ITU-RP.530推奨事項

ITU-RP.530推奨事項

1。 説明

●ITU-R勧告P.530「地上見通し内システムの設計に必要な伝搬データと予測方法」は、マイクロ波無線通信システムにおける伝搬効果の評価に役立つ多くの伝搬モデルを提供します。

●この推奨事項は、晴天と降雨の両方の条件で、デジタル固定見通し内リンクの設計で考慮に入れる必要がある伝搬効果の予測方法を提供します。 また、伝播障害を最小限に抑えるための緩和技術の使用を含む、明確なステップバイステップの手順でリンク設計ガイダンスを提供します。 予測される最終的な停止は、エラーのパフォーマンスと可用性に対処する他のITU-R勧告のベースです。

●無線リンクにさまざまな影響を与えるさまざまな伝搬メカニズムが、推奨事項で扱われています。 予測手法の適用範囲は必ずしも一致していません。

●以下のセクションでは、実装された予測方法について簡単に説明します。

2.マルチパスおよび関連するメカニズムによるフェージング

フェージングは​​、デジタル無線リンクのパフォーマンスに影響を与える最も重要なメカニズムです。 対流圏のマルチパスは、特に長いパスや高い周波数で、深いフェードを引き起こす可能性があります。 すべての時間の割合の予測方法を図1にグラフで示します。

時間の割合が小さい場合、フェージングは​​レイリー分布に従い、確率10年あたりXNUMXdBの漸近変化があります。 これは、次の式で予測できます。

(1)

(2)

 

(3)

 

●K：地質気候要因

●dN1：大気の最低65 mでの点屈折率勾配は、平均年の1％を超えていません。
●sa：エリアの地形の粗さ。110kmx110 kmのエリア内の地形の高さ（m）の標準偏差として定義され、解像度は30秒です。
●d：リンクパス距離（km）
●f：リンク周波数（GHz）
●hL：海抜下部アンテナの高度（m）
●|εp| ：パス傾斜の絶対値（mrad）
●p0：マルチパス発生要因
●pw：平均最悪月にフェード深度Aを超える時間の割合

図1：平均最悪の月に超過した時間の割合pw、フェード深度A、p0の範囲は0.01から1

Aをレシーバーマージンと等しくすると、マルチパス伝搬によるリンク停止の確率はpw / 100に等しくなります。 nホップのリンクの場合、PTが停止する確率は、連続するホップのフェード間の小さな相関の可能性を考慮に入れています。

(4)       

（4）では、ほとんどの実用的なケースで。 Piは、i番目のホップで予測される停止確率であり、その距離はdiです。 Aが1kmを超えるか、距離の合計が40 kmを超える場合、C = 120です。

3.大気水象による減衰
雨は、特に高い周波数で、非常に深いフェードを引き起こす可能性があります。 Rec。 P. 530には、降雨減衰の長期統計を推定するために使用できる次の簡単な手法が含まれています。
●ステップ1：0.01％の時間（積分時間0.01分）でR1を超えた降雨量を取得します。
●ステップ2：推奨ITU-R P.838を使用して、対象の周波数、偏波、および降雨量の特定の減衰、γR（dB / km）を計算します。

●ステップ3：実際の光路長dに距離係数rを掛けて、リンクの実効光路長deffを計算します。 この係数の推定値は次の式で与えられます。

(5)  

ここで、R0.01≤100mm/ hの場合：

(6)     

R0.01> 100 mm / hの場合、R100の代わりに0.01 mm / hの値を使用します。

●ステップ4：0.01％の時間で超過したパス減衰の推定値は、次の式で求められます。A0.01 =γRdeff=γRd

●ステップ5：緯度が30°以上（北または南）にある無線リンクの場合、0.001％から1％の範囲の他の時間pのパーセンテージで超過した減衰は、次のべき法則から推定できます。

(7)        

●ステップ6：緯度が30°未満（北または南）にある無線リンクの場合、0.001％から1％の範囲の時間pの他のパーセンテージで超過した減衰は、次のべき法則から推定できます。

(8)        

式（7）および（8）は、0.001％〜1％の範囲で有効です。

高緯度または高リンク高度の場合、融解層内の氷粒子または湿った雪の融解の影響により、時間パーセンテージpでより高い減衰値を超える可能性があります。 この影響の発生率は、地理的な場所によって異なる雨の高さに対するリンクの高さによって決まります。 詳細な手順は、推奨事項[1]に含まれています。雨による停止の確率は、p / 100として計算されます。ここで、pは、雨の減衰がリンクマージンを超える時間のパーセンテージです。

4.クロスポーラ識別（XPD）の削減
XPDは十分に劣化して、同一チャネル干渉を引き起こし、程度は低いものの、隣接チャネル干渉を引き起こす可能性があります。 晴天と降水の両方の条件で発生するXPDの減少を考慮に入れる必要があります。

マルチパス伝搬とアンテナの交差偏波パターンの複合効果により、晴天条件でわずかな時間に発生するXPDの減少が決まります。 リンクパフォーマンスのこれらの低下の影響を計算するために、詳細なステップバイステップの手順が推奨事項[1]に示されています。

XPDは、激しい雨の存在によっても劣化する可能性があります。 より詳細な予測や測定が利用できない経路の場合、XPDの無条件分布の大まかな推定値は、等確率を使用して、雨の共極減衰（CPA）の累積分布（セクション3を参照）から取得できます。関係：

(9)      

                                                                                                                                      

係数UとV（f）は、一般に、周波数fを含む多くの変数と経験的パラメーターに依存します。 仰角が小さく、水平または垂直の偏光がある見通し内パスの場合、これらの係数は次のように概算できます。

（10）     

（11）     

0 dBを超える減衰では、U15の平均値が約9 dBで、下限はすべての測定で15dBです。

雨が降っている場合のXPDの減少による停止を計算するために、段階的な手順が示されています。

5.伝搬効果による歪み

UHFおよびSHF帯域の見通し内リンクの歪みの主な原因は、晴天マルチパス状態での振幅と群遅延の周波数依存性です。

伝搬チャネルは、ほとんどの場合、信号が送信機から受信機までのいくつかのパスまたは光線をたどると仮定してモデル化されます。 性能予測方法は、遅延（最初に到着した光線と他の光線との時間差）や振幅分布などのさまざまな変数を、変調器、イコライザー、前方などの機器要素の適切なモデルとともに統合することにより、このようなマルチ光線モデルを利用します。 ‑エラー訂正（FEC）スキームなど。エラーパフォーマンスを予測するために[1]で推奨されている方法は、署名方法です。

ここで、停止確率は、BERが特定のしきい値よりも大きい確率として定義されます。

ステップ1：以下から平均時間遅延を計算します。

(12)                   

ここで、dは光路長（km）です。

ステップ2：マルチパスアクティビティパラメータηを次のように計算します。

(13)  

ステップ3：以下から選択的停止確率を計算します。

(14)   

ここで、

●Wx：署名幅（GHz）
●Bx：署名の深さ（dB）
●τr、x：署名を取得するために使用される参照遅延（ns）。xは最小位相（M）または非最小位相（NM）のフェードを示します。
●正規化されたシステムパラメータKnのみが使用可能な場合、式（15）の選択的停止確率は次のように計算できます。

(15)    

ここで、
●T：システムボー期間（ns）
●Kn、x：正規化されたシステムパラメータ。xは最小位相（M）または非最小位相（NM）のフェードを示します。

6.多様性のテクニック

フラットフェージングと選択的フェージングの影響を軽減するために利用できる手法は多数あり、そのほとんどは同時に両方を軽減します。 同じ手法により、交差偏光の識別の低下も軽減されることがよくあります。多様性技術には、空間、角度、周波数の多様性が含まれます。 空間ダイバーシティは、フラットフェージング（ビーム拡散損失や相対遅延の短い大気マルチパスなど）や周波数選択性フェージングとの戦いに役立ちますが、周波数ダイバーシティは、周波数選択性フェージング（表面マルチパスや/または大気マルチパス）。
スペースダイバーシティを使用する場合は常に、アンテナをさまざまな上向きの角度に傾けて角度ダイバーシティを使用する必要があります。 角度ダイバーシティは、適切なスペースダイバーシティが不可能な状況で、またはタワーの高さを低くするために使用できます。これらすべての手法によってもたらされる改善の程度は、システムのダイバーシティブランチの信号が無相関である程度に依存します。
フェード深度Aのダイバーシティ改善係数Iは、次のように定義されます。I = p（A）/ pd（A）

ここで、pd（A）は、フェード深度がAより大きい結合ダイバーシティ信号ブランチの時間のパーセンテージであり、p（A）は保護されていないパスのパーセンテージです。 デジタルシステムのダイバーシティ改善係数は、ダイバーシティがある場合とない場合の特定のBERの超過時間の比率によって定義されます。

次のダイバーシティ手法による改善を計算できます。

●空間ダイバーシティ。
●周波数の多様性。
●角度の多様性。
●空間と周波数の多様性（XNUMXつの受信機）
●空間と周波数の多様性（XNUMXつの受信機）
●詳細な計算は[1]にあります。

7.完全停止の予測
晴天の影響による総停止確率は、次のように計算されます。

(16)       

●Pns：非選択的な晴天フェージングによる停止確率（セクション2）。

●ps：選択的フェージングによる停止確率（セクション5）
●PXP：クリアエアでのXPD劣化による停止確率（セクション4）。
●Pd：保護されたシステムの停止確率（セクション6）。

雨による総停止確率は、PrainとPXPRの大きい方をとって計算されます。

●Prain：降雨フェージングによる停止の可能性（セクション3）。

●PXPR：雨に伴うXPD劣化による停止確率（セクション4）。

晴天の影響による停止は、主にパフォーマンスに割り当てられ、降水による停止は主に可用性に割り当てられます。

8。 リファレンス

[1] ITU-R勧告P.530-13、「地上の見通し内システムの設計に必要な伝搬データと予測方法」、ITU、ジュネーブ、スイス、2009年。

詳細については
マイクロ波計画の詳細については、 お問い合わせ（英語）

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