Рекомендация мсэr p. 45215 (092013) Процедура прогнозирования для оценки
 Скачать 1.87 Mb.
|
|
Часть метода расчета дифракции, основанная на конструкции Буллингтона В представленных ниже уравнениях наклоны рассчитываются в м/км относительно основной линии, соединяющей уровень моря на стороне передатчика с уровнем моря на стороне приемника. Расстояние до i-й точки профиля и ее высота составляют соответственно d i километров и h i метров над средним уровнем моря, i принимает значения от 0 до n, где n + 1 – число точек профиля, а полная длина трассы равна d километрам. Для удобства терминалы в начале и конце профиля называют передатчиком и приемником с высотами h ts и h rs метров над уровнем моря соответственно. Эквивалентная кривизна Земли C e км –1 задается формулой 1/a p , где a p – эквивалентный радиус Земли в километрах. Длина волны в метрах обозначается как Найдем промежуточную точку профиля с наибольшим наклоном линии от передатчика к точке: i ts i i e i d h d d d C h tim S 500 max м/км, (14) где индекс профиля i принимает значения от 1 до n – 1. Рассчитаем наклон линии от передатчика к приемнику, предполагая, что речь идет о трассе прямой видимости: d h h tr ts rs S м/км. (15) Теперь необходимо рассмотреть два случая. Рек. МСЭ-R P.452-15 11 Случай 1. Трасса прямой видимости Если S tim < S tr , то трасса является трассой прямой видимости. Найдем промежуточную точку профиля с наибольшим параметром дифракции : i i i rs i ts d d λd d d d h d d h i i e i d d d C h 002 , 0 max 500 max (16) где индекс профиля i принимает значения от 1 до n – 1. В этом случае потери над одиночным клиновидным препятствием для точки Буллингтона определяются выражением: max J L uc дБ, (17) где функция J задается уравнением (13) для b больше –0,78, а в других случаях равна нулю. Случай 2. Загоризонтная трасса Если S tim S tr , то трасса является загоризонтной. Найдем промежуточную точку профиля с наибольшим наклоном линии от приемника к точке: i rs i i e i rim d d h d d d C h S 500 max м/км, (18) где индекс профиля i принимает значения от 1 до n – 1. Рассчитаем расстояние до точки Буллингтона от передатчика: rim tim rim ts rs S S d S h h bp d км. (19) Рассчитаем параметр дифракции, b , для точки Буллингтона: bp bp bp rs bp ts d d d d d d h d d h bp tim ts b d S h 002 , 0 (20) В этом случае дифракционные потери над одиночным клиновидным препятствием для точки Буллингтона определяются выражением: b uc J L дБ. (21) Для L uc , рассчитанного по формуле (17) или (21), дифракционные потери на трассе по Буллингтону определяются выражением: L bull = L uc + [1 – exp(–L uc /6)](10 + 0,02d) дБ. (22) 4.2.2 Потери за счет дифракции над сферической Землей Потери за счет дифракции над сферической Землей, не превышаемые в течение p% времени, для высот антенн h te и h re (м) вычисляются следующим образом. Рассчитаем граничное расстояние прямой видимости (LoS) для гладкой трассы: re te h h a d p los 001 , 0 001 , 0 2 км. (23) Если d ≥ d los , рассчитаем дифракционные потери, используя метод, описанный в п. 4.2.2.1, ниже, для a dft = a p , чтобы получить L dft , и установим L dsph равным L dft . Дальнейших расчетов дифракции над сферической Землей не требуется. В ином случае продолжим вычисления следующим образом. 12 Рек. МСЭ-R P.452-15 Рассчитаем наименьшую высоту просвета между трассой над искривленной Землей и лучом между антеннами, h se , используя уравнение: d d a d h d a d h h se p se re se p se te se 1 2 2 2 2 1 500 500 м, (24) где: ) 1 ( 2 1 b d d se км; (25a) 1 2 se se d d d км; (25b) 3 ) 1 ( 3 2 3 arccos 3 1 3 cos 3 1 2 m m c m m b , (25c) где функция arccos возвращает угол в радианах: re te re te h h h h c ; (25d) ) ( 250 2 re te p h h a d m (25e) Рассчитаем требуемый просвет для нулевых дифракционных потерь, h req , используя уравнение: d d d h se se req 2 1 456 , 17 м. (26) Если h se > h req , потери за счет дифракции над сферической Землей, L dsph , равны нулю. Дальнейших расчетов дифракции над сферической Землей не требуется. В ином случае продолжим вычисления следующим образом. Рассчитаем измененный эквивалентный радиус Земли, a em , который дает границу прямой видимости на расстоянии d, используя уравнение: 2 500 re te em h h d a км. (27) Используем метод, описанный в п. 4.2.2.1, для a dft = a em , чтобы получить L dft Если значение L dft является отрицательным, потери за счет дифракции над сферической Землей, L dsph , равны нулю, и дальнейших расчетов такой дифракции не требуется. В ином случае продолжим вычисления следующим образом. Рассчитаем потери за счет дифракции над сферической Землей методом интерполяции: dft req se dsph L h h L / 1 дБ. (28) 4.2.2.1 Часть потерь за счет дифракции над сферической Землей, определяемая первым членом остаточного ряда В данном пункте приводится метод расчета дифракции над сферической Землей с использованием только первого члена остаточного ряда. Этот метод является частью общего метода расчета дифракции, описанного в п. 4.2.2, выше, и предназначен для определения дифракционных потерь с учетом первого члена остаточного ряда, L dft , для данного значения эквивалентного радиуса Земли a dft Значение a dft , которое необходимо использовать, дано в п. 4.2.2. Рек. МСЭ-R P.452-15 13 Установим типичные электрические свойства земной поверхности для суши с относительной диэлектрической проницаемостью ε r = 22,0 и проводимостью σ = 0,003 См/м и вычислим L dft при помощи уравнений (30)–(37), чтобы получить L dftland Установим типичные электрические свойства земной поверхности для моря с относительной диэлектрической проницаемостью ε r = 80,0 и проводимостью σ = 5,0 См/м и вычислим L dft при помощи уравнений (30)–(37), чтобы получить L dftsea Потери за счет дифракции над сферической Землей, определяемые только первым членом, рассчитываются по формуле: (1 ) dft dftsea dftland L L L дБ, (29) где – часть трассы, проходящая над морем. Начнем вычисления, которые должны быть выполнены дважды, как описано выше. Нормализованный коэффициент полной проводимости поверхности для горизонтальной и вертикальной поляризации: 4 / 1 – 2 2 3 / 1 – ) / 18 ( ) 1 – ( 036 , 0 f f a K r H dft (горизонтальная поляризация) (30a) и 2 / 1 2 2 ) / 18 ( f K K r H V (вертикальная поляризация). (30b) Если вектор поляризации содержит как горизонтальный, так и вертикальный компонент, например круговую или наклонную поляризацию, разложим его на горизонтальный и вертикальный компоненты, вычислим каждый по отдельности, начиная с уравнений (30a) и (30b), после чего объединим результаты в виде суммы векторов амплитуды поля. На практике в таком разложении обычно нет необходимости, поскольку на частотах выше 300 МГц для β dft в уравнении (31) можно использовать значение 1. Вычислим параметр, учитывающий тип земной поверхности/поляризации: 4 2 4 2 53 , 1 5 , 4 1 67 , 0 6 , 1 1 K K K K dft , (31) где K – это K H или K V в зависимости от типа поляризации. Нормализованное расстояние: β 88 , 21 3 / 1 2 d a f X dft dft (32) Нормализованные высоты передатчика и приемника: ; β 9575 , 0 3 / 1 2 te dft dft t h a f Y (33a) β 9575 , 0 3 / 1 2 re dft dft r h a f Y (33b) Рассчитаем член, определяющий расстояние, используя уравнение: 6 , 1 для 5,6488 ) log( 20 6 , 1 для 6 , 17 ) log( 10 11 425 , 1 X X X X X X F X (34) 14 Рек. МСЭ-R P.452-15 Определим функцию нормализованной высоты, используя уравнение: случае ином в ) 1 , 0 log( 20 2 > для 8 ) 1 , 1 log( 5 ) 1 , 1 ( 6 , 17 ) ( 3 / / / 5 , 0 / / r t r t t/r r t r t r t B B B B B Y G , (35) где: t dft t Y B β ; (36a) r dft r Y B β (36b) Если значение G(Y) меньше 2 + 20 logK, необходимо ограничить G(Y) так, чтобы G(Y) = 2 + 20 logK. Потери за счет дифракции над сферической Землей, определяемые первым членом остаточного ряда, теперь задаются уравнением: r t X dft Y G Y G F L дБ. (37) 4.2.3 Полная модель дифракционных потерь "дельта-Буллингтон" Используем метод, описанный в п. 4.2.1, для расчета фактического профиля местности и высот антенн. Установим результирующие дифракционные потери по модели Буллингтона для реальной трассы L bulla = L bull , как это задано уравнением (22). Используем метод, описанный в п. 4.2.1, еще раз для всех высот профиля, h i , установленных в нуль, и измененных высот антенн, определяемых выражениями: std ts ts h h h ' м над уровнем моря; (38a) srd rs rs h h h ' м над уровнем моря, (38b) где высоты гладкой земной поверхности в месте размещения передатчика и приемника, h std и h srd , указаны в п. 5.1.6.3 Прилагаемого документа 2. Установим результирующие дифракционные потери по модели Буллингтона для этой гладкой трассы, L bulls = L bull , как это задано уравнением (22). Используем метод, описанный в п. 4.2.2, для расчета потерь за счет дифракции над сферической Землей L dsph для реальной трассы длиной d (км) при: ' ts te h h м; (39a) ' rs re h h м. (39b) Дифракционные потери для общей трассы теперь определяются как: } 0 , max{ bulls dsph bulla d L L L L дБ. (40) 4.2.4 Дифракционные потери, не превышаемые для p% времени Используем метод, описанный в п. 4.2.3, для расчета дифракционных потерь L d для эквивалентного радиуса Земли a p = a e , который определяется уравнением (6a). Установим медианные дифракционные потери L d50 = L d Если p = 50%, то дифракционные потери, не превышаемые для p% времени, L dp , определяются как L d50 , и расчет дифракции на этом заканчивается. Если p < 50%, продолжим вычисления следующим образом. Используем метод, описанный в п. 4.2.3, для расчета дифференциальных потерь L d для эквивалентного радиуса Земли a p = a , который определяется уравнением (6b). Установим дифракционные потери, не превышаемые для β 0 % времени, L dβ = L d Применение двух возможных значений коэффициента эквивалентного радиуса Земли контролируется коэффициентом интерполяции, F i , основанном на нормальном распределении дифракционных потерь в диапазоне β 0 % ≤ p < 50% и определяемом как: Рек. МСЭ-R P.452-15 15 F i = 100 100 0 I p I для 50% > p > β 0 %; (41a) = 1 для β 0 % p, (41b) где I(x) – обратная дополнительная кумулятивная функция нормального распределения. Аппроксимация для I(x), которую можно использовать с доверительным интервалом для x < 0,5, приведена в Прилагаемом документе 3 к Приложению 1. Дифракционные потери, L dp , не превышаемые для p% времени, теперь определяются как: L dp = L d50 + F i ( L d – L d50 ) дБ, (42) где L d50 и L d определены выше, а F i задается уравнениями (41a) и (41b) в зависимости от значений p и 0 Медианные основные потери передачи, связанные с дифракцией, L bd50 , определяются как: L bd50 = L bfsg + L d50 , дБ, (43) где L bfsg задается уравнением (8). Основные потери передачи, связанные с дифракцией, не превышаемые для p% времени, определяются как L bd = L b0p + L dp дБ, (44) где L b0p задается уравнением (11). |