ITU-R s.530 ANBEFALING

ITU-R s.530 ANBEFALING

1. Beskrivelse

● ITU-R-anbefaling P.530, “Forplantningsdata og prediksjonsmetoder som kreves for utforming av terrestriske synslinjesystemer”, gir en rekke formeringsmodeller som er nyttige for evaluering av forplantningseffekter i mikrobølgeradiokommunikasjonssystemer.

● Denne anbefalingen gir prediksjonsmetoder for forplantningseffektene som bør tas i betraktning ved utformingen av digitale lenker med fast synsfelt, både i klar luft og nedbørsforhold. Det gir også veiledningsdesignveiledning i klare trinnvise prosedyrer, inkludert bruk av avbøtende teknikker for å minimere forplantningshemming. Den endelige spenningen som er spådd, er basen for andre ITU-R-anbefalinger som adresserer feilytelse og tilgjengelighet.

● Forskjellige formeringsmekanismer, med en rekke effekter på radiolinkene, er omtalt i anbefalingen. Anvendelsesområdet for prediksjonsmetodene er ikke alltid sammenfallende.

● En kort beskrivelse av de implementerte prediksjonsmetodene er gitt i de følgende avsnittene.

2. Fading på grunn av flerveis og relaterte mekanismer

Fading er den viktigste mekanismen som påvirker ytelsen til digitale radiolenker. Flerveis i troposfæren kan forårsake dype falmer, spesielt i lengre stier eller ved høyere frekvenser. Forutsigelsesmetoden for alle prosentandeler av tiden er illustrert grafisk i figur 1.

I små prosentandeler av tiden følger falming en Rayleigh-fordeling, med en asymptotisk variasjon på 10 dB per sannsynlighetsår. Dette kan forutsies av følgende uttrykk:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: geoklimatisk faktor

● dN1: punktets brytningsgradient i de laveste 65 m av atmosfæren ikke overskredet i 1% av et gjennomsnittlig år
● sa: terrengruffhet, definert som standardavvik for terrenghøyder (m) innenfor et 110 km x 110 km område med en 30 s oppløsning
● d: Avstand mellom koblingssti (km)
● f: Koblingsfrekvens (GHz)
● hL: høyden på den nedre antennen over havet (m)
● | εp | : absolutt verdi av stihelling (mrad)
● p0: faktor for forekomst av flere veier
● pw: prosent av tiden fade dybde A overskrides i gjennomsnittlig verste måned

Figur 1: Prosent av tid, pw, fade dybde, A, overskredet i gjennomsnittlig verste måned, med p0 fra 0.01 til 1

Hvis A gjøres lik mottakermarginen, er sannsynligheten for koblingsbrudd på grunn av flerveisforplantning lik pw / 100. For en kobling med n humle tar sannsynligheten for avbrudd PT hensyn til muligheten for en liten sammenheng mellom fades i påfølgende humle.

(4)       

I (4), for de fleste praktiske tilfeller. Pi er sannsynligheten for avbrudd som er spådd for i-th hop, og er dens avstand. C = 1 hvis A overstiger 40 km eller summen av avstandene overstiger 120 km.

3. Demping på grunn av hydrometeorer
Regn kan forårsake veldig dype falmer, spesielt ved høyere frekvenser. The Rec. S. 530 inkluderer følgende enkle teknikk som kan brukes til å estimere den langsiktige statistikken over regndemping:
Trinn 1: Få regnhastigheten R0.01 overskredet i 0.01% av tiden (med en integrasjonstid på 1 min).
● Trinn 2: Beregn den spesifikke dempningen, γR (dB / km) for frekvensen, polarisasjonen og regnhastigheten av interesse ved å bruke anbefaling ITU-R s.838.

● Trinn 3: Beregn den effektive kurslengden, deff, for lenken ved å multiplisere den faktiske kurslengden d med en avstandsfaktor r. Et estimat av denne faktoren er gitt av:

(5)  

hvor, for R0.01 ≤ 100 mm / t:

(6)     

For R0.01> 100 mm / t, bruk verdien 100 mm / t i stedet for R0.01.

Trinn 4: Et estimat over stigdemping overskredet i 0.01% av tiden er gitt av:A0.01 = γR deff = γR d

● Trinn 5: For radioforbindelser som ligger i breddegrader som er lik eller større enn 30 ° (Nord eller Sør), kan dempingen som er overskredet for andre prosenter av tid p i området 0.001% til 1%, trekkes fra følgende kraftlov:

(7)        

● Trinn 6: For radioforbindelser som ligger på breddegrader under 30 ° (Nord eller Sør), kan dempingen som er overskredet for andre prosenter av tid p i området 0.001% til 1%, trekkes fra følgende kraftlov.

(8)        

Formlene (7) og (8) er gyldige i området 0.001% - 1%.

For høye breddegrader eller høye koblingshøyder kan høyere verdier for demping overskrides for tidsprosent p på grunn av effekten av smeltende ispartikler eller våt snø i smeltelaget. Forekomsten av denne effekten bestemmes av høyden på lenken i forhold til regnhøyden, som varierer med geografisk beliggenhet. En detaljert prosedyre er inkludert i anbefalingen [1].Sannsynligheten for avbrudd på grunn av regn beregnes som p / 100, der p er prosentandelen av tiden regndemping overstiger koblingsmarginen.

4. Reduksjon av tverpolær diskriminering (XPD)
XPD kan forverres tilstrekkelig til å forårsake samkanalinterferens og i mindre grad tilstøtende kanalinterferens. Reduksjonen i XPD som oppstår under både klar luft og nedbørsforhold, må tas i betraktning.

Den kombinerte effekten av flerveisutbredelse og krysspolarisasjonsmønstrene til antennene styrer reduksjonene i XPD som forekommer i små prosenter av tid under klare forhold. For å beregne effekten av disse reduksjonene i lenkeytelse, presenteres en detaljert trinnvis fremgangsmåte i Anbefalingen [1].

XPD kan også nedbrytes ved tilstedeværelse av intenst regn. For baner der mer detaljerte spådommer eller målinger ikke er tilgjengelige, kan et grovt estimat av den ubetingede fordelingen av XPD fås fra en kumulativ fordeling av den ko-polære dempningen (CPA) for regn (se avsnitt 3) ved bruk av ekvivalens forhold:

(9)      

                                                                                                                                      

Koeffisientene U og V (f) er generelt avhengig av en rekke variabler og empiriske parametere, inkludert frekvens, f. For synsfeltbaner med små høydevinkler og horisontal eller vertikal polarisering, kan disse koeffisientene tilnærmes med:

(10)     

(11)     

En gjennomsnittsverdi på U0 på ca. 15 dB, med en nedre grense på 9 dB for alle målinger, er oppnådd for dempninger større enn 15 dB.

En trinnvis prosedyre gis for å beregne utfallet på grunn av XPD-reduksjon i nærvær av regn.

5. Forvrengning på grunn av forplantningseffekter

Den primære årsaken til forvrengning på synslinjene i UHF- og SHF-båndene er frekvensavhengigheten av amplitude og gruppeforsinkelse under flerveisforhold i klar luft.

Forplantningskanalen modelleres oftest ved å anta at signalet følger flere baner, eller stråler, fra senderen til mottakeren. Fremgangsmåter forutsigelsesmetoder bruker en slik flerstrålemodell ved å integrere de forskjellige variablene som forsinkelse (tidsforskjell mellom den første ankomne strålen og de andre) og amplitudefordelinger sammen med en riktig modell av utstyrselementer som modulatorer, equalizer, fremover Ordninger med feilkorreksjon (FEC) osv. Metoden anbefalt i [1] for å forutsi feilytelse er en signaturmetode.

Utfallssannsynligheten er her definert som sannsynligheten for at BER er større enn en gitt terskel.

Trinn 1: Beregn gjennomsnittlig tidsforsinkelse fra:

(12)                   

hvor d er sti lengde (km).

Trinn 2: Beregn flerveisaktivitetsparameteren η som:

(13)  

Trinn 3: Beregn sannsynligheten for selektiv avbrudd fra:

(14)   

der:

● Wx: signaturbredde (GHz)
● Bx: signaturdybde (dB)
● τr, x: referanseforsinkelsen (ns) som brukes til å oppnå signaturen, med x som enten betyr minimum fase (M) eller ikke-minimum fase (NM) falmer.
● Hvis bare den normaliserte systemparameteren er tilgjengelig, kan den selektive utfallssannsynligheten i ligning (15) beregnes ved å:

(15)    

der:
● T: system baud periode (ns)
● Kn, x: den normaliserte systemparameteren, med x som betegner enten minimum fase (M) eller ikke-minimum fase (NM) falmer.

6. Mangfoldsteknikker

Det er en rekke teknikker tilgjengelig for å lindre effekten av flat og selektiv fading, hvorav de fleste lindrer begge samtidig. De samme teknikkene lindrer også ofte reduksjonen i krysspolarisasjonsdiskriminering.Mangfoldsteknikker inkluderer mangfold i rom, vinkel og frekvens. Plassdiversitet hjelper til å bekjempe flat fading (for eksempel forårsaket av strålespredningstap, eller ved atmosfærisk flerveis med kort relativ forsinkelse), samt frekvensselektiv fading, mens frekvensdiversitet bare hjelper til å bekjempe frekvensselektiv fading (for eksempel forårsaket av flatevei og / eller atmosfærisk flerveis).
Hver gang romdiversitet brukes, bør vinkeldiversitet også brukes ved å vippe antennene i forskjellige vinkler oppover. Vinkeldiversitet kan brukes i situasjoner der tilstrekkelig romdiversitet ikke er mulig eller for å redusere tårnhøyder.Graden av forbedring som gis av alle disse teknikkene avhenger av i hvilken grad signalene i mangfoldsgrenene i systemet ikke er korrelert.
Mangfoldsforbedringsfaktoren, I, for fade dybde, A, er definert av:I = p (A) / pd (A)

hvor pd (A) er prosentandelen av tid i den kombinerte diversitetssignalgrenen med fade dybde større enn A og p (A) er prosentandelen for den ubeskyttede banen. Mangfoldsforbedringsfaktoren for digitale systemer er definert av forholdet mellom overskridelsestidene for en gitt BER med og uten mangfold.

Forbedringen på grunn av følgende mangfoldsteknikker kan beregnes:

● Plassmangfold.
● Frekvensmangfold.
● Vinkelmangfold.
● Plass- og frekvensdiversitet (to mottakere)
● Plass- og frekvensdiversitet (fire mottakere)
● De detaljerte beregningene finner du i [1].

7. Forutsi total utfall
Den totale utfallssannsynligheten på grunn av lufteffekter beregnes som:

(16)       

● Pns: Sannsynlighet for utfall på grunn av ikke-selektiv lysluftfading (seksjon 2).

● Ps: sannsynlighet for utfall på grunn av selektiv fading (avsnitt 5)
● PXP: sannsynlighet for utfall på grunn av XPD-nedbrytning i luften (seksjon 4).
● Pd: Utfallssannsynlighet for et beskyttet system (seksjon 6).

Den totale sannsynligheten for avbrudd på grunn av regn beregnes fra å ta den største av Prain og PXPR.

● Prain: Sannsynlighet for utfall på grunn av falming av regn (avsnitt 3).

● PXPR: sannsynlighet for utfall på grunn av XPD-nedbrytning knyttet til regn (seksjon 4).

Avbruddet på grunn av lufteffekter fordeles hovedsakelig på ytelse og utfallet på grunn av nedbør, hovedsakelig på tilgjengelighet.

8. Referanser

[1] ITU-R-anbefaling s.530-13, “Forplantningsdata og prediksjonsmetoder som kreves for utforming av terrestriske synslinjesystemer”, ITU, Genève, Sveits, 2009.

For mer informasjon
For mer informasjon om mikrobølgeovnsplanlegging, vær så snill Kontakt oss

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste