Giáo trình phân tích các trạm lặp kế hoạch hai tần số cho kênh RF song công p5 doc

Hệ thống này sử dụng một số cụ thể của các Tone đơn ở các tần số khác nhau và phân biệt với mỗi loại thông tin bởi sự có mặt của Tone hoặc sự kết hợp của các Tone.. Các hệ thống phân tập

Ta thấy một kênh bảo vệ đươcï cung cấp song song với các kênh làm việc, khi một kênh làm việc bị hỏng do Fading sâu hoặc hư hỏng thiết bị thì kênh bị hỏng này được chuyển mạch đến kênh bảo vệ

Việc chuyển mạch bảo vệ thường thực hiện dựa trên giá trị C/I (Carrier-to- Interferences) khi giá trị của tỉ số C/I vượt qúa mức cho trước ở một kênh nào đó thì kênh này xem như bị hư và sẽ chuyển mạch đến kênh dự phòng

Hệ thống dự phòng hoạt động theo kiểu này được sử dụng rộng rải khi có nhiều hơn hai kênh RF cùng làm việc Khi chỉ có một kênh Rf làm việc ta có thể thực hiện hệ thống chuyển mạch bảo vệ đơn giản hơn nhiều lúc này nó có dạng như hình 2-6-3

Hình 2-6-3: Hệ thống dự phòng sử dụng chuyển mạch bảo vệ

3.Các hệ thống điều khiển và cảnh báo

Điểm chủ yếu cần quan tâm trong hệ thống cảnh báo và điều khiển là độ tin cậy của hệ thống, loại cảnh báo và điều khiển

Các loại thông tin được truyền bởi một hệ thống cảnh báo và điều khiển thường là như sau:

1 Hiển thị

- Sự hiện hữu của nguồn điện thương mại cung cấp

- Hoạt động của máy

- Các trạng thái bình thường hoặc không bình thường của máy phát và thu

- Trạng thái chuyển mạch ( bình thường hay dự phòng)

2 Cảnh báo

- Hư hỏng máy móc

- Cháy

- Sóng bị nhiễu hoàn toàn

3 Điều khiển

-Sự khởi động của máy móc

- Điều khiển các cuộc gọi Các tín hiệu để truyền thông tin này thường được truyền qua một đường điều khiển Thường sử dụng một hệ thống mã hoặc một hệ thống tần số tone

a/ Hệ thống mã tích hợp cho việc truyền một số lượng lớn của các loại thông tin Hệ thống này thường sử dụng hệ thống xung mã, một mã tương ứng với một loại của thông tin và một mã bao gồm một hoặc nhiều xung

Trong hệ thống này dùng một điều chế xung mã ngắn và dải được sử dụng trong đó các xung ngắn được gởi giữa các xung bắt đầu và kết thúc

Ở trạng thái bình thường mỗi xung ngắn tương ứng với một loại thông tin ở trạng thái bất thường các xung ngắn tương ứng với trạng thái bất thường được đổi thành các xung dài

Hình vẽ sau là một dạng chuỗi xung trong hệ thống này

Hình (a) biểu diễn trạng thái bình thường

Hình (b) biểu diễn trạng thái bất thường ở loại số 3 và số n

Xung bắt đầu 1 2 n-1 n Xung kết thúc

Hình a

Xung bắt đầu 1 2 3 n-1 n Xung kết thúc Hình b

Hình 2-6-4 :Thí dụ về chuỗi xung sử dụng phương pháp ngắn và dài cho kênh giám sát

b/ Hệ Thống tần số Tone

Một hệ thống giám sát sử dụng các tần số Tone để truyền các tín hiệu thông tin đưa trên FDM và cũng được sử dụng rộng rãi Hệ thống này sử dụng một số cụ thể của các Tone đơn ở các tần số khác nhau và phân biệt với mỗi loại thông tin bởi sự có mặt của Tone hoặc sự kết hợp của các Tone

4 Các kênh phục vụ

Các kênh phục vụ để dùng cho bảo dưỡng, giám sát và điều khiển liên lạc vô tuyến Các kênh phục vụ được sử dụng để cho:

1 Các kênh thoại bằng Bus (Ommibus)

2.Các kênh thoại khẩn

3 Các kênh điều khiển và giám sát

5 Các hệ thống anten

Hệ thống anten trong một hệ thống điểm nối điểm cần phải có một độ lợi hợp

lí, một hệ thống Feeder có tổn thất thấp, hệ số VSWR (voltages Standing Wave Ratio) thấp và độ định hướng anten tốt, ít kết nối tạp âm và cũng phải có kết nối cơ khí đủ bền để bảo đảm liên lạc với một tốc độ gió lớn nhất có thể có

Có nhiều loại anten được sử dụng trong kỹ thuật Viba nhưng có hai loại thường được sử dụng là anten dạng parabol và anten dạng kèn Anten dạng parabol là loại hay được sử dụng nhất trong tất cả các loại anten vì nó có cấu trúc đơn giản, dể gắn trên các tháp anten, ít tốn kém và có phẩm chất khá tốt Tuy nhiên chúng không phù hợp cho sử dụng đa băng tần Các anten dạng kèn có khả năng sử dụng cho đa băng tần và có biểu đồ bức xạ rất tốt vì tỉ số F/B (Front- to - Back) lớn, tỉ số s-s (Side-Side) và tỉ số B-S (Back-Side) nhỏ Nhưng kích thước của chúng rất lớn, rất nặng và tốn kém

6.Các hệ thống phân tập

a.Tổng quát

Sự gián đoạn mạch điện gây ra bởi Fading xâu của các sóng vô tuyến có thể tránh bằng cách chọn các đường truyền vô tuyến ổn định nơi mà Fading xấu ít xảy ra Trong một vài trường hợp sẽ không thực tế hoặc không có tính kinh tế cao Để chọn một vị trí dựa trên cơ sở về truyền sóng Khi một đường tuyền vô tuyến có một trạng thái truyền không mong muốn nhưng bị bắt buộc phải chọn Các kỹ thuật phân tập được sử dụng rộng rãi như là một giải pháp cho vấn đề truyền sóng Các hệ thống phân tập được loại tổng quát thành hệ thống phân tập không gian và hệ thống phân tập tần số Chúng cũng được phân loại thành nhiều loại khác nhau tuỳ theo băng tần mà hai tín hiệu nhận được kết hợp hoặc tuỳ thuộc vào các phương pháp kết hợp tín hiệu

Các băng tần số kết hợp là RF (Radio Frequency), IF (Intermediate Frequency) và băng gốc (Baseband)

- Kết hợp RF được sử dụng chủ yếu cho phân tập không gian và chỉ đòi hỏi một máy thu

- Kết hợp IF và băng gốc được sử dụng cho các hệ thống phân tập tần số và phân tập không gian và cần hai máy thu

Các phương pháp kết hợp được phân loại thành:

- Các bộ cộng tuyến tính

- Bình phương tỉ lệ

- Chuyển mạch lựa chọn

b.Phân tập tần số

Trong hệ thống trên kênh RF dự phòng Fading sâu có thể dự đoán bằng việc tách tạp âm máy thu ở các trạm chuyển mạch Các kênh RF có tạp âm tần được chuyển mạch đến kênh bảo vệ đến khi kênh này bị mất hoàn toàn do Fading sâu Vì kênh bảo vệ hoạt động ở một tần số khác kênh thông thường, một ít ảnh hưởng phân tập tần số có thể có được trong hệ thống dự phòng kênh RF

Có một phương pháp khác của việc sử dụng phân tập tần số :

Các ngõ ra của các máy thu hoạt động ở các tần số RF độc lập có cùng độ thông minh (Inteligence) được nối đến một bộ phận kết hợp Bộ kết hợp sẽ chọn mạch tốt hơn hoặc kết hợp các ngõ ra một cách tự động tuỳ theo tình trạng của hai mạch

c.Phân tập không gian

Mặc dù hệ thống phân tập không gian khá tốn kém so với hệ thống phân tập tần số, nó sẽ rất thuận lợi nếu áp dụng đúng cho một tuyến vô tuyến có các truyền dẫn không mong muốn vì hệ thống phân tập không gian có khả năng giảm hầu hết các ảnh hưởng của Fading sâu

Có rất nhiều loại hệ thống phân tập không gian Từ quan điểm của phương pháp kết hợp, một bộ chọn, một bộ cộng tuyến tính, hoặc bộ bình phương tỉ lệ có các tính chất kết hợp khác nhau và có cấu hình mạch khác nhau Sự phân loại khác là thuộc về băng tần kết hợp như: Băng gốc, IF, RF chúng đòi hỏi các kỷ thuật và mạch khác nhau

nên nhỏ Không gian đối lập trong mạch phẳng nằm ngang lớn hơn nhiều so với mặt phẳng thẳng đứng cho cùng một khoảng cách không gian giữa hai anten và khoảng cách không gian theo chiều ngang sẽ lớn hơn khoảng 10 lần so với khoảng cách không gian theo chiều đứng nếu không gian đối lập yêu cầu là như nhau Vì vậy, trong hầu hết các trường hợp hai anten được đặt trong môi trường thẳng đứng và khoảng cách không gian anten được chọn sao cho hệ thống không gian đối lập có giá trị từ 0,4 đến 0,6 tùy theo băng RF được sử dụng

Trong các đường truyền vô tuyến mà các sóng phản xạ khá mạnh khoảng cách không gian anten được chọn là một số lẻ lần một nữa chiều cao của anten, để cho ngay trong trường hợp xấu nhất mức tính hiệu kết hợp nhận được lớn hơn mức tín hiệu nhận được chỉ bằng một anten Một anten nhận sóng trực tiếp và anten còn lại nhận sóng phản xạ một góc  so với sóng trực tiếp Việc quyết định khoảng cách một nửa cho khoảng cách anten phải tính đến sự dao động của khỏang cách dao động có thể có của K để cho độ lệch của mức tín hiệu nhận được so với mức trong tình trạng K tiêu chuẩn là nhỏ nhất

Khi sóng phản xạ đất nhỏ, hệ thống không gian đối lập được chọn nhỏ hơn 0,6; 0,5; 0,4 tương ứng với các băng tần 2 GHz,4 GHz và 6 GHz

7.Các hệ thống nguồn cung cấp

a.Yêu cầu

Các hệ thống nguồn cung cấp cho các thiết bị thông tin liên lạc đòi hỏi:

- Có độ tin cậy cao

- Tính ít tốn kém

- Các đặc tính tốt (độ giao động điện áp nhỏ ít nhiễu )

-Bảo trì dễ dàng

b.Các hệ thống cung cấp nguồn AC

Ở các trạm Viba nơi mà các thiết bị đòi hỏi nguồn cung cấp AC, nguồn cung cấp AC được cung cấp từ các thiết bị nguồn AC không bị ngắt, thường nó có dạng là một đường dây điện lưới thương mại có thêm các hệ thống máy phát dự phòng

c.Các hệ thống cung cấp nguồn DC

Nguồn DC được cung cấp từ các thiết bị nguồn Dc cho các thiết bị Viba sử dụng nguồn DC nó thường có dạng như hình vẽ sau:

Hình 2-6-5: Dạng nguồn cung cấp DC

BƯỚC 7 SẮP XẾP BẢO TRÌ

Đối với một hệ thống Viba điểm nối điểm mỗi tuyến chỉ có hai trạm đầu cuối liên lạc với nhau cả hai trạm này có cấu hình giống nhau và có một số đặc điểm sau:

- Các trạm đầu cuối luôn có nhân viên trực

- Các máy móc thiết bị của một trạm thường có cấu hình dạng module nên dễ dàng thay thế khi có hư

-Các thiết bị của trạm có độ tin cậy cao do các đặc điểm trên của hệ thống Viba điểm nối điểm nên kế hoạch bảo trì hệ thống trở nên đơn giản hơn nhiều so với các hệ thống Viba chuyển tiếp Thường có hai loại bảo trì là kế hoạch bảo trì định kỳ và kế hoạch bảo trì khi có hư hỏng

Kế hoạch bảo trì định kỳ căn cứ vào thời gian, cứ sau một khoảng thời gian hoạt động nào đó tuyến Viba được bảo trì loại bảo trì này có nhiệm vụ tránh các hư hỏng đáng tiếc có thể xảy ra và thường là các công việc sau:

- Sơn sửa tháp anten

- Sửa các nhà chứa thiết bị,cáchệ thống phụ ở các trạm Viba

- Bộ phận chuyển mạch của tuyến

Kế hoạch bảo trì khi có hư hỏng căn cứ vào sự hư hỏng của các thiết bị có trên tuyền nhân viên bảo trì tiến hành thay thế sửa chữa các thiết bị bị hư hỏng ở bất kỳ thời điểm nào mục đích của loại bảo trì này là làm cho hoạt động của tuyến được liên tục bảo đảm xác suất gián đoạn mạch là thấp nhất nó thường được áp dụng cho các tuyến Viba

BƯỚC 8 CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

Có rất nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật cần quan tâm được phân loại theo từng cấp

1.Hệ thống vô tuyến điểm nối điểm

- Tuyến vị trí

- Kế hoạch tần số vô tuyến

- Cấu hình hệ thống truyền dẫn cáckênh RF ,các bộ phận chuyển mạch

- Các bộ phận phân tập không gian

- Các tiêu chuẩn thực hiện toàn cầu

- Các đòi hỏi riêng cho các thiết bị vô tuyến

2.Tháp anten

- Cấu trú của tháp, nền tháp, sơn sửa và các phương tiện phục vụ (thang, đèn, )

- Các đòi hỏi chung (chiều cao nhỏ nhất, khả năng gắn anten, loại tháp, độ bền)

3.Hệ thống phức tạp

- Cấu hình của bộ phận đa hợp

- Phẩm chất và khả năng truyền

- Hoạt động toàn phần của hệ thống

4.Nguồn cung cấp

- Trạng thái cơ bản và hoạt động của nguồn cung cấp (loại nguồn không ngắt, dung lượng nguồn)

- Các yêu cầu riêng cho từng thiết bị (máy phát, máy thu hoặc nguồn pin )

5.Kiểm tra các thiết bị và dụng cụ

6.Công việc lắp đặt

- Tình trạng công việc

- Giám sát công việc

7.Độ lệch tần số

Theo đề nghị của CCIR cho ta các giá trị tiêu chuẩn về độ lệch trong hệ thống khác nhau Khi thiết kế ta cần phải tham khảo các giá trị này để độ lệch tần số không vượt qúa giới hạn chop phép

8.Trung tần IF

Đối với tần số trung tần CCIR giới thiệu có các tiêu chuẩn sau:

a/ Giá trị trung tần của IF

35MHz cho các tần số vô tuyến 1 đến 2 GHz

70MHz cho các tần số vô tuyến lớn hơn2 GHz

b/ Các điện áp ngõ ra và ngõ vào của tín hiệu IF

Ngõ ra: 0.5 Vrms

Ngõ vào: 0.3Vrms

c/ TRở kháng danh định

75 0hm không cân bằng

d/ Khi sử dụng phân tập các giá thích hợp ở tr6n về trở kháng và mức ngõ ra áp dụng cho ngõ ra kết hợp của các máy thu kết hợp

9.Băng gốc

Tùy theo số kết nối kênh tối đa của tần mạch điện thoại băng tần gốc sẽ được trong một khoảng tần số cho phép nào đó các khoảng này điều được cho ở các giới thiệu CCIR

10.Các kênh phục vụ

-Các kênh phục vụ điện thoại nên có khả năng truyền băng tần từ 300-3400 Hz

11.Chuyển mạch kênh RF

Chỉ có ở các hệ thống chuyển mạch bảo vệ

BƯỚC 9

ĐO THỬ TUYẾN VIBA SỐ

MỞ ĐẦU

Ở phần này ta giả định rằng các kết nối hệ thống của toàn tuyến là hoàn toàn đúng Nên việc xét đầu tiên là thiết bị đo sử dụng và hạn chế về đo thử đo thiết bị và môi trường gây ra, khó có thể đạt được kết qủa không đổi trong thời gian dài vì đặc tính truyền dẫn mất đồng bộ như rẽ nhóm, đáp tuyến biên độ, suy hao ngược Gây ra can nhiễu giữa các kí tự

Trạng thái điều chế mất đồng bộ và ngưỡng quyết định của bộ cùng với độ phi tuyến tính của mạch khuếch đại công suất, sự trượt pha ở sóng mang phục hồi mạch đồng hồ trong bộ giải điều chế và tạp âm nhiệt, tất cả điều giảm ngưỡng thu Điều này làm giảm độ dự trữ đã có đối với các tính hiệu thu thấp và tạp âm

Dự kiến độ xung yếu của hệ thống Viba số điển hình cho ở bảng sau:

yếu(dB) Những khuyết tật Modem nối vòng IF

1.1 Sai lỗi pha và biên độ của bộ điều chế

1.2 Nhiễu giữa kí tự với nhau gây ra, bộ lọc trong Modem nối vòng

1.3 Tạp âm pha hồi phục sóng mang

1.4 Mã và giải mã vi sai

1.5 Trượt ở thời gian mẫu khi có khuyết tật

1.6 Độ rộng băng tạp âm vượt quá của bộ giải điều chế máy thu

1.7 Các ảnh hưởng khác như nhiệt lão hóa

Tổng Modem

Những khuyết tật kênh RF

2.1 Chuyển đổi AM/PM của tầng ra gần tuyến tính

2.2 Giới hạn băng và nhóm kênh

2.3 Nhiễu kênh kế cận

2.4 Feeder và méo hồi âm

Tổng kênh RF

Suy yếu tổng Modern Và kênh RF

0,1 1,0 0,1 0,3 0,1 0,5 0,4 2,5 1,5 0,3 1,0 0,2 3,0 5,5

Từ bảng trên ta thấy rằng C/N bị sút kém 5.5dB dẫn đến giá trị C/N phải cao hơn giá trị lí thuyết C/N ứng với một bít là 5.5dB dẫn đến công suất máy phát phải cao hơn hệ số tạp âm máy thu thấp hơn đối với mật độ dự trữ pha đinh nhất định

I ĐO TẠI TRẠM

1 Thiết bi đo sử dụng để đo tại trạm

Dưới đây ta liệt kê một số thiết bị đo và phép đo được sử dụng cho một trạm Viba Ở đây chỉ liệt kê các thiết bị cần có để đo mà không nêu ra các số liệu vì số liệu của các thiết bị đo này phụ thuộc vào từng tuyến riêng

1 Đồng hồ đo vạn năng hiện số

2 Đồng hồ do công suất siêu cao tần

3 Công suất đo cho đồng hồ siêu cao tần

4 Bộ chuyển tiếp

5 Máy phân tích phổ

6 Bộ suy giảm đồng trục

7 Máy điếm tần số

8 Nguồn tín hiệu

9 Bộ suy giảm biến đổi

10 Máy đo truyền dẫn

11 Bộ tạo sóng mẫ digital

12 Bộ phát hiện lỗi Digital

13 Bộ phân tích biên độ tự động

14 Các bộ ghép đối ngẫu chính xác

15 Các bộ tách sóng

16 Máy hiện sóng

17 Các máy vô tuyến xách tay

2 Đo các nguồn điện áp

các giá trị của máy này và đối chiếu với các số liệu kiểm tra của nhà sản xuất và sửa lại những chỗ cần thiết

Nối máy hiện sóng với nguồn cấp điện cho đầu máy và ghi số gợn sóng quan sát được giá trị này phải nhỏ hơn 0,2% điện áp nguồn

3 Đô công suất của máy phát

với các giá trị danh định

4 Đo tần số máy phát

sản xuất xác định

 Dừng lại sửa chữa khi các thông số đo được với những giá trị mà nhà chế tạo cho

5 Chuẩn mực AGC đốái chiếu với mức tín hiệu thu:

Trong hầu hết cấu tạo thiết bị máy thu có một đồng hồ tích hợp để chỉ cường độ tín hiệu thu Nhưng số đọc của đồng hồ AGC này điều là những chỉ thị tương đối của mức sóng thu và có thể dùng để xác định mức tín hiệu thu trong điều kiện đang hoạt động Qui trình để kiểm tra đường cong AGC yêu cầu, nối một bộ tạo tín hiệu RF đến mô phỏng tính hiệu thu khi không khi không có tín hiệu RF vào đồng hồ AGC chỉ gần bằng không qui trình đo đạc Đường cong AGC có sẵn ở phần chỉ dẫn thiết bị nó thay đổi tùy theo từng loại máy khác nhau

6 Đo phổ ra máy phát

Phổ ra máy phát là một hệ thống rất quan trọng nó có liên quan đến phần giao thoa mà hệ thống phải chịu từ các hệ thống khác cũng như giao thoa làm ảnh hưởng trở lại các hệ thống này Do đó sau khi lắp đặt ta phải tiến hành đo phổ ra của máy phát bằng bộ phân tích phổ Khi dùng bộ tạo sóng mẫu để đưa lại sóng mẫu vào băng gốc của máy phát, các mã đường cần thiết và tốc độ bit khác nhau để từ đó tìm ra phổ để điều chế của máy phát, so sánh phổ này với mặt nạ qui định đồng thời xác định hình thể đối xứng của phổ và mứa đo đỉnh của phổ phụ thứ nhất tương đối với mức đỉnh của sóng mang

7 Đo các bức xạ tạp

Tháo bộ tạo sóng mẫu băng gốc ra để bảo đảm cho các sóng phát đề chưa bị điều chế Lắp đặt các thiết bị đo như ở phần 6, chọn phạm vi băng tần sóng mang làm việc trên máy phân tích phổ bao gồm phổ của các tạp tán cần đo Ví dụ băng 13 GHz nếu chọn là 9GHz - 13GHz

8 Đo độ nhạy kênh dịch vụ

Qui trình này được đề ra để thiết lập bộ di tần của sóng mang sau cho các kênh nghiệp vụ tương ứng có thể được truyền dẫn một cách thích hợp Để thiết lặp độ di tần hệ thống yêu cầu sử dụng nguồn điều chế và máy phân tích phổ để giám sát thành phần tần số sóng mang Thiết bị đo như phần 6

9 Đo vòng

Tùy theo thiết bị Viba thiết bị đo có thể thực hiện bằng cách nối trung tần máy phát với trung tần máy thu Nếu như có thể tín hiệu cao tần phát ra ở tần số f1, bằng cách nối một bộ chuyển đổi thích hợp giữa đầu ra máy phát và đầu vào máy thu những phần này của thiết bị thường do nhà sản suất cung cấp theo mục tiêu của thiết

bị, qui trình đo này được mô tả rất rõ ở phần hướng dẫn đo thử thiết bị

10 Kiểm tra các cảnh báo

Nếu có nhiều cảnh báo khác nhau cho các trường hợp hư hỏng khác nhau ở trạm Khi có hư hỏng thương đèn báo chỉ thị hư hỏng ở phần đó sáng lên Các cảnh báo có thể thường gặp dưới dạng sau:

11 Kiểm tra chuyển đổi dự phòng nóng