Рекомендация мсэr p. 1546

• Название: Рекомендация мсэr p. 1546
• Дата: 14.04.2022
• Размер: 3.95 Mb.
• Имя файла: R-REC-P.1546-5-201309-I!!PDF-R_converted_by_abcdpdf.docx
• Тип: Документы; #472525
• страница: 12 из 14

0,0108

градусы (30e)
(30f)

f: частота (МГц).

^R1 ^{– высота препятствия, m, над поверхностью земли вблизи передающего базового терминала.}

9. Поправка на угол просвета местности

Для сухопутных трасс в случае нахождения приемной/подвижной антенны на сухопутном участке смешанной трассы, если требуется более высокая точность для прогнозирования напряженности поля в условиях приема в конкретных зонах, например в небольшой зоне приема, можно ввести поправку на угол просвета местности. Угол просвета местности определяется выражением:

θ_tca θ

градусы, (31)

где  – угол места для линии от приемной/подвижной антенны, которая как раз проходит, не задевая всех препятствий на местности в направлении передающей/базовой антенны на расстоянии до 16 км, но не выходит за передающую/базовую антенну.

^{При расчете  не нужно учитывать кривизну поверхности Земли. Угол }tca^{должен быть ограничен так,} чтобы он был не менее +0,55° или не более +40,0°.

Когда имеется соответствующая информация об угле просвета местности, то поправка, добавляемая к напряженности поля, рассчитывается следующим образом:

поправка 

где J() определяется уравнением (12a):

J(ν^) – J(ν)

ν^  0,036

дБ, (32а)

; (32b)

ν  0,065 θ_tca

^tca^{: угол просвета местности (градусы);}

f: требуемая частота (МГц).

; (32с)

Следует отметить, что кривые напряженности поля для сухопутной трассы учитывают потери за счет типичного экранирования приемной/подвижной антенны плавно закругляющейся местностью. Поэтому поправки на угол просвета местности оказываются нулевыми при малом положительном угле, типичном для положений приемной/подвижной антенны.

На рисунке 27 иллюстрируется поправка на угол просвета местности для номинальных частот.

9. Изменчивость в зависимости от места в прогнозах сухопутной зоны покрытия

Методы прогнозирования зоны покрытия предназначены для получения статистических данных об условиях приема в данной зоне, а не в той или иной точке. Интерпретация таких статистических данных зависит от размера рассматриваемой зоны.

Когда один терминал на трассе радиосигнала является стационарным, а другой перемещается, потери на трассе будут непрерывно меняться в зависимости от места в соответствии с совокупностью влияний на него. Такие влияния целесообразно подразделить на три основные категории:

Изменения многолучевости: изменения сигнала, возникающие в масштабе порядка длины волны за счет векторного сложения эффектов многолучевого распространения, например отражений от земной поверхности, зданий и т. д. Обычно статистика таких изменений, как установлено, подчиняется рэлеевскому распределению.

Местные изменения наземного покрова: изменения сигнала, возникающие за счет препятствий, создаваемых наземным покровом в непосредственной близости, например зданиями, деревьями и т. д., в масштабе, соответствующем размеру таких объектов. Масштаб таких изменений обычно бывает существенно больше, чем для изменений многолучевости.

Изменения трассы: изменения сигнала, которые возникают за счет изменения геометрии всей трассы распространения, например при наличии холмов и т. п. Для всех трасс, кроме очень коротких, масштаб таких изменений обычно бывает существенно больше, чем при местных изменениях наземного покрова.
РИСУНОК 28

Угол просвета местности (градусы)
5
0
–5
–10

Поправка (дБ)
–15
–20
–25
–30
–35

–40
–10
0 10 20 30 40 50

Угол просвета местности (градусы)

P.1546-28

В настоящей Рекомендации, как правило, изменчивость в зависимости от места относится к пространственной статистике местных изменений наземного покрова. Эти данные полезны для масштабов, существенно превышающих изменения наземного покрытия и в которых изменения трассы оказываются незначительными. Поскольку изменчивость в зависимости от места определяется без учета изменений многолучевости, то она не зависит от ширины полосы системы.

При планировании радиосистем необходимо также принимать во внимание эффекты многолучевого распространения. Влияние таких эффектов зависит от системы и определяется шириной полосы, модуляцией и схемой кодирования. Руководство по моделированию этих эффектов приведено в Рекомендации МСЭ-R Р.1406.

Изменчивость в зависимости от места определяется по-разному. В некоторых текстах она определяется как относящаяся к колебанию дополнительных потерь на трассе по всей зоне обслуживания передатчика, включая, таким образом, полное влияние рельефа местности, помимо дополнительного влияния местного экранирования. В других случаях она относится к колебанию потерь на трассе для всех точек, находящихся в определенном радиусе действия от передатчика. Третье определение относится к колебанию напряженности поля на небольшой территории, обычно представленной в виде квадрата со стороной от 500 м до 1 км.

^{Поскольку метод, представленный в настоящей Рекомендации, включает поправку для h}2^, учитывающую окружающие условия (п. 9 Приложения 5), и позволяет использовать угол просвета местности, зависящий от ее рельефа (п. 11 Приложения 5), то существует риск двойного учета этого влияния при применении поправок на изменчивость в зависимости от места.

Представленный ниже метод позволяет осуществить оценку изменчивости в зависимости от места на территории небольшого района и подходит для случаев, когда угол просвета местности применяется для того, чтобы более точно определить местные медианные уровни напряженности поля.

В тех случаях, когда угол просвета местности не применяется, соответствующее значение изменчивости в зависимости от места будет выше и, как правило, будет изменяться пропорционально радиусу зоны обслуживания, поскольку учитывает широкое разнообразие рельефов местности и влияние местных препятствий.

Широкий анализ данных позволяет предположить, что распределение медианного уровня напряженности поля из-за изменчивости наземного покрытия для таких зон в городских и пригородных районах соответствует логарифмическому нормальному распределению.

Так, при нахождении приемной/подвижной антенны в сухопутной зоне напряженность поля E, которая будет превышаться для q% мест, определяется следующим образом:

где:

E(q)  E(медиана)  Q_i(q/100)σ_L( f)

дБ(мкВ/м), (33)

^Qi ^{(x): обратное дополнительное кумулятивное нормальное распределение в} зависимости от вероятности;

^L^{: стандартное отклонение гауссовского распределения местных средних значений} в рассматриваемой зоне.

^{Приближенное представление функции Q}i^{(x) приведено в п. 16 ниже.}

Значения стандартного отклонения зависят от частоты и среды, и эмпирические исследования показали, что они имеют существенный разброс. Репрезентативные значения для зон размером 500 м  500 м определяются следующим выражением:

где:

σ_L K1,3log( f)

дБ, (34)

K 1,2 для приемников с антеннами ниже высоты местных препятствий в городских или пригородных районах для подвижных систем с всенаправленными антеннами на высоте крыши автомобиля;

K 1,0 для приемников с антеннами, установленными на крыше вблизи высоты местных препятствий;

K 0,5 для приемников в сельских районах;

f: требуемая частота (МГц).

Как отмечалось выше, если зона, к которой должна относиться изменчивость, больше 500 м  500 м или если речь идет об изменчивости, относящейся ко всем зонам в заданном интервале, а не об ^{изменениях внутри отдельной зоны, значение }L^{оказывается больше. Эмпирические исследования} показали, что изменчивость в зависимости от места возрастает (в отношении значений для небольших районов) не более чем на 4 дБ для радиуса в 2 км и не более чем на 8 дБ – для радиуса в 50 км.

Процент мест qможет меняться от 1 до 99. Настоящая Рекомендация не действительна для процентов мест меньше 1% или больше 99%. Приведенные выше значения недействительны для расстояний менее 1 км.

Поправка в зависимости от места не вводится, когда приемная/подвижная антенна находится рядом с морем.

Следует отметить, что для некоторых целей планирования (например, для многосторонних планов выделения) обычно необходимо использовать определение "изменчивости в зависимости от места" с учетом известной степени многолучевого замирания. Это позволяет рассматривать случаи подвижного приемника, постоянно находящегося в многолучевом нуле, или антенны на крыше, когда надо принимать несколько частот, а антенна не может быть оптимально установлена для всех частот. Кроме того, при таком планировании может также потребоваться учет изменчивости в большей зоне, чем предполагается в настоящей Рекомендации.

В этом контексте для планирования ряда служб радиосвязи оказались пригодными значения, приведенные в таблице 2.
ТАБЛИЦА 2

Значения изменчивости, используемые в некоторых случаях планирования

	Стандартное отклонение (дБ)
	100 МГц	600 МГц	2000 МГц
Аналоговое радиовещание	8,3	9,5	–
Цифровое радиовещание	5,5	5,5	5,5

9. 
   Ограничение поля в силу тропосферного рассеяния
   

Существует вероятность того, что напряженность поля, рассчитанная с использованием методов, приведенных в пунктах 1–12 настоящего Приложения, занижена, поскольку не было полностью учтено тропосферное рассеяние.

В случае наличия информации о рельефе местности предполагаемое значение поля, обусловленное тропосферным рассеянием, следует рассчитывать, прибегнув к следующей процедуре. Это предполагаемое значение может затем использоваться в качестве "минимального" для всего прогнозирования напряженности поля (см. шаг 13 в Приложении 6).

^{Рассчитывается угол рассеяния на трассе в градусах, }s^{, используя формулу:}

где:

_{ } 180d_{ }

^ska

eff^{ }
градусы, (35)

^eff^{: угол просвета местности терминала h}1 ^{в градусах, рассчитанный с} использованием метода, приведенного в подпункте а) пункта 4.3, независимо от ^{того, какое значение имеет h}1<sup>, положительное или отрицательное (градусы);

: угол просвета местности терминала h</sup>2 ^{в градусах, рассчитанный как показано в} п. 11, имея в виду, что это угол места относительно местной горизонтали (градусы);

d: длинна трассы (км);

a: 6370 км, радиус Земли;

k: 4/3, эффективный коэффициент радиуса Земли для медианных условий рефракции.

^{Если }s^{меньше нуля, устанавливается }s<sup>равный нулю.

Рассчитывается напряженность поля, спрогнозированная для тропосферного рассеяния E</sup>ts^, с использованием формулы:

где:

E_ts 24,4  20log(d) 10 _s L_f

 0,15N₀  G_t

дБ(мкВ/м), (36)

^Lf^{= потери, зависящие от частоты;}

= 5 log( f)  2,5log( f)  3,3²

(36a)

^N0 ^{= 325, рефракция медианной поверхности, в единицах N, типичных для измерений} в умеренном климате;

^Gt^{= усиление в зависимости от времени;}

= 10,1 log(0,02t)^0,7 ; (36b)

d: длина трассы или требуемое расстояние (км);

f: требуемая частота (МГц);

t: требуемый процент времени.

9. Разница значений высоты антенн

Для учета разницы значений высоты двух антенн требуется поправка. Эта поправка рассчитывается следующим образом:

 _d

Поправка 

20log<sup> 

 d</sup>slope^

дБ, (37)

 

^{где d– горизонтальное расстояние, а наклонное расстояние, d}slope^{, задается следующим образом.} Если имеется информация о рельефе местности, используется:

^dslope^

км. (37a)

Если информации о рельефе местности не имеется, используется:

^dslope^

км, (37b)

^htter^{и h}rter^{– высота местности в метрах над уровнем моря в местах размещения передающего/базового} и приемного/подвижного терминалов, соответственно.

Обусловливаемая уравнением (37a) геометрия гипотенузы нереалистична для трасс, протяженность которых достаточно велика для того, чтобы стала значимой кривизна земной поверхности, но для таких протяженных трасс соответствующая ошибка является пренебрежимо малой. Задаваемая ^{уравнением (37) поправка весьма мала, за исключением коротких трасс и высоких значений h}1^{, однако} рекомендуется использовать эту поправку во всех случаях во избежание принятия произвольного решения в качестве точного.

9. Расстояния менее 1 км

В предыдущих пп. 1–14 описан метод получения значений напряженности поля по семейству кривых для горизонтальных расстояний от 1 до 1000 км. Этот процесс включает интерполяцию и экстраполяцию, а также использование разных поправок. Если требуемое горизонтальное расстояние составляет 1 км и более, дальнейших расчетов не требуется.

Для трасс протяженностью менее 1 км модель расширяется до произвольно коротких горизонтальных расстояний следующим образом:

Если горизонтальное расстояние менее или равно 0,04 км, напряженность поля E определяется следующим образом:

Иначе:

E  106,9  20logd_slope

дБ(мкВ/м). (38a)

где:

^{E E}inf^Esup^{ E}inf^logdslope

d_inf/logd_sup

^dinf^

дБ(мкВ/м), (38b)

^dslope^{: наклонное расстояние, задаваемое уравнением (37a) или (37b) для требуемого} горизонтального расстояния d;

^dinf^{: наклонное расстояние, задаваемое уравнением (37a) или (37b) для d= 0,04 км; d}sup^{: наклонное расстояние, задаваемое уравнением (37a) или (37b) для d = 1 км; E}inf^{: 106,9 – 20 log (d}inf<sup>);

E</sup>sup^{: напряженность поля, определяемая согласно пп. 1–14 для d= 1 км.}

Это расширение до произвольно короткого расстояния основано на предположении, что при уменьшении протяженности трассы до менее 1 км возрастает вероятность возникновения трассы с меньшими потерями вследствие обхода препятствий, а не прохода над ними. Для трасс с горизонтальной протяженностью 0,04 км или менее предполагается, что между двумя терминалами существует прямая видимость с полным просветом зоны Френеля, и напряженность поля рассчитывается как значение для свободного пространства на основе наклонной дальности.

Если эти предположения не соответствуют требуемому сценарию малой дальности, следует произвести надлежащие корректировки, для того чтобы учесть такие воздействия, как распространение в "уличных каньонах", вход в здание, части трассы в помещении или влияние тела.

Это расширение до малых расстояний позволяет иметь трассы с крутым наклоном или даже ^{вертикальные трассы, если h}a ^{> h}2^{. Важно отметить, что прогнозируемая напряженность поле не} учитывает диаграмму направленности в вертикальной плоскости передающей/базовой антенны. В направлении излучения напряженность поля соответствует величине 1 кВт э.и.м.

9. Аппроксимация для обратной дополнительной кумулятивной функции нормального распределения

Приведенная ниже аппроксимация для обратной дополнительной кумулятивной (интегральной) ^{функции нормального распределения Q}i^{(x) пригодна для 0,01  x  0,99:}

где:

Q_i(x) T(x) (x)

Q_i(x) T(1 x)(1 x)

если x 0,5 (39a)

если x 0,5, (39b)

T(x)

 (39c)

(x) = _

(C₂  T(x)  C₁)  T(x)  C₀
(39d)

(D₃  T(x)  D₂ )  T(x)D₁  T(x)  1

^C0 <sup> 2,515517

C</sup>1 <sup> 0,802853

C</sup>2 ^{ 0,010328}

^D1 <sup> 1,432788

D</sup>2 <sup> 0,189269

D</sup>3 ^{ 0,001308.}

Полученные с использованием указанных выше уравнений значения приведены в таблице 3.
ТАБЛИЦА 3

Значения для приближения обратного дополнительного кумулятивного нормального распределения

q%	Qi(q/100)	q%	Qi(q/100)	q%	Qi(q/100)	q%	Qi(q/100)
1	2,327	26	0,643	51	–0,025	76	–0,706
2	2,054	27	0,612	52	–0,050	77	–0,739
3	1,881	28	0,582	53	–0,075	78	–0,772
4	1,751	29	0,553	54	–0,100	79	–0,806
5	1,645	30	0,524	55	–0,125	80	–0,841
6	1,555	31	0,495	56	–0,151	81	–0,878
7	1,476	32	0,467	57	–0,176	82	–0,915
8	1,405	33	0,439	58	–0,202	83	–0,954
9	1,341	34	0,412	59	–0,227	84	–0,994
10	1,282	35	0,385	60	–0,253	85	–1,036
11	1,227	36	0,358	61	–0,279	86	–1,080
12	1,175	37	0,331	62	–0,305	87	–1,126
13	1,126	38	0,305	63	–0,331	88	–1,175
14	1,080	39	0,279	64	–0,358	89	–1,227
15	1,036	40	0,253	65	–0,385	90	–1,282
16	0,994	41	0,227	66	–0,412	91	–1,341
17	0,954	42	0,202	67	–0,439	92	–1,405
18	0,915	43	0,176	68	–0,467	93	–1,476
19	0,878	44	0,151	69	–0,495	94	–1,555
20	0,841	45	0,125	70	–0,524	95	–1,645
21	0,806	46	0,100	71	–0,553	96	–1,751
22	0,772	47	0,075	72	–0,582	97	–1,881
23	0,739	48	0,050	73	–0,612	98	–2,054
24	0,706	49	0,025	74	–0,643	99	–2,327
25	0,674	50	0,000	75	–0,674

9. 
   Эквивалентные базовые потери при передаче
   

При необходимости базовые потери при передаче, эквивалентные заданной напряженности поля, определяются с помощью следующего выражения:

L_b139,3  E 20log f

дБ, (40)

где:
^Lb^{: базовые потери при передаче (дБ);}

E: напряженность поля (дБ(мкВ/м)) для э.и.м. 1 кВт;

f: частота (МГц).

9. Аппроксимация длины трассы с просветом в 0,6 зоны Френеля

Длина трассы, на которой как раз обеспечивается просвет в 0,6 первой зоны Френеля над гладкой ^{поверхностью Земли для заданной частоты и высоты антенн h}1 ^{и h}2^{, приблизительно определяется} следующим выражением:

где
^D06 ^

D_f D_hD_f D_h
км, (41)

^Df^{: зависящий от частоты член уравнения}