UIT-R P.530 RECOMANDARE

UIT-R P.530 RECOMANDARE

1. descriere

● Recomandarea UIT-R P.530, „Date de propagare și metode de predicție necesare pentru proiectarea sistemelor terestre de linie de vedere” oferă o serie de modele de propagare utile pentru evaluarea efectelor de propagare în sistemele de radiocomunicații cu microunde.

● Această recomandare oferă metode de predicție pentru efectele de propagare care ar trebui luate în considerare la proiectarea legăturilor digitale fixe de linie de vedere, atât în ​​condiții de aer liber, cât și de precipitații. De asemenea, oferă îndrumări de proiectare a legăturilor în proceduri clare pas cu pas, inclusiv utilizarea tehnicilor de atenuare pentru a minimiza afectările de propagare. Ultima întrerupere prevăzută este baza pentru alte Recomandări UIT-R care se referă la performanța și disponibilitatea erorilor.

● Diferite mecanisme de propagare, cu o varietate de efecte asupra legăturilor radio, sunt abordate în Recomandare. Domeniile de aplicare a metodelor de predicție nu sunt întotdeauna coincidente.

● O scurtă descriere a metodelor de predicție implementate este dată în următoarele secțiuni.

2. Fading datorită multipath și mecanisme conexe

Decolorarea este cel mai important mecanism care afectează performanța legăturilor radio digitale. Multipath în troposferă poate provoca estompări profunde, în special pe căi mai lungi sau la frecvențe mai mari. Metoda de predicție pentru toate procentele de timp este ilustrată grafic în figura 1.

Pentru procente mici de timp, decolorarea urmează o distribuție Rayleigh, cu o variație asimptotică de 10 dB pe deceniu de probabilitate. Acest lucru poate fi prezis prin următoarea expresie:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: factor geoclimatic

● dN1: gradient de refractivitate punctual în cei mai mici 65 m ai atmosferei care nu este depășit pentru 1% dintr-un an mediu
● sa: rugozitatea terenului, definită ca deviația standard a înălțimilor terenului (m) într-o zonă de 110 km x 110 km cu o rezoluție de 30 s
● d: Distanța traseului legăturii (km)
● f: Frecvența legăturii (GHz)
● hL: altitudinea antenei inferioare deasupra nivelului mării (m)
● | εp | : valoarea absolută a înclinației traseului (mrad)
● p0: factor de apariție multipath
● pw: procentul de timp adâncimea de estompare A este depășită în luna cea mai proastă medie

Figura 1: Procentul de timp, pw, adâncimea de estompare, A, depășit în cea mai proastă lună medie, cu p0 variind de la 0.01 la 1 000

Dacă A este egal cu marja receptorului, probabilitatea întreruperii legăturii datorată propagării multipath este egală cu pw / 100. Pentru o legătură cu n hamei, probabilitatea de întrerupere a PT ia în considerare posibilitatea unei mici corelații între decolorări în hamei consecutive.

(4)       

În (4),, pentru majoritatea cazurilor practice. Pi este probabilitatea de întrerupere prezisă pentru saltul i și distanța sa. C = 1 dacă A depășește 40 km sau suma distanțelor depășește 120 km.

3. Atenuarea datorată hidrometeorilor
Ploaia poate provoca estompări foarte profunde, în special la frecvențe mai mari. Rec. P. 530 include următoarea tehnică simplă care poate fi utilizată pentru estimarea statisticilor pe termen lung de atenuare a ploii:
● Pasul 1: obțineți rata de ploaie R0.01 depășită pentru 0.01% din timp (cu un timp de integrare de 1 min).
● Pasul 2: Calculați atenuarea specifică, γR (dB / km) pentru frecvența, polarizarea și rata de interes a ploii folosind Recomandarea UIT-R P.838.

● Pasul 3: Calculați lungimea efectivă a traseului, deff, a legăturii înmulțind lungimea reală a traseului d cu un factor de distanță r. O estimare a acestui factor este dată de:

(5)  

unde, pentru R0.01 ≤ 100 mm / h:

(6)     

Pentru R0.01> 100 mm / h, utilizați valoarea 100 mm / h în locul R0.01.

● Pasul 4: o estimare a atenuării traseului depășită pentru 0.01% din timp este dată de:A0.01 = γR deff = γR d

● Pasul 5: Pentru legăturile radio situate la latitudini egale sau mai mari de 30 ° (nord sau sud), atenuarea depășită pentru alte procente de timp p în intervalul 0.001% până la 1% poate fi dedusă din următoarea lege a puterii:

(7)        

● Pasul 6: Pentru legăturile radio situate la latitudini sub 30 ° (nord sau sud), atenuarea depășită pentru alte procente de timp p în intervalul 0.001% până la 1% poate fi dedusă din următoarea lege a puterii.

(8)        

Formulele (7) și (8) sunt valabile în intervalul 0.001% - 1%.

Pentru latitudini mari sau altitudini de legătură mari, valorile mai mari de atenuare pot fi depășite pentru procentul de timp p datorită efectului topirii particulelor de gheață sau a zăpezii umede în stratul de topire. Incidența acestui efect este determinată de înălțimea legăturii în raport cu înălțimea ploii, care variază în funcție de locația geografică. O procedură detaliată este inclusă în recomandare [1].Probabilitatea de întrerupere datorată ploii este calculată ca p / 100, unde p este procentul de timp în care atenuarea ploii depășește marginea legăturii.

4. Reducerea discriminării transversale (XPD)
XPD se poate deteriora suficient pentru a provoca interferențe co-canal și, într-o măsură mai mică, interferențe de canal adiacente. Trebuie luată în considerare reducerea XPD care are loc atât în ​​condiții de aer liber cât și în condiții de precipitații.

Efectul combinat al propagării multipath și al modelelor de polarizare încrucișată ale antenelor guvernează reducerile în XPD care apar pentru procente mici de timp în condiții de aer liber. Pentru a calcula efectul acestor reduceri ale performanței legăturilor, o recomandare detaliată pas cu pas este prezentată în Recomandare [1].

XPD poate fi, de asemenea, degradat de prezența unei ploi intense. Pentru căile pe care nu sunt disponibile predicții sau măsurători mai detaliate, se poate obține o estimare aproximativă a distribuției necondiționate a XPD dintr-o distribuție cumulativă a atenuării copolare (CPA) pentru ploaie (a se vedea secțiunea 3) utilizând echi-probabilitatea relație:

(9)      

                                                                                                                                      

Coeficienții U și V (f) sunt în general dependenți de un număr de variabile și parametri empirici, inclusiv frecvența, f. Pentru traseele liniei de vedere cu unghiuri mici de înălțime și polarizare orizontală sau verticală, acești coeficienți pot fi aproximați prin:

(10)     

(11)     

O valoare medie de U0 de aproximativ 15 dB, cu o limită inferioară de 9 dB pentru toate măsurătorile, a fost obținută pentru atenuări mai mari de 15 dB.

O procedură pas cu pas este dată pentru a calcula întreruperea datorată reducerii XPD în prezența ploii.

5. Distorsiunea datorată efectelor de propagare

Cauza principală a distorsiunii pe legăturile de linie de vedere în benzile UHF și SHF este dependența de frecvență a amplitudinii și a întârzierii grupului în condiții de cale aeriană multipath.

Canalul de propagare este cel mai adesea modelat presupunând că semnalul urmează mai multe căi, sau raze, de la transmițător la receptor. Metodele de predicție a performanței utilizează un astfel de model multi-ray prin integrarea diferitelor variabile, cum ar fi întârzierea (diferența de timp între prima rază sosită și celelalte) și distribuțiile de amplitudine, împreună cu un model adecvat de elemente ale echipamentului, cum ar fi modulatori, egalizator, înainte Scheme de corectare a erorilor (FEC) etc. Metoda recomandată în [1] pentru prezicerea performanței erorilor este o metodă de semnătură.

Probabilitatea de întrerupere este definită aici ca probabilitatea ca BER să fie mai mare decât un prag dat.

Pasul 1: Calculați întârzierea medie de la:

(12)                   

unde d este lungimea drumului (km).

Pasul 2: Calculați parametrul de activitate multipath η ca:

(13)  

Pasul 3: Calculați probabilitatea de întrerupere selectivă din:

(14)   

în cazul în care:

● Wx: lățimea semnăturii (GHz)
● Bx: adâncimea semnăturii (dB)
● τr, x: întârzierea de referință (ns) utilizată pentru a obține semnătura, cu x denotând fie faza minimă (M), fie faza non-minimă (NM).
● Dacă este disponibil doar parametrul normalizat al sistemului Kn, probabilitatea de întrerupere selectivă în ecuația (15) poate fi calculată prin:

(15)    

în cazul în care:
● T: perioada de transmisie a sistemului (ns)
● Kn, x: parametrul normalizat al sistemului, cu x denotând fie faza minimă (M), fie faza non-minimă (NM) dispare.

6. Tehnici de diversitate

Există o serie de tehnici disponibile pentru atenuarea efectelor decolorării plane și selective, cele mai multe atenuând ambele în același timp. Aceleași tehnici atenuează adesea și reducerile discriminării prin polarizare încrucișată.Tehnicile de diversitate includ spațiu, unghi și diversitate de frecvență. Diversitatea spațiului ajută la combaterea decolorării plate (cum ar fi cauzate de pierderea răspândirii fasciculului sau de către calea multiplă atmosferică cu o întârziere relativă scurtă), precum și decolorarea selectivă a frecvenței, în timp ce diversitatea frecvenței ajută doar la combaterea decolorării selective a frecvenței (cum ar fi cauzată de calea multiplă a suprafeței și / sau multipath atmosferic).
Ori de câte ori este utilizată diversitatea spațială, diversitatea unghiurilor ar trebui folosită și prin înclinarea antenelor la unghiuri diferite în sus. Diversitatea unghiurilor poate fi utilizată în situații în care nu este posibilă o diversitate spațială adecvată sau pentru a reduce înălțimea turnului.Gradul de îmbunătățire oferit de toate aceste tehnici depinde de măsura în care semnalele din ramurile de diversitate ale sistemului sunt necorelate.
Factorul de îmbunătățire a diversității, I, pentru adâncimea de estompare, A, este definit de:I = p (A) / pd (A)

unde pd (A) este procentul de timp în ramura de semnal de diversitate combinată cu adâncimea de estompare mai mare decât A și p (A) este procentul pentru calea neprotejată. Factorul de îmbunătățire a diversității pentru sistemele digitale este definit de raportul timpilor de depășire pentru un BER dat cu și fără diversitate.

Îmbunătățirea datorată următoarelor tehnici de diversitate poate fi calculată:

● Diversitatea spațiului.
● Diversitatea frecvenței.
● Diversitatea unghiurilor.
● Diversitate de spațiu și frecvență (două receptoare)
● Diversitate de spațiu și frecvență (patru receptoare)
● Calculele detaliate pot fi găsite în [1].

7. Predicția întreruperii totale
Probabilitatea totală de întrerupere datorată efectelor în aer liber este calculată ca:

(16)       

● Pns: Probabilitate de întrerupere datorită estompării neselective a aerului liber (Secțiunea 2).

● Ps: Probabilitate de întrerupere din cauza decolorării selective (Secțiunea 5)
● PXP: Probabilitate de întrerupere datorată degradării XPD în aer liber (Secțiunea 4).
● Pd: Probabilitate de întrerupere a unui sistem protejat (Secțiunea 6).

Probabilitatea totală de întrerupere datorată ploii este calculată din luarea celor mai mari dintre Prain și PXPR.

● Prain: Probabilitate de întrerupere datorită estompării ploii (Secțiunea 3).

● PXPR: Probabilitate de întrerupere datorată degradării XPD asociate ploii (Secțiunea 4).

Intreruperea cauzată de efectele aerului liber este repartizată în principal la performanță și întreruperea datorată precipitațiilor, în principal în funcție de disponibilitate.

8. referinte

[1] Recomandarea UIT-R P.530-13, „Date de propagare și metode de predicție necesare pentru proiectarea sistemelor terestre de linie de vedere”, UIT, Geneva, Elveția, 2009.

Pentru mai multe informații
Pentru mai multe informații despre planificarea microundelor, vă rugăm Contactați-ne

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje