ hËu ViÖt Nam t¹i d¶i tÇn 17GHz, chóng t«i thu ®­îc kÕt<br /> qu¶ nh­ b¶ng 5.<br /> B¶ng 5. Kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn hiÖu qu¶ (deff) theo ®é dµi qu·ng ®­êng.<br /> Tên trạm/Khu vực Lượng R0.01<br /> mưa (mm/h) Khoảng cách đường truyền hiệu quả (deff) theo<br /> TBNN độ dài quãng đường tại 17GHz<br /> (mm) 3km 4km 5km 6km<br /> 1 S ơn La / Tây Bắc 1433.2 120.3 2.39 2.82 3.22 3.60<br /> 2 Lạng S ơn/Đông Bắc 1291.1 194.7 2.25 2.65 3.02 3.36<br /> 3 Vinh/Bắc Trung Bộ 2089.6 292.7 2.14 2.51 2.85 3.17<br /> 4 Đà Nẵng/Trung trung Bộ 2216.5 199.4 2.24 2.64 3.00 3.35<br /> 5 Nha Trang/Nam Trung Bộ 1337.7 190.2 2.26 2.65 3.03 3.37<br /> Buôn Mê Thuột/Tây Nguyên 1899.7 72.3<br /> 6 2.55 3.02 3.47 3.89<br /> 7 Cần Thơ/Nam Bộ 1650.9 213.3 2.23 2.61 2.98 3.32<br /> <br /> Tõ b¶ng 5 cho thÊy, deff (km) bÞ h¹n chÕ khi kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn dµi. Ph­¬ng ¸n<br /> nµy chØ thÝch hîp cho hÖ thèng tÇm nh×n th¼ng kho¶ng c¸ch ng¾n. §iÒu nµy ®ång nghÜa víi<br /> viÖc h¹n chÕ tÝnh linh ho¹t cña hÖ thèng LOS khi lµm viÖc ë kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn dµi,<br /> d¶i tÇn cao.<br /> 4. KÕt luËn<br /> Qua kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ®©y cho thÊy gi¸ trÞ tèc ®é m­a t¹i c¸c khu vùc kh¸c nhau rÊt<br /> kh¸c nhau. C¸c kÕt qu¶ nµy kh¸c xa so víi gi¸ trÞ tèc ®é m­a do ITU c«ng bè. V× vËy viÖc<br /> ¸p dông gi¸ trÞ cña R0.01 tÝnh ®­îc trªn sè liÖu quan tr¾c thùc tÕ cña khÝ t­îng ViÖt Nam cho<br /> ®¸nh gi¸ ¶nh h­ëng cña m­a ®Õn chÊt l­îng v« tuyÕn thay v× gi¸ trÞ theo khuyÕn c¸o cña<br /> ITU lµ rÊt cÇn thiÕt. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®é suy hao do m­a ë ViÖt Nam cho thÊy, víi tèc ®é<br /> m­a cña 7 vïng khÝ hËu ®Æc tr­ng, hÖ thèng th«ng tin vi ba mÆt ®Êt d¶i tÇn 17 GHz thÝch<br /> hîp nhÊt víi kho¶ng c¸ch ®­êng truyÒn ng¾n vµ theo kiÓu ph©n cùc ®øng.<br /> NÕu ®iÒu kiÖn cho phÐp, ®Ó n©ng cao tÝnh ®¹i diÖn cÇn tÝnh to¸n R0.01 cho sè l­îng tr¹m<br /> trªn mçi khu vùc nhiÒu h¬n. Ngoµi ra, còng cÇn sö dông thªm sè liÖu cña giai ®o¹n tõ n¨m<br /> 2001 ®Õn nay nh»m ®¸nh gi¸ ®­îc ¶nh h­ëng cña biÕn ®æi khÝ hËu ®ang t¸c ®éng ngµy mét<br /> râ rÖt h¬n trong thêi gian gÇn ®©y.<br /> C¸c kÕt qu¶ nªu trªn cho thÊy, nÕu tµi nguyªn tÇn sè ë nh÷ng d¶i tÇn thÊp ®· hÕt, khi<br /> muèn më réng ra nh÷ng d¶i tÇn lín h¬n, trong thiÕt kÕ c¸c tuyÕn truyÒn dÉn vi ba trong<br /> t­¬ng lai cÇn ph¶i tham kh¶o kÕt qu¶ tÝnh to¸n tæng møc suy hao do ®iÒu kiÖn khÝ hËu, ®Æc<br /> biÖt lµ do m­a nh­ ®· tr×nh bµy trªn ®©y, ®Ó ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p (nh­ t¨ng c«ng suÊt ph¸t<br /> tÝn hiÖu) nh»m ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ tèi ­u.<br /> Tµi liÖu tham kh¶o<br /> [1]. Ph¹m ThÞ Minh NguyÖt, “¶nh h­ëng cña khÝ quyÓn ®Õn truyÒn dÉn v« tuyÕn trong<br /> ®iÒu kiÖn khÝ hËu t¹i VN”, t¹p chÝ KH&CN-§H Th¸i Nguyªn (2011).<br /> [2]. TT t­ liÖu KhÝ t­îng thñy v¨n, “Bé sè liÖu khÝ hËu ViÖt Nam”, NXBKHKT (2004).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 60 P.T. M .NguyÖt, B.N. Mü, N.§.QuÕ, "Nghiªn cøu m« pháng… khÝ hËu ViÖt Nam."<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> [3]. Rec ITU-R P.837-6, “Characteristic of precipitation for propagation modeling” ,<br /> ITU-R Recommendations and Reports, ITU, Geneva (2012).<br /> [4]. Rec. ITU-R P.530-14, “Propagation data and prediction methods required for the<br /> design of terrestrial line-of-sight systems”, ITU-R Rec.&Rep., ITU, Geneva (2012).<br /> [5]. Rec ITU-R p838-3, “Specific attenuation model for rain for use in prediction<br /> methods”, ITU-R Recommendations and Reports, ITU, Geneva (2005).<br /> [6]. Charilaos I. Kourogiorgas, “ A New Method for the Prediction of Outage Probability<br /> of LOS Terrestrial Links Operating Above 10 GHz”, IEEE antennas and wireless<br /> propagation letters, Vol. 12 (2013).<br /> [7]. M.O. Fashuyi, P.A. Owolawi and T.J. Afullo, “Rainfall rate modelling for LOS radio<br /> systems in South Africa”, South African Inst. of Electrical engineers (2006).<br /> [8]. Jan Bogucki, “Precipitation in Radio Communication”, Central Research Laboratory,<br /> National Institute of Telecommunications, Poland (2007).<br /> [9]. Vaclav Kvicera and Martin Grabner, “Rain Attenuation on Terrestrial Wireless Links<br /> in the mm Frequency Band”, Czech Metro. Institute, Czech Republic (2010).<br /> <br /> <br /> ABSTRACT<br /> RESEARCHING THE INFLUENCE OF RAIN ON THE TERRESTRIAL<br /> MICROWAVE TRANSMISSION UNDER CLIMATE CONDITIONS IN VIETNAM<br /> <br /> The atmosphere effect to radio signal plays an important role in the design of<br /> radio transmission paths operating above 10GHz. In particular, absorption,<br /> reflection and scattering of radio waves caused by rain in the troposphere result in<br /> signal loss and reducing capabilities, reliability of the line-of-sight (LOS) terrestrial<br /> microwave communication systems. At the first report, the data of the raining<br /> velocity by ITUT was used for caculating radio’s signal attenuation in Vietnam<br /> climate conditions. Within the scope of this report, a specific method is proposed to<br /> handle data conversion from rainfall (mm) to rain rate (mm/h) as well as serve for<br /> the calculation of radio signal attenuation in the climate sub-regions of Vietnam.<br /> These results are analyzed, compared with ITU rain rate data and used to calculate<br /> rain attenuation for seven climate regions of Vietnam.<br /> Keywords: Radio transmission, Terrestrial microwave transmission, Rain attenuation.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Nhận bài ngày 13 tháng 02 năm 2014<br /> Hoµn thiÖn ngµy 20 th¸ng 4 n¨m 2014<br /> ChÊp nhËn ®¨ng ngµy 15 th¸ng 05 n¨m 2014<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Địa chỉ: * Cao đẳng điện tử - điện lạnh Hà Nội<br /> ** Viện KH&CN Quân sự<br /> *** Viện KH Khí tượng thủy văn & môi trường – Bộ TN & MT.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 31, 06 - 2014 61<br />