Czasy trwania zaników w liniach radiowych zakresu 6 GHz

W II i IV roku pomiarów wystąpiły typowe zjawiska wielodrogowości na obu trasach. I tak na obu trasach (rys. 6 i 7) aż 90% wszystkich zaników 30 dB trwało poniżej 10 s. Z analizy struktury zaników w IV roku wynika, że tłumienia powyżej 30 dB najprawdopodobniej powstały tylko w wyniku zjawiska wielodrogowości.

Dodatkowym uzupełnieniem wiedzy o strukturze zaników dają wykresy liczebności zaników dla zadanych tłumień (rys. 7, 8). Inaczej będziemy oceniać wykresy procentów (rys. 3, 6) wiedząc, że liczba wszystkich zaników w styczniu IV roku pomiarów dla trasy 59,8 km wynosiła 128, a dla trasy 59,8 km 89, podczas gdy w sierpniu wartości te wynosiły odpowiednio 666 i 1071.

Na rys. 9 przedstawiono procenty ogólnej liczby zaników 30 dB na trasie 68,9 km dla poszczególnych miesięcy IV roku pomiarowego bez sezonu zimowego, których czasy trwania były nie dłuższe od wskazanych na osi x-ów, dla 6 GHz. W nawiasach przy opisie serii wykresu podano liczebności zaników.

Z tych danych pomiarowych jasno wynika, że wielodrogowość ma decydujący wpływ na niezawodność linii radiowych pracujących w paśmie 6 GHz, a 90% zaników o tłumieniu 30 dB ma czas trwania poniżej 5 s dla czerwca, lipca i września, w sierpniu 90% zaników miało czas trwania poniżej 10 s, a w maju 90% zaników trwało krócej niż 20 s.

Rys. 5. Procent ogólnej liczby zaników 10, 20 i 30 dB dla sierpnia w II roku pomiarowym, których czasy trwania były nie dłuższe od wskazanych na osi x-ów

Rys. 6. Procent ogólnej liczby zaników 10, 20 i 30 dB dla sierpnia w IV roku pomiarowym, których czasy trwania były nie dłuższe od wskazanych na osi X-ów

Rys. 7. Liczba zaników i ich czas trwania w sierpniu w II roku pomiarowym

Rys. 8. Liczba zaników i ich czas trwania w sierpniu w IV roku pomiarowym

Rys. 9. Procent ogólnej liczby zaników 30 dB na trasie 68,9 km w IV sezonie letnim

Wnioski

Należy zwrócić uwagę, że zjawisko wielodrogowości ma decydujący wpływ na zaniki sygnałów. Występują wówczas wysokie tłumienia fali, mimo, że urządzenia są sprawne, stabilne i zdawałoby się znakomite warunki pogodowe, a średnia wartość mocy sygnału odbieranego niemalże jest stała. Jednak zmiany amplitudy i fazy sygnału docierającego do odbiornika determinują te krótkotrwałe zaniki.

Mając dane pomiarowe, można krytycznie ustosunkować się do materiałów wykorzystywanych jako podstawy planowania sieci linii radiowych. W szczególności pozwalają uniknąć błędów przy planowaniu systemów szerokopasmowych, gdzie istotna jest nie tylko, w jakim procencie może wystąpić dane tłumienie, ale również jego „struktura”, czasy trwania zaników. Pozwala to na dokładne poznanie zjawiska wielodrogowości, gdyż niejednokrotnie występują krótkookresowe wahania wartości wskaźnika refrakcji o charakterze fluktuacji, które są związane z turbulencją w atmosferze.

Te ostatnie stanowią tzw. mikrostrukturę profilu wskaźnika refrakcji. A dane pomiarowe z przeprowadzonych badań dostarczają bardzo cennych informacji na temat tego zjawiska i tym samym niezawodności systemów radiowych pracujących w zakresie 6 GHz.

W zastosowaniu do systemów radiowych z zakresu 6 GHz stosowanie średnich rocznych nie odzwierciedla sezonowości zjawiska wielodrogowości: miesiące letnie są niedoszacowane jeśli chodzi o tłumienie. W okresie zimowym jest brak zaników sygnału lub występują tylko tłumienia „wolnozmienne” o wartościach do 10 dB.

Literatura:

[1] Bogucki J., E. Wielowieyska: Właściwości propagacyjne krajowych linii radiowych pasma 6 GHz o różnej długości skoku. Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji. Politechnika Gdańska, Gdańsk, 12–14 czerwca 2002.

[2] Bogucki J., Wielowieyska E.: Niezawodność horyzontowych linii radiowych – aspekt praktyczny. Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji, Wrocław, 25–27 czerwca 2003.

[3] Bogucki J., Wielowieyska E.: Wielodrogowość w horyzontowych liniach radiowych − prognoza i rzeczywistość. Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji, Kraków, 15–17 czerwca 2005.

[4] Bogucki J., Wielowieyska E.: Reliability of line-of-sight radio relay systems. Journal of Telecommunications and Information Technology, nr 1, 2006.

[5] Bogucki J., Wielowieyska E.: Multipath in line-of-sight links − prediction vs reality. 16 th International Czech – Slovak Scientific Conference Radioelektronika, Bratislava, 2006.

[6] Jan Bogucki, Jacek Jarkowski, Ewa Wielowieyska: Propagacyjna zmienność sezonowa systemów radiowych zakresu 6 GHz. Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji KKRRiT 2008.

[7] Bogucki J., Jarkowski J., Wielowieyska E.: Wielodrogowość a długość przęsła linii radiowej zakresu 6 GHz (Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne) SIGMA NOT, nr 6, Warszawa 2009.

[8] Giger A., J., Barnett W., T.: Effects of Multipath Propagation on Digital Radio. IEEE Transactions on Communications, vol. com-29, no. 9, 1981.

[9] ITU-R: The radio refractive index: its formula and refractivity data. ITU-R P.453-9, 2003

[10] ITU-R: Propagation data and prediction methods required for the design of terrestrial line-of-sight systems. ITU-R Rec.P.530-13, 2009.

[11] ITU-R: Effects of tropospheric refraction on radiowave propagation. ITU-R Rec. P.834-6, 2007.

[12] Salema C.: Microwave Radio Links: From Theory to Design. Wiley, New Jersey, 2003.

[13] Townsend A., A., R.: Digital Line-of-Sight Radio links. A Handbook. Prentice Hall, London, 1998.