RECOMANACIÓ UIT-R P.530

RECOMANACIÓ UIT-R P.530

1. descripció

● La Recomanació UIT-R P.530, "Dades de propagació i mètodes de predicció necessaris per al disseny de sistemes de línia de visió terrestres" proporciona una sèrie de models de propagació útils per a l'avaluació dels efectes de propagació en sistemes de radiocomunicacions de microones.

● Aquesta Recomanació proporciona mètodes de predicció dels efectes de propagació que s'han de tenir en compte en el disseny d'enllaços digitals de línia de visió fixa, tant en condicions de claror com de pluja. També proporciona una guia de disseny d’enllaços en procediments clars pas a pas, inclosa l’ús de tècniques de mitigació per minimitzar els deterioraments de la propagació. L'aturada final prevista és la base per a altres Recomanacions UIT-R sobre el rendiment i la disponibilitat d'errors.

● A la Recomanació es tracten diferents mecanismes de propagació, amb diversos efectes sobre els enllaços de ràdio. Els rangs d’aplicació dels mètodes de predicció no sempre són coincidents.

● A les seccions següents es proporciona una breu descripció dels mètodes de predicció implementats.

2. Fading degut a mecanismes multipath i relacionats

La decoloració és el mecanisme més important que afecta el rendiment dels enllaços de ràdio digitals. El camí múltiple a la troposfera pot provocar fades profundes, especialment en camins més llargs o amb freqüències més altes. La figura 1 il·lustra gràficament el mètode de predicció per a tots els percentatges de temps.

Durant petits percentatges de temps, la decoloració segueix una distribució de Rayleigh, amb una variació asimptòtica de 10 dB per dècada de probabilitat. Això es pot predir mitjançant la següent expressió:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: factor geoclimàtic

● dN1: gradient de refractivitat puntual als 65 m més baixos de l'atmosfera no superat durant l'1% d'un any mitjà
● sa: rugositat del terreny, definida com la desviació estàndard de les altures del terreny (m) dins d'una àrea de 110 km x 110 km amb una resolució de 30 s
● d: distància del camí d'enllaç (km)
● f: freqüència d'enllaç (GHz)
● hL: altitud de l'antena inferior sobre el nivell del mar (m)
● | εp | : valor absolut de la inclinació del camí (mrad)
● p0: factor d'ocurrència de camins múltiples
● pw: es supera el percentatge de profunditat de fade A del temps en el pitjor mes mitjà

Figura 1: Percentatge de temps, pw, profunditat d’esvaïment, A, superat en el pitjor mes mitjà, amb p0 que oscil·la entre 0.01 i 1 000

Si A es fa igual al marge del receptor, la probabilitat de tall d’enllaç a causa de la propagació de camins múltiples és igual a pw / 100. Per a un enllaç amb n llúpols, la probabilitat d’interrupció del PT té en compte la possibilitat d’una petita correlació entre esvaiments en llúpols consecutius.

(4)       

A (4),, per a la majoria de casos pràctics. Pi és la probabilitat d’interrupció prevista per al i-e salt i la seva distància. C = 1 si A supera els 40 km o la suma de les distàncies supera els 120 km.

3. Atenuació deguda als hidrometeors
La pluja pot provocar fades molt profundes, sobretot a freqüències més altes. El Rec. El P. 530 inclou la següent tècnica senzilla que es pot utilitzar per estimar les estadístiques a llarg termini d’atenuació de la pluja:
● Pas 1: obteniu la taxa de pluja R0.01 superada durant el 0.01% del temps (amb un temps d'integració d'1 min).
● Pas 2: calculeu l'atenuació específica, γR (dB / km) per a la freqüència, la polarització i la taxa d'interès de pluja mitjançant la Recomanació UIT-R P.838.

● Pas 3: calculeu la longitud efectiva del recorregut, deff, de l'enllaç multiplicant la longitud real del recorregut d per un factor de distància r. Una estimació d’aquest factor ve donada per:

(5)  

on, per R0.01 ≤ 100 mm / h:

(6)     

Per a R0.01> 100 mm / h, utilitzeu el valor 100 mm / h en lloc de R0.01.

● Pas 4: una estimació de l'atenuació del camí superada durant el 0.01% del temps ve donada per:A0.01 = γR deff = γR d

● Pas 5: per a enllaços de ràdio situats a latituds iguals o superiors a 30 ° (nord o sud), l'atenuació superada per a altres percentatges de temps p en el rang del 0.001% a l'1% es pot deduir de la llei de potència següent:

(7)        

● Pas 6: per a enllaços de ràdio situats a latituds inferiors a 30 ° (nord o sud), l'atenuació superada per a altres percentatges de temps p en el rang del 0.001% a l'1% es pot deduir de la següent llei de potència.

(8)        

Les fórmules (7) i (8) són vàlides dins de l’interval del 0.001% a l’1%.

Per a latituds altes o altes altituds de connexió, es poden superar valors d’atenuació més alts per percentatge de temps p a causa de l’efecte de la fusió de partícules de gel o de neu humida a la capa de fusió. La incidència d’aquest efecte ve determinada per l’alçada de l’enllaç en relació amb l’altura de la pluja, que varia segons la ubicació geogràfica. A la Recomanació [1] s’inclou un procediment detallat.La probabilitat d’aturada a causa de la pluja es calcula com a p / 100, on p és el percentatge de temps que l’atenuació de la pluja supera el marge de l’enllaç.

4. Reducció de la discriminació transversal (XPD)
L'XPD es pot deteriorar prou com per provocar interferències de canals compartits i, en menor mesura, interferències de canals adjacents. Cal tenir en compte la reducció de XPD que es produeix tant en condicions d’aire clar com de precipitació.

L'efecte combinat de la propagació de camins múltiples i els patrons de polarització creuada de les antenes regeix les reduccions de XPD que es produeixen durant petits percentatges de temps en condicions d'aire lliure. Per calcular l’efecte d’aquestes reduccions en el rendiment dels enllaços, es presenta un procediment detallat pas a pas a la Recomanació [1].

El XPD també es pot degradar per la presència de pluges intenses. Per als camins en què no hi ha prediccions o mesures més detallades, es pot obtenir una estimació aproximada de la distribució incondicional de XPD a partir d’una distribució acumulativa de l’atenuació copolar (CPA) per a la pluja (vegeu la secció 3) mitjançant l’equi-probabilitat relació:

(9)      

                                                                                                                                      

Els coeficients U i V (f) depenen generalment d’una sèrie de variables i paràmetres empírics, inclosa la freqüència, f. Per als camins de línia de visió amb petits angles d'elevació i polarització horitzontal o vertical, aquests coeficients es poden aproximar per:

(10)     

(11)     

S'ha obtingut un valor mitjà d'U0 d'aproximadament 15 dB, amb un límit inferior de 9 dB per a totes les mesures, per a atenuacions superiors a 15 dB.

Es dóna un procediment pas a pas per calcular la interrupció a causa de la reducció de XPD en presència de pluja.

5. Distorsió per efectes de propagació

La principal causa de distorsió dels enllaços de línia de visió a les bandes UHF i SHF és la dependència de freqüència de l’amplitud i el retard del grup durant les condicions de trajecte múltiple a l’aire lliure.

El canal de propagació es modela més sovint assumint que el senyal segueix diversos camins, o raigs, des del transmissor fins al receptor. Els mètodes de predicció del rendiment fan ús d’aquest model de diversos rajos integrant diverses variables com el retard (diferència de temps entre el primer raig arribat i els altres) i les distribucions d’amplitud juntament amb un model adequat d’elements d’equips com ara moduladors, equalitzador, avanç Esquemes de correcció d'errors (FEC), etc. El mètode recomanat a [1] per predir el rendiment dels errors és un mètode de signatura.

Aquí es defineix la probabilitat d’interrupció com la probabilitat que el BER sigui més gran que un llindar determinat.

Pas 1: calculeu el retard mitjà de:

(12)                   

on d és la longitud del camí (km).

Pas 2: calculeu el paràmetre d'activitat multipath η com:

(13)  

Pas 3: calculeu la probabilitat de tall selectiu a partir de:

(14)   

on:

● Wx: amplada de la signatura (GHz)
● Bx: profunditat de la signatura (dB)
● τr, x: el retard de referència (ns) utilitzat per obtenir la signatura, amb x que indica una fase mínima (M) o una fase no mínima (NM).
● Si només hi ha disponible el paràmetre Kn del sistema normalitzat, la probabilitat de tall selectiu a l'equació (15) es pot calcular mitjançant:

(15)    

on:
● T: període de transmissions del sistema (ns)
● Kn, x: el paràmetre del sistema normalitzat, amb x que indica una fase mínima (M) o una fase no mínima (NM).

6. Tècniques de diversitat

Hi ha una sèrie de tècniques disponibles per pal·liar els efectes de la decoloració plana i selectiva, la majoria de les quals alleugen les dues alhora. Les mateixes tècniques solen alleujar també les reduccions de la discriminació per polarització creuada.Les tècniques de diversitat inclouen diversitat d’espai, angle i freqüència. La diversitat d’espai ajuda a combatre l’esvaïment pla (com ara la pèrdua de propagació del feix o el camí múltiple atmosfèric amb un retard relatiu curt), així com l’esvaiment selectiu de freqüència, mentre que la diversitat de freqüències només ajuda a combatre l’esvaiment selectiu de freqüència (com el causat per / o multipath atmosfèric).
Sempre que s’utilitza diversitat d’espai, la diversitat d’angles també s’hauria d’utilitzar inclinant les antenes en diferents angles ascendents. La diversitat d'angles es pot utilitzar en situacions en què no és possible una adequada diversitat d'espai o per reduir l'alçada de les torres.El grau de millora que ofereixen totes aquestes tècniques depèn de la mesura en què els senyals de les branques de diversitat del sistema no estan correlacionats.
El factor de millora de la diversitat, I, per a la profunditat de difusió, A, es defineix per:I = p (A) / pd (A)

on pd (A) és el percentatge de temps en la branca de senyal de diversitat combinada amb una profunditat d’esvaïment superior a A i p (A) és el percentatge del recorregut no protegit. El factor de millora de la diversitat per als sistemes digitals es defineix per la proporció dels temps de superació d’un BER determinat amb i sense diversitat.

Es pot calcular la millora deguda a les següents tècniques de diversitat:

● Diversitat espacial.
● Diversitat de freqüències.
● Diversitat d’angles.
● Diversitat d'espai i freqüència (dos receptors)
● Diversitat d'espai i freqüència (quatre receptors)
● Els càlculs detallats es poden trobar a [1].

7. Predicció del tall total
La probabilitat total d’aturada a causa d’efectes a l’aire lliure es calcula com:

(16)       

● Pns: probabilitat d’aparició a causa d’un desvaniment no selectiu de l’aire clar (secció 2).

● Ps: probabilitat d’apagada a causa d’un esvaiment selectiu (secció 5)
● PXP: Probabilitat de tall a causa de la degradació de XPD a l'aire lliure (secció 4).
● Pd: probabilitat de tall d'un sistema protegit (secció 6).

La probabilitat total d’aturada a causa de la pluja es calcula a partir de la presa de Prain i PXPR més grans.

● Cereu: probabilitat d’aparició a causa de la decoloració de la pluja (Secció 3).

● PXPR: Probabilitat de tall a causa de la degradació de XPD associada a la pluja (Secció 4).

La caiguda a causa dels efectes de l'aire lliure es reparteix principalment al rendiment i la caiguda a causa de la precipitació, principalment a la disponibilitat.

8. Referències

[1] Recomanació UIT-R P.530-13, "Dades de propagació i mètodes de predicció necessaris per al disseny de sistemes de línia de visió terrestres", UIT, Ginebra, Suïssa, 2009.

Per a més informació
Per obtenir més informació sobre la planificació de microones, si us plau Contacta'ns

Deixa un missatge 

Llista de missatges