ITU-R P.530 PRIPOROČILO

ITU-R P.530 PRIPOROČILO

1. Opis

● Priporočilo ITU-R P.530, „Podatki o razširjanju in metode napovedovanja, potrebni za načrtovanje kopenskih vidnih sistemov“, vsebuje številne modele širjenja, uporabne za oceno učinkov širjenja v mikrovalovnih radiokomunikacijskih sistemih.

● To priporočilo vsebuje metode napovedovanja učinkov širjenja, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju digitalnih fiksnih vidnih povezav, tako v razmerah na prostem kot v padavinah. Ponuja tudi smernice za zasnovo povezav v jasnih postopnih postopkih, vključno z uporabo tehnik za ublažitev, da se zmanjšajo možnosti za širjenje. Končni napovedani izpad je osnova za druga priporočila ITU-R, ki obravnavajo delovanje in razpoložljivost napak.

● V priporočilu so obravnavani različni mehanizmi širjenja z različnimi učinki na radijske povezave. Področja uporabe metod napovedovanja niso vedno naključna.

● Kratek opis izvedenih metod predvidevanja je podan v naslednjih odsekih.

2. Bledanje zaradi večpotja in sorodnih mehanizmov

Fading je najpomembnejši mehanizem, ki vpliva na delovanje digitalnih radijskih povezav. Večpot v troposferi lahko povzroči globoko bledenje, zlasti na daljših poteh ali pri višjih frekvencah. Način predvidevanja za vse odstotke časa je grafično prikazan na sliki 1.

Za majhne odstotke časa bledenje sledi Rayleighovi porazdelitvi z asimptotično variacijo 10 dB na verjetnostno desetletje. To lahko napovemo z naslednjim izrazom:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: geoklimatski faktor

● dN1: točkovni gradient loma v najnižjih 65 m ozračja ni presežen 1% povprečnega leta
● sa: hrapavost terena, opredeljena kot standardni odklon višin terena (m) v območju 110 km x 110 km z ločljivostjo 30 s
● d: Razdalja poti povezave (km)
● f: frekvenca povezave (GHz)
● hL: nadmorska višina spodnje antene nadmorske višine (m)
● | εp | : absolutna vrednost naklona poti (mrad)
● p0: faktor pojavnosti več poti
● pw: odstotek globine globine A je presežen v povprečno najslabšem mesecu

Slika 1: Odstotek časa, pw, globina bledenja, A, presežen v povprečno najslabšem mesecu, p0 se giblje od 0.01 do 1 000

Če je A enak robu sprejemnika, je verjetnost izpada povezave zaradi širjenja več poti enaka pw / 100. Pri povezavi z n preskoki verjetnost izpada PT upošteva možnost majhne korelacije med bledenjem v zaporednih preskokih.

(4)       

V (4), za večino praktičnih primerov. Pi je verjetnost izpada, predvidena za i-ti preskok, in di njegova razdalja. C = 1, če A presega 40 km ali vsota razdalj presega 120 km.

3. Slabitev zaradi hidrometeorjev
Dež lahko zelo globoko zbledi, zlasti pri višjih frekvencah. Rec. P. 530 vključuje naslednjo preprosto tehniko, ki se lahko uporablja za ocenjevanje dolgoročne statistike oslabitve dežja:
● 1. korak: v 0.01% časa (s integracijskim časom 0.01 min) pridobite preseženo stopnjo dežja R1.
● Korak 2: Izračunajte specifično dušenje, γR (dB / km) za frekvenco, polarizacijo in stopnjo dežja, ki vas zanima, s priporočilom ITU-R P.838.

● 3. korak: Izračunajte efektivno dolžino poti, deff, povezave tako, da pomnožite dejansko dolžino poti d s faktorjem razdalje r. Oceno tega faktorja podaja:

(5)  

kjer je za R 0.01 ≤ 100 mm / h:

(6)     

Za R0.01> 100 mm / h namesto R100 uporabite vrednost 0.01 mm / h.

● Korak 4: Oceno oslabitve poti presežene v 0.01% časa podaja:A0.01 = γR deff = γR d

● 5. korak: Za radijske povezave, ki se nahajajo na zemljepisnih širinah, enakih ali večjih od 30 ° (severno ali južno), lahko oslabitev, preseženo za druge odstotke časa p v območju od 0.001% do 1%, razberemo iz naslednjega zakona o moči:

(7)        

● 6. korak: Za radijske povezave, ki se nahajajo na zemljepisnih širinah pod 30 ° (severno ali južno), lahko oslabitev za druge odstotke časa p v območju od 0.001% do 1% razberemo iz naslednjega zakona o moči.

(8)        

Formuli (7) in (8) veljata v območju 0.001% - 1%.

Pri visokih zemljepisnih širinah ali visokih nadmorskih višinah lahko višje vrednosti oslabitve za časovni odstotek p presežemo zaradi učinka taljenja ledenih delcev ali mokrega snega v talilni plasti. Incidenca tega učinka je določena z višino povezave glede na višino dežja, ki se spreminja glede na geografsko lego. Podroben postopek je vključen v priporočilo [1].Verjetnost izpada zaradi dežja se izračuna kot p / 100, kjer je p odstotek, ko čas dušenja dežja preseže rob povezave.

4. Zmanjšanje navzkrižne diskriminacije (XPD)
XPD se lahko poslabša, da povzroči motnje v kanalu in v manjši meri motnje v sosednjem kanalu. Upoštevati je treba zmanjšanje števila XPD, ki se pojavi v pogojih na prostem in v padavinah.

Kombinirani učinek širjenja več poti in vzorci navzkrižne polarizacije anten ureja zmanjšanje XPD, ki se pojavlja v majhnih odstotkih časa v razmerah na prostem. Za izračun učinka teh zmanjšanj zmogljivosti povezave je v priporočilu predstavljen podroben postopek po korakih [1].

XPD lahko poslabša tudi prisotnost močnega dežja. Za poti, na katerih podrobnejše napovedi ali meritve niso na voljo, lahko dobimo grobo oceno brezpogojne porazdelitve XPD iz kumulativne porazdelitve kopolarnega dušenja (CPA) za dež (glej oddelek 3) z uporabo enakovrednosti razmerje:

(9)      

                                                                                                                                      

Koeficienta U in V (f) sta na splošno odvisna od številnih spremenljivk in empiričnih parametrov, vključno s frekvenco, f. Za vidne poti z majhnimi višinskimi koti in vodoravno ali navpično polarizacijo se lahko ti koeficienti približajo:

（10     

（11     

Povprečna vrednost U0 približno 15 dB z spodnjo mejo 9 dB za vse meritve je bila pridobljena za oslabitve nad 15 dB.

Za izračun izpada zaradi zmanjšanja XPD v prisotnosti dežja je podan postopek po korakih.

5. Popačenje zaradi učinkov širjenja

Glavni vzrok za popačenje povezav vidne črte v pasovih UHF in SHF je frekvenčna odvisnost amplitude in skupinske zakasnitve v pogojih večpotja na prostem.

Razširitveni kanal se najpogosteje modelira tako, da predpostavljamo, da signal sledi več poti ali žarkom od oddajnika do sprejemnika. Metode napovedovanja učinkovitosti uporabljajo takšen model z več žarki, tako da integrirajo različne spremenljivke, kot so zakasnitev (časovna razlika med prvim prispelim žarkom in ostalimi) in porazdelitve amplitude ter ustrezen model elementov opreme, kot so modulatorji, izenačevalnik, naprej Sheme popravkov napak (FEC) itd. Metoda za napovedovanje delovanja napak, priporočena v [1], je metoda podpisa.

Verjetnost izpada je tukaj definirana kot verjetnost, da je BER večji od določenega praga.

1. korak: Izračunajte srednjo časovno zakasnitev iz:

(12)                   

kjer je d dolžina poti (km).

2. korak: Izračunajte parameter aktivnosti za več poti η kot:

(13)  

3. korak: Izračunajte verjetnost izbirnega izpada iz:

(14)   

kjer je:

● Šx: širina podpisa (GHz)
● Bx: globina podpisa (dB)
● τr, x: referenčna zakasnitev (ns), uporabljena za pridobitev podpisa, pri čemer x označuje bodisi minimalno fazo (M) bodisi minimusno fazo (NM).
● Če je na voljo le normaliziran sistemski parameter Kn, lahko selektivno verjetnost izpada v enačbi (15) izračunamo z:

(15)    

kjer je:
● T: obdobje prenosa v sistemu (ns)
● Kn, x: normalizirani sistemski parameter, pri čemer x pomeni, da minimalna faza (M) ali ne-minimalna faza (NM) zbledi.

6. Tehnike raznolikosti

Na voljo so številne tehnike za ublažitev učinkov ravnega in selektivnega bledenja, ki večino hkrati ublažijo obe. Iste tehnike pogosto ublažijo tudi zmanjšanje navzkrižne polarizacije.Tehnike raznolikosti vključujejo raznolikost prostora, kota in frekvence. Vesoljska raznolikost pomaga v boju proti ravninskemu bledenju (na primer zaradi izgube pri širjenju žarka ali atmosferskem večpotju s kratko relativno zamudo), pa tudi frekvenčno selektivnemu bledenju, frekvenčna raznolikost pa pomaga le v boju proti selektivnemu bledenju (kot je površinsko večpotje / ali atmosferski večpot).
Kadar se uporablja raznolikost prostora, je treba uporabiti tudi kotno raznolikost tako, da antene nagnete pod različnimi koti navzgor. Kotna raznolikost se lahko uporablja v situacijah, ko ustrezna prostorska raznolikost ni mogoča ali za zmanjšanje višine stolpa.Stopnja izboljšanja, ki jo omogočajo vse te tehnike, je odvisna od tega, v kolikšni meri so signali v raznolikosti vej sistema nekorelirani.
Faktor izboljšanja raznolikosti I za globino bledenja A je opredeljen z:I = p (A) / pd (A)

kjer je pd (A) odstotek časa v kombinirani veji signala raznolikosti z globino bledenja večjo od A in p (A) odstotek nezaščitene poti. Faktor izboljšanja raznolikosti za digitalne sisteme je opredeljen z razmerjem časov preseganja za dani BER z raznolikostjo in brez nje.

Izračunamo lahko izboljšanje zaradi naslednjih tehnik raznolikosti:

● Prostorska raznolikost.
● Frekvenčna raznolikost.
● Kotna raznolikost.
● Prostorska in frekvenčna raznolikost (dva sprejemnika)
● Prostorska in frekvenčna raznolikost (štirje sprejemniki)
● Podrobne izračune najdete v [1].

7. Napovedovanje celotnega izpada
Skupna verjetnost izpada zaradi učinkov na prostem se izračuna kot:

(16)       

● Pns: verjetnost izpada zaradi neselektivnega bledenja na prostem (oddelek 2).

● Ps: verjetnost izpada zaradi selektivnega bledenja (oddelek 5)
● PXP: verjetnost izpada zaradi poslabšanja XPD na prostem (oddelek 4).
● Pd: verjetnost izpada zaščitenega sistema (oddelek 6).

Skupna verjetnost izpada zaradi dežja se izračuna na podlagi večjega števila Prain in PXPR.

● Prain: verjetnost izpada zaradi bledenja dežja (oddelek 3).

● PXPR: verjetnost izpada zaradi degradacije XPD, povezane z dežjem (oddelek 4).

Izpad zaradi učinkov na prostem je večinoma razporejen glede na zmogljivost, izpad zaradi padavin pa predvsem glede na razpoložljivost.

8. Literatura

[1] Priporočilo ITU-R P.530-13, „Podatki o razširjanju in metode napovedovanja, potrebni za načrtovanje kopenskih vidnih sistemov“, ITU, Ženeva, Švica, 2009.

Za več informacij
Za več informacij o načrtovanju mikrovalov, prosim Pomoč strankam

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo