ITU-R P.530 REKOMENDASI

ITU-R P.530 REKOMENDASI

1. Deskripsi

● ITU-R Recommendation P.530, “Data propagasi dan metode prediksi yang diperlukan untuk desain sistem line-of-sight terestrial” menyediakan sejumlah model propagasi yang berguna untuk evaluasi efek propagasi dalam sistem komunikasi radio gelombang mikro.

● Rekomendasi ini memberikan metode prediksi untuk efek propagasi yang harus diperhitungkan dalam desain sambungan garis pandang tetap digital, baik dalam kondisi udara bersih dan curah hujan. Ini juga memberikan panduan desain tautan dalam prosedur langkah demi langkah yang jelas termasuk penggunaan teknik mitigasi untuk meminimalkan gangguan propagasi. Pemadaman akhir yang diprediksi adalah dasar untuk Rekomendasi ITU-R lainnya yang menangani kinerja kesalahan dan ketersediaan.

● Mekanisme propagasi yang berbeda, dengan berbagai efek pada tautan radio, dibahas dalam Rekomendasi. Rentang penerapan metode prediksi tidak selalu bersamaan.

● Penjelasan singkat tentang metode prediksi yang diterapkan diberikan di bagian berikut.

2. Fading karena multipath dan mekanisme terkait

Pemudaran adalah mekanisme terpenting yang memengaruhi kinerja tautan radio digital. Multipath di troposphere dapat menyebabkan deep fades, terutama di jalur yang lebih panjang atau pada frekuensi yang lebih tinggi. Metode prediksi untuk semua persentase waktu diilustrasikan secara grafis pada gambar 1.

Untuk persentase waktu yang kecil, pemudaran mengikuti distribusi Rayleigh, dengan variasi asimtotik 10 dB per dekade probabilitas. Ini dapat diprediksi dengan ekspresi berikut:

(1)

(2)

 

(3)

 

● K: faktor geoklimatik

● dN1: gradien refractivity titik di 65 m terendah atmosfer tidak melebihi 1% dari rata-rata tahun
● sa: kekasaran medan wilayah, didefinisikan sebagai deviasi standar ketinggian medan (m) dalam area 110 km x 110 km dengan resolusi 30 detik
● d: Jarak jalur tautan (km)
● f: Frekuensi tautan (GHz)
● hL: ketinggian antena bawah di atas permukaan laut (m)
● | εp | : nilai absolut dari kemiringan jalur (mrad)
● p0: faktor kemunculan multipath
● pw: persentase waktu pudar kedalaman A terlampaui dalam rata-rata bulan terburuk

Gambar 1: Persentase waktu, pw, kedalaman pudar, A, terlampaui dalam rata-rata bulan terburuk, dengan p0 berkisar antara 0.01 hingga 1

Jika A dibuat sama dengan margin penerima, probabilitas penghentian link karena propagasi multipath sama dengan pw / 100. Untuk link dengan n hop, probabilitas outage PT memperhitungkan kemungkinan korelasi kecil antara fades dalam hop yang berurutan.

(4)       

Dalam (4),, untuk kebanyakan kasus praktis. Pi adalah probabilitas pemadaman yang diprediksi untuk lompatan ke-i, dan di jaraknya. C = 1 jika A melebihi 40 km atau jumlah jaraknya melebihi 120 km.

3. Atenuasi karena hidrometeor
Hujan dapat menyebabkan pudar yang sangat dalam, terutama pada frekuensi yang lebih tinggi. Rek. P. 530 mencakup teknik sederhana berikut yang dapat digunakan untuk memperkirakan statistik redaman hujan jangka panjang:
● Langkah 1: Raih curah hujan R0.01 terlampaui 0.01% dari waktu (dengan waktu integrasi 1 menit).
● Langkah 2: Hitung redaman spesifik, γR (dB / km) untuk frekuensi, polarisasi dan curah hujan yang diinginkan menggunakan Rekomendasi ITU-R P.838.

● Langkah 3: Hitung panjang jalur efektif, deff, tautan dengan mengalikan panjang jalur aktual d dengan faktor jarak r. Perkiraan faktor ini diberikan oleh:

(5)  

dimana, untuk R0.01 ≤ 100 mm / jam:

(6)     

Untuk R0.01> 100 mm / jam, gunakan nilai 100 mm / jam sebagai ganti R0.01.

● Langkah 4: Perkiraan atenuasi jalur terlampaui 0.01% dari waktu yang diberikan oleh:A0.01 = R deff = R d

● Langkah 5: Untuk tautan radio yang terletak di garis lintang yang sama dengan atau lebih besar dari 30 ° (Utara atau Selatan), redaman yang terlampaui untuk persentase waktu lain p dalam kisaran 0.001% hingga 1% dapat disimpulkan dari hukum daya berikut:

(7)        

● Langkah 6: Untuk tautan radio yang terletak pada garis lintang di bawah 30 ° (Utara atau Selatan), redaman terlampaui untuk persentase waktu lain p dalam kisaran 0.001% hingga 1% dapat disimpulkan dari hukum daya berikut.

(8)        

Rumus (7) dan (8) valid dalam rentang 0.001% - 1%.

Untuk lintang tinggi atau ketinggian link tinggi, nilai atenuasi yang lebih tinggi mungkin terlampaui untuk persentase waktu p karena efek dari partikel es yang mencair atau salju basah di lapisan leleh. Insiden efek ini ditentukan oleh ketinggian tautan dalam kaitannya dengan ketinggian hujan, yang bervariasi menurut lokasi geografis. Sebuah prosedur rinci disertakan dalam Rekomendasi [1].Probabilitas pemadaman akibat hujan dihitung sebagai p / 100, di mana p adalah persentase waktu redaman hujan melebihi batas link.

4. Pengurangan diskriminasi lintas kutub (XPD)
XPD dapat memburuk cukup untuk menyebabkan gangguan saluran bersama dan, pada tingkat yang lebih rendah, gangguan saluran yang berdekatan. Pengurangan XPD yang terjadi selama kondisi udara cerah dan curah hujan harus diperhitungkan.

Efek gabungan propagasi multipath dan pola polarisasi silang antena mengatur pengurangan XPD yang terjadi untuk persentase kecil waktu dalam kondisi udara jernih. Untuk menghitung efek dari pengurangan kinerja tautan ini, prosedur langkah demi langkah yang terperinci disajikan dalam Rekomendasi [1].

XPD juga dapat rusak dengan adanya hujan lebat. Untuk jalur di mana prediksi atau pengukuran yang lebih rinci tidak tersedia, perkiraan kasar dari distribusi XPD tanpa syarat dapat diperoleh dari distribusi kumulatif dari co-polar attenuation (CPA) untuk hujan (lihat bagian 3) dengan menggunakan persamaan probabilitas. hubungan:

(9)      

                                                                                                                                      

Koefisien U dan V (f) secara umum bergantung pada sejumlah variabel dan parameter empiris, termasuk frekuensi, f. Untuk jalur garis pandang dengan sudut elevasi kecil dan polarisasi horizontal atau vertikal, koefisien ini dapat didekati dengan:

(10)     

(11)     

Nilai rata-rata U0 sekitar 15 dB, dengan batas bawah 9 dB untuk semua pengukuran, telah diperoleh untuk redaman yang lebih besar dari 15 dB.

Prosedur langkah demi langkah diberikan untuk menghitung pemadaman akibat pengurangan XPD dengan adanya hujan.

5. Distorsi karena efek propagasi

Penyebab utama distorsi pada sambungan line-of-sight pada pita UHF dan SHF adalah ketergantungan frekuensi amplitudo dan penundaan grup selama kondisi multipath udara jernih.

Saluran propagasi paling sering dimodelkan dengan mengasumsikan bahwa sinyal mengikuti beberapa jalur, atau sinar, dari pemancar ke penerima. Metode prediksi kinerja memanfaatkan model multi-ray dengan mengintegrasikan berbagai variabel seperti delay (perbedaan waktu antara sinar yang pertama tiba dan yang lain) dan distribusi amplitudo bersama dengan model elemen peralatan yang tepat seperti modulator, equalizer, forward. Skema koreksi kesalahan (FEC), dll. Metode yang direkomendasikan dalam [1] untuk memprediksi kinerja kesalahan adalah metode tanda tangan.

Probabilitas outage di sini didefinisikan sebagai probabilitas BER lebih besar dari ambang yang diberikan.

Langkah 1: Hitung penundaan waktu rata-rata dari:

(12)                   

dimana d adalah panjang lintasan (km).

Langkah 2: Hitung parameter aktivitas multipath η sebagai:

(13)  

Langkah 3: Hitung probabilitas pemadaman selektif dari:

(14)   

di mana:

● Wx: lebar tanda tangan (GHz)
● Bx: kedalaman tanda tangan (dB)
● τr, x: penundaan referensi (ns) yang digunakan untuk mendapatkan tanda tangan, dengan x menunjukkan fade minimum (M) atau fase non-minimum (NM).
● Jika hanya parameter sistem yang dinormalisasi Kn yang tersedia, probabilitas pemadaman selektif dalam persamaan (15) dapat dihitung dengan:

(15)    

di mana:
● T: periode baud sistem (ns)
● Kn, x: parameter sistem yang dinormalisasi, dengan x menunjukkan fase minimum (M) atau fase non-minimum (NM) memudar.

6. Teknik keanekaragaman

Ada sejumlah teknik yang tersedia untuk mengurangi efek pemudaran datar dan selektif, yang sebagian besar mengurangi keduanya pada saat yang bersamaan. Teknik yang sama seringkali juga mengurangi pengurangan diskriminasi polarisasi silang.Teknik keanekaragaman meliputi keragaman ruang, sudut dan frekuensi. Keragaman ruang membantu memerangi pemudaran datar (seperti yang disebabkan oleh kehilangan penyebaran sinar, atau oleh multipath atmosfer dengan penundaan relatif singkat) serta pemudaran selektif frekuensi, sedangkan keragaman frekuensi hanya membantu memerangi pemudaran selektif frekuensi (seperti yang disebabkan oleh multipath permukaan dan / atau multipath atmosfer).
Kapanpun keragaman ruang digunakan, keragaman sudut juga harus digunakan dengan memiringkan antena pada sudut ke atas yang berbeda. Keragaman sudut dapat digunakan dalam situasi di mana keragaman ruang yang memadai tidak memungkinkan atau untuk mengurangi ketinggian menara.Tingkat perbaikan yang diberikan oleh semua teknik ini bergantung pada sejauh mana sinyal di cabang keanekaragaman sistem tidak berkorelasi.
Faktor peningkatan keragaman, I, untuk kedalaman pudar, A, ditentukan oleh:I = p (A) / pd (A)

di mana pd (A) adalah persentase waktu dalam cabang sinyal keanekaragaman gabungan dengan kedalaman pudar lebih besar dari A dan p (A) adalah persentase untuk jalur yang tidak dilindungi. Faktor peningkatan keragaman untuk sistem digital ditentukan oleh rasio waktu pelampauan untuk BER tertentu dengan dan tanpa keragaman.

Peningkatan karena teknik keanekaragaman berikut dapat dihitung:

● Keragaman ruang.
● Keragaman frekuensi.
● Keragaman sudut.
● Keragaman ruang dan frekuensi (dua penerima)
● Keragaman ruang dan frekuensi (empat penerima)
● Perhitungan detail dapat ditemukan di [1].

7. Prediksi pemadaman total
Kemungkinan pemadaman total karena efek udara-bersih dihitung sebagai:

(16)       

● Pns: Kemungkinan pemadaman karena pemudaran udara bebas yang tidak selektif (Bagian 2).

● Ps: Kemungkinan pemadaman karena pemudaran selektif (Bagian 5)
● PXP: Kemungkinan pemadaman karena degradasi XPD di udara jernih (Bagian 4).
● Pd: Kemungkinan pemadaman untuk sistem yang dilindungi (Bagian 6).

Probabilitas pemadaman total akibat hujan dihitung dari pengambilan Prain dan PXPR yang lebih besar.

● Prain: Kemungkinan pemadaman karena hujan mulai meredup (Bagian 3).

● PXPR: Kemungkinan pemadaman karena degradasi XPD yang terkait dengan hujan (Bagian 4).

Pemadaman akibat efek udara bersih sebagian besar dibagi dengan kinerja dan pemadaman akibat curah hujan, terutama ketersediaan.

8. Referensi

[1] ITU-R Recommendation P.530-13, “Data propagasi dan metode prediksi yang diperlukan untuk desain sistem garis pandang terestrial”, ITU, Jenewa, Swiss, 2009.

Untuk informasi lebih lanjut
Untuk Informasi Lebih Lanjut tentang Perencanaan Gelombang Mikro Hubungi Kami

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan