Cálculo de la fiabilidad y la compatibilidad de los sistemas radioeléctricos en ondas decamétricas

Transcripción

1 Recomendacón UT-R P.84-5 (09/03) Cálculo de la fabldad y la compatbldad de los sstemas radoeléctrcos en ondas decamétrcas Sere P Propagacón de las ondas radoeléctrcas

2 Rec. UT-R P Prólogo El Sector de Radocomuncacones tene como cometdo garantzar la utlzacón raconal, equtatva, efcaz y económca del espectro de frecuencas radoeléctrcas por todos los servcos de radocomuncacones, ncludos los servcos por satélte, y realzar, sn lmtacón de gamas de frecuencas, estudos que srvan de base para la adopcón de las Recomendacones UT-R. Las Conferencas Mundales y Regonales de Radocomuncacones y las Asambleas de Radocomuncacones, con la colaboracón de las Comsones de Estudo, cumplen las funcones reglamentaras y polítcas del Sector de Radocomuncacones. Polítca sobre Derechos de Propedad ntelectual (PR) La polítca del UT-R sobre Derechos de Propedad ntelectual se descrbe en la Polítca Común de Patentes UT-T/UT-R/SO/CE a la que se hace referenca en el Anexo a la Resolucón UT-R. Los formularos que deben utlzarse en la declaracón sobre patentes y utlzacón de patentes por los ttulares de las msmas fguran en la dreccón web donde tambén aparecen las Drectrces para la mplementacón de la Polítca Común de Patentes UT-T/UT-R/SO/CE y la base de datos sobre nformacón de patentes del UT-R sobre este asunto. Seres de las Recomendacones UT-R (Tambén dsponble en línea en Seres BO BR BS BT F M P RA RS S SA SF SM SNG TF V Título Dstrbucón por satélte Regstro para produccón, archvo y reproduccón; películas en televsón Servco de radodfusón (sonora) Servco de radodfusón (televsón) Servco fjo Servcos móvles, de radodetermnacón, de afconados y otros servcos por satélte conexos Propagacón de las ondas radoeléctrcas Radoastronomía Sstemas de deteccón a dstanca Servco fjo por satélte Aplcacones espacales y meteorología Compartcón de frecuencas y coordnacón entre los sstemas del servco fjo por satélte y del servco fjo Gestón del espectro Perodsmo electrónco por satélte Emsones de frecuencas patrón y señales horaras Vocabularo y cuestones afnes Nota: Esta Recomendacón UT-R fue aprobada en nglés conforme al procedmento detallado en la Resolucón UT-R. Publcacón electrónca Gnebra, 04 UT 04 Reservados todos los derechos. Nnguna parte de esta publcacón puede reproducrse por nngún procedmento sn preva autorzacón escrta por parte de la UT.

3 Rec. UT-R P RECOMENDACÓN UT-R P * Cálculo de la fabldad y la compatbldad de los sstemas radoeléctrcos en ondas decamétrcas ( ) Cometdo Esta Recomendacón defne métodos para la predccón de la fabldad y la compatbldad de los sstemas radoeléctrcos en ondas decamétrcas. La Asamblea de Radocomuncacones de la UT, consderando a) que la fabldad de un sstema radoeléctrco se defne como la probabldad de lograr una caldad requerda; b) que la fabldad es un índce de la caldad; c) que la compatbldad es una medda de la degradacón de la caldad de un sstema radoeléctrco causada por las nterferencas; d) que las fabldades y compatbldades prevstas son útles para la seleccón de las combnacones preferdas de antena (y tambén para la optmzacón de su dseño, cuando sea necesaro), de frecuencas y de las potencas necesaras en el transmsor a fn de lograr la caldad deseada, recomenda que en la planfcacón y el dseño de los sstemas radoeléctrcos se utlcen los métodos ndcados a contnuacón para calcular los dferentes tpos de fabldad y compatbldad. ntroduccón Las fabldades examnadas en esta Recomendacón se estructuran jerárqucamente, como se ndca en la Fg.. Las fabldades báscas del crcuto se examnan en los a 5, la fabldad global en el 6, la fabldad en las redes en ondas decamétrcas en el 7, y la compatbldad en el 8. El cálculo de la fabldad básca del crcuto (BCR) para los sstemas de modulacón dgtal está descrto en la Recomendacón UT-R P En el Apéndce se presentan las defncones específcas de los dstntos tpos de fabldad. Datos para calcular la fabldad básca El método de cálculo de la BCR se basa en los parámetros sguentes: medana mensual de la potenca de la señal dsponble en el receptor (Recomendacón UT-R P.533); medanas mensuales de las potencas del rudo atmosférco, artfcal y galáctco (Recomendacón UT-R P.37); desvacones del declo superor e nferor con respecto a medanas mensuales de las potencas de la señal y del rudo a largo plazo (de un día a otro) y a corto plazo (en la hora); relacón señal/rudo requerda (Recomendacón UT-R F.339). * La Comsón de Estudo 3 de Radocomuncacones ntrodujo en el año 000 enmendas de forma a esta Recomendacón con arreglo a lo dspuesto en la resolucón UT-R 44.

4 Rec. UT-R P Cálculo de la fabldad básca del crcuto (BCR) La BCR puede estmarse conforme al procedmento descrto en el Cuadro, utlzando la nformacón del Cuadro. Este procedmento mplca el cálculo ntermedo de la medana compuesta de la potenca de la señal deseada dsponble en el receptor (paso ), la medana de la relacón señal/rudo (pasos y 3), el declo superor resultante de la relacón señal/rudo (pasos 4 a 6) y el declo nferor resultante de la relacón señal/rudo (pasos 7 a 9). FGURA Gráfco de fabldades Fabldad de modo Fabldad del crcuto Fabldad de recepcón Fabldad del trayecto Fabldad de las comuncacones Fabldad del servco Un solo modo Todos los modos Todas las bandas de frecuencas Crcutos en sere Trayectos en paralelo Numerosas ubcacones Una sola banda de frecuencas Un solo crcuto Un solo trayecto Un solo emplazamento de recepcón 4-0 La relacón señal/rudo requerda (paso 0) vene defnda por el usuaro (la Recomendacón UT-R F.339 expresa en forma tabular las relacones señal/rudo requerdas para lograr caldades específcas). La BCR se estma entonces utlzando la dstrbucón estadístca del paso. 4 Fabldad básca de recepcón (BRR, basc recepton relablty) n = = BCR( f ) 00 Para n frecuencas BRR 00 % donde BCR(f ) es el porcentaje de la BCR a la frecuenca, f. Para una sola frecuenca operaconal, BRR es gual a BCR.

5 Rec. UT-R P CUADRO Cálculo de la BCR Paso Parámetro Descrpcón del parámetro Orgen del valor del parámetro S Medana de la potenca de la señal deseada dsponble en el receptor (dbw) F a A F a M F a G Medana del factor de rudo para el rudo atmosférco Medana del factor de rudo para el rudo artfcal Medana del factor de rudo para el rudo galáctco Método de predccón de P r, 6 de la Rec. UT-R P.533 Rec. UT-R P.37 3 S/N Medana resultante de la relacón señal/rudo (db) para la anchura de banda b (Hz) S 0 log D u S d D u S h 5 D l A D l M D l G Desvacón del declo superor de la señal (de un día a otro) (db) Desvacón del declo superor de la señal (en la hora) (db) Desvacón del declo nferor (db) del rudo: atmosférco artfcal galáctco F a A F a M F a G log b Cuadro, utlzando para el trayecto la MUF básca 5 Rec. UT-R P.37 Rec. UT-R P.37 6 D u SN Desvacón del declo superor (db) de la relacón S/N resultante Raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de D u S d, D u S h y 7 D l S d D l S h Desvacón del declo nferor de la desvacón de la señal (de un día a otro) (db) Desvacón del declo nferor de la señal (en la hora) (db) F a A F a M F a G log F a A D l A F a M D l M F a G D l G Cuadro, utlzando la MUF básca para el trayecto 8

6 4 Rec. UT-R P CUADRO (Fn) Cálculo de la BCR Paso Parámetro Descrpcón del parámetro Orgen del valor del parámetro 8 D u A D u M D u G Desvacón del declo superor (db) del rudo: atmosférco artfcal galáctco Rec. UT-R P.37 Rec. UT-R P.37 9 D l SN Desvacón del declo nferor (db) de la relacón S/N resultante Raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de D l S d, D l S h y log 0 F a A F a M F a G F a A + D u A F a M + D u M F a G + D u G S/N r Relacón señal/rudo requerda (db) Defndo por el usuaro BCR Fabldad básca del crcuto para S/N S/N r (%) / ( + (S/N S/N r ) / D l SN) o 00, el valor que sea menor Fabldad básca del crcuto para S/N < S/N r (%) 80 / ( + (S/N r S/N) / D u SN) 30 ó 0, el valor que sea mayor

7 Rec. UT-R P CUADRO Desvacones del declo nferor (LD) y del declo superor (UD) respecto a la medana mensual prevsta de la potenca de la señal deseada dsponble en el receptor y de las señales nterferentes, que se producen por la varabldad de un día a otro Lattud geomagnétca () <60 60 Frecuenca de transmsón/ MUF básca predcha 0.80,0,,4,6,8,0 3,0 4,0 5,00 LD UD LD UD Fabldad básca del servco (BSR, basc servce relablty) La determnacón de la BSR mplca la utlzacón de puntos de prueba stuados dentro de la zona de servco requerda. La BSR es el valor de la BRR exceddo por un porcentaje especfcado de los puntos de prueba. 6 Cálculo de la fabldad global del crcuto, de recepcón y del servco El cálculo de la fabldad global del crcuto (OCR, overall crcut relablty) es semejante al de la BCR, salvo que las potencas recbdas de los transmsores potencalmente nterferentes se suman y su resultado se compara con la señal dsponble para determnar la dstrbucón de un día a otro y en la hora de las medanas horaras de la relacón señal/nterferenca (S/). Esta dstrbucón se aplca en la medana horara de la relacón S/ requerda para la caldad especfcada a fn de determnar la fraccón de tempo dentro del mes durante la que se puede esperar que el crcuto funcone satsfactoramente cuando sólo hay nterferenca. Este porcentaje se compara con la BCR, y el menor de los porcentajes es la OCR. Así como las fabldades báscas de recepcón y del servco se pueden calcular a partr de las relacones S/N, tambén se pueden calcular las fabldades globales de recepcón y del servco a partr de las dstrbucones supuestas de las medanas horaras de las relacones S/ (véase el Cuadro 3). La relacón de proteccón de los sstemas radoeléctrcos utlzada en el paso 3 se da en la Recomendacón UT-R F.40 para el servco fjo y en la Recomendacón UT-R BS.560 para el servco de radodfusón. 7 Estmacón de la fabldad en las redes en ondas decamétrcas En las redes, que dsponen de una cantdad de crcutos entre termnales, se pueden utlzar las fabldades del trayecto y de las comuncacones (véase la Fg. ).

8 6 Rec. UT-R P CUADRO 3 Cálculo de la OCR Paso Parámetro Descrpcón del parámetro Orgen del valor del parámetro S Medana de la potenca de la señal deseada dsponble en el receptor Método de predccón de P r, 6 de la Rec. UT-R P.533 (dbw),,..., Medanas de las potencas de las señales nterferentes en el receptor Método de predccón de P r, 6 de la Rec. UT-R P.533 (dbw) 3 R, R,..., R Relacón de proteccón relatva de las señales nterferentes (db) Defndo por el usuaro 4 S/ Medana de la relacón señal/nterferenca resultante (db) S 0 log D u S d D l d D l d... D l d 6 D u S h D l h D l h... D l h Desvacón del declo superor de la señal deseada Desvacones del declo nferor de las señales nterferentes (de un día a otro) (db) Desvacón del declo superor de la señal deseada Desvacones del declo nferor de las señales nterferentes (en la hora) (db) 7 D u S Desvacón del declo superor de la relacón señal/nterferenca resultante (db) Cuadro, utlzando la MUF básca para el trayecto 5 8 Raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de D u S d, D u S h, log 0 D l d D l d D l d y log 0 D l h D l h D l h

9 Rec. UT-R P CUADRO 3 (Fn) Paso Parámetro Descrpcón del parámetro Orgen del valor del parámetro 8 D l S d D u d D u d... D u d 9 D l S h D u h D u h... D u h Desvacón del declo nferor de la señal deseada Desvacones del declo superor de las señales nterferentes (de un día a otro) (db) Desvacón del declo nferor de la señal deseada Desvacones del declo superor de las señales nterferentes (en la hora) (db) 0 D l S Desvacón del declo nferor de la relacón señal/nterferenca resultante (db) Cuadro, utlzando la MUF básca para el trayecto 8 5 Raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de D l S d, D l S h, + D u d + D u d + D u d log y + D u h + D u h + D u h log S/ r Relacón señal/nterferenca requerda (db) Defndo por el usuaro CR Fabldad del crcuto en presenca de nterferenca úncamente (sn rudo) para S/ S/ r (%) Fabldad del crcuto en presenca de nterferenca úncamente (sn rudo) para S/ < S/ r (%) / ( + (S/ S/ r ) / D l S) ó 00, el valor que sea menor 80 / ( + (S/ r S/) / D u S) 30 ó 0, el valor que sea mayor 3 BCR Fabldad básca del crcuto (%) Cuadro 4 OCR Fabldad global del crcuto (%) mín (CR, BCR)

10 8 Rec. UT-R P Fabldad básca del trayecto (BPR, basc path relablty) Cuando hay más de un crcuto, una estmacón nferor de BPR es el producto de las BRR de todos los crcutos del trayecto, por ejemplo: n 00 BRR BPR = 00 = donde BRR es la BRR del trayecto, y una estmacón superor es la BRR mínma. Para un solo crcuto, BPR es gual a BRR. 7. Fabldad básca de las comuncacones (R) Cuando hay más de un trayecto, una estmacón nferor de R vene dada por la fabldad máxma del trayecto, y una estmacón superor por: n 00 BPR R = 00 = donde BPR es la fabldad básca del trayecto para el trayecto,. Para un solo trayecto, R es gual a BPR. % % 8 Cálculo de la compatbldad La compatbldad es una medda de la degradacón que un crcuto o servco deseados sufrrán en presenca de nterferenca. En el caso de un solo crcuto punto a punto, la compatbldad del crcuto (CC) está defnda por el porcentaje de tempo durante el cual se alcanza un crtero especfcado de caldad del servco en el emplazamento del receptor en presenca de nterferenca (OCR) con respecto al valor que se obtendría s sólo hubera rudo presente (BCR): OCR CC = 00 % BCR que es déntca a la relacón entre la OCR y la BCR. Cuando el servco deseado se aplca a una zona en vez de un punto de recepcón únco, la compatbldad se puede defnr de dos maneras: La compatbldad de tempo del servco (TSC, tme servce compatblty) es el porcentaje de tempo durante el cual un porcentaje especfcado de la zona objetvo p A puede ser atenddo en presenca de nterferenca (OSR) con respecto al valor que se obtendría s sólo hubera rudo del medo crcundante presente (BSR): OSR( p ) TSC = 00 A BSR( pa ) que es déntca a la relacón entre OSR y BSR. La compatbldad de zona del servco (ASC, area servce compatblty) es el porcentaje de la zona objetvo que puede ser atenddo durante un porcentaje especfcado de tempo p T en presenca de nterferenca, A, con respecto al valor que se obtendría s sólo hubera rudo del medo crcundante presente, A N : A ( ) 00 p ASC = T AN ( pt ) donde la zona A puede ser representada medante el número de puntos de prueba que satsfacen las condcones requerdas. % %

11 Rec. UT-R P Apéndce Se dan las defncones sguentes a los efectos de la presente Recomendacón. Térmnos pertnentes para la explotacón y dseño de sstemas radoeléctrcos en ondas decamétrcas Fabldad Probabldad de que se alcance una caldad de funconamento especfcada. Fabldad del crcuto Probabldad de que se alcance en un crcuto una caldad de funconamento especfcada con una sola frecuenca. Fabldad de recepcón Probabldad de que en un crcuto se alcance una caldad de funconamento especfcada tenendo en cuenta todas las frecuencas transmtdas asocadas a la señal deseada. Fabldad del trayecto Probabldad de consegur una cantdad de funconamento especfcada para un par de termnales en un únco trayecto entre dchos termnales, compuesto de uno o más crcutos contguos, tenendo en cuenta todas las frecuencas transmtdas. Fabldad de las comuncacones Probabldad de que se consga una caldad de funconamento especfcada, para un par de termnales, tenendo en cuenta todos los trayectos entre ellos y todas las bandas de frecuencas asocadas con las señales deseadas en cada trayecto. Fabldad del servco Probabldad de que en una zona de servco se alcance una caldad de funconamento especfcada, tenendo en cuenta todas las frecuencas transmtdas. Fabldad de la zona Porcentaje de puntos de prueba de una zona de servco para el que la fabldad básca de recepcón es mayor que un valor especfcado requerdo. NOTA En estos térmnos, por crcuto se entende un enlace de transmsón entre una ubcacón de transmsón y otra de recepcón, con dversdad o sn ella. NOTA Estos térmnos van preceddos por la palabra «básca» cuando se trata sólo de rudo de fondo, y por «global» cuando exste rudo de fondo e nterferenca. NOTA 3 Cuando exste rudo de fondo e nterferenca, estos térmnos pueden referrse a los efectos de una sola fuente nterferente o a nterferencas múltples procedentes de transmsones en el msmo canal y en canales adyacentes. NOTA 4 Para muchas aplcacones convene adoptar un valor determnado de la relacón señal/rudo de fondo como caldad de funconamento especfcada. NOTA 5 Estos térmnos (o sea, las fabldades) se referen a uno o más perodos de tempo que deben especfcarse. NOTA 6 Para fnes de radodfusón, el térmno «fabldad de servco» se susttuye por el de «fabldad de radodfusón», y se calcula para un número especfcado de puntos de prueba stuados en el nteror de la zona de servco.

12 0 Rec. UT-R P NOTA 7 Muchos radodfusores en ondas decamétrcas preferen que la fabldad de la radodfusón se defna de una manera más práctca, en la que el grado de cobertura de una transmsón de radodfusón se defna como la proporcón de una zona de servco en la que se alcanza o supera la ntensdad de campo mínma, por un porcentaje de meses naturales en funcón de la caldad requerda y de la zona de servco objetvo, La zona de servco objetvo se representa medante puntos de prueba dstrbudos geográfcamente de manera unforme. Para los sstemas de Dgtal Rado Mondale (DRM), la ntensdad de campo mínma debería alcanzarse o superarse un 99% de un mes natural. Los parámetros de planfcacón para dstntos modos de robustez se facltan en la recomendacón UT-R BS.65-. Térmnos pertnentes para las técncas de predccón Fabldad de modo Probabldad de que se alcance en un crcuto una caldad de funconamento especfcada medante un solo modo con una sola frecuenca. Dsponbldad de modo Probabldad de que, para un solo crcuto, un solo modo en una sola frecuenca pueda propagarse por refraccón onosférca úncamente. Probabldad de alcanzar una caldad de funconamento de modo Probabldad de que se alcance en un solo crcuto una caldad de funconamento especfcada medante un solo modo y una sola frecuenca habda cuenta de que el modo puede propagarse por refraccón onosférca úncamente. NOTA Se aplcan las Notas 4 y 5 del.