Rec. UIT-R P.452

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1.Descripción

La Recomendación UIT-R P.452 [1] describe un método de predicción para evaluar la interferencia entre estaciones situadas en la superficie de la Tierra a frecuencias superiores a unos 0,1 GHz, teniendo en cuenta los mecanismos de interferencia por dispersión debida a hidrometeoros y en condiciones de cielo despejado.

El método incluye el efecto de diferentes mecanismos de propagación, con diferentes rangos de aplicación en lo que concierne a distancia y/o probabilidad. El uso del modelo está limitado a:

f: 0,1 a 50 [GHz]

d: hasta 10000 [km]

p: 0,001-50 [%]

El método se describe brevemente a continuación. Debido a su complejidad y a la disponibilidad de las recomendaciones de la UIT, los cálculos no se describen detalladamente. Los procedimientos de cálculo completos pueden encontrarse en [1].

2.Desarrollo

La propagación de la interferencia puede producirse por medio de diversos mecanismos y el predominio de cualquiera de ellos depende de factores tales como el clima, el porcentaje de tiempo en cuestión, la distancia y la topografía del trayecto. En cualquier momento puede darse un único mecanismo o más de uno. Los principales mecanismos de propagación de la interferencia considerados por la Rec. UIT-R P.452 se describen a continuación, con referencia a las Fig. 1 y Fig. 2 [1], que representan gráficamente los mecanismos de larga duración y corta duración:

Visibilidad directa (Fig. 1): El mecanismo más directo de propagación de la interferencia es aquel en el que existe un trayecto de visibilidad mutua en condiciones atmosféricas de equilibrio. Sin embargo, puede surgir un problema adicional cuando la difracción del subtrayecto produce un ligero aumento del nivel de la señal por encima del nivel esperado. Además, en todos los trayectos, excepto en los más cortos (es decir, trayectos mayores de unos 5 km), los niveles de la señal pueden a menudo aumentar significativamente durante periodos cortos de tiempo debido a los efectos de propagación multitrayecto y de enfoque resultantes de la estratificación atmosférica (véase la Fig. 2).

Difracción (Fig. 1): Fuera del escenario de visibilidad directa y bajo condiciones normales, los efectos de difracción suelen ser dominantes cuando aparecen niveles significativos de la señal. Para los servicios en los que los problemas de anomalías de corta duración no son importantes, la exactitud del modelo de difracción determina a menudo la densidad de los sistemas que pueden implantarse. La capacidad de predicción de la difracción debe ser tal que permita incluir las situaciones de terreno poco ondulado, de obstáculos discretos y de terreno irregular (no estructurado).

Dispersión ("Scattering") troposférica (Fig. 1): Este mecanismo define el nivel de interferencia de fondo para trayectos más largos (por ejemplo, 100 150 km) en los que el campo de difracción se hace muy débil. No obstante, con excepción de algunos pocos casos especiales en los que intervienen estaciones terrenales sensibles o fuentes de interferencia de muy alta potencia (por ejemplo, sistemas radar), la interferencia a través del mecanismo de scattering troposférico tendrá un nivel demasiado reducido como para ser considerado significativo.

rec452_1

Propagación por conductos superficiales (Fig. 2): Éste es el mecanismo de interferencia de corta duración más importante sobre el agua y en zonas de tierra costeras planas, y puede dar lugar a niveles de señal elevados en distancias largas (más de 500 km sobre el mar). Dichas señales pueden exceder el nivel equivalente de "espacio libre" en determinadas condiciones.

Reflexión y refracción en capas elevadas (Fig. 2): El tratamiento de la reflexión y/o la refracción en capas de alturas de hasta algunos cientos de metros reviste gran importancia, pues estos mecanismos pueden hacer que las señales superen eficazmente las pérdidas de difracción del terreno en situaciones con geometrías de trayecto favorables. Una vez más, la repercusión puede ser significativa en distancias bastante largas (hasta 250-300 km).

Dispersión ("Scattering") por hidrometeoros (Fig. 2): La dispersión por hidrometeoros puede ser una fuente potencial de interferencia entre transmisores de enlaces terrenales y estaciones terrenas, ya que puede actuar prácticamente de forma omnidireccional y, por tanto, puede tener una repercusión más allá del trayecto de interferencia del círculo máximo. No obstante, los niveles de señal de interferencia son bastante reducidos y no suelen representar un problema significativo.

rec452_2

La Recomendación incluye métodos totalmente distintos para la predicción de la interferencia en cielo despejado y para la debida a la dispersión por hidrometeoros, según se describe en los apartados siguientes.

3.Predicción de la interferencia en cielo despejado

Se requieren los siguientes datos de entrada:

Frecuencia f [GHz].

Porcentaje de tiempo requerido durante el cual no se rebasa la pérdida básica de transmisión, dentro del año medio (p) ó para el mes más desfavorable (pwm).

Coordenadas geográficas de ambas estaciones y altura del centro de las antenas sobre el nivel del suelo y sobre el nivel medio del mar.

Ganancia de la antena Gt, Gr (dBi) en la dirección del horizonte a lo largo del trayecto del círculo máximo de interferencia para ambas estaciones.

Tipo de terreno: tierra costera, interior o mar.

Datos radiometeorológicos como:

oΔN (unidades N/km), la proporción de variación del índice medio de refracción radioeléctrica a lo largo del primer kilómetro de la atmósfera.

oß0 (%), el porcentaje de tiempo en el que pueden esperarse, en los primeros 100 m de la atmósfera, valores de la variación de la refracción por encima de 100 unidades N/km. Se utiliza para estimar la incidencia de la propagación anómala totalmente desarrollada en la latitud considerada.

oN0 (unidades N), refractividad de la superficie a nivel del mar.

La pérdida básica de propagación se evalúa mediante diferentes métodos:

Propagación con visibilidad directa, que incluye propagación en condiciones de espacio libre, absorción por gases atmosféricos, y una previsión para efectos de corta duración: correcciones por los efectos del multitrayecto y desenfoque que pueden reducir la pérdida básica de propagación durante periodos cortos de tiempo.

Difracción. La pérdida de difracción se calcula para todos los trayectos utilizando un método híbrido basado en el modelo de Deygout y una corrección empírica. Este método permite hacer una estimación de la pérdida de difracción para todos los tipos de trayecto, incluidos trayectos sobre mar o sobre superficies interiores o litorales costeros, e independientemente del hecho de que la superficie sea plana o accidentada.

Dispersión troposférica. Para porcentajes de tiempo muy inferiores al 50%, es difícil separar el modo real de dispersión troposférica de otros fenómenos de propagación secundaria que pueden dar lugar a efectos similares de propagación. El modelo de "dispersión troposférica" adoptado en esta Recomendación es por tanto una generalización empírica del concepto de dispersión troposférica que también abarca estos efectos de propagación secundaria. De esta manera se puede efectuar de manera coherente la predicción continua de las pérdidas básicas de transmisión en la gama de porcentajes de tiempo, p, que va desde el 0,001% al 50%, enlazando de este modo el modelo de propagación por conductos y de reflexión en capas durante pequeños porcentajes de tiempo con el "modo de scattering" real, que es el adecuado para el débil campo residual excedido durante el porcentaje de tiempo más largo. Este modelo de predicción de la dispersión troposférica se ha obtenido con fines de predicción de la interferencia y no es adecuado para el cálculo de las condiciones de propagación en radioenlaces transhorizonte, cuando éstos afecten a sus aspectos de calidad funcional durante porcentajes de tiempo superiores al 50%.

Propagación por conductos y por reflexión en las capas. Son fenómenos que dan lugar a niveles anormalmente altos de señal.

Pérdidas por clutter. En términos de protección contra la interferencia, se puede obtener una ventaja considerable por medio de las pérdidas de difracción adicionales que pueden insertarse en antenas localizadas en zonas con cierto grado de clutter (edificios, vegetación, etc.). Este procedimiento permite añadir dichas pérdidas debido a clutter en uno o ambos extremos del trayecto, en aquellas situaciones en que se conocen las características de clutter.

La pérdida básica de propagación se calcula como una combinación de los cinco términos previamente estudiados. Adicionalmente, la pérdida de transmisión puede calcularse tomando en cuenta las ganancias de las antenas para los trayectos estudiados. En la Recomendación [1] se proporciona un método de cálculo que considera la elevación del horizonte radio para trayectos sin visibilidad directa, NLOS.

4.Referencias

[1] ITU-R Recommendation P.452-14, "Prediction procedure for the evaluation of interference between stations on the surface of the Earth at frequencies above about 0.1 GHz", ITU, Geneva, Switzerland, 2009.