GB T 14617.3-2012 陆地移动业务和固定业务传播特性 第3部分：视距微波接力通信系统传播特性.pdf

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1、道BICS 33.060.6。如130 国家标准国不日11: -、中华人民GB/T 14617.3-2012 代替GB/T14617.3-1993 陆地移动业务和固定业务传播特性第3部分:视距微波接力通信系统传播特性明. Propagation characteristics in land mobile service and fixed service一Part 3: Propagation characteristics of line-of-sight radio-relay communications systems 2013-06-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和

2、国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会，抄i川中华人民共和国国家标准陆地移动业务和固定业务传播特性第3部分z视距微波接力通信系统传播特性GB/T 14617.3一2012* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张3.5字数100千字2013年3月第一版2013年3月第一次印刷* 书号:155066 1-46556定

3、价48.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/T 14617.3-2012 目次前言.皿1 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 主要传播因子和参量.2 4. 1 电波传播的几个主要方程式.2 4.2 接力段的主要参数.3 4.3 绕射损耗的计算4.4 气体吸收与雨衰减-4.5 折射及其分类4. 6 反射4. 7 交叉极化鉴别度(XPD)的预测.5 分集接收有关参数的计算.5. 1 空间分集天线间距的计算5.2 空间分集的改善度.9 5.3 频率分集的改善度.10 6 衰落概率和中断率的预测口6. 1 模拟微波衰落概率的预测方法.6

4、.2 数字微波中断率的预测方法.附录A(规范性附录)中国雨强和水汽密度分布.A.1 概述A. 2 数据来源与统计方法.12 A.3 雨强等值线和雨气候区划分.14 A.4 典型站点雨强累积分布.MA.5 不同积分时间的雨强转换关系A. 6 最坏月份雨强分布.20 A.7 雨区尺度20A.8 雨衰减率及其等值线图.21 A.9 雨反射率因子及其等值线图.27 A. 10 水汽密度等值线图.27附录B(资料性附录)雨强分布和衰减率参数的确定.B.1 雨衰减率参数k和q的确定B. 2 雨强RO.01的全国分布31附录c(规范性附录)无线电气象数据基础.33C.1 年平均地面折射率N，等值线图和年平均

5、海平面折射率N。等值线图. 33 C.2 等效地球半径系数中值的等值线图. 33 GB/T 14617.3-2012 C.3 近地面折射率梯度C.4 地面波导出现概率附录D(规范性附录)交叉极化鉴别度(XPD)的预测. 41 D.1 范围uD.2 由于多径衰落引起交叉极化鉴别度(XPD)的恶化.41 D.3 由于降雨引起交叉极化鉴别度(XPD)的恶化.u附录E(资料性附录)模拟微波衰落概率的预测.43 E.1 中国的两种预测方法 u E.2 ITU-R的两种计算方法uE.3 世界其他国家和地区的几Q、B、C值.44 附录F(资料性附录)数字微波中断率预测方法.46F.1 范围.46 F.2 方

6、法1.组合衰落储备法(compositefade margin) 46 F.3 方法2:线性幅度色散法Oineramplitude dispersion) (LAD) . . . . . . 48 F.4 方法L特征曲线法(signature)的参考文献.50 H GB/T 14617.3-2012 目IJ GB/T 146170 。-39-39 正折射过折射临界折射超折射4/3 00 雨强单位:mm/h 0.01%时间的两强等值钱图A.3。因叶立。司|MO-M中国两气候区图A.4 _, GB/T 14617.3-2012 12个雨气候区的大体情况列于表A.1。表A.1中国商气候区划分区域标准

7、范围A 8 新疆(准葛尔盆地，塔里木盆地)、西藏(藏北高原、内蒙(阿拉善高原)、青海(柴达木盆地)、甘肃(北部)B 12 新疆阿尔泰山，天山，准葛尔盆地西部山地，昆仑山西侧)D 19 内蒙(小部、青海(太部7、西藏南部7、甘肃(中部囚飞jl|(jl|西高原E 22 甘肃取叫(/ / F 28 明创功蒙i未兴安岭，阴山山脉)黑龙江(北时附均分地区)G 30 I 阿利山脉北仰陕西(渭河平原林叫地)、黑龙时叫H 32;/ 陕/缸中部)、山西(西南部) 、飞、J 3年/f黑龙江匈分地区)、吉林(部分地区)、陕西(秦岭山脉和陕西中部头西藏浦东的F分地区K 42 黑龙江(小兴安岭)、吉商林/云f西部)、辽

8、宁(北部)J、台河湾北(商西部部)和北部)、河南(山地)、湖北(西部山地、四辽宁盼广东、河北五东部、山东、江苏、安徽、河南(大部)湖北册、海喃、湖南(脚剧、浙江、M 63 福建、(北部川西北部D、贵州、四Jll/盆/地/ 云时局和岛西部、台揭局部、天津、上海、飞 飞号F广东酬广时西巾N 9 飞P 145 飞广西飞沿海)jI 注:表中第二列为走01%时间的雨强Ro，ol(mm/h)。 A.4 典型站点雨强累积J图A.4中的各个雨气候区的雨强累积分布，不完全能按同类分布加以表达，而且，同类雨气候区中，地理位置相距大的不同站点的雨强累积分布也有一定差异。为此，在较细致的考虑中，有必要借助一系列典型站

9、点的雨强累积分布资料。表A.2列出了28个站点的雨强年度累积分布。这些分布都是利用10年的自动雨量记录做出的，雨强取样时间为5mino 18 GB/T 14617.3-2012 表A.228个站点5min雨强年度累积分布不同时间百分数的雨强站点区域纬度经度mm/h (N) (E) 1 0.3 0.1 0.03 0.01 0.003 0.001 伊宁B 43057 81020 0.1 1. 5 3.2 6.2 10.9 18.3 25.5 乌鲁木齐B 43054 87028 。.42 3.9 7.1 14.1 21. 6 26.4 拉萨D 29042 91008 1 3.4 5.9 10.2 1

10、7.6 30. 5 47.6 西宁D 36035 101055 1. 1 3.2 6.3 12.7 19.5 28.3 36.1 银川E 38024 106013 0.2 1. 6 3. 7 8.7 20.2 37.2 57.3 兰州E 36003 103053 0.9 2.9 5.9 14.4 22. 6 41. 3 56.4 太原F 37047 112033 1 3.1 6.3 13.1 28.6 53.4 75.1 西安G 34018 108056 1. 6 4.1 8.4 20.9 30.5 44. 1 51 哈尔滨K 45041 126037 0.7 4.1 11 26.4 46.3

11、 70 87.8 长春K 43054 125013 。.93.7 9.2 22. 1 43.1 68. 3 90.1 沈阳K 41046 123026 1. 2 4.6 10.4 26.1 43.4 68.3 101. 2 北京K 39048 116028 0.7 4.1 12.1 30.4 51. 1 73.5 98. 3 昆明K 25001 102041 2.2 7.3 21. 1 36.1 49. 7 61. 8 78. 5 大连M 38054 121038 0.8 4.9 13.1 28 45.9 74.1 90 济南M 36041 116059 1. 1 4.3 11. 9 33.8

12、 59.3 86.6 105.8 郑州M 34043 113039 1. 2 5 14.8 32.7 53.4 78. 5 91. 9 重庆M 29035 106023 2.2 6.6 21 40.3 63 91. 8 116.2 武汉M 30038 114004 2.6 9.4 26.2 47.8 68.5 107.9 135.1 安庆M 30031 117002 2.7 9.4 23.4 45. 7 64. 6 85.5 98 南京M 32019 118048 1. 7 5.9 15.5 34. 7 54.1 72.9 103.2 杭州M 30019 120012 2.7 7 15.3 3

13、2.6 56 81. 4 119.4 南昌M 28040 115058 3 9.4 22.4 42.2 62.9 81. 1 99.8 宜春M 27048 114023 4 9.8 20.2 36.2 56.2 77.5 118.9 福州M 26005 119017 3.5 9.3 27.8 48.2 68 90.6 11 1. 6 桂林M 25020 110018 4.8 15.7 32 52.9 78.3 102.5 127.2 广州N 23008 113019 3.6 14 34.5 60.6 87.8 110.8 137.2 海口N 20002 110028 3.2 17.1 41.

14、3 70. 7 100.3 137.8 160.7 东兴P 21032 107058 6.4 30.3 60.1 96. 7 13 1. 7 170.6 236.2 A.5 不同积分时间的商强转换关系无线电应用所要求的雨强，其积分时间不能过长，不然，持续期短的高强度降雨将被平滑掉。国际上，现在都倾向于以1min抽样时间为标准。为此，积分时间长于1min的雨强数据，需要转换到积分GB/T 14617.3-2012 时间为1min的数据，从而，需要不同积分时间的雨强转换关系。雨强转换因子1I，Cp)定义如下z11() =R1C)/R，() C A.2 ) 式中:R1(抖，R()一一分别为1min雨

15、强和r分钟雨强在相同概率%点的值。在0.001%0.03%的时间范围内，此转换因子可按如下幕指数关系进行拟合:11Cp) =ab( A.3 ) 对A、B、D、E、F、K六个雨气候区的分析结果进行归并，分三个雨气候区组给出了参数a和b的值。其中，A与B区为一组，D与E区为一组，F与K区为另一组。根据新乡、南京和广州三地的测量分析结果，我们得到了M、N两区的a、b值。在我国12个雨气候区中，还有G、H，、P四区没有数据可供借鉴，实用中可以暂作如下考虑:a) G、H和J三区的雨强，介乎F和K区之间。因此，在雨强转换关系方面，G、H和J三区可以归入上述结果中的F，K区组。b) 由于P区雨强接近N区，P

16、区雨强转换关系暂按N区。综上所述，我国12个雨气候区目前可以暂分五组采用表A.3所列雨强转换参数。表A.3中国暂用商强转换参数r=5 min r=10 min 气候区组a b 且b A,B 0.896 -0.031 6 o. 796 一0.0745 D,E O. 882 -0.045 7 0.836 0.073 6 F ,G, H ,K 0.862 -0.0564 0.847 一0.0820 M 1. 068 一0.0353 N,P 1. 050 -0.0587 A.6 最坏月份雨强分布无线电通信系统设计，常需满足任何月份性能标准。对此，需要利用最坏月份的概念。对雨强来说，最坏月份即是给定的雨

17、强限被超过的概率最大的月份。根据许多国家测量数据的综合分析，从全球平均而言，雨强的最坏月份分布与年度分布间有如下关系:PA =0. 3抖15式中:PA一一超过一定雨强限的年度时间百分数，%;w一一超过同样的雨强限的最坏月份时间百分数，%。此关系用于全球性考虑。.C A.4 ) 国内对最坏月份雨强也进行了统计。通过对分布于各个雨气候区的20多个典型站点的统计结果的综合分析，我国雨强的最坏月份分布与年度分布间的关系为zPA =0. 22与16.( A.5 ) A.7 雨区尺度降雨在空间中是不均匀的。在水平方向，通常是小范围的较高强度的雨嵌在大范围的较小的雨中。20 GB/T 14617.3-201

18、2 这种较高强度的雨的局部核心部分，常称雨胞(raincell)。在干扰预测中，重要的情况是天线波束交叉区出现一个雨胞。这时要考虑的重要尺度是雨胞直径，也就是雨反射率降低峰值的一半的线所围区域的直径。在雨衰减预测中，雨胞及其邻近的低强度雨区的影响均需考虑。而且，长的路径还可能穿过几个雨区。目前对此采用的主要处理方法，是基于有效路径长度概念。有效路径长度等于实际路径长度与缩减因子的乘积。在垂直方向，降雨限于某高度以下，在此高度之上，只有冰冻粒子而没有液体水，此转移高度，通常认为与o.C等温线高度一致。这里，重要的是降雨条件下的o.C的等温线高度，它与一般条件下的0C等温线高度是不一样的。在o.C

19、层以下，也还存在雨的非均匀结构，特别是在移动性暴雨的前后部，形成和消失期，情况更是如此。在衰减预测中，现在采用的是有效降雨高度，它是利用斜路径雨衰减数据确定的。总的说来，关于雨区尺度，从干扰预测角度说，主要是雨胞直径和降雨条件下的o .C等温线高度。从衰减预测角度说，主要是路径长度缩减因子和有效降雨高度。雨胞平均直径do(km )服从如下指数律:do =aR-;b (Rp 10 mm/h) ( A.6 ) 式中zRp一一峰值雨强，元量纲;a 值在24之间，无量纲;b 值在O.080. 25间，无量纲。对于0.1%0.001%时间范围的雨强说，O.C等温线高度，hFR(km)与雨强和时间百分数的

20、关系都很小，其平均值随纬度趴。)增高而减小，并且可近似表示为:r5 (0。三三140 Ap = 10(l5+301g/-CoII+XPIF)1的8 GHzf20 GHz .( D.12) .( D. 13 ) V=12.8 j飞19V =22.6 20 GHz 1/2) Z 一一两个频率间隔(MHz)接收功率的幅度色散，单位为分贝(dB);48 . 电圄 M GB/T 14617.3-2012 Z。一一对应于某一误码门限接收功率的幅度色散，单位为分贝(dB); 一一迟延差，单位为纳秒(ns); T 一一系统的波特周期，单位为纳秒(ns); WfT 可根据调制方式及自适应均衡类型查表F.2而得;

21、Rf 一一两个频率之间的相关系数。它可根据试验结果进行计算，元量纲。表F.2WrT的计算值归一化波形失真系数WfT调制方式(滚降系数=0.5) 单独解调器运行IFVR. AEQL TR. AEQL IFVR. AEQL+ TR. AEQL 16QAM 5.9 3.0 2.0 1. 6 32QAM 9.8 5.0 3.3 2.6 32PSK 19.8 10.1 6.7 5.4 64QAM 13.7 7.0 4.7 3.7 128QAM 20.1 10.3 6.8 5.4 256QAM 29.3 14.9 10.0 7.9 注:IFVR. AEQL 中频可变谐振或自适应均衡器;TR.AEQL一一自

22、适应横向均衡器。F.4 方法3.特征曲线法(signature)特征曲线法有A、B、C、D四种，下面主要介绍方法B。该方法假设反射波振幅b和反射波时延均为负指数分布。设Pr，为平衰落引起的中断(它仍按传统方法计算)，Ps为选择性衰落引起的中断，则总中断率p，的计算公式如下zp，=s + Pr, ( F.21 ) 1_ _ ,_ L _ ,_ L Ps =2. 15 1J (WM X 10-BM/2。一一+W NM X 10-BNM/20一一1. ( F. 22 ) 飞|hM|NM 1/ 1J= 1-exp 一O.2(po )0. 75 . ( F. 23 ) 式中:可一一多径衰落活动参量;m

23、=0. 7(兰3-HH-.(F. 24 ) 飞50J PO 一一多径衰落发生概率，它按附录E的式(E.8)或式(E.9)计算;WM，WNM一一-分别为最小相位或非最小相位特征曲线的宽度，单位为吉赫兹(GHz); BM ,BNM 一一分别为最小相位或非最小相位特征曲线的平均深度，单位为分贝(dB); 飞.M飞NM一一分别为在测试最小相位或非最小相位特征曲线时所选取的参考时延，单位为纳秒(ns) ，一般情况下，它们均选取为6.3ns; m 一一本路径的反射波平均迟延，单位为纳秒(ns)，按式(F.24)计算zd 路径长度，单位为千米(km)。NFON|的.hFSFH阁。GB/T 14617.3-2

24、012 1J ITU-R P. 530-12 (2007) 陆地视距系统设计所需传播数据和预测方法(Propagationdata and prediction methods required for the design of terrestrial line-of-sight systems) 2J ITU-R P. 453-9(2003) 无线电折射指数:公式及折射率数据(Theradio refractive index: its formula and refractivity data) 3J ITU-R F. 1093-2(2006) 多径传播对视距数字固定元线系统设计和运行的

25、影响(Effectsof multipath propagation on the design and operation of line-of-sight digital fixed wireless systems) 4J ITU-R P. 834-6(2007) 对流层折射对元线电传播的影响(Effectsof tropospheric refraction on radiowave propagation) ITU-R P. 841-4(2005) worst-month statistics) 献文考参-年度统计与最坏月份统计转换(Conversionof annual statistics to 5J 侵权必究au FHUE Zd FhUE A哇-咽AE. FOE au nu ,kJUE phdE 噜EAE1 . 号一价书一定48.00刃1* 版权专有GB/T 14617.3-2012 打印日期:2013年4月18日F002