RECOMENDACIÓN UIT-R P.530

RECOMENDACIÓN UIT-R P.530

1. Descrición

● A Recomendación UIT-R P.530, "Datos de propagación e métodos de predición necesarios para o deseño de sistemas de liña de visión terrestres" ofrece unha serie de modelos de propagación útiles para a avaliación dos efectos de propagación en sistemas de radiocomunicacións de microondas.

● Esta Recomendación proporciona métodos de predición dos efectos de propagación que se deben ter en conta no deseño de enlaces fixos dixitais de liña de visión, tanto en condicións de aire libre como de choiva. Tamén ofrece orientacións sobre o deseño de enlaces en claros procedementos paso a paso, incluído o uso de técnicas de mitigación para minimizar as alteracións da propagación. A interrupción final prevista é a base para outras Recomendacións UIT-R que tratan o rendemento e dispoñibilidade de erros.

● Na Recomendación trátanse diferentes mecanismos de propagación, cunha variedade de efectos nas ligazóns de radio. Os rangos de aplicación dos métodos de predición non sempre son coincidentes.

● Nas seguintes seccións ofrécese unha breve descrición dos métodos de predición implementados.

2. Fading debido a multipath e mecanismos relacionados

O esvaecemento é o mecanismo máis importante que afecta ao rendemento das ligazóns de radio dixitais. O camiño múltiple na troposfera pode causar esvaecementos profundos, especialmente en camiños máis longos ou con frecuencias máis altas. O método de predición para todas as porcentaxes de tempo está ilustrado gráficamente na figura 1.

Durante pequenas porcentaxes de tempo, o desvanecemento segue unha distribución de Rayleigh, cunha variación asintótica de 10 dB por década de probabilidade. Isto pódese predicir coa seguinte expresión:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: factor xeoclimático

● dN1: gradiente de refractividade puntual nos 65 m máis baixos da atmosfera non superado durante o 1% dun ano medio
● sa: rugosidade do terreo da área, definida como a desviación estándar das alturas do terreo (m) dentro dunha área de 110 km x 110 km cunha resolución de 30 s
● d: distancia do camiño da ligazón (km)
● f: frecuencia de ligazón (GHz)
● hL: altitude da antena inferior sobre o nivel do mar (m)
● | εp | : valor absoluto da inclinación do camiño (mrad)
● p0: factor de aparición de camiños múltiples
● pw: a porcentaxe de tempo de esvaecemento da profundidade A supérase no peor mes medio

Figura 1: Porcentaxe de tempo, pw, profundidade de fundido, A, superado no peor mes medio, con p0 que vai de 0.01 a 1 000

Se A faise igual á marxe do receptor, a probabilidade de interrupción do enlace debido á propagación multipath é igual a pw / 100. Para unha ligazón con n lúpulo, a probabilidade de interrupción do PT ten en conta a posibilidade dunha pequena correlación entre esvaecementos en lúpulos consecutivos.

(4)       

En (4),, para a maioría dos casos prácticos. Pi é a probabilidade de corte prevista para o salto i-th, e di a súa distancia. C = 1 se A supera os 40 km ou a suma das distancias supera os 120 km.

3. Atenuación debida aos hidrometeores
A chuvia pode causar esvaecementos moi profundos, especialmente a frecuencias máis altas. O Rec. A páx. 530 inclúe a seguinte técnica sinxela que se pode empregar para estimar as estatísticas a longo prazo da atenuación da choiva:
● Paso 1: obtén a taxa de choiva R0.01 superada durante o 0.01% do tempo (cun ​​tempo de integración de 1 min).
● Paso 2: calcula a atenuación específica, γR (dB / km) para a frecuencia, a polarización e a taxa de choiva de interese utilizando a Recomendación UIT-R P.838.

● Paso 3: calcula a lonxitude efectiva do camiño, deff, da ligazón multiplicando a lonxitude real do camiño d por un factor de distancia r. A estimación deste factor vén dada por:

(5)  

onde, para R0.01 ≤ 100 mm / h:

(6)     

Para R0.01> 100 mm / h, use o valor 100 mm / h en lugar de R0.01.

● Paso 4: a estimación da atenuación do camiño superada durante o 0.01% do tempo vén dada por:A0.01 = γR deff = γR d

● Paso 5: para as conexións de radio situadas en latitudes iguais ou superiores a 30 ° (norte ou sur), a atenuación superada por outras porcentaxes de tempo p no intervalo do 0.001% ao 1% pódese deducir da seguinte lei de potencia:

(7)        

● Paso 6: para ligazóns de radio situadas a latitudes inferiores a 30 ° (norte ou sur), a atenuación superada por outras porcentaxes de tempo p no intervalo do 0.001% ao 1% pódese deducir da seguinte lei de potencia.

(8)        

As fórmulas (7) e (8) son válidas dentro do rango 0.001% - 1%.

Para latitudes altas ou altas alturas de enlace, pódense superar valores máis altos de atenuación por porcentaxe de tempo p debido ao efecto de fundir partículas de xeo ou neve mollada na capa de fusión. A incidencia deste efecto está determinada pola altura da ligazón en relación coa altura da choiva, que varía segundo a situación xeográfica. Na Recomendación [1] inclúese un procedemento detallado.A probabilidade de corte por choiva calcúlase como p / 100, onde p é a porcentaxe de tempo que a atenuación da choiva supera a marxe do enlace.

4. Redución da discriminación transversal (XPD)
O XPD pode deteriorarse o suficiente para causar interferencia co-canle e, en menor medida, interferencia da canle adxacente. Débese ter en conta a redución de XPD que se produce tanto no aire libre como nas condicións de precipitación.

O efecto combinado da propagación de camiños múltiples e os patróns de polarización cruzada das antenas rexen as reducións de XPD que se producen por pequenas porcentaxes de tempo en condicións de aire libre. Para calcular o efecto destas reducións no rendemento das ligazóns, na Recomendación [1] preséntase un procedemento detallado paso a paso.

O XPD tamén pode degradarse pola presenza de choivas intensas. Para camiños nos que non se dispón de predicións ou medicións máis detalladas, pódese obter unha estimación aproximada da distribución incondicional de XPD a partir dunha distribución acumulada da atenuación copolar (CPA) para a choiva (ver sección 3) usando a equi-probabilidade relación:

(9)      

                                                                                                                                      

Os coeficientes U e V (f) dependen en xeral dunha serie de variables e parámetros empíricos, incluída a frecuencia, f. Para os camiños de liña de visión con pequenos ángulos de elevación e polarización horizontal ou vertical, estes coeficientes poden aproximarse por:

(10)     

(11)     

Obtívose un valor medio de U0 duns 15 dB, cun límite inferior de 9 dB para todas as medidas, para atenuacións superiores a 15 dB.

Dase un procedemento paso a paso para calcular o corte debido á redución de XPD en presenza de choiva.

5. Distorsión por efectos de propagación

A principal causa de distorsión nas ligazóns de liña de visión nas bandas UHF e SHF é a dependencia de frecuencia da amplitude e o retraso do grupo durante as condicións de camiño múltiple ao aire libre.

A canle de propagación modélase máis a miúdo asumindo que o sinal segue varios camiños, ou raios, desde o transmisor ata o receptor. Os métodos de predición de rendemento fan uso deste modelo de raios múltiples integrando varias variables como atraso (diferenza de tempo entre o primeiro raio chegado e os demais) e distribucións de amplitude xunto cun modelo axeitado de elementos do equipo como moduladores, ecualizador, cara adiante Esquemas de corrección de errores (FEC), etc. O método recomendado en [1] para predicir o rendemento do erro é un método de sinatura.

A probabilidade de corte está aquí definida como a probabilidade de que o BER sexa maior que un limiar dado.

Paso 1: calcula a demora media de:

(12)                   

onde d é a lonxitude do camiño (km).

Paso 2: calcula o parámetro de actividade multipath η como:

(13)  

Paso 3: calcula a probabilidade de corte selectivo a partir de:

(14)   

onde:

● Wx: ancho da sinatura (GHz)
● Bx: profundidade da sinatura (dB)
● τr, x: o atraso de referencia (ns) empregado para obter a sinatura, con x que denota a fase mínima (M) ou a fase non mínima (NM).
● Se só está dispoñible o parámetro normalizado do sistema Kn, a probabilidade de corte selectivo na ecuación (15) pódese calcular mediante:

(15)    

onde:
● T: período de transmisión do sistema (ns)
● Kn, x: o parámetro do sistema normalizado, con x que denomina a fase mínima (M) ou a fase non mínima (NM).

6. Técnicas de diversidade

Hai unha serie de técnicas dispoñibles para aliviar os efectos do desvanecemento plano e selectivo, a maioría delas alivian as dúas cousas ao mesmo tempo. As mesmas técnicas adoitan aliviar tamén as reducións na discriminación pola polarización cruzada.As técnicas de diversidade inclúen diversidade de espazo, ángulo e frecuencia. A diversidade de espazo axuda a combater o desvanecemento plano (como o causado pola perda de propagación do feixe ou o camiño múltiple atmosférico con atraso relativo curto), así como o desvanecemento selectivo de frecuencia, mentres que a diversidade de frecuencia só axuda a combater o desvanecemento selectivo de frecuencia (como o causado polo camiño múltiple de superficie e / ou multipath atmosférico).
Sempre que se usa diversidade de espazo, a diversidade de ángulos tamén se debería empregar inclinando as antenas en diferentes ángulos ascendentes. A diversidade de ángulos pode usarse en situacións nas que non é posible unha adecuada diversidade de espazo ou para reducir as alturas das torres.O grao de mellora que ofrecen todas estas técnicas depende da medida en que os sinais nas ramas de diversidade do sistema non están correlacionados.
O factor de mellora da diversidade, I, para a profundidade de fundido, A, defínese por:I = p (A) / pd (A)

onde pd (A) é a porcentaxe de tempo na rama de sinal de diversidade combinada cunha profundidade de esvaecemento maior que A e p (A) é a porcentaxe do camiño non protexido. O factor de mellora da diversidade para os sistemas dixitais defínese pola relación dos tempos de superación dun BER determinado con e sen diversidade.

Pódese calcular a mellora debido ás seguintes técnicas de diversidade:

● Diversidade espacial.
● Diversidade de frecuencia.
● Diversidade de ángulos.
● Diversidade de espazo e frecuencia (dous receptores)
● Diversidade de espazo e frecuencia (catro receptores)
● Os cálculos detallados pódense atopar en [1].

7. Predicción do corte total
A probabilidade total de corte debido a efectos de aire claro calcúlase como:

(16)       

● Pns: probabilidade de corte por desvanecemento non selectivo ao aire libre (Sección 2).

● Ps: probabilidade de corte por desvanecemento selectivo (sección 5)
● PXP: probabilidade de corte debido á degradación de XPD no aire libre (sección 4).
● Pd: probabilidade de corte dun sistema protexido (sección 6).

A probabilidade de corte total debido á choiva calcúlase tomando o maior de Prain e PXPR.

● Prain: probabilidade de corte por esvaecemento da choiva (Sección 3).

● PXPR: probabilidade de corte debido á degradación de XPD asociada á choiva (Sección 4).

A interrupción por efectos de aire libre repártese principalmente ao rendemento e a interrupción debido ás precipitacións, principalmente á dispoñibilidade.

8. Referencias

[1] Recomendación UIT-R P.530-13, "Datos de propagación e métodos de predición necesarios para o deseño de sistemas terrestres de liña de visión", UIT, Xenebra, Suíza, 2009.

Para máis información
Para obter máis información sobre a planificación de microondas, por favor Contacto

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes