МСЕ-R С.530 РЕКОМЕНДАЦІЯ

МСЕ-R С.530 РЕКОМЕНДАЦІЯ

1. Опис

● Рекомендація МСЕ-R P.530, "Дані поширення та методи прогнозування, необхідні для проектування наземних систем прямого огляду", надає ряд моделей поширення, корисних для оцінки ефектів розповсюдження в мікрохвильових системах радіозв'язку.

● Ця Рекомендація передбачає методи прогнозування ефектів розповсюдження, які слід враховувати при проектуванні цифрових фіксованих ліній прямої видимості як в умовах чистого повітря, так і в умовах дощів. Він також надає вказівки щодо проектування посилань у чітких покрокових процедурах, включаючи використання методів пом'якшення наслідків для мінімізації погіршення поширення. Остаточне передбачене відключення є базою для інших Рекомендацій МСЕ-R, що стосуються продуктивності та доступності помилок.

● У Рекомендації розглядаються різні механізми розповсюдження з різним впливом на радіолінії. Діапазони застосування методів прогнозування не завжди збігаються.

● Короткий опис реалізованих методів прогнозування подано в наступних розділах.

2. Затухання завдяки багатопроменевості та пов’язаним механізмам

Затухання є найважливішим механізмом, який впливає на продуктивність цифрових радіозв’язків. Багатопроменева тропосфера може спричинити глибоке згасання, особливо на довших шляхах або на більш високих частотах. Метод прогнозування для всіх відсотків часу графічно проілюстрований на рисунку 1.

Протягом невеликих відсотків часу згасання відбувається за розподілом Релея з асимптотичними варіаціями 10 дБ на десятиліття ймовірності. Це можна передбачити за таким виразом:

(1)

(2)

 

(3)

 

● К: геокліматичний фактор

● dN1: точковий градієнт заломлення в найнижчих 65 м атмосфери не перевищується протягом 1% середнього року
● sa: шорсткість місцевості, визначена як стандартне відхилення висот місцевості (м) в межах 110 км x 110 км з роздільною здатністю 30 с
● d: Відстань шляху прокладання (км)
● f: Частота зв'язку (ГГц)
● hL: висота нижньої антени над рівнем моря (м)
● | εp | : абсолютне значення нахилу шляху (мрад)
● p0: коефіцієнт виникнення багатопроменевого шляху
● pw: відсоток глибини затухання часу A перевищується в середньому найгіршому місяці

Рисунок 1: Відсоток часу, pw, глибина затухання, A, перевищена в середньому найгіршому місяці, p0 коливається від 0.01 до 1

Якщо значення A дорівнює запасу приймача, ймовірність відключення лінії зв'язку через багатопроменеве поширення дорівнює pw / 100. Для зв'язку з n стрибками ймовірність відключення PT враховує можливість невеликої кореляції між згасаннями в послідовних стрибках.

(4)       

У (4) для більшості практичних випадків. Pi - ймовірність відключення, передбачена для i-го стрибка, і di його відстані. С = 1, якщо А перевищує 40 км або сума відстаней перевищує 120 км.

3. Затухання за рахунок гідрометеорів
Дощ може спричинити дуже глибокі згасання, особливо на більш високих частотах. Рек. P. 530 включає наступну просту методику, яка може бути використана для оцінки довгострокової статистики ослаблення дощу:
● Крок 1: Отримайте перевищену норму дощу R0.01 протягом 0.01% часу (з часом інтеграції 1 хв).
● Крок 2: Обчисліть питоме послаблення, γR (дБ / км) для частоти, поляризації та швидкості дощу, що представляє інтерес, використовуючи Рекомендацію МСЕ-R P.838.

● Крок 3: Обчисліть ефективну довжину шляху, deff, посилання, помноживши фактичну довжину шляху d на коефіцієнт відстані r. Оцінка цього коефіцієнта дається:

(5)  

де для R0.01 ≤ 100 мм / год:

(6)     

Для R0.01> 100 мм / год використовуйте значення 100 мм / год замість R0.01.

● Крок 4: Оцінка ослаблення шляху перевищена за 0.01% часу дається:A0.01 = γR дефф = γR d

● Крок 5: Для радіоліній, розташованих у широтах, що дорівнюють або перевищують 30 ° (на північ чи південь), ослаблення, перевищене для інших відсотків часу p в діапазоні від 0.001% до 1%, може бути виведено з наступного закону потужності:

(7)        

● Крок 6: Для радіозв’язків, розташованих у широтах нижче 30 ° (північ чи південь), ослаблення, перевищене для інших відсотків часу p в діапазоні від 0.001% до 1%, може бути виведене з наступного закону про потужність.

(8)        

Формули (7) та (8) дійсні в діапазоні 0.001% - 1%.

Для великих широт або висотних зв’язків високі значення загасання можуть бути перевищені на відсоток часу p через ефект танення частинок льоду або мокрого снігу в плаві, що плавиться. Частота цього ефекту визначається висотою ланки відносно висоти дощу, яка змінюється залежно від географічного розташування. Детальна процедура включена до Рекомендації [1].Імовірність відключення через дощ обчислюється як p / 100, де p - відсоток часу ослаблення дощу, що перевищує поле посилання.

4. Зменшення кросполярної дискримінації (XPD)
XPD може погіршитися в достатній мірі, щоб спричинити перешкоди для спільного каналу та, в меншій мірі, перешкоди для сусіднього каналу. Слід враховувати зменшення XPD, яке відбувається як під час чистого повітря, так і під час опадів.

Комбінований ефект поширення багатопроменевого шляху та структури крос-поляризації антен регулює зменшення XPD, що відбувається протягом невеликих відсотків часу в умовах чистого повітря. Для обчислення ефекту від цього зниження продуктивності каналу детальна покрокова процедура представлена ​​в Рекомендації [1].

XPD також може погіршитися внаслідок інтенсивного дощу. Для шляхів, на яких відсутні більш детальні прогнози або вимірювання, грубу оцінку безумовного розподілу XPD можна отримати із сукупного розподілу кополярного ослаблення (CPA) для дощу (див. Розділ 3) з використанням еквімовірності відношення:

(9)      

                                                                                                                                      

Коефіцієнти U та V (f) загалом залежать від ряду змінних та емпіричних параметрів, включаючи частоту, f. Для траєкторій прямої видимості з малими кутами піднесення та горизонтальною або вертикальною поляризацією ці коефіцієнти можуть бути апроксимовані:

(10)     

(11)     

Середнє значення U0 близько 15 дБ з нижньою межею 9 дБ для всіх вимірювань було отримано для ослаблення більше 15 дБ.

Дано покрокову процедуру розрахунку відключення через зменшення XPD у присутності дощу.

5. Спотворення внаслідок ефектів розповсюдження

Основною причиною спотворень на лініях прямого огляду в діапазонах UHF та SHF є частотна залежність амплітуди та групової затримки в умовах багатопроменевого проходження повітря.

Канал поширення найчастіше моделюється, припускаючи, що сигнал проходить кілька шляхів, або променів, від передавача до приймача. Методи прогнозування продуктивності використовують таку багатопроменеву модель, інтегруючи різні змінні, такі як затримка (різниця в часі між першим прибулим променем та іншими) та розподіли амплітуди разом із відповідною моделлю елементів обладнання, такими як модулятори, еквалайзер, прямий Схеми виправлення помилок (FEC) тощо. Метод, рекомендований у [1] для прогнозування продуктивності помилок, є методом підпису.

Тут імовірність відключення визначається як ймовірність того, що BER перевищує заданий поріг.

Крок 1: Обчисліть середню затримку за часом:

(12)                   

де d - довжина шляху (км).

Крок 2: Обчисліть параметр дії багатопроменевості η як:

(13)  

Крок 3: Обчисліть ймовірність селективного відключення на основі:

(14)   

де:

● Wx: ширина підпису (ГГц)
● Bx: глибина підпису (дБ)
● τr, x: опорна затримка (ns), яка використовується для отримання підпису, причому x позначає або мінімальну фазу (M), або немінімальну фазу (NM), що згасає.
● Якщо доступний лише нормалізований системний параметр Kn, селективна імовірність відключення у рівнянні (15) може бути обчислена за допомогою:

(15)    

де:
● T: період боду в системі (нс)
● Kn, x: нормалізований параметр системи, причому x позначає або мінімальну фазу (M), або немінімальну фазу (NM), що згасає.

6. Різноманітні прийоми

Існує ряд методів для зменшення наслідків плоского та селективного вицвітання, більшість з яких полегшують обидва одночасно. Ці самі методи часто також полегшують зменшення крос-поляризаційної дискримінації.Методи розмаїття включають рознесення простору, кута та частоти. Космічне розмаїття допомагає боротися з плоским затуханням (наприклад, спричиненим втратами, що розповсюджуються пучком, або атмосферним багатопроменевим шляхом з короткою відносною затримкою), а також частотним вибірковим затуханням, тоді як частотне розмаїття допомагає боротися лише з частотним вибірковим вицвітанням (наприклад, викликаним поверхневим багатопроменевим та / або атмосферний багатопроменевий шлях).
Кожного разу, коли використовується розмаїття простору, розрізнення кутів також слід застосовувати, нахиляючи антени під різними кутами вгору. Різноманітність кутів можна використовувати в ситуаціях, коли адекватне розмаїття простору неможливе або для зменшення висоти вежі.Ступінь вдосконалення, що забезпечується усіма цими техніками, залежить від того, наскільки сигнали в гілках розмаїтості системи некорельовані.
Коефіцієнт поліпшення різноманітності I для глибини затухання A визначається:I = p (A) / pd (A)

де pd (A) - відсоток часу в комбінованій гілці рознесеного сигналу з глибиною затухання більше, ніж A, а p (A) - відсоток для незахищеного шляху. Коефіцієнт поліпшення різноманітності для цифрових систем визначається відношенням часу перевищення для даного BER із різноманітністю та без неї.

Поліпшення завдяки наступним методам різноманітності можна обчислити:

● Космічна різноманітність.
● Різноманітність частот.
● Різноманітність кутів.
● Розміщення простору та частоти (два приймачі)
● Розміщення простору та частоти (чотири приймачі)
● Детальні розрахунки можна знайти в [1].

7. Прогнозування загального відключення
Загальна ймовірність відключення внаслідок ефектів чистого повітря обчислюється як:

(16)       

● Pns: ймовірність виходу з ладу через неселективне вицвітання в чистому повітрі (Розділ 2).

● Ps: ймовірність виходу з ладу через селективне згасання (Розділ 5)
● PXP: ймовірність виходу з ладу через погіршення XPD в чистому повітрі (Розділ 4).
● Pd: ймовірність відключення захищеної системи (розділ 6).

Загальна ймовірність відключення внаслідок дощу обчислюється з урахування більших з Prain та PXPR.

● Молитва: ймовірність перебоїв внаслідок згасання дощу (Розділ 3).

● PXPR: Імовірність виходу з ладу через погіршення XPD, пов’язане з дощем (Розділ 4).

Відключення внаслідок ефектів чистого повітря розподіляється здебільшого за показниками продуктивності, а відключення - через опади, переважно за наявності.

8. Посилання

[1] Рекомендація МСЕ-R P.530-13, “Дані поширення та методи прогнозування, необхідні для проектування наземних систем прямого огляду”, МСЕ, Женева, Швейцарія, 2009 р.

Для подальшої інформації
Для отримання додаткової інформації щодо планування мікрохвильових печей, будь ласка Зв'яжіться з нами

Залишити повідомлення 

список повідомлень