非静止路径长期统计数据的计算-ITU.doc

ITU-R -9建议书
设计地球-空间电信系统所需的传播数据和预测方法
(ITU-R第206/3号课题)
(1986-1990-1992-1994-1995-1997-1999-2001-2003-2007年)
范围
本建议书对规划地对空和空对地方向地球-空间系统所需的各类传播参数作出了预测。
无线电通信全会,
考虑到
a) 为合理规划地球-空间系统,有必要拥有适当的传播数据和预测方法;
b) 已制定了方法,使得预测在规划地球-空间系统过程中所需的最重要传播参数得以实现;
c) 这些方法已尽可能比照现有数据进行了测试,并显示出既与传播现象的自然变化相兼容且足够满足绝大部分现有系统规划应用需要的精确性,
建议
1 应采用附件1中确定的传播参数预测方法,在附件1中指出的各有效范围内,对地球-空间无线电通信系统进行规划。
注 1 – 涉及卫星广播业务、水上业务、陆地业务和航空卫星移动业务规划的额外信息可分别参见ITU-R 、ITU-R 、ITU-R R 。
附件1
1 介绍
在设计电信系统的地球-空间链路时,有几方面的效应必须考虑。需要考虑在所有频率上非电离层大气的效应,这种效应在1 GHz左右低仰角时尤其重要。这些效应包括:
a) 大气气体的吸收;水汽(降水和云中的水和冰滴等)的吸收、散射和去极;吸收介质的发射噪声;以上这些在10 GHz以上的频率尤其重要;
b) 由于大气的法向折射,地球站天线射束发散性而导致的信号损失;
c) 受折射率结构的不规则影响,由于天线孔径上的相位去相关性而导致的天线有效增益的降低;
d) 因折射率大范围变化而导致的射束弯曲而产生的相对慢衰落;因折射率小范围变化而产生的更快的衰落(闪烁)和不同的到达角;
e) 由于多次散射或多路经效应,尤其是高容量数字系统内的多次散射或多路经效应而产生的可能的带宽限制;
f) 地面终端的局部环境(建筑物、树等)导致的衰减;
g) 在上行和下行频率上的短期衰减变化,该变化可能影响到自适应抗衰减对策的精确性;
h) 对于非静止卫星系统(non-GSO)而言,卫星仰角变化的影响。
电离层效应(参见ITU-R )可能是重要的,尤其是1 GHz以下的频率更是如此。为方便起见,、、、1、3和10 GHz,以便显示数值较高的总电子含量(TEC)。这些效应包括::
j) 法拉第旋转:在电离层线极化传播的电波绕着极化平面进行往复旋转;
k) 导致在发射信号带宽上产生时间差分时延的散射
l) 额外的时间时延;
m) 电离层闪烁:电离层电子密度的不均一性产生了折射聚焦或无线电波的散焦并导致振幅波动,此为闪烁。电离层闪烁在地磁赤道附近最大,在中纬度地区最小。极光带也是闪烁较为突出的地区。强闪烁在振幅上呈雷利分布;弱闪烁几乎是对数正态分布。这些波动随频率的增加而减少,且依赖于路径几何对象、地点、季节、太阳活动和当地时间等因素。表2列出了中纬度地区VHF和UHF频段衰落深度数据,这些数据基于ITUR 。
伴随着振幅波动,还有相位波动。相位波动的谱密度与1/f 3成比例,其中f是波动的傅里叶频率。该谱特征类似于振荡器频率闪烁,并可显著降低接收硬件的性能。
表1
仰角大约30°时、单向穿越情况下估计*的电离层效应**
(摘自ITU-R )
效应
频率相关性
GHz
GHz
GHz
1 GHz
3 GHz
10 GHz
法拉第旋转
1/f  2
30 rotations
rotations
rotations
108°
12°
°
传播时延
1/f  2
25 ms
4 ms
1 ms
ms
ms
ms
折射
1/f  2
< 1°
< °
< ¢
< ¢
< ²
< ²
到达方向变化(.)
1/f  2
20¢
¢
48²
12²
²
²
吸收(极光和/或极冠)
»1/f  2
5 dB
dB
dB
dB
6 ´ 10–3 dB
5 ´ 10–4 dB
吸收(中纬度)
1/f  2
< 1 dB
< dB
< dB
< dB
< dB
< 1 ´ 10–4 dB
散射
1/f  3
ps/Hz
ps/Hz
ps/