Рекомендация мсэr p. 45215 (092013) Процедура прогнозирования для оценки

• Название: Рекомендация мсэr p. 45215 (092013) Процедура прогнозирования для оценки
• Дата: 21.02.2022
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: R-REC-P.452-15-201309-S!!PDF-R.pdf
• Тип: Документы; #368755
• страница: 3 из 8

4.3
Тропосферное рассеяние (Примечания 1 и 2)
ПРИМЕЧАНИЕ 1. – Для процентов времени значительно ниже 50% бывает трудно отделить истинный режим тропосферного рассеяния от других, второстепенных явлений, которые оказывают аналогичное воздействие на распространение радиоволн. Поэтому модель "тропосферного рассеяния", принятая в настоящей Рекомендации, является эмпирическим обобщением концепции тропосферного рассеяния, охватывающим также эти второстепенные явления распространения. Она позволяет осуществлять непрерывное прогнозирование основных потерь передачи в диапазоне изменения процентов времени p от 0,001% до 50%, связывая таким образом модели волновода и отражения от слоя при малых процентах времени с истинным "режимом рассеяния", соответствующим слабым остаточным полям, превышаемым в течение наибольшего процента времени.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. – Описываемая модель тропосферного рассеяния была разработана для прогнозирования помех и не предназначена для расчета условий распространения при процентах времени выше 50%, когда требуется информация о рабочих характеристиках радиорелейных систем, работающих за пределами горизонта.
Основные потери передачи за счет тропосферного рассеяния, L
bs
(дБ), не превышаемые в течение любого процента времени p, меньшего 50%, равны:


7
,
0 0
)
50
/
(
log
–
1
,
10
–
15
,
0
–
θ
573
,
0
log
20 190
p
A
L
N
d
L
L
g
c
f
bs






дБ,
(45) где:
L
f
: частотно зависимые потери:
L
f

25 log f – 2,5
[
log (
f / 2)
]
2
дБ;
(45a)
L
c
: раскрыв по отношению к потерям за счет связи с окружающей средой (дБ):
)
0,055(
e
051
,
0
r
t
G
G
c
L



дБ;
(45b)
N
0
: преломляющая способность поверхности на уровне моря в середине трассы, определяемая с помощью рисунка 6;
A
g
: поглощение в газах, определяемое с помощью уравнения (9) в предположении, что


3 г/м
3
по всей длине трассы.


16
Рек. МСЭ-R P.452-15
4.4
Волноводное распространение/отражение от атмосферных слоев
Прогноз основных потерь передачи, L
ba
(дБ), возникающих в периоды аномальных условий распространения радиоволн (волноводное распространение и отражение от слоев атмосферы), основан на использовании следующей функции:
L
ba

A
f

A
d
(
p)

A
g
дБ,
(46) где:
A
f
: сумма потерь (за исключением потерь из-за отражения от местных предметов) за счет фиксированной связи между антеннами и аномальных структур распространения, возникающих в атмосфере:
A
f
=
102,45 + 20 log f + 20 log(d
lt
+ d
lr
) + A
lf
+ A
st
+ A
sr
+ A
ct
+ A
cr
дБ;
(47)
A
lf
: эмпирическая поправка, для того чтобы учесть увеличивающееся ослабление с длиной волны при волноводном распространении:
A
lf
(f) = 45,375 – 137,0 · f + 92,5 · f
2
дБ, если f < 0,5 ГГц;
(47a)
A
lf
(f) = 0,0 дБ в других случаях;
A
st
, A
sr
: дифракционные потери за счет экранирования местностью для станции, создающей и испытывающей помехи соответственно:











 

 
 


 


мрад,
0
для дБ
мрад;
0
для дБ
0 264
,
0 361
,
0 1
log
20
,
,
3
/
1
,
2
/
1
,
,
r
t
r
t
r
t
lt,lr
r
t
sr
st
f
d
f
A
(48) где: мрад
1
,
0
–
θ
θ
,
lt,lr
t,r
r
t
d


;
(48a)
A
ct
, A
cr
: поправки для станции, создающей и испытывающей помехи соответственно, учитывающие связь через волноводы, возникающие над поверхностью моря:








))
–
50
(
07
,
0
(
tanh
1
e
3
–
2 0,25
–
ts,rs
d
ct,cr
h
A
ct,cr
дБ для


0,75;
d
ct,cr

d
lt,lr
;
(49)
d
ct,cr

5 км;
0
,

cr
ct
A
дБ для всех остальных случаев. (49a)
Целесообразно отметить ограниченный набор условий, при которых требуется уравнение (49):
A
d
(p) : потери, возникающие в аномальных условиях распространения и зависящие от процента времени и углового расстояния:
A
d
(
p)


d
·


A
(
p) дБ,
(50) где:


d
: погонное ослабление:

d

5

10
–5
a
e
f
1/3
дБ/мрад;
(51)

: угловое расстояние (в случае необходимости скорректированное (с помощью уравнения (52a)), учитывающее применение модели экранирования местностью в уравнении (48)): мрад
θ
θ
10
θ
3
r
t
e
a
d






;
(52)

Рек. МСЭ-R P.452-15
17









мрад;
1
,
0
θ
для мрад
1
,
0
мрад;
1
,
0
θ
для мрад
θ
θ
,
lt,lr
t,r
lt,lr
lt,lr
t,r
t,r
r
t
d
d
d
(52a)
A(p) : изменчивость процента времени (кумулятивное распределение): дБ
β
12
β
log
)
10 7
,
3 2
,
1
(
12
)
(
Γ
3



















p
p
d
p
A
;
(53)




13
,
1 6
–
2 10
)
(log
198
,
0
log
8
,
4
–
51
,
9
–
012
,
1
e
β
log
–
0058
,
2 076
,
1
d








;
(53a)
β = β
0
· μ
2
· μ
3
%;
(54)


2
: поправка на геометрию трассы:














2 2
2 500
re
te
e
h
h
d
a
(55)
Значение

2
не должно быть больше 1:
τ
10 6
,
0
–
1
,
3 9








d
,
(55a) где:


3,5;

: определяется с помощью уравнения (3a), а значение

не должно быть ниже, чем –3,4;

3
: поправка на неровность земной поверхности:












м;
10
для
)
6 43
(
)
10
–
(
10 6
,
4
–
exp м;
10
для
1
μ
5
–
3
m
I
m
m
h
d
h
h
(56)
d
I

min (d – d
lt
– d
lr
, 40) км;
(56a)
A
g
: общее поглощение в атмосферных газах, определяемое с помощью уравнений (9) и (9a).
Оставшиеся члены описаны в таблицах 1 и 2 и Прилагаемом документе 2.
4.5
Дополнительные потери за счет отражения от местных предметов
4.5.1
Общие положения
Существенный выигрыш, в смысле защиты от помех, можно получить, если учесть дополнительные дифракционные потери, которые возникают вследствие беспорядочного отражения сигнала от местных предметов (зданий, растительности и т. д.), окружающих антенны. Описываемая процедура позволяет учесть такие потери на одном или обоих концах трассы в ситуациях, когда имеется полная информация относительно типа окружающей среды. Она дает возможность спрогнозировать максимальные дополнительные потери на обоих концах трассы, если ее применять с помощью интерполяционной функции S-образной формы, предназначенной для избежания переоценки потерь за счет экранирования. Максимальные дополнительные потери составляют 20 дБ на частотах выше
0,9
ГГц, постепенно уменьшаясь на более низких частотах до 5 дБ на частоте 0,1 ГГц. Если же существуют сомнения относительно точности такой информации, то названные дополнительные потери не следует учитывать. В тех случаях, когда используется поправка, необходимо следить за тем, чтобы не возникало больших потерь за счет отражения от местных предметов в городских районах

18
Рек. МСЭ-R P.452-15 с высотными постройками, состоящими из отдельных высотных зданий, отделенных друг от друга открытым пространством. Меньшие потери за счет отражения от местных предметов часто наблюдаются в таких районах по сравнению с более традиционными городскими центрами, которые включают более низкие, однако более связанные между собой комплексы зданий.
Потери за счет отражения от местных предметов для станций, создающих помехи и испытывающих эти помехи, обозначены соответственно A
ht
(дБ) и A
hr
(дБ). Возможная дополнительная защита зависит от высоты и следовательно моделируется в виде функции выигрыша за счет высоты, нормированной по отношению к номинальной высоте местных отражающих предметов. Имеются соответствующие значения номинальных высот для ряда типов местных отражающих предметов.
В настоящей Рекомендации поправка применяется для всех прогнозов в условиях ясного неба, т. е. для всех режимов распространения и всех процентов времени.
4.5.2
Категории местных отражающих предметов
В таблице 4 описаны категории местных отражающих предметов (или земного покрова), определенные в Рекомендации МСЭ-R P.1058, для которых применима поправка на выигрыш за счет высоты.
Номинальная высота местных отражающих предметов, h
a
(м), и их расстояние от антенны, d
k
(км), считаются "усредненными" величинами, наиболее представительными для отражателей данного типа.
Вместе с тем модель поправок является консервативной ввиду неточности сведений относительно действительной высоты, что типично для конкретных ситуаций. Если параметры отражающего предмета известны точнее, ими можно непосредственно заменять значения, приведенные в таблице 4.
Приведенные в таблице 4 номинальные значения высот и расстояний приблизительно равны характеристической высоте H
c
и ширине промежутка G
c
, определенным в Рекомендации
МСЭ-R P.1058. Однако предполагается, что модель, используемая здесь для оценки дополнительных потерь за счет экранирования местными отражающими предметами (земным покровом), является консервативной.
4.5.3
Модель выигрыша за счет высоты
Дополнительные потери вследствие защиты от местных отражающих предметов описываются выражением:
33
,
0
–
625
,
0
–
6
tanh
–
1
e
25
,
10
–




























a
k
d
fc
h
h
h
F
A
дБ,
(57) где:
F
fc

0,25

0,375

1

tanh

7,5

f –

0,5

(57a) и
d
k
: расстояние (км) от номинального местоположения отражающего предмета до антенны (см. рисунок 3);
h : высота антенны (м) над местным уровнем земли;
h
a
: номинальная высота отражающего предмета (м) над местным уровнем земли.

Рек. МСЭ-R P.452-15
19
ТАБЛИЦА 4
Номинальные высоты отражающих предметов и их расстояния до антенны
Категория отражающих предметов
(земной поверхности)
Номинальная
высота, h
a
(м)
Номинальное
расстояние, d
k
(км)
Высокоурожайные поля
Зеленая парковая зона
Беспорядочно расположенные редкие деревья
Фруктовый сад (с правильным расположением деревьев)
Отдельные строения
4 0,1
Центральная часть деревни
5 0,07
Лиственные деревья (беспорядочно расположенные)
Лиственные деревья (правильно расположенные)
Смешанный лес
15 0,05
Хвойные деревья (беспорядочно расположенные)
Хвойные деревья (правильно расположенные)
20 0,05
Тропический лес
20 0,03
Пригороды
9 0,025
Густонаселенный пригород
12 0,02
Город
20 0,02
Густонаселенный город
25 0,02
Городской район с высотными постройками
35 0,02
Промышленная зона
20 0,05
Дополнительные потери за счет экранирования местными отражающими предметами (земным покровом) не должны заявляться для категорий, отсутствующих в таблице 4.
РИСУНОК 3
Способ применения поправки на выигрыш за счет высоты, А
ht
или А
hr
*
P.0452-03
d
s
d
k
h
d (
)
км
L
Препятствие, экранирующее местоположение станции
Номинальное расположение отражателя
Длина трассы км
, (
)
d
Номинальная высота отражателя м
,
( )
h
a
Номинальная высота земли м
, ( )
h
g
Предполагаемое(ые)
расстояние(я)
и км
,
(
)
d
d
s
k

20
Рек. МСЭ-R P.452-15
4.5.4
Способ применения
Метод использования поправки на выигрыш за счет высоты, A
ht
или A
hr
(дБ), прост и показан на рисунке 3.
К основной процедуре прогнозирования необходимо добавить следующие шаги.
Шаг 1. Если тип отражающих предметов известен или о нем можно сделать уверенное предположение, то для расчета основных потерь передачи следует использовать основную процедуру прогнозирования, выбрав из таблицы 4 номинальную высоту h
a
, соответствующую типу отражателя. Длина трассы должна быть равна d – d
k
(км). Однако если d >> d
k
, то незначительную поправку d
k
в выражении для длины трассы можно смело опустить.
Шаг 2. Когда имеется препятствие, экранирующее местоположение станции и способное обеспечить защиту терминала от помех, поправка должна быть включена в основные расчеты, но потери за счет экранирования (A
st
или A
sr
(дБ)) следует вычислять, используя высоту h
a
при расстоянии d
s
, а не h при расстоянии d
L
, что имело бы место в других случаях.
Шаг 3. После окончания основной процедуры следует добавить поправку на выигрыш за счет высоты, полученную с помощью уравнения (57), как указано в уравнении (64).
Шаг 4. Если информация об отражающем предмете отсутствует, основные расчеты следует производить, используя расстояния d или d
L
(в зависимости от ситуации) и высоту h.
ПРИМЕЧАНИЕ 1. – При необходимости поправку на выигрыш за счет высоты отражающего предмета следует учитывать для обоих концов трассы.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. – Если необходимо ввести и поправку на выигрыш за счет высоты участка суши и поправку на связь через волновод, расположенный над морем (A
ct
или A
cr
(дБ)) (т. е. антенна расположена вблизи моря, но ее затеняют местные предметы), то обе эти поправки можно использовать вместе, так как они совместимы и дополняют друг друга.
ПРИМЕЧАНИЕ 3. – Если d ненамного больше d
k
, эта модель неприменима.
4.6
Общий прогноз
К результатам вышеизложенных расчетов для всех трасс необходимо применять следующую процедуру.
Рассчитаем коэффициент интерполяции, F
j
, для учета углового расстояния на трассе:






















)
(
0
,
3
tanh
0
,
1 5
,
0 0
,
1
j
F
,
(58) где:
Θ = 0,3;
ξ = 0,8;
θ : угловое расстояние на трассе (мрад) (определенное в таблице 7).
Рассчитаем коэффициент интерполяции, F
k
, для учета расстояния вдоль дуги большого круга трассы:


















sw
sw
k
d
d
d
F
)
(
κ
0
,
3
tanh
0
,
1 5
,
0 0
,
1
,
(59) где:
d : длина трассы по дуге большого круга (км), определяемая в таблице 3;
d
sw
: фиксированный параметр, определяющий диапазон расстояния соответствующего смешения; устанавливается равным 20;
κ : фиксированный параметр, определяющий наклонна концах этого диапазонапри смешении; устанавливается равным 0,5.

Рек. МСЭ-R P.452-15
21
Рассчитаем воображаемые минимальные основные потери передачи, L
minb0p
(дБ), связанные с распространением в пределах прямой видимости и дифракцией на субтрассах над поверхностью моря:













0 50
β
0 50 0
0 0
min
β
для
)
)
ω
1
(
(
;
β
для
)
ω
1
(
p
F
L
L
L
L
p
L
L
L
i
bd
dp
b
bd
dp
p
b
p
b
дБ,
(60) где:
L
b0p
: воображаемые основные потери передачи в пределах прямой видимости, не превышаемые для p% времени, определяемые из уравнения (11);
L
b0

: воображаемые основные потери передачи в пределах прямой видимости, не превышаемые для

% времени, определяемые из уравнения (12);
L
dp
: дифракционные потери, не превышенные для p% времени, рассчитанные с использованием метода, описанного в п. 4.2.
Рассчитаем воображаемые минимальные основные потери передачи, L
minbap
(дБ), связанные с усилением уровня сигнала в пределах прямой видимости и загоризонтным усилением:






















η
exp
η
exp ln
η
0
min
p
b
ba
bap
L
L
L
дБ,
(61) где:
L
ba
: основные потери передачи за счет отражения в волноводе/слоях атмосферы, не превышенные для p% времени, определяемые из уравнения (46);
L
b0p
: воображаемые основные потери передачи в пределах прямой видимости, не превышенные для p% времени, определяемые из уравнения (11);
η = 2,5.
Рассчитаем воображаемые основные потери передачи, L
bda
(дБ), связанные с дифракцией и усилением уровня сигнала в пределах прямой видимости либо за счет отражения в волноводе/слоях атмосферы:








bd
bap
k
bap
bd
bap
bd
bap
bd
bda
L
L
F
L
L
L
L
L
L
L
для
)
(
;
для min min min min дБ,
(62) где:
L
bd
: основные потери передачи для дифракции, не превышаемые для p% времени, из уравнения (44);
F
k
: коэффициент интерполяции, полученный из уравнения (59) в соответствии со значениями p и

0
Рассчитаем изменяющиеся потери основной передачи, L
bam
(дБ), учитывающие дифракцию и усиление уровня сигнала в пределах прямой видимости либо за счет отражения в волноводе/слоях атмосферы:
j
bda
p
b
bda
m
ba
F
L
L
L
L
)
(
0
min



дБ.
(63)
Рассчитаем окончательные основные потери передачи, не превышаемые для p% времени, L
b
(дБ):


hr
ht
L
L
b
A
A
L
bam
bs







2
,
0 2
,
0 10 10
log
5
дБ,
(64) где:
A
ht, hr
: дополнительные потери для учета экранирования передатчика и приемника в результате отражения от местных предметов. Они должны быть установлены на нуль при отсутствии такого экранирования.