Рекомендация мсэr p. 6207 (062017) Данные о распространении радиоволн
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Рекомендация МСЭ-R P.620-7 (06/2017) Данные о распространении радиоволн, требуемые для оценки координационных расстояний в диапазоне частот от 100 МГц до 105 ГГц Серия P Распространение радиоволн ii Рек. МСЭ-R P.620-7 Предисловие Роль Сектора радиосвязи заключается в обеспечении рационального, справедливого, эффективного и экономичного использования радиочастотного спектра всеми службами радиосвязи, включая спутниковые службы, и проведении в неограниченном частотном диапазоне исследований, на основании которых принимаются Рекомендации. Всемирные и региональные конференции радиосвязи и ассамблеи радиосвязи при поддержке исследовательских комиссий выполняют регламентарную и политическую функции Сектора радиосвязи. Политика в области прав интеллектуальной собственности (ПИС) Политика МСЭ-R в области ПИС излагается в общей патентной политике МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК, упоминаемой в Приложении 1 к Резолюции МСЭ-R 1. Формы, которые владельцам патентов следует использовать для представления патентных заявлений и деклараций о лицензировании, представлены по адресу: http://www.itu.int/ITU-R/go/patents/en , где также содержатся Руководящие принципы по выполнению общей патентной политики МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК и база данных патентной информации МСЭ-R. Серии Рекомендаций МСЭ-R (Представлены также в онлайновой форме по адресу: http://www.itu.int/publ/R-REC/en .) Серия Название BO Спутниковое радиовещание BR Запись для производства, архивирования и воспроизведения; пленки для телевидения BS Радиовещательная служба (звуковая) BT Радиовещательная служба (телевизионная) F Фиксированная служба M Подвижные службы, служба радиоопределения, любительская служба и относящиеся к ним спутниковые службы P Распространение радиоволн RA Радиоастрономия RS Системы дистанционного зондирования S Фиксированная спутниковая служба SA Космические применения и метеорология SF Совместное использование частот и координация между системами фиксированной спутниковой службы и фиксированной службы SM Управление использованием спектра SNG Спутниковый сбор новостей TF Передача сигналов времени и эталонных частот V Словарь и связанные с ним вопросы Примечание. – Настоящая Рекомендация МСЭ-R утверждена на английском языке в соответствии с процедурой, изложенной в Резолюции МСЭ-R 1. Электронная публикация Женева, 2018 г. ITU 2018 Все права сохранены. Ни одна из частей данной публикации не может быть воспроизведена с помощью каких бы то ни было средств без предварительного письменного разрешения МСЭ. Рек. МСЭ-R P.620-7 1 РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ-R P.620-7 * Данные о распространении радиоволн, требуемые для оценки координационных расстояний в диапазоне частот от 100 МГц до 105 ГГц (Вопрос МСЭ-R 208/3) (1986-1992-1995-1997-1999-2003-2005-2017) Сфера применения В настоящей Рекомендации приведено описание метода для определения координационной зоны земной станции в диапазоне частот от 100 МГц до 105 ГГц. Представлены методы прогнозирования для расчета координационной зоны как в условиях ясного неба, так и рассеяния в гидрометеорах (например, рассеяние в дожде). Ключевые слова Координационная зона, координационное расстояние, ясное небо, рассеяние в гидрометеорах Ассамблея радиосвязи МСЭ, учитывая, a) что координационная зона представляет собой зону вокруг земной станции, определенную таким образом, что любые помехи между рассматриваемой земной станцией и наземными станциями за пределами этой зоны можно считать пренебрежимо малыми; b) что определение координационной зоны должно быть основано на самых полных данных о распространении радиоволн и должно быть достаточно консервативным; c) что Всемирная конференция радиосвязи (Стамбул, 2000 год) (ВКР-2000) утвердила пересмотренную версию Приложения 7 к Регламенту радиосвязи (последние изменения в которую были внесены на ВКР-15), основанную на материале Рекомендации МСЭ-R SM.1448, которая, в свою очередь, основана на материале Рекомендации МСЭ-R P.620, охватывающем диапазон частот от 100 МГц до 105 ГГц; d) что в Резолюции 74 (ВКР-03) описан процесс обновления технической базы Приложения 7, рекомендует, чтобы для определения координационной зоны для частот выше 100 МГц администрации использовали методы расчета распространения радиоволн, приведенные в Приложении 1. * Настоящая Рекомендация должна быть доведена до сведения 1-й Исследовательской комиссии по радиосвязи. 2 Рек. МСЭ-R P.620-7 Приложение 1 1 Введение В настоящем Приложении приведены данные о распространении радиоволн для использования при расчете координационной зоны и указан прямой метод оценки соответствующих коэффициентов распространения при определении координационного расстояния. Координационная зона представляет собой зону, за пределами которой помехи между какой-либо земной станцией и наземными станциями (или между работающими в двух направлениях земными станциями), действующими в рамках приведенных далее консервативных допущений, могут считаться пренебрежимо малыми. В остальной части настоящей Рекомендации слова "наземные станции" могут также обозначать работающие в двух направлениях земные станции. Поэтому при определении координационного расстояния возникает необходимость в сравнении требуемых потерь при передаче (минимальные допустимые базовые потери при передаче L b (p) (дБ), не превышаемые в течение заданного процента времени p в год), основанных на системных и связанных с моделью помех соображениях, с потерями при передаче, обусловленными средой распространения. Требуемое координационное расстояние – это расстояние, при котором эти два типа потерь становятся одинаковыми. Для охвата разных частотных диапазонов и учета различных механизмов распространения даны разные модели распространения радиоволн. Эти модели позволяют прогнозировать потери при распространении в зависимости от расстояния. Координационные расстояния определяются с помощью итерационных расчетов потерь при распространении в зависимости от расстояния, пока либо не будут получены требуемые потери при передаче, либо не будет достигнуто предельное расстояние. Важно отметить, что координационная зона не является зоной, в которой исключается совместное использование частот земной и наземной станциями. Часто такое совместное использование частот оказывается возможным, а координационная зона помогает организовать такое использование, указывая, где потенциальную возможность помех между земной станцией и любыми наземными станциями следует оценивать с помощью более подробного анализа на основе соответствующих Рекомендаций МСЭ-R. В дополнение к методу расчета координационного контура в настоящей Рекомендации приведена информация, которая позволяет получить вспомогательные контуры, помогающие быстро исключить большинство случаев возможных помех при последующем анализе координации наземных станций, попадающих в координационный контур. 2 Структура Рекомендации Настоящая Рекомендация имеет следующую структуру: Приложение 1: общая методология определения координационной зоны. Прилагаемый документ 1 к Приложению 1: определение входных параметров. Прилагаемые документы 2 и 3 к Приложению 1: уравнения для расчета координационных контуров. Прилагаемый документ 4 к Приложению 1: эталонная диаграмма направленности для антенн радиорелейных систем прямой видимости. Прилагаемый документ 5 к Приложению 1: определение всех параметров. 3 Общие положения 3.1 Допущения Определение характеристик распространения радиоволн для координационного расстояния земной станции основано на следующих допущениях: Рек. МСЭ-R P.620-7 3 – местоположение наземных станций, с которыми должна осуществляться координация, неизвестно; – для геометрии трассы помех имеются только данные, относящиеся к земной станции; – для геометрии остальной части трассы помех должны быть с осторожностью сделаны ограничительные допущения, приведенные ниже в тексте. В настоящем Приложении явления распространения подразделяются на следующие два вида. – Вид (1): распространение в условиях ясного неба: – на которое воздействует кривизна поверхности Земли (дифракция, преломление, волноводное распространение и отражение/преломление в слое) и – тропосферное рассеяние. Эти явления ограничены распространением вдоль трассы по дуге большого круга. – Вид (2): рассеяние гидрометеорами, которое не ограничено трассой по дуге большого круга, а, как рассматривается в настоящем Приложении, ограничено земными станциями, работающими с геостационарными спутниками. Для каждого азимута от земной станции и для каждого из двух вышеуказанных видов распространения необходимо определить расстояние, на котором потери при распространении становятся равными требуемым минимальным допустимым базовым потерям при передаче. Этим расстоянием (координационным расстоянием) будет большее из двух найденных расстояний. В итерационном методе всегда можно использовать одинаковый шаг, и рекомендуемый размер шага составляет 1 км. Для распространения вида (1) функции, определяющие потери при распространении, монотонно изменяются с расстоянием, и при необходимости можно использовать более эффективную процедуру итераций. 3.2 Обзор моделей распространения Для определения координационных расстояний при распространении вида (1) используемый диапазон частот разделили на три части: – для частот ОВЧ/УВЧ между 100 МГц и 790 МГц модель основана на эмпирическом согласовании с данными измерений; – в диапазоне от 790 МГц до 60 ГГц используется модель распространения, учитывающая тропосферное рассеяние, волноводное распространение и отражение/преломление в слое; – в диапазоне от 60 ГГц до 105 ГГц используется миллиметровая модель, основанная на потерях в свободном пространстве и консервативной оценке поглощения газами с добавлением допуска на повышение уровня сигнала для малых процентов времени. Диапазон входных параметров для каждого механизма модели для распространения вида (1) в целом является различным. Для определения координационных расстояний при распространении вида (2) моделируется изотропное рассеяние от гидрометеоров в общем объеме, образованном основными лучами станций, которые могут создавать помехи. Для координации частот в случае частот ниже 1 ГГц и выше 40,5 ГГц можно пренебречь помехами, возникающими из-за рассеяния гидрометеорами. На частотах ниже 1 ГГц уровень рассеянного сигнала очень мал, а выше 40,5 ГГц, хотя и происходит существенное рассеяние, рассеянный сигнал затем сильно затухает на трассе от объема рассеяния до наземной станции. Для распространения вида (1) расстояние увеличивают шагами от заданного минимума, который варьируется в зависимости от коэффициентов распространения для каждого частотного диапазона. Для распространения вида (2) расстояние уменьшают шагами от приведенного в таблице 2 максимума. Для вспомогательного вида (2) расстояние уменьшают шагами от координационного расстояния для основного вида (2), полученного для того же азимута. 4 Рек. МСЭ-R P.620-7 Потери, обусловленные экранированием рельефом вокруг земной станции, следует рассчитывать по методу, описанному в пункте 1 Прилагаемого документа 2, в соответствии с углами места горизонта вдоль разных радиальных направлений от земной станции. Эти дополнительные потери необходимо учитывать для всех частот между 100 МГц и 105 ГГц. 4 Радиоклиматологическая информация 4.1 Радиоклиматологические данные Для расчета координационного расстояния при распространении вида (1) земной шар разделили на радиоклиматические зоны (см. пункт 4.2) и выбрали радиометеорологический параметр p , который отражает относительную частоту возникновения условий аномального распространения при ясном небе. Значение p зависит от широты. Для определения правильного значения p должна использоваться широта, задаваемая следующим выражением: , 8 ,1 при 0 ; 8 ,1 при 8 , 1 r b) 1 ( ) a 1 ( где – широта земной станции (градусы). Затем определяют p следующим образом: 70 ζ при 17 , 4 ; 70 ζ при ζ 015 , 0 – 67 , 1 0 1 β r r r p ) b 2 ( ) a 2 ( Для частот между 790 МГц и 60 ГГц при расчетах для распространения вида (1) используется преломляющая способность поверхности на уровне моря в центре трассы N 0 . Ее можно рассчитать по следующей формуле: 7 , 32 2 e 6 , 62 330 0 2 N (3) 4.2 Радиоклиматические зоны При расчете координационного расстояния для распространения вида (1) земной шар делится на четыре основные радиоклиматические зоны. Эти зоны определяются следующим образом: – Зона A1: береговая полоса и прибрежные районы, то есть участки суши, прилегающие к Зоне В или Зоне С (см. ниже), высотой до 100 м относительно среднего уровня моря или воды, но ограниченные максимальным расстоянием 50 км от ближайшего участка Зоны В или Зоны С, в зависимости от конкретного случая; при отсутствии точной информации о контуре 100 м можно использовать приближенное значение (например, 300 футов); – Зона A2: вся сухопутная территория, кроме береговой полосы и прибрежных районов, определенных выше как Зона А1; – Зона B: "холодные" моря, океаны и крупные внутренние водоемы, расположенные на широтах выше 30 , за исключением Средиземного и Черного морей; – Зона C: "теплые" моря, океаны и крупные внутренние водоемы, расположенные на широтах ниже 30 , а также Средиземное и Черное моря. В моделях для разных частот требуются следующие параметры расстояния для зоны: d lm (км) : наибольшая протяженность непрерывного внутреннего участка суши, Зона А2, в пределах текущего расстояния рассматриваемой трассы; d tm (км)ф : наибольшая протяженность непрерывного участка суши (то есть сумма внутреннего и прибрежного участков), Зона A1 + Зона A2, в пределах текущего расстояния рассматриваемой трассы. Рек. МСЭ-R P.620-7 5 При необходимости эти расстояния должны быть вновь оценены для всего расстояния трассы в пределах цикла итерации для моделей распространения. Крупные внутренние водоемы Крупные внутренние водоемы, которые считаются находящимися в Зоне В или Зоне С, в зависимости от конкретного случая, определяются для административных целей координации как водоемы площадью не менее 7800 км 2 , исключая занимаемые реками площади. Острова, находящиеся в таких водоемах, должны включаться в расчеты этих участков как водное пространство, если более 90% их площади имеет отметку высоты ниже 100 м над средним уровнем поверхности воды. Острова, не удовлетворяющие этим критериям, при расчетах водных участков относят к суше. Крупные внутренние озера или сильно увлажненные земли Крупные внутренние участки площадью более 7800 км 2 , которые включают много малых озер или речную сеть, администрации должны относить к прибрежной Зоне А1, если участок более чем на 50% состоит из воды и более 90% суши находится на высоте менее 100 м над средним уровнем поверхности воды. Климатические районы, относящиеся к Зоне А1, крупные внутренние водоемы, а также крупные внутренние озера и сильно увлажненные земли трудно определить однозначно. Поэтому администрациям предлагается зарегистрировать в Бюро радиосвязи МСЭ (БР) районы в границах своей территории, которые они хотят определять как относящиеся к одной из этих категорий. Иначе, при отсутствии зарегистрированной информации, все участки суши будут считаться входящими в климатическую Зону A2. 4.3 Использование радиоклиматологической информации из других Рекомендаций В ряде пунктов, посвященных расчетам для распространения вида (1) и вида (2), приведены ссылки на радиоклиматологическую информацию, получаемую из других Рекомендаций МСЭ-R. К ним относятся: a) Рекомендация МСЭ-R P.836 для плотности водяных паров; b) Рекомендация МСЭ-R P.837 для интенсивности дождя; c) Рекомендация МСЭ-R P.839 для высоты дождя. Ссылки на эти Рекомендации даются в том случае, когда необходимо получить радиоклиматологический параметр для конкретного места, задаваемого широтой и долготой. В других частях расчетов для распространения вида (1) и вида (2) используются постоянные значения некоторых радиоклиматологических параметров. В этом случае не требуются ссылки на другие Рекомендации. 5 Пределы расстояний 5.1 Пределы минимального расстояния Координационное расстояние в любом заданном направлении определяется рядом указанных выше факторов, и на основании только факторов распространения это расстояние может простираться от находящегося в относительной близости от земной станции до многих сотен километров. Однако из практических соображений, а также для учета допущений, которые должны быть сделаны относительно трассы распространения радиоволн, необходимо установить нижние пределы для координационного расстояния (d min ), рассчитываемые следующим образом. В качестве предварительного шага рассчитывается минимальное координационное расстояние как функция частоты f (ГГц) до 40 ГГц с помощью следующего уравнения: 2 ) ( 100 ) ( min f p f d км. (4) |