ITU-R P.530 AANBEVELING

ITU-R P.530 AANBEVELING

1. beskrywing

● Die ITU-R Aanbeveling P.530, “Voortplantingsdata en voorspellingsmetodes wat benodig word vir die ontwerp van landelike siglynstelsels” bied 'n aantal voortplantingsmodelle wat nuttig is vir die evaluering van voortplantingseffekte in mikrogolf-radiokommunikasiestelsels.

● Hierdie aanbeveling bied voorspellingsmetodes vir die voortplantingseffekte wat in ag geneem moet word by die ontwerp van digitale vaste-lyn-sig-skakels, beide in die lug en reënval. Dit bied ook riglyne vir die ontwerp van skakels in duidelike stapsgewyse prosedures, insluitend die gebruik van versagtingstegnieke om voortplantingsgebreke te verminder. Die finale voorspelling is die basis vir ander ITU-R-aanbevelings om foutprestasie en beskikbaarheid aan te spreek.

● Verskillende voortplantingsmeganismes, met 'n verskeidenheid effekte op die radioskakels, word in die Aanbeveling bespreek. Die toepassingsreke van die voorspellingsmetodes val nie altyd saam nie.

● 'n Kort beskrywing van die geïmplementeerde voorspellingsmetodes word in die volgende afdelings gegee.

2. Vervaging as gevolg van meerweg en verwante meganismes

Vervaging is die belangrikste meganisme wat die werking van digitale radioskakels beïnvloed. Veelweg in die troposfeer kan diep vervaag, veral in langer paaie of teen hoër frekwensies. Die voorspellingsmetode vir alle persentasies tyd word in figuur 1 grafies geïllustreer.

Vir klein persentasies tyd volg vervaag 'n Rayleigh-verdeling, met 'n asimptotiese variasie van 10 dB per waarskynlikheidsdekade. Dit kan voorspel word deur die volgende uitdrukking:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: geoklimatiese faktor

● dN1: puntbrekingsgradiënt in die laagste 65 m van die atmosfeer wat vir 1% van 'n gemiddelde jaar nie oorskry is nie
● sa: oppervlakteruwheid van die terrein, gedefinieer as die standaardafwyking van terreinhoogtes (m) binne 'n 110 km x 110 km gebied met 'n resolusie van 30 s
● d: Skakelpadafstand (km)
● f: Skakelfrekwensie (GHz)
● hL: hoogte van die onderste antenna bo seespieël (m)
● | εp | : absolute waarde van die padhelling (mrad)
● p0: meerwegfaktor
● pw: persentasie tydvervaagdiepte A word oorskry in die gemiddelde slegste maand

Figuur 1: persentasie tyd, pw, vervaagdiepte, A, in gemiddelde slegste maand oorskry, met p0 wat wissel van 0.01 tot 1 000

As A gelyk gemaak word aan die ontvangermarge, is die waarskynlikheid van skakelonderbreking as gevolg van voortplanting meer as pw / 100. Vir 'n skakel met n hop neem die waarskynlikheid van onderbreking PT rekening met die moontlikheid van 'n klein korrelasie tussen vervaag in opeenvolgende hop.

(4)       

In (4),, vir die meeste praktiese gevalle. Pi is die voorspelbare waarskynlikheid vir die i-th-hop, en die afstand daarvan. C = 1 as A 40 km oorskry of die som van die afstande 120 km oorskry.

3. Verswakking as gevolg van hidrometeore
Reën kan baie diep vervaag, veral by hoër frekwensies. Die Rek. Bl. 530 bevat die volgende eenvoudige tegnieke wat gebruik kan word om die langtermynstatistieke van reënverswakking te skat:
● Stap 1: Kry die reënpersentasie van R0.01 wat 0.01% van die tyd oorskry is (met 'n integrasietyd van 1 min).
● Stap 2: bereken die spesifieke verswakking, γR (dB / km) vir die frekwensie, polarisasie en reën van belang deur gebruik te maak van Aanbeveling ITU-R P.838.

● Stap 3: Bereken die effektiewe padlengte, deff, van die skakel deur die werklike padlengte d te vermenigvuldig met 'n afstandsfaktor r. 'N Skatting van hierdie faktor word gegee deur:

(5)  

waar, vir R0.01 ≤ 100 mm / u:

(6)     

Gebruik vir R0.01> 100 mm / h die waarde 100 mm / h in die plek van R0.01.

● Stap 4: 'n Skatting van die verswakking van die pad vir 0.01% van die tyd word gegee deur:A0.01 = γR deff = γR d

● Stap 5: Vir radioskakels wat op breedtegrade gelyk aan of groter as 30 ° (Noord of Suid) is, kan die verswakking wat vir ander persentasies tyd p oorskry word, in die omgewing van 0.001% tot 1% afgelei word uit die volgende kragwet:

(7)        

● Stap 6: Vir radioskakels op breedtegrade onder 30 ° (Noord of Suid), kan die verswakking wat vir ander persentasies tyd oorskry word, in die gebied van 0.001% tot 1% afgelei word van die volgende kragwet.

(8)        

Die formules (7) en (8) is geldig binne die reeks 0.001% - 1%.

Vir hoë breedte- of hoë skakelhoogtes kan hoër verswakingswaardes oorskry word vir tydpersentasie p as gevolg van die effek van smeltende ysdeeltjies of nat sneeu in die smeltlaag. Die voorkoms van hierdie effek word bepaal deur die hoogte van die skakel in verhouding tot die reënhoogte, wat wissel met geografiese ligging. 'N Gedetailleerde prosedure is in die Aanbeveling [1] ingesluit.Die waarskynlikheid van onderbreking as gevolg van reën word bereken as p / 100, waar p die persentasie tyd is dat reënverswakking die skakelmarge oorskry.

4. Vermindering van kruispolêre diskriminasie (XPD)
Die XPD kan genoegsaam agteruitgaan om interaksie tussen ko-kanale en, in mindere mate, aangrensende kanaalinterferensie te veroorsaak. Die vermindering in XPD wat plaasvind gedurende sowel die lug as die neerslagtoestande moet in ag geneem word.

Die gesamentlike effek van voortplanting en die kruispolarisasiepatrone van die antennas beheer die vermindering van XPD wat vir klein persentasies tyd in helder lugtoestande voorkom. Om die effek van hierdie vermindering in skakelprestasie te bereken, word 'n gedetailleerde stap-vir-stap prosedure in die Aanbeveling aangebied [1].

Die XPD kan ook afgebreek word deur die teenwoordigheid van intense reën. Vir paaie waarop meer gedetailleerde voorspellings of metings nie beskikbaar is nie, kan 'n rowwe skatting van die onvoorwaardelike verspreiding van XPD verkry word uit 'n kumulatiewe verdeling van die ko-polêre verswakking (CPA) vir reën (sien afdeling 3) deur gebruik te maak van die ekwivaliese waarskynlikheid verhouding:

(9)      

                                                                                                                                      

Die koëffisiënte U en V (f) is oor die algemeen afhanklik van 'n aantal veranderlikes en empiriese parameters, insluitend frekwensie, f. Vir siglynpaaie met klein hoogtehoeke en horisontale of vertikale polarisasie, kan hierdie koëffisiënte benader word deur:

(10)     

(11)     

'N Gemiddelde waarde van U0 van ongeveer 15 dB, met 'n onderste grens van 9 dB vir alle metings, is verkry vir verswakkings groter as 15 dB.

'N Stapsgewyse prosedure word gegee om die onderbreking te bereken as gevolg van XPD-vermindering in die teenwoordigheid van reën.

5. Vervorming as gevolg van voortplantingseffekte

Die primêre oorsaak van vervorming op siglynskakels in die UHF- en SHF-bande is die frekwensie-afhanklikheid van amplitude en groepvertraging tydens helderweg-veelwegtoestande.

Die voortplantingskanaal word meestal geskoei deur aan te neem dat die sein verskeie paaie of strale volg vanaf die sender na die ontvanger. Metodes van prestasievoorspelling maak gebruik van so 'n multi-straal-model deur die verskillende veranderlikes te integreer, soos vertraging (tydsverskil tussen die eerste aankomende straal en die ander) en amplitudeverdelings, sowel as 'n gepaste model toerustingelemente soos modulator, gelykmaker, vorentoe FEC-regeling (FEC) -skema's, ens. Die metode wat in [1] aanbeveel word vir die voorspelling van foutprestasie, is 'n handtekeningmetode.

Die onderbrekingswaarskynlikheid word hier gedefinieer as die waarskynlikheid dat BER groter is as 'n gegewe drempel.

Stap 1: Bereken die gemiddelde vertraging van:

(12)                   

waar d die padlengte (km) is.

Stap 2: Bereken die meerwegaktiwiteitsparameter η as:

(13)  

Stap 3: Bereken die selektiewe onderbrekingswaarskynlikheid uit:

(14)   

waar:

● Wx: handtekeningwydte (GHz)
● Bx: handtekeningdiepte (dB)
● τr, x: die verwysingsvertraging (ns) wat gebruik word om die handtekening te verkry, met x wat aandui of die minimum fase (M) of die nie-minimum fase (NM) vervaag.
● As slegs die genormaliseerde stelselparameter Kn beskikbaar is, kan die selektiewe onderbrekingswaarskynlikheid in vergelyking (15) bereken word deur:

(15)    

waar:
● T: stelselbaudperiode (ns)
● Kn, x: die genormaliseerde stelselparameter, met x wat aandui of die minimum fase (M) of die nie-minimum fase (NM) vervaag.

6. Diversiteitstegnieke

Daar is 'n aantal tegnieke beskikbaar om die effekte van plat en selektiewe vervaag te verlig, waarvan die meeste gelyktydig verlig. Dieselfde tegnieke verlig ook dikwels die vermindering van kruis-polarisasie-diskriminasie.Diversiteitstegnieke sluit ruimte-, hoek- en frekwensiediversiteit in. Ruimteverskeidenheid help om plat vervaag te bestry (soos veroorsaak deur verlies van straalverspreiding, of deur atmosferiese meerweg met kort relatiewe vertraging) sowel as frekwensie-selektiewe vervaag, terwyl frekwensie-diversiteit slegs help om frekwensie-selektiewe vervaag te bestry (soos veroorsaak deur oppervlak-veelweg en / of atmosferiese veelweg).
Wanneer ruimteverskeidenheid gebruik word, moet hoekverskeidenheid ook gebruik word deur die antennas in verskillende opwaartse hoeke te kantel. Hoekdiversiteit kan gebruik word in situasies waarin voldoende ruimteverskeidenheid nie moontlik is nie of om toringhoogtes te verminder.Die mate van verbetering wat al hierdie tegnieke bied, hang af van die mate waarin die seine in die diversiteitstakke van die stelsel nie gekorreleer is nie.
Die diversiteitsverbeteringsfaktor, I, vir vervaagdiepte, A, word gedefinieer deur:I = p (A) / pd (A)

waar pd (A) die persentasie tyd is in die gekombineerde diversiteitseinvertakking met vervaagdiepte groter as A en p (A) die persentasie vir die onbeskermde pad is. Die diversiteitsverbeteringsfaktor vir digitale stelsels word gedefinieer deur die verhouding van die oorskrydingstye vir 'n gegewe BBV met en sonder diversiteit.

Die verbetering as gevolg van die volgende diversiteitstegnieke kan bereken word:

● Ruimteverskeidenheid.
● Frekwensie diversiteit.
● Hoekdiversiteit.
● Ruimte- en frekwensie-diversiteit (twee ontvangers)
● Ruimte- en frekwensie-diversiteit (vier ontvangers)
● Die gedetailleerde berekeninge kan gevind word in [1].

7. Voorspelling van totale onderbreking
Die totale waarskynlikheid vir die onderbreking as gevolg van helder lug-effekte word bereken as:

(16)       

● Pns: Onderbrekingswaarskynlikheid as gevolg van nie-selektiewe helder lugvervaag (Afdeling 2).

● Ps: Onderbrekingswaarskynlikheid as gevolg van selektiewe vervaag (Afdeling 5)
● PXP: waarskynlikheid vir onderbreking as gevolg van XPD-agteruitgang in die lug (Afdeling 4).
● Pd: Onderbrekingswaarskynlikheid vir 'n beskermde stelsel (Afdeling 6).

Die totale kans op onderbreking as gevolg van reën word bereken as u die grootste Prain en PXPR inneem.

● Pyn: Waarskynlikheid van onderbreking weens vervaag van reën (Afdeling 3).

● PXPR: Onderbrekingswaarskynlikheid weens XPD-agteruitgang geassosieer met reën (Afdeling 4).

Die onderbreking as gevolg van helder lug-effekte word hoofsaaklik toegedeel aan prestasie en die onderbreking as gevolg van neerslag, hoofsaaklik na beskikbaarheid.

8. Verwysings

[1] ITU-R Aanbeveling P.530-13, “Voortplantingsdata en voorspellingsmetodes wat benodig word vir die ontwerp van landelike siglynstelsels”, ITU, Genève, Switserland, 2009.

Vir verdere inligting
Vir meer inligting oor mikrogolfbeplanning, asseblief Kontak Ons

Los 'n boodskap 

boodskap Lys