Síntesis de las series temporales de atenuación troposférica

Transcripción

1 Recomendación UIT-R P.1853 (10/2009) Síntei de la erie temporale de atenuación tropoférica Serie P Propagación de la onda radioeléctrica

2 ii Rec. ITU-R P.1853 Prólogo El Sector de Radiocomunicacione tiene como cometido garantizar la utilización racional, equitativa, eficaz y económica del epectro de frecuencia radioeléctrica por todo lo ervicio de radiocomunicacione, incluido lo ervicio por atélite, y realizar, in limitación de gama de frecuencia, etudio que irvan de bae para la adopción de la Recomendacione UIT-R. La Conferencia Mundiale y Regionale de Radiocomunicacione y la Aamblea de Radiocomunicacione, con la colaboración de la Comiione de Etudio, cumplen la funcione reglamentaria y política del Sector de Radiocomunicacione. Política obre Derecho de Propiedad Intelectual (IPR) La política del UIT-R obre Derecho de Propiedad Intelectual e decribe en la Política Común de Patente UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que e hace referencia en el Anexo 1 a la Reolución UIT-R 1. Lo formulario que deben utilizare en la declaración obre patente y utilización de patente por lo titulare de la mima figuran en la dirección web donde también aparecen la Directrice para la implementación de la Política Común de Patente UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la bae de dato obre información de patente del UIT-R obre ete aunto. Serie de la Recomendacione UIT-R (También diponible en línea en Serie BO BR BS BT F M P RA RS S SA SF SM SNG TF V Título Ditribución por atélite Regitro para producción, archivo y reproducción; película en televiión Servicio de radiodifuión onora Servicio de radiodifuión (televiión) Servicio fijo Servicio móvile, de radiodeterminación, de aficionado y otro ervicio por atélite conexo Propagación de la onda radioeléctrica Radio atronomía Sitema de detección a ditancia Servicio fijo por atélite Aplicacione epaciale y meteorología Compartición de frecuencia y coordinación entre lo itema del ervicio fijo por atélite y del ervicio fijo Getión del epectro Periodimo electrónico por atélite Emiione de frecuencia patrón y eñale horaria Vocabulario y cuetione afine Nota: Eta Recomendación UIT-R fue aprobada en inglé conforme al procedimiento detallado en la Reolución UIT-R 1. Publicación electrónica Ginebra, 2010 UIT 2010 Reervado todo lo derecho. Ninguna parte de eta publicación puede reproducire por ningún procedimiento in previa autorización ecrita por parte de la UIT.

3 Rec. ITU-R P RECOMENDACIÓN ITU-R P.1853 Síntei de la erie temporale de atenuación tropoférica (2009) Cometido El preente Recomendación e decriben lo método para intetizar la atenuación debida a la lluvia y el centelleo en trayecto terrenale y Tierra-epacio. La Aamblea de Radiocomunicacione de la UIT, coniderando a) que para la planificación adecuada de lo itema de telecomunicación Tierra-epacio e neceario diponer de método apropiado de imulación de la dinámica temporal del canal de propagación; b) que e han elaborado método que permiten imular con uficiente preciión la dinámica temporal del canal de propagación, recomienda 1 que para intetizar la erie temporale de la atenuación debida a la lluvia en trayecto terrenale o Tierra-epacio e utilice el método decrito en el Anexo 1; 2 que para intetizar la erie temporale del centelleo en trayecto terrenale o Tierra-epacio e recurra al método decrito en el Anexo 1. Anexo 1 1 Introducción Al planificar y dieñar itema de radiocomunicacione terrenale y Tierra-epacio e neceario intetizar la dinámica temporal del canal de propagación. Eta información puede er necearia, por ejemplo, al dieñar técnica de reducción de la atenuación, tale como la codificación y modulación adaptativa y el control de la potencia de tranmiión. En el preente Anexo e decribe una técnica para intetizar la erie temporale de la atenuación debida a la lluvia y el centelleo en trayecto terrenale y Tierra-epacio que irven de aproximación a lo valore etadítico de atenuación debida a la lluvia en un determinado emplazamiento.

4 2 Rec. ITU-R P Método de íntei de la erie temporale de la atenuación debida a la lluvia 2.1 Decripción general El método de íntei de la erie temporal parte del upueto de que la etadítica a largo plazo de la atenuación debida a la lluvia preentan una ditribución log-normal. Si bien lo método del UIT-R de predicción de la atenuación debida a la lluvia decrito en la Recomendación UIT-R P.530 para trayecto terrenale y en la Recomendación UIT-R P.618 para trayecto Tierra-epacio no correponden exactamente a una ditribución log-normal, éta contituye una buena aproximación para la gama má ignificativa de probabilidade de rebaamiento. Lo método de predicción de la atenuación debida a la lluvia en trayecto terrenale y Tierra-epacio generan una atenuación debida a la lluvia ditinta de cero cuando la probabilidad de rebaamiento e mayor que la probabilidad de lluvia; in embargo, el método de íntei de la erie temporale conite en ajutar la erie temporal de la atenuación de tal modo que el valor de la atenuación debida a la lluvia correpondiente a la probabilidade de rebaamiento uperiore a la probabilidad de lluvia ea igual a 0 db. En el cao de trayecto terrenale, el método de íntei de la erie temporale e válido para frecuencia comprendida entre 4 GHz y 40 GHz y para longitude de trayecto de 2 km a 60 km. En el cao de trayecto Tierra-epacio, el método de íntei de la erie temporal e válido para frecuencia comprendida entre 4 GHz y 55 GHz y ángulo de elevación entre 5º y 90º. Ete método genera una erie temporal que reproduce la caracterítica epectrale, el gradiente de devanecimiento y valore etadítico de la duración de éte en evento de atenuación debida a la lluvia. También e reproducen la etadítica de la duración entre devanecimiento pero ólo para cada cao de atenuación por eparado. Como e muetra en la Fig. 1, la erie temporal de atenuación debida a la lluvia A(t) e intetiza a partir de un proceo de ruido blanco gauiano dicreto, n(t). El ruido blanco gauiano e paa por un filtro paa baja, e tranforma de una ditribución normal a una ditribución log-normal en un dipoitivo no lineal in memoria y e calibra para hacerlo correponder con la etadítica de atenuación debida a la lluvia deeada. FIGURA 1 Diagrama de bloque del intetizador de erie temporale de la atenuación debida a la lluvia Filtro pao bajo Dipoitivo no lineal in memoria Calibración nt () Ruido blanco gauiano k p + β Xt () exp( m+ σ X ( t)) A deplaz. At () Atenuación debida a la lluvia (db) El intetizador de erie temporale queda definido por cinco parámetro: m: la media de la ditribución log-normal de la atenuación debida a la lluvia σ: la deviación típica de la ditribución log-normal de la atenuación debida a la lluvia p: la probabilidad de lluvia β: parámetro que decribe la dinámica temporal A deplaz. : deplazamiento que permite hacer correponder la erie temporal con la probabilidad de lluvia.

5 Rec. ITU-R P Método pao a pao El iguiente método pao a pao permite intetizar la erie temporal de la atenuación A lluvia (kt ), k = 1, 2, 3,..., iendot el intervalo de tiempo entre muetra y k el índice de cada muetra. A Cálculo de m y σ Lo parámetro m y σ e determinan a partir de la ditribución acumulativa de la atenuación debida a la lluvia repecto a la probabilidad de que e produzca. La etadítica de la atenuación debida a la lluvia pueden calculare a partir de lo dato locale medido y, i no e dipone de éto, puede recurrire a lo método de predicción de la atenuación debida a la lluvia decrito en la Recomendación UIT-R P.530 para trayecto terrenale o en la Recomendación UIT-R P.618 para trayecto Tierra-epacio. Para el trayecto y la frecuencia de interé, e efectúa un ajute a una ditribución normal de la atenuación debida a la lluvia repecto a la probabilidad de que e produzca, como e decribe a continuación: Pao A1: Determinar P lluvia (% del tiempo), la probabilidad de lluvia en el trayecto. Una buena aproximación de la P lluvia e P 0 (Lat,Lon), obtenida de la Recomendación UIT-R P.837. Pao A2: Contruir el conjunto de pare [P i, A i ], iendo P i (% del tiempo) la probabilidad de que e rebae la atenuación A i (db) donde P i P lluvia. Lo valore concreto de P i deben tener en cuenta la gama de probabilidade de interé; no obtante, e propone el iguiente conjunto de porcentaje de tiempo 0,01, 0,02, 0,03, 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 5, and 10%, con la retricción de que P i P lluvia. [, ln ] 1 Pao A3: Tranformar el conjunto de pare [P i, A i ] a Q ( ) donde: P i A i, Q 2 1 t 2 ( x) = 2π x e dt (1) Pao A4: Determinar la variable m ln A i y σln A i mediante un ajute por mínimo cuadrado a 1 ln Ai = ln A Q ( P) i i + mln A para toda la i. El ajute por mínimo cuadrado puede calculare i utilizando el procedimiento pao a pao para obtener una aproximación a una ditribución acumulativa complementaria mediante la ditribución acumulativa complementaria log-normal decrita en la Recomendación UIT-R P B Parámetro del filtro paa baja Pao B1: El parámetro β = ( 1 ). C Deplazamiento de la atenuación Pao C1: El deplazamiento de la atenuación A deplaz. (db), e calcula mediante la iguiente expreión: A deplaz. = e lluvia 1 P m + σ Q 100 (2)

6 4 Rec. ITU-R P.1853 D Síntei de la erie temporal La erie temporal A lluvia (kt ), k = 1, 2, 3,... e intetiza del modo iguiente: Pao D1: Sintetizar la erie temporal del ruido blanco gauiano n(kt ), iendo k = 1, 2, 3,... de media igual a cero y varianza unitaria a lo largo del periodo de muetreo T, igual a 1. Pao D2: Aplicar X(0) = 0 Pao D3: filtrar la erie temporal del ruido n(kt ), con un filtro paa baja definido por la iguiente expreión: iendo: 2 ( kt ) = ρ X (( k ) T ) + 1 ρ n( kt ) X 1 para k = 1, 2, 3,... (3) Pao D4: calcular Y lluvia (kt ), for k = 1, 2, 3,... del modo iguiente: Y βt ρ = e (4) m + σ X ( kt ) ( ) lluvia kt Pao D5: Calcular A lluvia (kt ) (db), para k = 1, 2, 3,... del modo iguiente: = e (5) A lluvia ( kt ) = Y ( kt ) [ A ] Máximo.,0 deplaz (6) Pao D6: Decartar la primera muetra de la erie temporal intetizada (que correponden al tranitorio del filtro). Lo evento de atenuación debida a la lluvia e repreentan mediante ecuencia cuyo valore on mayore que 0 db durante cierto número conecutivo de muetra. 3 Método de íntei de la erie temporal del centelleo Como e muetra en la Fig. 2, la erie temporal del centelleo ci(t), puede generare filtrando el ruido blanco gauiano n(t), de modo que la aíntota del epectro de potencia de la erie temporal filtrada tenga una pendiente de f 8/3 y una frecuencia de corte f c, de 0,1 Hz. Obérvee que la deviación típica del centelleo aumenta al aumentar la atenuación debida a la lluvia. FIGURA 2 Diagrama de bloque del intetizador de la erie temporal del centelleo Filtro pao bajo nt () Ruido blanco gauiano Magnitud (db) f c 80/3 db/década Frecuencia ci() t Centelleo (db)