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微波接力通信系统的路由和断面的技术要求

浏览:5767  来源:通信人在线  日期:2018-03-17

在我国通信行业标准YD/T 5088-2015《数字微波接力通信系统工程设计规范》中,对数字微波接力通信系统的路由和断面提出了技术要求,在实际应用中应予以遵循。值得一提的是,YD/T 5088以前的版本只是针对SDH数字微波通信系统,在2015年修订发布后的数字微波应包括TDM数字微波(PDHSDH)和分组数字微波两大类。

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1、断面的选择

标准要求:数字微波接力通信线路接力段的断面根据地形、气候等电波传播条件,可分为ABCD4种类型,其主要划分条件应符合下表1的要求。对于长距离数字微波接力段的断面应尽量选择A型和B型,避免或尽量减少C型和D型。

1:数字微波接力通信系统断面的类型

标准释义:断面的好坏主要取决于地面反射和大气不均匀层对电波传播的影响,不同类型的断面代表了不同的衰落特性。断面分类的目的主要是为了便于断面选择和进行电路的质量指标估算。

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2、站距的确定

标准要求:数字微波接力通信线路站距的选择应符合下表2所示的要求。

2:数字微波接力通信线路站距的选择应符合的要求

标准释义:由于站距的确定取决于很多因素,因此不能笼统地用一个数值把站距规定下来。一般来说,传播条件好的断面站距可长一些,传播条件差的断面站距不应过长,最终要满足系统误码性能指标的要求。对于站距过长或过短的接力段,必须采取技术措施,使自由空间接收电平近似等于标称接收电平值,以确保有足够的上衰和下衰储备。所谓标称接收电平是指满足上、下衰储备所希望的接收电平。

3、余隙的计算

标准要求1数字微波接力通信线路的每一个接力段,在所考虑的等效地球半径系数K值变化范围内,电波直射线与下方障碍物之间应有一定的余隙值。对于单一障碍物接力段的余隙值H,宜满足下表3-1的要求。对于多障碍物接力段的余隙值宜按K = Kmin时,由障碍物引入的电波绕射损耗值不大于10 dBK=4/3时,保证不衰落时的接收电平值不小于自由空间接收电平值的要求。

3-1:数字微波接力段余隙取值标准

标准释义1K=Kmin的余隙标准是为了使线路具有足够的余隙,把绕射衰耗限制在一定的范围内,确保能量的有效传输;K=4/3的余隙标准是为了确保在多数时间里收信电平大于自由空间接收电平。至于K=∞时的余隙值,标准中未作规定,主要是因为,如果把余隙限制在H<1.3F1,将会把站距限制在较短的范围内,在实际工程中多半是不能实现的;反之,如果把余隙限制在H>l.3F1范围内,又没有任何意义。K=Kmin与站距的关系曲线详见下图3-1

3-1K=Kmin与站距的关系曲线

标准要求2:对于d>17.1D2)与d<17.1D2)时的余隙要求应符合下表3-2的要求。

3-2:关于d>17.1D2/λ)与d<17.1D2/λ)时的余隙要求

标准释义2对于分集接收天线,标准中只规定了K = Kmin时的余隙标准,而没有规定K=4/3的余隙标准,是因为在主天线余隙已确定的情况下,分集接收天线在K=4/3的余隙值取决于空间分集间距的确定。

微波接力通信线路的余隙值不但在电波射束下方有要求,而且对于电波射束四周都有要求。不过,由于大气对电波的折射主要发生在垂直方向,其他方向的折射可以忽略,因此,对于电波射束下方的余隙值有比较严格的要求,而对于射束其他方向的余隙值要求仅需保证能量的有效传输即可。

4、线路分支、转折与越站干扰影响的确定

标准要求1在二频制多段数字微波通信线路中,出现在一段上的同波道干扰,应满足有用信号与干扰信号之比不小于系统的允许值。线路的转折角或分支角的大小,由系统允许的信号与背向和分支干扰比值决定。对于采用频率复用方式的系统,应合理安排波道,并且采用XPIC(交叉极化干扰消除)技术,以减少同频干扰。

标准释义1在数字微波接力通信线路中,反向接收干扰和侧向接收干扰是决定线路转折角和分支角的主要因素。由于这种干扰与有用信号传播路径不同,干扰信号和有用信号的衰落是不相关的,因此,在考虑允许的载干比时,应留有至少40 dB的下衰储备。

标准要求2对由多段组成的数字微波接力通信线路设计时,其线路应成折线型,以介绍越站干扰的影响。要求等效地球半径系数K=∞时,在一个接力段上接收机输入端信号对越站干扰信号之比不小于C/N+FME值,公式C/N为设计中所选用设备的门限载噪比的理论值,FME为越站干扰衰落储备。根据地形情况还应进一步考虑二次以上越站干扰的影响。

标准释义2FME表示等效越站干扰衰落储备,其计算公式为下式,式中各参数的含义详见下表4中。

FME 30 - 10 log2×K / L×d / Pr- Ifd - Irf

4FME计算式中各参数的含义及要求

K值与国内段的误码性能指标分配相关,欲了解式中K值的具体取值的请进入

5、天线高度的确定

标准要求:天线高度的确定应满足接力段余隙标准的要求。当需要建立天线塔时,尤其是需要建立较高的天线塔时,还应综合考虑馈线衰耗、天线塔的经济合理性及施工维护的方便。天线高度的确定应能满足图5所示天线近区的净空要求。确定天线高度时应尽可能控制电波射束反射点,不要落入水面及反射系数较大的区域。收、发两端天线的海拔高度差宜尽量取大,以尽可能减小K型衰落和波导型衰落的影响。

5:天线近区净空要求图

标准释义:由于接力段收发两端天线海拔高差越大,当气象条件变化时,引起线路余隙变化越小,对接收电平的影响也越小。这是因为,气象条件的变化,即等效地球半径系数K的变化,所引起的线路余隙变化表示为下式,式中各参数的含义详见下表5中。

ΔH≈(d1d2 /2K2aΔK

5:线路余隙变化计算式中参数的含义

由式可见,当d1d2均为d/2时,ΔH最大。所以,对于同样的ΔK值,在靠近收发两端的余隙变化比在路径中点的余隙变化要小,就是说,收发天线高差越大,克服K型衰落效果越好。此外,从K值研究结果发现,大气波导发生概率随气层厚度的增加而迅速减小,这就是说,收发天线高差越大,减少波导型衰落的效果也越好。

GB/T 13616《数字微波接力站电磁环境保护要求》中对天线前方净空区专门提出了要求,欲了解的请进入

6、空间分集间距的确定

标准要求:空间分集接收是克服电波衰落影响的有效措施之一,分集接收天线垂直间距确定的原则应符合下表6所示的要求。

6:分集接收天线垂直间距确定的原则

标准释义:在确定空间分集接收天线垂直间距时,应该考虑兼顾克服K型衰落和波导型衰落。以克服K型衰落为主时,K=4/3时,分集间距按场强至高度曲线节距的50%取值;K=∞时,分集间距按场强至高度曲线节距的85%取值;最后选取两者中较小的一个作为分集天线间距。为兼顾对波导型衰落有一定的改善效果,分集间距可在(200~300λ范围进行调整。以克服波导型衰落为主时,可按下式计算空间分集间距:

Ρ exp [-0.0021 Δh f0.4 d1/2]

式中:ρ为空间分集相关系数,一般取0.6f为工作频率(GHz);d为接力段站距(km);Δh为空间分集垂直间距(m)。

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