ITU-R s.530 ANBEFALING

ITU-R s.530 ANBEFALING

1. Beskrivelse

● ITU-R-anbefaling P.530, "Formeringsdata og forudsigelsesmetoder, der kræves til design af jordbaserede synslinjesystemer", indeholder en række formeringsmodeller, der er nyttige til evaluering af formeringseffekter i mikrobølgeradiokommunikationssystemer.

● Denne anbefaling indeholder forudsigelsesmetoder for de formeringseffekter, der skal tages i betragtning ved udformningen af ​​digitale fastlinjelinjer, både i fri luft og regnvejr. Det giver også vejledningsdesignvejledning i klare trinvise procedurer, herunder brug af afbødningsteknikker for at minimere forplantningsnedsættelser. Den endelige forudsagte udfald er basen for andre ITU-R-anbefalinger, der vedrører fejlydelse og tilgængelighed.

● Forskellige formeringsmekanismer med forskellige effekter på radiolinkene er behandlet i henstillingen. Anvendelsesområdet for forudsigelsesmetoderne er ikke altid sammenfaldende.

● En kort beskrivelse af de implementerede forudsigelsesmetoder findes i de følgende afsnit.

2. Fading på grund af flervej og relaterede mekanismer

Fading er den vigtigste mekanisme, der påvirker ydeevnen af ​​digitale radiolink. Multipath i troposfæren kan forårsage dybe falmninger, især i længere stier eller ved højere frekvenser. Forudsigelsesmetoden for alle procentsatser er illustreret grafisk i figur 1.

I små procentdele af tiden følger falmning en Rayleigh-fordeling med en asymptotisk variation på 10 dB pr. Sandsynlighedsår. Dette kan forudsiges af følgende udtryk:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: geoklimatisk faktor

● dN1: punktets brydningsgradient i de laveste 65 m af atmosfæren, der ikke er overskredet i 1% af et gennemsnitligt år
● sa: terrænruffhed, defineret som standardafvigelsen for terrænhøjder (m) inden for et 110 km x 110 km område med en opløsning på 30 s
● d: Linksti-afstand (km)
● f: Linkfrekvens (GHz)
● hL: højde på den nederste antenne over havets overflade (m)
● | εp | : absolut værdi af stihældning (mrad)
● p0: faktor for forekomst af flere veje
● pw: procentdel af tidsfade dybde A overskrides i den gennemsnitlige værste måned

Figur 1: Procentdel af tid, pw, fade dybde, A, overskredet i den gennemsnitlige værste måned, med p0 fra 0.01 til 1

Hvis A gøres lig med modtagermargenen, er sandsynligheden for linkafbrydelse på grund af multipath-udbredelse lig med pw / 100. For en forbindelse med n humle tager sandsynligheden for afbrydelse PT hensyn til muligheden for en lille sammenhæng mellem fades i på hinanden følgende humle.

(4)       

I (4), for de fleste praktiske tilfælde. Pi er sandsynligheden for afbrud forudsagt for den i-th hop, og dens afstand. C = 1 hvis A overstiger 40 km eller summen af ​​afstande overstiger 120 km.

3. Dæmpning på grund af hydrometeorer
Regn kan forårsage meget dybe falmninger, især ved højere frekvenser. Rec. S.530 inkluderer følgende enkle teknik, der kan bruges til at estimere de langsigtede statistikker over regn dæmpning:
● Trin 1: Få regnhastigheden R0.01, der er overskredet i 0.01% af tiden (med en integrationstid på 1 min).
● Trin 2: Beregn den specifikke dæmpning, γR (dB / km) for frekvens, polarisering og regnhastighed af interesse ved hjælp af anbefaling ITU-R s.838.

● Trin 3: Beregn linkets effektive kurslængde, deff, ved at gange den faktiske kurllængde d med en afstandsfaktor r. Et skøn over denne faktor gives ved:

(5)  

hvor, for R0.01 ≤ 100 mm / t:

(6)     

For R0.01> 100 mm / t skal du bruge værdien 100 mm / h i stedet for R0.01.

● Trin 4: Et skøn over stigdæmpningen overskredet i 0.01% af tiden er givet ved:A0.01 = γR deff = γR d

● Trin 5: For radioforbindelser, der er placeret i breddegrader lig med eller større end 30 ° (nord eller syd), kan dæmpningen, der er overskredet for andre procentdele af tid p i området 0.001% til 1%, udledes af følgende strømlov:

(7)        

● Trin 6: For radioforbindelser, der er placeret i breddegrader under 30 ° (nord eller syd), kan dæmpningen, der er overskredet for andre procentdele af tiden p i området 0.001% til 1%, udledes af følgende strømlov.

(8)        

Formlerne (7) og (8) er gyldige inden for området 0.001% - 1%.

For høje breddegrader eller høje forbindelseshøjder kan højere dæmpningsværdier overskrides i tidsprocent p på grund af effekten af ​​smeltende ispartikler eller våd sne i smeltelaget. Forekomsten af ​​denne effekt bestemmes af højden af ​​linket i forhold til regnhøjden, der varierer med geografisk placering. En detaljeret procedure er inkluderet i henstillingen [1].Sandsynligheden for nedbrud på grund af regn beregnes som p / 100, hvor p er procentdelen af ​​tid, hvor regn dæmpning overstiger linkmargenen.

4. Reduktion af tværpolær forskelsbehandling (XPD)
XPD kan forringes tilstrækkeligt til at forårsage co-kanal interferens og i mindre grad tilstødende kanal interferens. Reduktionen i XPD, der opstår under både klar luft og nedbør, skal tages i betragtning.

Den kombinerede effekt af multipath-udbredelse og antennernes krydspolarisationsmønstre styrer reduktioner i XPD, der forekommer i små procentdele af tid under klare forhold. For at beregne effekten af ​​disse reduktioner i linkydelse præsenteres en detaljeret trin-for-trin procedure i henstillingen [1].

XPD kan også nedbrydes ved tilstedeværelsen af ​​intens regn. For stier, hvor mere detaljerede forudsigelser eller målinger ikke er tilgængelige, kan der fås et groft skøn over den ubetingede fordeling af XPD ud fra en kumulativ fordeling af den co-polære dæmpning (CPA) for regn (se afsnit 3) ved anvendelse af ækvivalent sandsynlighed forhold:

(9)      

                                                                                                                                      

Koefficienterne U og V (f) er generelt afhængige af et antal variabler og empiriske parametre, inklusive frekvens, f. For synsfeltstier med små højdevinkler og vandret eller lodret polarisering kan disse koefficienter tilnærmes med:

(10)     

(11)     

En gennemsnitlig værdi på U0 på ca. 15 dB med en nedre grænse på 9 dB for alle målinger er opnået ved dæmpninger større end 15 dB.

En trin-for-trin procedure gives for at beregne afbrydelsen på grund af XPD-reduktion i nærvær af regn.

5. Forvrængning på grund af formeringseffekter

Den primære årsag til forvrængning af synslinjelinjer i UHF- og SHF-båndene er frekvensafhængigheden af ​​amplitude og gruppeforsinkelse under klar-vejs flervejsbetingelser.

Udbredelseskanalen modelleres oftest ved at antage, at signalet følger flere stier eller stråler fra transmitteren til modtageren. Metoder til forudsigelse af ydeevne gør brug af en sådan flerstrålemodel ved at integrere de forskellige variabler såsom forsinkelse (tidsforskel mellem den første ankomne stråle og de andre) og amplitudefordelinger sammen med en korrekt model af udstyrselementer såsom modulatorer, equalizer, fremad FEC-ordninger med fejlkorrektion osv. Den metode, der anbefales i [1] til forudsigelse af fejlydelse, er en signaturmetode.

Udfaldssandsynligheden er her defineret som sandsynligheden for, at BER er større end en given tærskel.

Trin 1: Beregn den gennemsnitlige tidsforsinkelse fra:

(12)                   

hvor d er kurlængden (km).

Trin 2: Beregn flervejsaktivitetsparameteren η som:

(13)  

Trin 3: Beregn sandsynligheden for selektiv afbrydelse ud fra:

(14)   

hvor:

● Wx: signaturbredde (GHz)
● Bx: signaturdybde (dB)
● τr, x: den referenceforsinkelse (ns), der bruges til at opnå signaturen, hvor x angiver enten minimal fase (M) eller ikke-minimum fase (NM) falmer.
● Hvis kun den normaliserede systemparameter Kn er tilgængelig, kan sandsynligheden for selektiv udfald i ligning (15) beregnes ved:

(15)    

hvor:
● T: system baud periode (ns)
● Kn, x: den normaliserede systemparameter, hvor x angiver enten minimal fase (M) eller ikke-minimum fase (NM) falmer.

6. Mangfoldighedsteknikker

Der er en række teknikker til rådighed til at lindre virkningerne af flad og selektiv fading, hvoraf de fleste lindrer begge på samme tid. De samme teknikker lindrer ofte også reduktionen i krydspolarisationsdiskrimination.Mangfoldighedsteknikker inkluderer rum-, vinkel- og frekvensdiversitet. Rumdiversitet hjælper med at bekæmpe flad fading (såsom forårsaget af strålespredningstab eller ved atmosfærisk flervej med kort relativ forsinkelse) såvel som frekvensselektiv fading, hvorimod frekvensdiversitet kun hjælper med at bekæmpe frekvensselektiv fading (såsom forårsaget af overflademultipath og / eller atmosfærisk flervej).
Når der anvendes rumdiversitet, bør vinkeldiversitet også anvendes ved at vippe antennerne i forskellige opadgående vinkler. Vinkeldiversitet kan bruges i situationer, hvor tilstrækkelig rumdiversitet ikke er mulig eller for at reducere tårnhøjder.Graden af ​​forbedring, som alle disse teknikker giver, afhænger af, i hvilket omfang signalerne i systemets mangfoldighedsgrene ikke er korreleret.
Mangfoldighedsforbedringsfaktoren, I, for fade dybde, A, er defineret af:I = p (A) / pd (A)

hvor pd (A) er procentdelen af ​​tid i den kombinerede diversitetssignalgren med fade dybde større end A og p (A) er procentdelen for den ubeskyttede sti. Mangfoldighedsforbedringsfaktoren for digitale systemer defineres ved forholdet mellem overskridelsestiderne for en given BER med og uden diversitet.

Forbedringen på grund af følgende mangfoldighedsteknikker kan beregnes:

● Rumdiversitet.
● Frekvensdiversitet.
● Vinkeldiversitet.
● Rum- og frekvensdiversitet (to modtagere)
● Rum- og frekvensdiversitet (fire modtagere)
● De detaljerede beregninger findes i [1].

7. Forudsigelse af total afbrydelse
Den samlede sandsynlighed for strømafbrydelse på grund af lufteffekter beregnes som:

(16)       

● Pns: Sandsynligheden for udfald på grund af ikke-selektiv lysluftfading (afsnit 2).

● Ps: Sandsynlighedsfejl på grund af selektiv fading (afsnit 5)
● PXP: Driftssandsynlighed på grund af XPD-nedbrydning i fri luft (afsnit 4).
● Pd: sandsynlighed for afbrydelse af et beskyttet system (afsnit 6).

Den samlede sandsynlighed for nedbrud på grund af regn beregnes ud fra at tage den største af Prain og PXPR.

● Forstøvning: Udfaldssandsynlighed på grund af regnblegning (afsnit 3).

● PXPR: Driftssandsynlighed på grund af XPD-nedbrydning forbundet med regn (afsnit 4).

Afbrydelsen på grund af lufteffekter fordeles hovedsageligt på ydeevne og afbrydelsen på grund af nedbør, overvejende på tilgængelighed.

8. Referencer

[1] ITU-R-anbefaling s.530-13, "Formationsdata og forudsigelsesmetoder, der kræves til design af jordbaserede synslinjesystemer", ITU, Genève, Schweiz, 2009.

For mere information
For mere information om mikrobølgeplanlægning, tak Kontakt os

Læg en besked 

Message List