МСЕ-R P.530 ПРЕПОРЪКА

МСЕ-R P.530 ПРЕПОРЪКА

1. описание

● Препоръката на ITU-R P.530, „Данни за разпространение и методи за прогнозиране, необходими за проектирането на наземни системи на видимост“ предоставя редица модели на разпространение, полезни за оценка на ефектите от разпространението в микровълновите радиокомуникационни системи.

● Тази препоръка предоставя методи за прогнозиране на ефектите от разпространението, които трябва да се вземат предвид при проектирането на цифрови фиксирани връзки на видимост, както при чист въздух, така и при валежи. Той също така предоставя насоки за проектиране на връзки в ясни стъпка по стъпка процедури, включително използването на техники за смекчаване, за да се сведе до минимум увреждането на разпространението. Очакваното окончателно прекъсване е основата за други препоръки на ITU-R, отнасящи се до производителността на грешките и наличността.

● В Препоръката са разгледани различни механизми за разпространение, с различни ефекти върху радиовръзките. Диапазоните на приложение на методите за прогнозиране не винаги са съвпадащи.

● Кратко описание на внедрените методи за прогнозиране е дадено в следващите раздели.

2. Избледняване поради многопътност и свързани механизми

Затихването е най-важният механизъм, който влияе върху работата на цифровите радиовръзки. Многопътността в тропосферата може да причини дълбоки избледнения, особено при по-дълги пътища или при по-високи честоти. Методът за прогнозиране за всички проценти от времето е графично илюстриран на фигура 1.

За малки проценти от времето избледняването следва релейско разпределение, с асимптотична вариация от 10 dB за десетилетие на вероятността. Това може да се предвиди от следния израз:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: геоклиматичен фактор

● dN1: точков градиент на пречупване в най-ниските 65 m от атмосферата не е превишен за 1% от средната година
● sa: грапавост на терена на площта, дефинирана като стандартно отклонение на височините на терена (m) в рамките на зона 110 km x 110 km с резолюция 30 s
● d: Разстояние на връзката (км)
● f: Честота на връзката (GHz)
● hL: надморска височина на долната антена над морското равнище (m)
● | εp | : абсолютна стойност на наклона на пътя (mrad)
● p0: коефициент на поява на много пътеки
● pw: процентът от дълбочината на затихване на времето A е надвишен в средно най-лошия месец

Фигура 1: Процент на времето, pw, дълбочина на избледняване, A, надвишен в средно най-лошия месец, като p0 варира от 0.01 до 1 000

Ако A се направи равен на полето на приемника, вероятността от прекъсване на връзката поради разпространението на многопътни пътища е равна на pw / 100. За връзка с n скокове, вероятността от прекъсване на PT отчита възможността за малка корелация между избледнявания в последователни скокове.

(4)       

В (4), за повечето практически случаи. Pi е вероятността за прекъсване, предвидена за i-тия скок и di неговото разстояние. C = 1, ако A надвишава 40 km или сумата от разстоянията надвишава 120 km.

3. Затихване поради хидрометеори
Дъждът може да причини много дълбоки избледнения, особено при по-високи честоти. Рек. P. 530 включва следната проста техника, която може да се използва за оценка на дългосрочните статистически данни за отслабване на дъжда:
● Стъпка 1: Получете превишена скорост на дъжд R0.01 за 0.01% от времето (с време за интегриране от 1 мин).
● Стъпка 2: Изчислете специфичното затихване, γR (dB / km) за честотата, поляризацията и скоростта на дъжда, представляващи интерес, като използвате Препоръка ITU-R P.838.

● Стъпка 3: Изчислете ефективната дължина на пътя, deff, на връзката, като умножите действителната дължина на пътя d по фактор на разстоянието r. Оценката на този фактор се дава от:

(5)  

където за R0.01 ≤ 100 mm / h:

(6)     

За R0.01> 100 mm / h, използвайте стойността 100 mm / h вместо R0.01.

● Стъпка 4: Оценката на затихването на пътя, превишена за 0.01% от времето, се дава от:A0.01 = γR deff = γR d

● Стъпка 5: За радиовръзки, разположени на географски ширини, равни или по-големи от 30 ° (север или юг), затихването, превишено за други проценти от времето p в диапазона от 0.001% до 1%, може да бъде изведено от следния закон за мощността:

(7)        

● Стъпка 6: За радиовръзки, разположени на географски ширини под 30 ° (север или юг), затихването, надвишено за други проценти от времето p в диапазона от 0.001% до 1%, може да бъде изведено от следния закон за мощността.

(8)        

Формулите (7) и (8) са валидни в диапазона 0.001% - 1%.

За високи географски ширини или високи връзки по-високи стойности на затихване могат да бъдат надвишени за процентно време p поради ефекта на топене на ледени частици или мокър сняг в топящия се слой. Честотата на този ефект се определя от височината на връзката спрямо височината на дъжда, която варира в зависимост от географското местоположение. Подробна процедура е включена в Препоръката [1].Вероятността за прекъсване поради дъжд се изчислява като p / 100, където p е процентът на времето затихване на дъжда надвишава границата на връзката.

4. Намаляване на кръстосаната поляризация (XPD)
XPD може да се влоши в достатъчна степен, за да причини смущения в ко-канала и в по-малка степен смущения в съседния канал. Трябва да се вземе предвид намаляването на XPD, което се случва както при чист въздух, така и при валежи.

Комбинираният ефект от разпространението на многопътни пътища и моделите на кръстосана поляризация на антените управлява намаляването на XPD, настъпващо за малки проценти време в условия на чист въздух. За да се изчисли ефектът от тези намаления в производителността на връзката, подробна процедура стъпка по стъпка е представена в препоръката [1].

XPD може да бъде влошено и от наличието на интензивен дъжд. За пътища, по които не са налични по-подробни прогнози или измервания, може да се получи груба оценка на безусловното разпределение на XPD от кумулативно разпределение на кополярното затихване (CPA) за дъжд (вж. Раздел 3), използвайки равновероятността връзка:

(9)      

                                                                                                                                      

Коефициентите U и V (f) като цяло зависят от редица променливи и емпирични параметри, включително честота, f. За линии на видимост с малки ъгли на кота и хоризонтална или вертикална поляризация, тези коефициенти могат да бъдат апроксимирани чрез:

(10)     

(11)     

Получена е средна стойност на U0 от около 15 dB, с долна граница от 9 dB за всички измервания за затихвания, по-големи от 15 dB.

Дадена е стъпка по стъпка процедура за изчисляване на прекъсването поради намаляване на XPD при наличие на дъжд.

5. Изкривяване поради ефекти на разпространение

Основната причина за изкривяване на линията на видимост в обхватите UHF и SHF е честотната зависимост на амплитудата и груповото забавяне по време на многопътен въздух в чист въздух.

Каналът за разпространение най-често се моделира, като се приема, че сигналът следва няколко пътища или лъчи от предавателя към приемника. Методите за прогнозиране на ефективността използват такъв мулти-лъчев модел чрез интегриране на различни променливи като забавяне (разлика във времето между първия пристигнал лъч и останалите) и амплитудно разпределение заедно с подходящ модел на елементи на оборудването като модулатори, еквалайзер, напред Схеми за корекция на грешки (FEC) и др. Методът, препоръчан в [1] за прогнозиране на производителността на грешки, е метод за подпис.

Вероятността за прекъсване тук се определя като вероятността BER да е по-голяма от даден праг.

Стъпка 1: Изчислете средното закъснение от:

(12)                   

където d е дължината на пътя (km).

Стъпка 2: Изчислете параметъра за активност с много пътеки η като:

(13)  

Стъпка 3: Изчислете вероятността за селективно прекъсване от:

(14)   

където:

● Wx: ширина на подписа (GHz)
● Bx: дълбочина на подписа (dB)
● τr, x: референтното забавяне (ns), използвано за получаване на подписа, като x означава или минимална фаза (M), или неминимална фаза (NM) изчезва.
● Ако е наличен само нормализираният системен параметър Kn, вероятността за селективно прекъсване в уравнение (15) може да бъде изчислена чрез:

(15)    

където:
● T: период на бод на системата (ns)
● Kn, x: нормализираният параметър на системата, като x означава или минимална фаза (M), или неминимална фаза (NM) избледнява.

6. Техники за разнообразие

Налични са редица техники за облекчаване на ефектите от плоското и селективно избледняване, повечето от които облекчават и двете едновременно. Същите техники често облекчават и намаляването на кръстосано-поляризационната дискриминация.Техниките за разнообразие включват пространствено, ъглово и честотно разнообразие. Космическото разнообразие помага за борба с плоско избледняване (като например причинено от загуба на разпространение на лъча или от атмосферна многопътност с кратко относително закъснение), както и честотно селективно избледняване, докато честотното разнообразие помага само за борба с честотно селективно избледняване (като причинено от повърхностния многопътност и / или атмосферна многопътност).
Когато се използва пространствено разнообразие, трябва да се използва и ъглово разнообразие чрез накланяне на антените под различни ъгли нагоре. Разнообразието от ъгли може да се използва в ситуации, при които адекватното пространствено разнообразие не е възможно или за намаляване на височините на кулите.Степента на подобрение, предоставена от всички тези техники, зависи от степента, до която сигналите в разклоненията на системата не са свързани.
Коефициентът за подобряване на разнообразието, I, за дълбочина на избледняване, A, се определя от:I = p (A) / pd (A)

където pd (A) е процентът на времето в комбинирания разклонителен сигнал с дълбочина на избледняване по-голяма от A и p (A) е процентът за незащитения път. Коефициентът за подобряване на разнообразието за цифрови системи се определя от съотношението на времената за превишаване за даден BER със и без разнообразие.

Подобрението поради следните техники за разнообразие може да бъде изчислено:

● Космическо разнообразие.
● Честотно разнообразие.
● Разнообразие на ъглите.
● Пространство и честотно разнообразие (два приемника)
● Разнообразие от пространство и честота (четири приемника)
● Подробните изчисления могат да бъдат намерени в [1].

7. Прогноза за общ престой
Общата вероятност за прекъсване поради ефекти от чист въздух се изчислява като:

(16)       

● Pns: Вероятност за прекъсване поради неселективно избледняване в чист въздух (раздел 2).

● Ps: Вероятност за прекъсване поради селективно избледняване (раздел 5)
● PXP: Вероятност за прекъсване поради влошаване на XPD в чист въздух (раздел 4).
● Pd: Вероятност за прекъсване на работа на защитена система (раздел 6).

Общата вероятност за прекъсване поради дъжд се изчислява, като се вземат по-големите от Prain и PXPR.

● Праин: Вероятност за прекъсване поради избледняване на дъжда (раздел 3).

● PXPR: Вероятност за прекъсване поради влошаване на XPD, свързано с дъжд (Раздел 4).

Прекъсването поради ефектите на чистия въздух се разпределя най-вече на производителността, а прекъсването поради валежите, предимно на наличността.

8. Препратки

[1] Препоръка на ITU-R P.530-13, „Данни за разпространение и методи за прогнозиране, необходими за проектирането на земни системи за видимост“, ITU, Женева, Швейцария, 2009 г.

За повече информация
За повече информация относно планирането на микровълни, моля Свържи се с нас

Остави съобщение 

Списък на ЛС