Chủ Đề Bài Tập Lớn 022015

Chủ đề 1:

Lý thuyết: Giải bài tập

Chú ý: ghi rõ công thức và các bước tính toán

Tuyến xuống trong hệ thống thông vệ tinh địa tĩnh có tần số hoạt động là 4 GHz. Khoảng cách từ vệ tinh tới trạm mặt đất là 37000 Km. Anten trên vệ tinh có đường kính 2m và hiệu suất bức xạ 0,6. Anten trạm mặt đất có đường kính 2,4m với hiệu suất bức xạ là 0,6 và nhiệt độ tạp âm anten thu trạm mặt đất Ta = 100K; hệ số tạp âm của máy thu trạm mặt đất là 5dB; hệ thống dùng phương thức điều chế QPSK với tốc độ bít Rb= 8Mbps. Giả thiết suy hao truyền sóng trong không gian tự do.

a. Tính hệ số phẩm chất (G/T) của trạm mặt đất. b. Tính công suất ở đầu vào máy thu trạm mặt đất, giả thiết công suất phát trên vệ

tinh là 50 W. c. Nếu yêu cầu máy thu của trạm mặt đất có tỉ số năng lượng bit trên mật độ công

suất tạp âm Eb/No tối thiểu là 32dB, tính công suất phát tối thiểu ở vệ tinh (W, dBW).

Lập trình

• Dùng công cụ Matlab, thực hiện các phép tính của bài tập bên trên với các thông số nhập đầu vào từ bàn phím là: tần số hoạt động, khoảng cách truyền, đường kính anten, hiệu suất, nhiệt độ tạp âm anten, hệ số tạp âm máy thu, phương pháp điều chế (QPSK, BPSK, 64QAM, ….), tốc độ bit, công suất phát vệ tinh, Eb/No tối thiểu

• Kết quả đầu ra là các con số theo câu hỏi trên, yêu cầu kết xuất ra màn hình kết quả. • Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các loại điều chế khác nhau

với cách chuyển đổi bit baud khác nhau

Chủ đề 2:



Tuyến thông tin sợi quang có cự ly thông tin 60km, tốc độ bit Rb= 5 Mbit/s sử dụng mã 1B2B với công suất phát -‐20 dBm. Suy hao do mỗi giắc nối (connector) là 0.5 dB, tuyến có 02 giắc nối. Hệ thống dùng sợi quang đa mode với suy hao trung bình của sợi là 0,25 dB/km. Suy hao mỗi mối hàn là 0,1 dB, tuyến có 29 mối hàn. Tuyến thông tin có đặt bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại 30dB tại điểm cách đầu phát 20km. Biết giới hạn dải thông do tán sắc mode là 1 GHz.Km; hệ số tán sắc chất liệu dmat= 3.5 ps/nm.km (ở bước sóng 1550 nm); độ rộng phổ của nguồn quang 80 nm; suy hao dự phòng cho thiết bị 3 dB; suy hao dự phòng cho cáp 0,1 dB/Km.

a. Tính công suất đầu thu cho tuyến thông tin quang trên. b. Với cự ly truyền dẫn trên, dải thông có bị giới hạn không?

Lập trình

• Dùng công cụ Matlab, thực hiện các phép tính của bài tập bên trên với các thông số nhập đầu vào từ bàn phím là các thông số được cho sẵn trong đầu bài

• Thực hiện tính toán, Kết quả đầu ra là các con số theo câu hỏi trên, yêu cầu kết xuất ra màn hình kết quả.

• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau

Chủ đề 3:



Một tuyến thông vi ba hoạt động ở tần số 3GHz. Phía phát có tổn hao do cáp từ máy phát đến anten là 2 dB, anten phát có hệ số tăng ích là 33 dBi và chiều cao anten phát 80m. Cự ly thông tin là 40 km; vật cản cao 45m nằm cách phía thu 10km. Tăng ích của anten thu 31 dBi, nhiệt độ tạp âm anten thu Ta = 225 K, hệ số tạp âm của máy thu NF = 5 dB; hệ thống có băng thông 10 MHz và dùng phương thức điều chế 16-QAM. Giả thiết sử dụng mô hình suy hao truyền sóng trong không gian tự do. a. Tính công suất bức xạ đẳng hướng EIRP (W, dBW) của trạm phát nếu công suất phát 5W.

b. Xác định chiều cao của anten thu để đảm bảo tiêu chuẩn thiết kế khoảng hở của tuyến khi kể đến cả độ cong của trái đất.

c. Tính hệ số phẩm chất (G/T) của trạm thu và tỉ số sóng mang trên tạp âm (C/N) tại đầu vào máy thu.

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau. Ví dụ, dùng các loại điều chế khác nhau như 16QAM, 64QAM, QPSK, BPSK, …

Chủ đề 4:






Lập trình




Chủ đề 5:



Một tuyến thông vệ tinh có tần số phát 6 GHz; Trạm mặt đất nằm tại vĩ độ 30 độ Bắc và kinh độ 75 độ Đông. Vệ tinh nằm ở vị trí kinh độ 135 độ Đông. Giả sử bán kính quỹ đạo vệ tinh là 42164km, bán kính trái đất là 6378km.

Đường kính của anten trạm mặt đất phát 16m, hiệu suất 80%; tăng ích của anten thu 28 dBi; nhiệt độ tạp âm anten thu Ta = 205 K; hệ số tạp âm của máy thu vệ tinh tại tầng LNA là 5 dB, tăng ích tầng 1 là 2dB; hệ số tạp âm trong các tầng còn lại của máy thu vệ tinh là 7dB. Hệ thống thông tin dùng phương thức điều chế 16-‐QAM với tốc độ bít Rb = 100 Mb/s.

a. Tính công suất thu được tại đầu thu máy thu vệ tinh, nếu công suất phát 50 W.

b. Tính (C/N) tại máy thu vệ tinh. Giả thiết chỉ có suy hao trong không gian tự do

Lập trình




Chủ đề 6:



Hệ thống thông tin vi ba hoạt động ở tần số 6 GHz từ điểm A đến điểm B dài 50 Km. Anten phát cao 150m và anten thu có độ cao 50 m. Biết rằng vật chắn cao nhất của tuyến viba nằm cách trạm tại điểm A là 30 km.

• Tính bán kính miền Fresnel thứ 1 (F1) tại điểm vật chắn. • Tính chiều cao tối đa cho phép của vật chắn để thỏa mãn tiêu chuẩn thiết kế

khoảng hở của tuyến. Giả thiết k = 4/3.

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau.

Chủ đề 7:



Một khu vực có diện tích 10,000 km2 phân bố đều dân. mạng di động có tổng là 420 kênh thoại song công trên 1 cụm (cluster), và có bán kính một cell là 3,06km và dùng cách sử dụng lại tần số 12 cell.

1. số kênh/cell 2. tổng số kênh trên hệ thống. 3. lặp lại phép tính trên khi dùng phân cung 120°

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ các loại phân cung 120°, 60°

Chủ đề 8:



Một mạng tế bào có hoạch định ban đầu 1 cụm gồm 7 tế bào với anten vô hướng. Mạng này có thể thỏa mãn được yêu cầu SIR tối thiểu là 12dB. Tuy nhiên, do nhu cầu cần tăng số lượng kênh có thể phục vụ lên, nhà mạng dùng phân cung 120o. Giả sử có hệ số thiệt mũ n = 3,

a. Tính SIR trong trường hợp phân cung này b. Với mục đích tạo ra nhiều kênh sử dụng cho người dùng càng nhiều càng tốt, nhà

mạng có thể thay đổi được kích thước cụm theo các mẫu sử dụng lại tần số chuẩn miễn thỏa mãn SIRmin = 15dB . Nhà mạng sẽ nên thay đổi thế nào, va tính trong trường hợp tối đa, số lượng kênh phục vụ có thể tăng lên bao lần?

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ các loại phân cung 120°, 60°. Hệ số thiệt mũ thay đổi

Chủ đề 9:




a. Tính SIR trong trường hợp phân cung này b. Với mục đích tạo ra nhiều kênh sử dụng cho người dùng càng nhiều càng tốt, nhà


Lập trình




Chủ đề 10:



Cho tuyến thông tin sợi quang có :

- cự ly thông tin 73km - công suất phát -‐10 dBm - tốc độ bit Rb= 6 Mbit/s sử dụng điều chế 64-‐QAM kết hợp với mã hóa kênh ½ FEC

(Reed-‐Solomon). Biết rằng : tốc độ từ mã (symbol) = ( tốc độ dữ liệu [b/s] x 204) / (188 x bit/symbol)

- Suy hao do mỗi bộ nối là 2 dB. Hệ thống dùng sợi quang đa mode với suy hao trung bình của sợi là 1 dB/km.

- Biểt rằng mỗi cuộn cáp sợi sản xuất ra dài chỉ 5km. Suy hao mỗi mối hàn là 1 dB. - Tuyến thông tin có đặt 2 bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại 20dB, bộ khuếch đại đặt

tại vị trí của mối hàn số 5 và mối hàn số 10. - Biết giới hạn dải thông do tán sắc mode là 1 GHz.Km; hệ số tán sắc chất liệu dmat= 2

ps/nm.km (ở bước sóng 1550 nm); độ rộng phổ của nguồn quang 30 nm; suy hao dự phòng 6dB a. Tính công suất đầu thu cho tuyến thông tin quang trên. b. Với cự ly truyền dẫn trên, dải thông có bị giới hạn không? Tính giá trị tán sắc

tổng

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau,

Chủ đề 11:



Một tuyến quang dài 10 km. Hệ thống sử dụng sợi đơn mode chiết suất nhẩy bậc có chiết suất lõi 1,48 và chiết suất lớp áo 1,46. Tại bước sóng hoạt động 1310nm trên tuyến, sợi quang có hệ số suy hao là 3,5dB/km. Bộ phát LED có khả năng tạo ra công suất quang 200µW. Biết rằng hiệu suất ghép nối công suất từ bộ phát vào sợi quang là:

!! =!"!

!!!=

!!! − !!!

!!!

Bộ thu yêu cầu trung bình có 100.000 photon/bit để đạt được tỉ lệ lỗi bit chấp nhận được. Tốc độ bit 1Gb/s. Trên tuyến quang trên, cứ 1km lại có một mối hàn; tổn hao do mỗi mối hàn là 0,1dB. Suy hao của mỗi bộ nối là 0,2dB. Bộ phát có thời gian nâng 120ns và bộ phát có thời gian nâng là 15ns. Sợi cáp có hệ số tán sắc tại bước sóng trên là D=4ps/km-‐nm. Độ rộng phổ của nguồn phát LED là 0,35nm. Mã đường truyền được dùng là Return–to-‐zero RZ.

1. Tính công suất phát của tín hiệu đưa vào đầu vào sợi quang, tính bằng dBm 2. Tính độ nhậy đầu thu tính bằng dBm 3. Tính quỹ công suất của tuyến trên 4. Tính thời gian nâng tổng của hệ thống

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ, mã hóa, NRZ, RZ, 3B4B, 5B6B…

Chủ đề 12:



Một hệ thống thông tin phát từ một trạm mặt đất đến một trạm mặt đất qua vệ tinh. Biết rằng vệ tinh có khoảng cách từ trạm mặt đất phát đến vệ tinh d =40000 km; khoảng cách giữa vệ tinh và trạm mặt đất thu là 38000km. Tần số tuyến lên 7 GHz; tần số tuyến xuống 5GHz. Công suất phát của trạm mặt đất phát 500 W; Đường kính anten phát của trạm phát là 20m, hiệu suất 55%; Hệ số phẩm chất của máy thu vệ tinh (G/T)S = 5dB/0K. Hệ số tạp âm của máy thu vệ tinh F = 4dB. Băng thông kênh truyền đường lên B = 40MHz; Nhiệt độ tạp âm anten thu vệ tinh 20oK. Công suất phát của vệ tinh địa tĩnh là 15W. Độ rộng búp sóng anten phát trên vệ tinh !3dB = 2

o , hiệu suất anten phát vệ tinh là 65%. Độ tăng ích anten thu trạm mặt đất thu là 44dB. Nhiệt độ tạp âm anten thu của trạm mặt đất thu Ta = 105 K; tổn hao cáp ở máy thu 1 dB; hệ số tạp âm của máy thu của trạm mặt đất phía thu F = 6 dB; hệ thống thông tin truyền tải dòng bít kb dùng phương thức điều chế BPSK với tốc độ bít Rb = 60Mbps. Dự trữ suy hao tuyến xuống là 10dB.

Giả thiết suy hao truyền sóng trong không gian tự do và bỏ qua các tổn hao khác.

a. Tính công suất thu tại anten thu của vệ tinh. b. Tính tỉ số C/N của tuyến lên giữa trạm phát và vệ tinh c. Tính công suất thu được tại anten thu trạm mặt đất thu d. Tính tỉ số C/N tổng của đường truyền thông tin tại trạm mặt đất thu.

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ, mã hóa và điều chế khác nhau

Chủ đề 13:






Lập trình




Chủ đề 14:







Lập trình




Chủ đề 15:




c. Tính SIR trong trường hợp phân cung này d. Với mục đích tạo ra nhiều kênh sử dụng cho người dùng càng nhiều càng tốt, nhà


Lập trình




Chủ đề 16:



Một khu vực có diện tích 10,000 km2 phân bố đều dân. mạng di động có tổng là 420 kênh thoại song công trên 1 cụm (cluster), và có bán kính một cell là 3,06km và dùng cách sử dụng lại tần số 12 cell.

4. số kênh/cell 5. tổng số kênh trên hệ thống. 6. lặp lại phép tính trên khi dùng phân cung 120°

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ các loại phân cung 120°, 60°

Chủ đề 17:



Hệ thống thông tin vi ba hoạt động ở tần số 6 GHz từ điểm A đến điểm B dài 100 Km. Anten phát cao 200m và anten thu có độ cao 70 m. Biết rằng vật chắn cao nhất của tuyến viba nằm cách trạm tại điểm A là 40 km.

• Tính bán kính miền Fresnel thứ 1 (F1) tại điểm vật chắn. • Tính chiều cao tối đa cho phép của vật chắn để thỏa mãn tiêu chuẩn thiết kế

khoảng hở của tuyến. Giả thiết k = 4/3.

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau.

Chủ đề 18:



Cho tuyến thông tin sợi quang có :

- cự ly thông tin 73km - công suất phát -‐10 dBm - tốc độ bit Rb= 6 Mbit/s sử dụng điều chế 64-‐QAM kết hợp với mã hóa kênh ½ FEC

(Reed-‐Solomon). Biết rằng : tốc độ từ mã (symbol) = ( tốc độ dữ liệu [b/s] x 204) / (188 x bit/symbol)

- Suy hao do mỗi bộ nối là 2 dB. Hệ thống dùng sợi quang đa mode với suy hao trung bình của sợi là 1 dB/km.

- Biểt rằng mỗi cuộn cáp sợi sản xuất ra dài chỉ 5km. Suy hao mỗi mối hàn là 1 dB. - Tuyến thông tin có đặt 2 bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại 20dB, bộ khuếch đại đặt

tại vị trí của mối hàn số 5 và mối hàn số 10. - Biết giới hạn dải thông do tán sắc mode là 1 GHz.Km; hệ số tán sắc chất liệu dmat= 2

ps/nm.km (ở bước sóng 1550 nm); độ rộng phổ của nguồn quang 30 nm; suy hao dự phòng 6dB c. Tính công suất đầu thu cho tuyến thông tin quang trên. d. Với cự ly truyền dẫn trên, dải thông có bị giới hạn không? Tính giá trị tán sắc

tổng

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau, ví dụ 3/4FEC, điều chế khác nhau như QPSK, BPSK…

Chủ đề 19:







Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau. Ví dụ, dùng các loại điều chế khác nhau như 16QAM, 64QAM, QPSK, BPSK, …tọa độ vệ tinh khác nhau và tọa độ trạm mặt đất khác nhau

Chủ đề 20:




c. Tính SIR trong trường hợp phân cung này d. Với mục đích tạo ra nhiều kênh sử dụng cho người dùng càng nhiều càng tốt, nhà


Lập trình




Chủ đề 21:




Đường kính của anten trạm mặt đất phát 16m, hiệu suất 70%; tăng ích của anten thu 28 dBi; nhiệt độ tạp âm anten thu Ta = 115 K; hệ số tạp âm của máy thu vệ tinh tại tầng LNA là 5 dB, tăng ích tầng 1 là 2dB; hệ số tạp âm trong các tầng còn lại của máy thu vệ tinh là 7dB. Hệ thống thông tin dùng phương thức điều chế QPSK với tốc độ bít Rb = 200 Mb/s.



Lập trình




Chủ đề 22:



Tuyến xuống trong hệ thống thông vệ tinh địa tĩnh có tần số hoạt động là 6.5 GHz. Khoảng cách từ vệ tinh tới trạm mặt đất là 37000 Km. Anten trên vệ tinh có đường kính 2m và hiệu suất bức xạ 0,5. Anten trạm mặt đất có đường kính 3m với hiệu suất bức xạ là 0,6 và nhiệt độ tạp âm anten thu trạm mặt đất Ta = 200K; hệ số tạp âm của máy thu trạm mặt đất là 5dB; hệ thống dùng phương thức điều chế QPSK với tốc độ bít Rb= 4Mbps. Giả thiết suy hao truyền sóng trong không gian tự do.

d. Tính hệ số phẩm chất (G/T) của trạm mặt đất. e. Tính công suất ở đầu vào máy thu trạm mặt đất, giả thiết công suất phát trên vệ

tinh là 60 W. f. Nếu yêu cầu máy thu của trạm mặt đất có tỉ số năng lượng bit trên mật độ công

suất tạp âm Eb/No tối thiểu là 22dB, tính công suất phát tối thiểu ở vệ tinh (W, dBW).

Lập trình

• Dùng công cụ Matlab, thực hiện các phép tính của bài tập bên trên với các thông số nhập đầu vào từ bàn phím là: tần số hoạt động, khoảng cách truyền, đường kính anten, hiệu suất, nhiệt độ tạp âm anten, hệ số tạp âm máy thu, phương pháp điều chế (QPSK, BPSK, 64QAM, ….), tốc độ bit, công suất phát vệ tinh, Eb/No tối thiểu

• Kết quả đầu ra là các con số theo câu hỏi trên, yêu cầu kết xuất ra màn hình kết quả. • Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các loại điều chế khác nhau

với cách chuyển đổi bit baud khác nhau

Chủ đề 23:



Tuyến thông tin sợi quang có cự ly thông tin 60km, tốc độ bit Rb= 5 Mbit/s sử dụng mã 1B2B với công suất phát -‐20 dBm. Suy hao do mỗi giắc nối (connector) là 0.5 dB, tuyến có 02 giắc nối. Hệ thống dùng sợi quang đa mode với suy hao trung bình của sợi là 0,25 dB/km. Suy hao mỗi mối hàn là 0,1 dB, tuyến có 29 mối hàn. Tuyến thông tin có đặt bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại 30dB tại điểm cách đầu phát 20km. Biết giới hạn dải thông do tán sắc mode là 1 GHz.Km; hệ số tán sắc chất liệu dmat= 2.5 ps/nm.km (ở bước sóng 1310 nm); độ rộng phổ của nguồn quang 100 nm; suy hao dự phòng cho thiết bị 6 dB; suy hao dự phòng cho cáp 0,2 dB/Km.

c. Tính công suất đầu thu cho tuyến thông tin quang trên. d. Với cự ly truyền dẫn trên, dải thông có bị giới hạn không?

Lập trình



• Lưu ý: chương trình cần thay đổi được khi ta lựa chọn các đầu vào khác nhau

Chủ Đề Bài Tập Lớn 022015

Documents

Transcript of Chủ Đề Bài Tập Lớn 022015