(Tiểu luận) báo cáo môn học môn hệ thống thông tin vô tuyến đề tài tìm hiểu về phần mềm google earth và pathloss

Trong đó chú ý:+ Hiển thị điều hướng: tùy chọn cho bộ nút điều hướng để làm việc trên bản đồ.+ Thanh trạng thái : thanh nằm phía dưới bản đồ, thể hiện tọa độ, độ cao, ...+ Lưới : lưới tọ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

******

Môn: HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Đề Tài :

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM GOOGLE EARTH VÀ PATHLOSS

Họ và tên sinh viên thực hiện: Lê Thanh Phong

Lớp : Điện Tử Viễn Thông K39

Giáo viên hướng dẫn : Cô Lê Thị Cẩm Hà

Quy Nhơn, 11/2019

CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM GOOGLE EARTH

1.1 Giới thiệu chung.

Sức mạnh tìm kiếm của Google không chỉ thể hiện ở cỗ máy tìm kiếm quen thuộctại website của Google Nhằm đa dạng hoá loại hình thông tin tìm kiếm, năm 2004Google đã mua lại phần mềm địa cầu ảo nổi tiếng là Keyhole để kết hợp nó với nhữngtính năng của Google Maps Đến năm 2005, sản phẩm này được đổi tên thành GoogleEarth và chạy được trên các hệ điều hành Linux, MAC OS và MS Windows

Google Earth là một chương trình địa cầu ảo Nó vẽ bản đồ trái đất là một quả địa cầu ảo3D, trên đó là những hình ảnh địa lý được lấy từ ảnh vệ tinh, các ảnh chụp trên không và

từ hệ thống thông tin địa lý GIS

1.2 Cài đặt.

Để tải bản cài đặt vào trang: http://earth.google.com/download-earth.html, down

file cài đặt về Chạy file này, làm theo các chỉ dẫn, chương trình sẽ tiếp tục down dữ liệu

và cài đặt Quá trình này mất từ vài phút đến vài chục phút, tùy vào tốc độ của mạng.Chương trình này hoàn toàn miễn phí và được cải tiến không ngừng Bên cạnh đó, còn cóphiên bản Pro phải trả phí

Sau khi cài đặt, chương trình được chạy sẽ có cửa sổ như thế này:

1.3 Thao tác trên bản đồ.

Có 2 cách là dùng chuột và dùng nút chỉnh hướng

 Đối với chuột

+ Scroll : zoom in và zoom out bản đồ

+ Double click : zoom in điểm trỏ chuột đang trở đến

+ Click và kéo : dịch chuyển bản đồ

+ Click phải chuột và kéo sang trái / phải : xoay bản đồ

+ Click phải chuột và kéo lên trên / xuống dưới : zoom in và

zoom out bản đồ Khi hết mức zoom in, thao tác này thay đổi góc

nhìn bản đồ

 Đối với nút chỉnh hướng

Thao tác chuột trực tiếp lên các nút này, bản đồ sẽ thay đổi

theo ý muốn Click vào nút có chữ N be bé, bản đồ sẽ xoay về hướng

Những lớp thường dùng là : đường, panoramio (hình ảnh), địa điểm, Tất nhiên khibật nhiều lớp thì sẽ rối mắt.

1.4.2 Tùy chọn ngôn ngữ:

Vào menu Tools > Options > tag General : mục Language

Vào menu Công cụ > Tùy chọn > thẻ Chung : mục Ngôn ngữ

Hiện Google Earth có hổ trợ ngôn ngữ tiếng Việt của chúng ta

1.4.3 Tùy chọn công cụ hổ trợ.

Trong đó chú ý:

+ Hiển thị điều hướng: tùy chọn cho bộ nút điều hướng để làm việc trên bản đồ.+ Thanh trạng thái : thanh nằm phía dưới bản đồ, thể hiện tọa độ, độ cao, + Lưới : lưới tọa độ

+ Bản đồ toàn cảnh : bản đồ thế giới nhỏ nằm ở góc dưới bên phải

+ Chú thích tỉ lệ : một cây thước độ dài trên bản đồ

1.5 Đăng nhập với tài khoản Google: Khi bạn đăng nhập, bạn có thể chia sẻ lên

Google+ hoặc gửi email cho những gì bạn đang xem trong Google Earth

1.6 Các công cụ.

Thanh công cụ gồm có:

Nút 1 Chế độ xem toàn màn hình.

Chế độ này cho phép xem bản đồ ở chế độ toàn màn hình hay có lớp hiển thị bên trái

Nút 2 Thêm 1 điểm lên bản đồ.

Click chọn Có 2 cách là:

+ Rê chấm màu vàng trên bản đồ

+ Nhập tọa độ trực tiếp vào cửa sổ mới

Sau đó thêm các thông tin cần thiết và nhấn OK

Nút 4 Thêm một lộ trình lên bản đồ

Click chọn.

Sau đó lần lượt click lên bản đồ các điểm tạo thành lộ trình Click lên điểm này và

di chuyển để thay đổi điểm Nhấn OK khi hoàn tất

Nút 5, 6, 7 Thanh thời gian.

Nút này chỉ có tác dụng khi có một track log được thể hiện lên bản đồ Sẽ đề cậpchi tiết sau

Nút 8 Xem thời tiết các vùng.

Xem thông tin thời tiết (nhiệt độ, nắng mưa ) là một tính năng khá thú vị củaGoogle Earth Các thông tin sẽ hiển thị theo thời gian thực trên những vùng mà bạn lựachọn trên cửa sổ chương trình Để kích hoạt tính năng thời tiết này, bạn đánh dấu kiểmvào Weather trong sidebar nằm bên trái, bao gồm một số mục như mây, hình ảnh radar,nhiệt độ trước khi tìm kiếm vùng hiển thị

Nút 9 Chọn hành tinh

Không chỉ có Trái đất, Google Earth còn có bản đồ của Sao Hỏa và Mặt Trăng có

Nút 10 Thước đo.

Click chọn Sau đó lần lượt click 2 điểm trên bản đồ, thước thể hiện khoảngcách đường chim bay giữa 2 điểm đó theo đơn vị tùy chọn

1.6 Chia sẽ thông tin - Gửi đi.

Công cụ này rất hữu ích trong việc tìm đường, nếu muốn lưu lại tuyến đường nào

đó hoặc hướng dẫn ai để đi đến vị trí hiện tại của mình chỉ cần việc đánh dấu vị trí cáctuyến đường cần đi qua, sao đó gửi qua Email

Trong menu bên trái là danh sách các: điểm, lộ trình, đa giác trên bản đồ của cácbác Các bác muốn gửi thông tin này cho người khác Click phải chuột lên mục cần gửi

và chọn Gửi Email

Cần có MS Outlook đã được cài đặt thành công hay 1 tài khoản Google Cửa sổ

đăng nhập có thể hiện ra và yêu cầu

File kmz chứa thông tin cần thiết sẽ được gửi đi

1.7 Chia sẽ thông tin - Nhận.

Vào menu Files > Open

Vào menu Tệp > Mở

Các bác có thể mở file kmz nhận được của người khác, hay các định dạng khácnhư gpx, mps,

1.8 Mô phỏng chuyến bay trên Google Earth.

Một cách khác để khám phá thế giới là sử dụng tính năng Flight Simulator để tạo

ra một chuyến bay trên Google Earth Để thực hiện, hãy chọn mục Tools và chọn tiếpEnter Flight Simulator Chọn hai điểm đầu và cuối của chuyến bay, sau đó bạn có thể

“cất cánh” từ các sân bay trên toàn thế giới hoặc từ bất kỳ điểm nào trên bản đồ

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PATHLOSS

2.1 Giới thiệu chung.

Pathloss là công cụ toàn diện để thiết kế các tuyến vô tuyến hoạt động từ tần số30MHz đến 100 Ghz Chương trình được chia thành 8 đơn vị để thiết kế Một modulvùng phủ tín hiệu và cùng phủ sóng được tích hợp các đường dẫn sóng và phân tích vùngphủ Chuyển đổi giữa các mô-đun được thực hiện bằng cách lựa chọn các mô-đun từthanh menu

+ Summary + Terrain data

+ Terrain data + Antenna heights

+ Worksheets + Terrain data

+ Diffraction + Reflection

+ Multipath + Print profile

+ Network + Map grid

2.2 Các dữ liệu cần thiết cho quá trình thiết kế.

Các dữ liệu sau phải được đặt trong thư mục của phần mềm Pathloss để có thể sửdụng chương trình một cách toàn vẹn

Bao gồm các cơ sở về địa hình, khu vực, cở sở dữ liệu này được tải về từ trang

web: http://www.pathloss.com/mapsearch.html

2.3 Chức năng của các modul như sau:

2.3.1 Summary.

+ Cung cấp những điểm chính để nhập dữ liệu đường dẫn Tính toán các thông số

để đảm bảo cho việc nhận dữ liệu Modul worksheet hoàn thành việc phân tích độ tin cậycủa đường truyền Một số mục như tên của vị trí và các dấu hiệu cuộc gọi chỉ được nhậpvào ở modul này Các mục khác như chiều cao anten được thay đôi trong bất kỳ modulthiết kế nào của chương trình

+ Cung cấp giao diện cơ bản của Pathloss để nhập dữ liệu và phân tích nhiễu.+ Cài đặt ứng dụng cho một trong hai loại sóng( point to point hoặc điểm đến đađiểm) hoặc VHF-UHF

2.3.2 Terrain data.

Mục này là một điều kiện tiên quyết để truy cập vào hầu hết các modul trongchương trình.Phần này bao gồm một bảng các khoảng cách về độ cao và địa hình giữa haiđiểm Những thông tin về địa hình ở phần này được tạo ra bằng các cách sau :

+ Nhập bằng tay khoảng cách và độ cao từ bản đồ địa hình

+ Trực tiếp nhập độ cao và khoảng cách từ bản đồ địa hình bằng cách sử dụng mộtbảng lượng tử hóa các điểm

+ Chuyển đổi thông số khoảng cách và độ cao trong các tập tin văn bản từ nhiềunguồn khác

+ Dữ liệu khoảng cách và độ cao được đọc từ một bản đồ địa hình

2.3.3 Antenna height.

Modul này xác định chiều cao của anten để đáp ứng một tiêu chí quy định như một

hệ số bán kính trái đất, một tỉ lệ của miền Fresnel đầu tiên và chiều cao tự chọn cố định.Hai tiêu chí về mặt bằng có thể được định rõ cho những phần chính và đa dạng của anten.Anten có thể được thay đổi trong bất kỳ tổ hợp nào hoặc chiều cao cũng có thể đượctối ưu hóa dựa trên giá trị tối thiểu của tổng bình phương của chiều cao anten Vị trí củacác điểm tới hạn có thể không được rõ ràng khi dữ liệu được tao trong modul terrain Cấutrúc có thể được thêm vào, chỉnh sửa hoặc thậm chí chuyển trực tiếp trong modul antennaheight

2.3.4 Worksheet.

Một phân tích truyền dẫn hoàn chỉnh được thực hiện trong modul worksheet Các dữ liệu được nhập bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng thiết bị, các thông số đượctính toán và hiển thị kết quả với dữ liệu đã nhập

Độ tin cậy của phương pháp:

Địa hình gồ ghề được tính toán trên bất kỳ đoạn nào của dữ liệu so với mực nướcbiển hoặc những khung hình vuông nhỏ nhất phù hợp với địa hình

Độ tin cậy trên đường truyền được biểu hiện như là có lợi hoặc có hại trong cácquy ước sau:

+ Tổng thời gian dưới mức thấp cho tháng thời tiết xấu và những tháng cơ bảnhàng năm

+ Những tháng thời tiết xấu không có giá trị và lỗi những giây nghiêm trọng vóinhững tiêu chí mờ đi mà kéo dài hơn 10 giây liên tiếp được coi là hệ thống không

+ Đường dốc liên tục: Biểu tượng độ cong của mặt đất được sử dụng và tất cả cáctia được vẽ như đường thằng Đường đi của các tiaphản xạ cho thấy sự nhạy cảm củađường truyền với điểm phản xạ và giúp xác định mức độ phản xạ Trong chế độ này, sựthay đổi của tín hiệu như một hàm số của chiều cao anten có thế được hiển thị

+ Đường dốc thay đổi: Người sử dụng xác định độ dốc của tính khúc xạ hoặc K làmột hàm số của độ cao Màn hình hiển thị sự biểu diễn phẳng của mặt đất và các tia làcác đường cong

2.3.6 Print profile.

Nhiều định dạng in ấn được thực hiện trong modul này

2.3.7 Network and Mapgrid.

Modul Network và Map grid cho ta những miêu tả sinh động của mạng trong vùngđang xét Mỗi đường liên kết trong mạng chứa một tập tin dữ liệu tham chiếu của nó.Mỗimodul có thể được truy nhập bằng cách chọn đường dẫn từ modul Network.Những tínhtoán can nhiễu cho một hệ thống lớn được thực hiện trong modul Network Map gridđóng vai trò như một phần của can nhiễu Viba hoặc modul vùng phủ.

CHƯƠNG III THIẾT KẾ TUYẾN

Ví dụ: Thiết kế tuyến viba từ Quy Nhơn đến Tuy Phước với tần số cho trước là 13GHz,

truyền được 16 luồng E1 với phương pháp điều chế 4QAM Dùng phần mềm Pathloss 4.0 vàGoogle earth để mô phỏng tuyến truyền dẫn

II Sử dụng Pathloss để thiết kế tuyến:

1 Mục đích:

Pathloss là phần mềm chuyên nghiệp về thiết kế tuyến Microwave với những ưu điểmvượt trội là dễ sử dụng, đầy đủ các thông số nhưng bên cạnh đó nó có nhược điểm là tính chống nhiễu không care đến terrain

2 Tiến hành thiết kế:

Giao diện Pathloss:

Hình dưới thể hiện các thông số ban đầu cần nhập vào và sau khi làm những bước tínhtoán đầu tiên

- Bước 1: thiết lập các thông số ban đầu

+ Tọa độ: gồm vĩ độ và kinh độ được lấy từ Goole earth sau đó nhập như hình trên+ Tiếp theo ta nhập tần số: tần số được sử dụng ở đây là 13GHz

+ Thiết lập chuẩn ban đầu: trên thanh công cụ của Pathloss chọn configure sau đóchọn geographic default

Xuất hiện hộp thoại

Chọn như hình trên (dùng dữ liệu chuẩn chung)->OK

Sau khi thiết lập:

- Bước 2: load dữ liệu địa hình SRTM

+ Dữ liệu địa hình SRTM thể hiện tọa độ (latitude, longitude), thông số độ cao(elevation) được load trực tiếp vao Pathloss để mô phỏng địa hình ở phần terraindata+ SRTM có thể tải trên trang chủ của Pathloss(http://www.pathloss.com/mapsearch.html) bằng cách nhập tọa độ của điểm cần lấy

dữ liệu địa hình Ví dụ: nhập latitude: 13N, longtitude: 109E thí sẽ tải về được 1 file

có dạng là 13N109E.hgt

+ Sau khi có dữ liệu địa hình SRTM thì bắt đầu load vào Pathloss: trên thanh công

Xuất hiện hộp thoại:

- Bước 3: tạo dữ liệu địa hình và hiển thị trong Pathloss

Sau khi đã load dữ liệu địa hình SRTM thì vào phần Module trên thanh công cụ chọnTerrain Data

Xuất hiện cửa sổ mới:

Chọn Generate Profile, xuất hiện hộp thoại:

Điền khoảng cách để tạo dữ liệu, ở đây chọn 10m->Generate

Khi Generate Profile báo Profile Complete thì có nghĩa là đã tạo được dạng địa hìnhnhư trên, sau đó ta có thể thêm các vật chắn như tòa nhà, cây cối,…

Click đúp vào Structure sẽ hiện ra 3 mục: Single Structure (vật chắn đơn), Range

of Structures (đa vật chắn)

Và cuối cùng phần Terrain Data sẽ như hình sau:

- Bước 4: Tính toán độ cao anten

Trên thanh công cụ chọn Module->Antenna Heights

Cửa sổ mới hiện ra

Sau đó kích vào biểu tượng trên, Pathloss sẽ tự tính chiều cao của anten của 2 trạm

- Bước 5: Thực hiện việc thiết kế chính trong phần Worksheets

Trên thanh công cụ chọn Module->Worksheets

Xuất hiện cửa sổ sau

Thiết lập chanel cho 2 trạm:

Nhấp vào biểu tượng trên, xuất hiện 1 cửa sổ mới:

Chọn Lookup để xem freqplan (kế hoạch tần số theo chuẩn), hoặc có thể nhập trựctiếp vào TX (MHz) cho cả 2 trạm Sau khi chọn Lookup thì xuất hiện cửa sổ mới:

Chọn File-> Open để load tần số thu và phát trong thư viện của Pathloss với đuôi

*.txc

Sau khi load thì chạy Site 1 hay Site 2 có tần số cao hơn, tắt cửa sổ này và sau đónhấn

OK ở cửa sổ TX chanels

- Chọn thiết bị (Radio Equipment):

Tiếp tục chon Code Index để lấy mã thiết bị

Chọn New index để lấy thiết bị mới, dẫn tới thư viện của Pathloss chọn thư mụcEQUIPMENT->mrs->chọn thiết bị (alcatel, nec, nokia,…) Code Index bao gồm:code

(mã thiết bị), Manuf (hãng sản xuất), Model (loại), Cap (kiểu data E1, STM,…),Mode

(phương thức điều chế QAM, QPSK,…) và F LOW (tần số thấp nhất), F HI (tần sốcao nhất)… Chọn 1 thiết bị phù hợp với tần số ban đầu (ở đây là 13GHz) là Alcatelmodel 9413-UX (16E-1) ->OK

Sau đó nhấn Both để sử dụng cho cả 2 trạm Đóng cửa sổ Radio Code Index, nhấn

OK ở cửa sổ Radio Equipment để kết thúc việc chọn thiết bị

- Chọn dây Feeder nối từ thiết bị tới anten:

Tương tự như chọn Chanel (Ch), sau khi nhấp vào biểu tượng trên ta chọn Lookup.Sau khi hiện cửa sổ mới ta chọn File->Open dẫn tới thư viện của Pathloss->chọn thưmục EQUIPMENT->chọn thư mục txl và chọn 1 file trong đó, sau khi chọn thì tachọn dây feeder sao cho phù hợp với tần số ban đầu 13GHz Sau đó chọn Both đểdùng cho cả 2 trạm

- Chọn suy hao bộ lọc phân nhánh:

Chọn và nhập như hình sau:

- Tiếp theo ta chọn suy hao đương truyền:

Kích vào giữa đường truyền thì xuất hiện cửa sổ:

Nhấp vào biểu tượng thời tiết như ở trên sẽ xuất hiện cửa sổ và chọn method giốngnhư trên, chọn nút Load Rain File->Browers đến thư viện Rain của Pathloss và chọnvùng mưa theo ITU, ở Việt Nam là N Sau đó Kích Open và Close cửa sổ Rain.

Sau khi đã chọn đầy đủ các thông số thì dấu tich màu xanh thông báo đã hoàn thành

- Bước 6: Tính toán nhiễu xạ (Diffraction): trên thanh công cụ chọn

Module->Diffraction

Hiển thị vùng Fresnel thứ nhất, click vào Operations->Fresnel Zones

Chọn như hình dưới:->Close

Click chọn vào biểu tượng máy tính trên thanh công cụ và hộp thoại tính toán xuấthiện Kết quả tính toán như hình dưới với suy hao trong không gian tự do là134.27dB, suy hao do không khí là 0.19dB, tổng suy hao là 134.47Db.

- Bước 7: Hiển thị Multipath: trên thanh công cụ chọn Module->Multipath

- Bước 8: Hiển thị Printprofile: trên thanh công cụ chọn Module->Printprofile

- Bước 9: Hiển thị Map và Network: trên thanh công cụ chọn Module->Network

Để load map vào Network thì phải Save trước với đuôi *.gr4 Sau đó chọn Site

Data->Create Background

3 Kết luận.

Như vậy ta đã tiến hành được tuyến Viba theo yêu cầu, thực hiện hiển thị trêncông cụ Google Earth Dựa vào phần mềm Path Loss ta có thể thực hiện mô phỏngcác tuyến Vi ba trước khi thực hiện lắp đặt thực tế

(Có một vài chi tiết em copy trên internet)