系統(tǒng)性能計算方法

1、 附件一：僅對中興公司培訓(xùn) 系統(tǒng)性能計算方法1. 微波傳播路徑與余隙 h1： A點天線海拔高度(米) h1= h3h4 h2： B點天線海拔高度(米) h2= h5h6 h3： A點天線距地面高度(米) h4： A點地面海拔高度(米) h5： B點天線距地面高度(米) h6： B點地面海拔高度(米) hS： 阻擋物海拔高度(米) hC： 阻擋物處余隙(米) d1： 近端距離(米) d2： 遠端距離(米) d： 一跳距離(米)1） 阻擋物處余隙hc r：實際地球半徑6.37106（米） k：有效地球半徑系數(shù)2） 第一費涅爾半徑 (m) l：波長（米）3） 余隙富余量hcm (m) hcm應(yīng)大于零

2、4） 余隙判斷標(biāo)準(zhǔn) 對主接收天線 a. 微波頻率低于7GHz 當(dāng)K4/3時取1.0F 當(dāng)K2/3時取0.4F(平坦地帶) 當(dāng)K2/3時取0F(鍥型阻擋物) 當(dāng)K2/3時取0.3F(非鍥型阻擋物) b. 微波頻率大于7GHz 當(dāng)K4/3時取1.0F 當(dāng)K2/3時取0.577F(平坦地帶) 當(dāng)K2/3時取0F(鍥型阻擋物) 當(dāng)K2/3時取0.3F(非鍥型阻擋物) 對空間分集接收天線 當(dāng)K4/3時取0.6FF： 第一費涅爾半徑衰落儲備空間衰落電平Lfs = 32.4 + 20*log10 F + 20* log10 DwhereLfs = free space loss in dBF = frequ

3、ency (MHz)D = path length, in kilometersFlat fade margin = Receive signal level Receiver sensibility thresholdReceiver Signal Level (RSL) is the expected strength of a signal when it reaches the receiving radio. It can be calculated as follows.接收機的收電平 Signal Level = Ptx Ltx + Gtx Lfs + Grx LrxPtx: t

4、ransmitter output powerLfs: free space path lossGtx: transmitter antenna gainGrx: receiver antenna gainLtx: transmitter feeder lossLrx: receiver feeder lossNote that RSL does not account for antenna alignment errors or path fading phenomena, such as multipath reflections, signal distortions, variabl

5、e atmospheric conditions, and obstructions in the path.In addition, system gain is obtained through the following formula:System Gain = Ptx PrxPtx: transmitter output powerPrx: receiver sensibility threshold1. Attenuation due to Atmospheric Gases2. Diffraction Fading3. Flat Fading4. Frequency Select

6、ive Fading2. 瑞利衰落發(fā)生概率 等效瑞利衰落發(fā)生概率PRe 定義如下： PRe= F：頻率 (GHz) d：一跳距離 (公里) K、Q、B、C示于表-1 地形KQBC山地(Re0.5)1.07210-411.30丘陵(0.5Re0.7)2.88410-512.20海濱2.63010-613.20 Re：有效反射系數(shù)3. 數(shù)字微波通信系統(tǒng)比特差錯性能預(yù)測1) 平衰落比特差錯率計算 a. 噪聲因素 噪聲會使數(shù)字微波系統(tǒng)的比特差錯性能惡化，如下面所述。饋線反饋干擾 C/Nr理論值 C/No設(shè)備實際值越站干擾(5)異徑傳輸天線F/B引入的干擾(4)本站發(fā)信對收信干擾(8)交叉極化產(chǎn)生的波道

7、干擾(7)干擾熱噪聲同徑傳輸天線F/a引入的干擾(1)同徑傳輸支路天線F/s引入的干擾(2) 鄰波道干擾(3)同波道干擾 C/Nv可變因素 C/Ns不變因素 同波道干擾異徑傳輸支路天線F/B引入的干擾(6) D：有用信號 U：干擾信號 引起差錯性能惡化的各種因素b. C/NT，C/N0與比特差錯率之間的關(guān)系 載噪比理論值C/N T不包括設(shè)備不理想引入的惡化。 在實際的系統(tǒng)中，設(shè)備不理想導(dǎo)致了比特差錯性能惡化，所以，為達到相同的比特差錯率我們需要比理論值C/N T更高的載噪比。這個載噪比表示為C/N0。 因為不變因素不隨時間而變化，計算比特差錯率百分比時，如果超過了正常值，這意味可變因素造成的載

8、噪比惡化超過了允許值，這個允許值為C/NVmax。 C/NVmax=) (dB) FOR SDH容量155MB155MB波段(GHz)4/5/U68/114/L67/813調(diào)制方式64QAM64QAM128QAM128QAM128QAM門限電平(10-3)(dBm)-74.1-73.6-71.7-71.2-70.2門限電平(10-6)(dBm)-70.6-70.1-67.9-67.4-66.4 FOR PDH容量34MB波段(GHz)27調(diào)制方式4PSK4PSK門限電平(10-3)(dBm)-84.5-84.5門限電平(10-6)(dBm)-80.5-80.54. 計算公式1) 不變因素形成的

9、載噪比（C/Ns）C/Ns可由下列公式計算出來: C/NS1=饋線反射形成的C/NC/NS2=同路徑干擾時天線的前后比形成的C/NC/NS3=同路徑支路干擾時支路天線前后比形成的C/NC/NS4=同路徑同極化鄰波道干擾形成的C/Na. 饋線反射（同波道）C/NS1=X1+X2+2 X3 （dB）X1=天線回損（dB）X2=雙工器回損（dB）X3=饋線損耗（dB）b. 同徑同波道傳輸時天線前后比引入的干擾C/NS2=D/U=X1+X2+ X3+X4+X5（dB）X1=反射功率差（dB）X2=饋線損耗差（dB）X3=射頻分支電路損耗差（dB）X4=天線增益差（dB）X5=天線前后比F/B（dB）c

10、. 同徑同波道傳輸時天線前邊比引入的干擾C/NS3=D/U=X1+X2+ X3+X4+X5（dB）X1=反射功率差（dB）X2=饋線損耗差（dB）X3=射頻分支電路損耗差（dB）X4=天線增益差（dB）X5=天線前邊比F/S（dB）d. 同極化同徑鄰波道干擾C/NS4= f MHz間隔的鄰波道的干擾抑制因子 （IRF=干擾抑制因子）容量155MB155MB34MB波段（GHz）4/5/U6/8/11（*1）4/L6/7/8/13（*1）2/7/8（*1）調(diào)制方式64QAM128QAM4PSK波道間隔（MHz）402828干擾抑制因子IRF（dB）5545502) 可變因素形成的C/Nvmax

11、利用1)的C/NS由下式可得到由可變因素形成的載噪比的允許最大值C/Nvmax。 3) 超出C/Nvmax的時間百分比的計算a. P1（熱噪聲） PRe=等效瑞利衰落發(fā)生因子 F1=衰落儲備=C/Nf C/Nvmax（dB） C/Nf =自由空間熱噪聲引起的 R=自由空間收信功率（dBm） K=波特斯曼常數(shù)=1.3810-20mWs/deg T=絕對溫度=293K B=等效噪聲帶寬（Hz）（符號速率） F=接收機噪聲數(shù)b. P2（異徑傳輸時天線前后比干擾） F2=C/IC/Nvmax（dB）C/I=自由空間D/U=X1+X2+ X3+X4+X5+X6（dB）X1=發(fā)射功率差（dB）X2=饋線損

12、耗差（dB）X3=射頻分支電路損耗差（dB）X4=天線增益差（dB）X5=自由空間傳播損耗差（dB）X6=天線前后比（dB）c. P3（越站干擾）F3=C/IC/Nvmax（dB）C/I=自由空間D/U=X1+X2+ X3+X4+X5+X6（dB）X1=發(fā)射功率差（dB）X2=饋線損耗差（dB）X3=射頻分支電路損耗差（dB）X4=天線增益差（dB）X5=自由空間傳播損耗差（dB）X6=天線方向性（dB）d. P4（異徑傳輸時支路天線前邊比干擾）F4=C/IC/Nvmax（dB）C/I=自由空間D/U=X1+X2+ X3+X4+X5+X6（dB）X1=反射功率差（dB）X2=饋線損耗差（dB）

13、X3=射頻分支電路損耗差（dB）X4=天線增益差（dB）X5=自由空間傳播損耗差（dB）X6=天線前邊比F/S（dB）e. P5（交叉極化的鄰波道干擾）F5=45C/Nvmax +IRF（dB）IRF=間隔為f MHz的鄰波道干擾的抑制因子（dB） 當(dāng)F5小于大約20dB時，這個因子應(yīng)認為是一個固定因子C/I=XPD0f. P6（站內(nèi)發(fā)信對收信的干擾）F6=C/IC/Nvmax（dB）C/I=R（PtIRFX1）（dB）R=有用接收信號電平（dBm）Pt=干擾信號反射功率（dBm）IRF= f MHz間隔的干擾抑制因子（收發(fā)信間）（dB）X1=雙工器反向損耗或者（天線V/H耦合+W/G）損耗（

14、dB）g. P7（交叉極化同波道干擾）F7=C/IC/Nvmax（dB）C/I=自由空間D/U=X1+X2+ X3（dB）X1=XPD=XPD0+Q（dB）X2=XPIC的改善因子（dB）X3=接收電平差（dB）注: XPID0=交叉極化鑒別度 Q=基于天線性能與一致性的改善因子。h. 每一跳C/Nv超過C/Nvmax的概率Pj（BER=10-x）i. m跳的總的系統(tǒng)差錯率超過設(shè)計目標(biāo)值的概率PTj. 空間分集的改善因子 空間分集的改善因子IS/D如下: （CCIR建議338）式中 d: 路徑長度（公里） f: 頻率（GHz） L: 衰落儲備（dB） S: 主接收與分集接收天線的垂直間距（中心

15、對中心）（米） V: 主接收與分集接收天線的增益之差 （dB）在NEC的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中, IS/D限制在200以內(nèi)。帶有空間分集S/D的一跳傳輸?shù)母怕蔖jS/D如下:Pj S/D=Pj/IS/D jk. 頻率分集的改善因子 頻率分集的改善因子IF/D如下:式中: d: 路徑長度（公里） f : 頻率（GHz） Df: 頻率間隔（GHz） L: 衰落儲備（dB）在NEC的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中, IF/D最大為10。帶有頻率分集的傳輸概率Pj F/D如下:Pj F/D=Pj/IF/D j5. 傳輸失真引入的誤碼的計算:1) 通過估計LAD（線性幅度色散）超出特定值L（dB）的概率就可以得到數(shù)字微波通信系統(tǒng)誤碼率

16、超出目標(biāo)值的概率。 帶寬為f（MHz）的無線信道的LAD是兩組頻率間隔為f（MHz）的射頻信號的幅度差。 帶寬為f（MHz）的無線信道的LAD超出特定值L（dB）的概率PL由下式得到:PL=PMPLOPM=0.2PRePLO=發(fā)生衰落時， f（MHz）間隔的信號幅度差超過L（dB）的概率。2) 幅度色散的概率（PLO）f（MHz）間隔的信號幅度色散的分布由下式給出：無空間分集： 有空間分集S/D:式中:X0=L=間隔為f（MHz）的兩信號的幅度差（dB）Rf =間隔為f（MHz）的兩信號間的校正系數(shù) - For SDH容量155MB155MB波段（GHz）4/5/U6/8/11（*1）4/L6

17、/7/8/13（*1）調(diào)制方式64QAM128QAM幅度色散（LAD）【dB】20.018.0 - For PDH容量34MB34MB波段（GHz）2/7/82/7/8調(diào)制方式4PSK4PSK幅度色散（LAD）【dB】10（w/o TRSV）20（e/w TRSV） 式中: C=光速=31010cm/sec f =頻率間隔=帶寬=符號速率（MHz） - For SDH容量155MB155MB波段（GHz）4/5/U6/8/11（*1）4/L6/7/8/13（*1）調(diào)制方式64QAM128QAM帶寬（符號速率）【MHz】30.1024.08 - For PDH容量34MB波段（GHz）2/7/8（*1）調(diào)制方式4PSK帶寬（符號速率）【MHz】19.332R1=路徑長度的標(biāo)準(zhǔn)偏差 Lm=路徑長度差的平均值（cm） 注意: t/d 最大為7.5PM（4GHz）=4GHz頻段瑞利衰落發(fā)生概率PM（FGHz）=FGHz頻段瑞利衰