ITU-R BO 794 FRENCH-1992 Techniques for minimizing the impact on the overall BSS system performance due to rain along the feeder-link path《将降雨引起的沿馈线链路信道对广播卫星业务(BSS)性能的影响降至最小的技术》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BO.794 1 RECOMMANDATION UIT-R BO.794*, *Techniques visant rduire leffet que produit la pluie le long du trajet de la liaison de connexion sur la qualit globale des systmes du SRS*(Question UIT-R 86/11) (1992) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que toute dgradation d

2、es liaisons de connexion affectera la qualit du service de radiodiffusion par satellite (SRS) sur la totalit de sa zone de service; b) quil faut maintenir son niveau de sortie nominal le rpteur du satellite du SRS afin que les vanouissements sur la liaison de connexion rduisent aussi peu que possibl

3、e la p.i.r.e. de la liaison descendante; c) que, bien que la commande automatique de gain (CAG) bord des satellites risque, si elle est excessive, daccrotre les brouillages lintrieur du systme ou entre les systmes, elle peut maintenir le fonctionnement du rpteur son niveau de sortie nominal ou peu p

4、rs mais que le C/N de la liaison de connexion ne sera pas amlior pour autant; d) que, si la rgulation de la puissance sur la liaison de connexion risque daugmenter les brouillages entre systmes, sa mise en oeuvre peut maintenir le fonctionnement du rpteur son niveau de sortie nominal ou peu prs sans

5、 dgrader le C/N de la liaison de connexion; e) que, si la diversit demplacement peut compliquer lexploitation, il sagit l dune technique efficace pour diminuer les vanouissements sur la liaison de connexion, notamment l o il pleut beaucoup, recommande que, dans toute la mesure possible, on ait recou

6、rs aux techniques suivantes pour rduire les dgradations quinflige au SRS laffaiblissement de la liaison de connexion par la pluie: CAG bord des satellites (voir lAnnexe 1); rgulation de la puissance de la liaison montante (voir lAnnexe 2); diversit demplacement (voir lAnnexe 3). _ *Cette Recommandat

7、ion doit tre porte lattention de la Commission dtudes 4 des radiocommunications. *La Commission dtudes 6 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44. *Note le Rapport UIT-R BO.952-2 ( 5.4.1, 5.4.

8、2 et 7) a servi de base llaboration de la prsente Recommandation. 2 Rec. UIT-R BO.794 ANNEXE 1 Commande automatique de gain (CAG) bord des satellites La CAG bord des engins spatiaux rduit au minimum leffet des vanouissements causs par la pluie la station de liaison de connexion sur le rapport C/N de

9、 la liaison descendante en maintenant lamplificateur TOP au niveau de saturation. Les CAG lectroniques agissent sur les canaux individuels et augmentent le gain du rpondeur du signal utile et de toute portion de signal brouilleur qui se trouve dans la largeur de bande du filtre du canal utile. Par c

10、onsquent, pendant quil pleut la station (ou aux stations) de liaison de connexion, lemploi de la CAG permet le fonctionnement du rpondeur prs de la saturation, mais le rapport de la porteuse utile la portion de porteuse contrapolaire adjacente qui se trouve dans la largeur de bande du filtre du cana

11、l utile est altr. Lemploi de la CAG a donc un effet sur le rapport C/Iucontrapolaire des deux liaisons de connexion dont il sagit. Toutefois, le satellite qui utilise la CAG met sur la liaison descendante un signal utile de niveau constant qui est affaibli sur la liaison de connexion, mais rmet sur

12、la liaison descendante un plus haut niveau du signal contrapolaire brouilleur dans le canal adjacent qui nest pas affaibli lorsquil ne pleut pas sur la liaison de connexion brouilleuse. Cette situation peut entraner une augmentation du brouillage caus par la liaison descendante dautres systmes recev

13、ant le signal rmis sous forme de brouillage dans le mme canal. Ce problme ne pourrait tre important que pour des satellites copositionns desservant des zones de service communes ou adjacentes. Il peut tre ncessaire de limiter la gamme de la CAG dans des satellites copositionns et utilisant des canau

14、x contrapolaires moins de 10 dB 15 dB afin de se prmunir contre le problme d aux rmissions sur la liaison descendante. Ce problme peut tre attnu si des satellites canaux contrapolaires desservant la mme zone de service ou des zones de service adjacentes sont spars dau moins 0,3 sur lorbite des satel

15、lites gostationnaires. Les satellites canaux contrapolaires non copositionns ne sont pas soumis cette limite de la gamme de la CAG. Une limite de 10 dB de la gamme de la CAG pourrait tre insuffisante pour maintenir une sortie constante de lamplificateur TOP sous certains climats pluvieux pour certai

16、ns angles de site. Lutilisation dun autre mcanisme (rgulation de puissance, diversit demplacement) pourrait tre ncessaire en pareils cas pour maintenir un niveau de signal constant sur la liaison descendante. Le Plan de la Rgion 2 concernant les liaisons de connexion est fond sur une limite de 15 dB

17、 de la gamme dynamique de la CAG bord de quelques satellites contrapolaires, afin de se prmunir contre les rmissions sur la liaison descendante. ANNEXE 2 Rgulation de puissance sur les liaisons de connexion La rgulation de puissance sur les liaisons de connexion consiste en un rglage automatique rap

18、ide de la puissance des metteurs des stations terriennes, qui compense laffaiblissement que la pluie introduit sur le trajet du signal utile allant vers un satellite. Rec. UIT-R BO.794 3 1 Application de la rgulation de puissance En prsence de rgulation de puissance sur les liaisons de connexion, le

19、 niveau dentre du signal dans le rpondeur du satellite est maintenu pratiquement constant et laffaiblissement d la pluie le long du trajet de la liaison de connexion est effectivement compens. En consquence, lorsquil ne pleut qu lemplacement de la station de la liaison de connexion, lutilisation de

20、la rgulation de puissance sur la liaison montante permet de maintenir une valeur constante du rapport C/NT, comme indiqu la Fig. 1. D01-scDes expriences menes avec le satellite japonais BSE ont fait la preuve de lefficacit de la rgulation de puissance pour maintenir un niveau presque constant de la

21、porteuse utile par temps de pluie. Dans ces expriences, une variation de 6 dB (crte-crte) de la puissance reue par le satellite 14 GHz a pu, grce la rgulation de puissance, tre ramene 1,5 dB (crte-crte); une variation quadratique moyenne de 1,5 dB a pu tre ramene 0,5 dB. 4 Rec. UIT-R BO.794 2 Condit

22、ions dutilisation de la rgulation de puissance sans augmentation de brouillage Le prsent paragraphe analyse lutilisation de la rgulation de puissance en vue daugmenter la disponibilit des liaisons de connexion au-del des valeurs utilises pour la planification. Dans ltude des problmes de brouillage d

23、es liaisons de connexion, les emplacements gographiques des stations terriennes brouilleuses et les zones de faisceau de liaison de connexion utiles sont des facteurs importants qui influent sur le C/I des liaisons de connexion. Ces facteurs influent sur le dcouplage de polarisations croises (XPIsat

24、) de lantenne du satellite utile puisque XPIsatest une fonction du rapport de langle par rapport laxe principal louverture mi-puissance du faisceau 0. Pour le diagramme de rfrence des antennes de rception des satellites de la Fig. 10 de la Recommandation UIT-R BO.652, XPIsatpeut tre reprsent graphiq

25、uement comme dans la Fig. 2. FIGURE 2Dcouplage de polarisations croises (XPIsat) de lantenne de rception du satellite(on admet les diagrammes de rfrence reprsents la Fig.10 de la Recommandation UIT-R BO.652)794-02Afin dtudier leffet de XPIsatsur le rapport C/Iu, lquation du C/Iu, qui contient explic

26、itement le paramtre XPIsat, est donne dans lquation (1). essatrcwircwwwiwiiwuXPIXPIAGGRRLLPPIC111+= (1) Rec. UIT-R BO.794 5 o: Pw: puissance dmission la station terrienne utile Pi: puissance dmission la station terrienne brouilleuse Lw: affaiblissement par talement (en espace libre) sur le trajet ut

27、ile Li: affaiblissement par talement (en espace libre) sur le trajet brouilleur Rw: affaiblissement d la pluie sur le trajet utile Ri: affaiblissement d la pluie sur le trajet brouilleur Grcww: gain copolaire de lantenne de rception du satellite utile en direction de la station terrienne utile Grcwi

28、: gain copolaire de lantenne de rception du satellite utile en direction de la station terrienne brouilleuse A: coefficient de dpolarisation par la pluie, sexprimant par lquation suivante: A = 10(XPD/10)o: XPD: dpolarisation par la pluie qui se calcule par: XPD = 30 log f 40 log (cos ) V log ApdB po

29、ur 5 60 o: V = 20 au-dessous de 15 GHz V = 23 au-dessus de 15 GHz Ap: affaiblissement copolaire par la pluie dpass pendant 1% du mois le plus dfavorable : frquence (GHz) : angle de site (degrs). Si est suprieur 60, lui donner la valeur 60 dans lquation ci-dessus. XPIsat: rapport du gain copolaire (G

30、rcwi) et du gain contrapolaire (Grxwi) de lantenne de rception du satellite utile en direction de la station terrienne brouilleuse, sexprimant par lquation suivante: XPIsat= Grcwi /rxwi XPIst: rapport du gain copolaire (Gtci) et du gain contrapolaire (Gtxi) de lantenne dmission de la station terrien

31、ne brouilleuse en direction du satellite utile, sexprimant par lquation suivante: XPIst= Gtci /Gtxi Par consquent, XPIsatet XPIstindiquent la capacit de dcouplage de polarisations croises, respectivement pour lantenne du satellite et pour lantenne dmission de la station terrienne. 6 Rec. UIT-R BO.79

32、4 Lamlioration de C/Iu(note M) sur la liaison brouille peut tre exprime comme suit lorsque lon applique la rgulation de puissance sur une liaison brouilleuse: stsatiiclaireupluieuXPIXPIAPRICICM1111./,+= (2) o: C/Iu, pluie: C/Iuquand il pleut sur lemplacement de la station brouilleuse, entranant un a

33、ffaiblissement d la pluie RiC/Iu, claire: C/Iuquand latmosphre est claire sur lemplacement de la station brouilleuse, le rapport C/Iu, claire tant considr comme une rfrence pour C/IuPi: augmentation de puissance de lmetteur de la station terrienne par la rgulation de puissance. Les limites daugmenta

34、tion de puissance de lmetteur de la station terrienne qui maintien-nent M (dB) une valeur non ngative, cest-dire sans dgradation du C/I sur la liaison brouille au-dessous de la valeur de C/I quand latmosphre est claire sur lemplacement de la station brouilleuse, sont reprsentes en fonction de laffai

35、blissement d la pluie par la courbe A de la Fig. 3 dans le cas o XPIsatest gal 20 dB et o XPIstest gal 30 dB. La zone hachure est la zone dans laquelle on peut augmenter la puissance dmission de la quantit voulue. La courbe B de la Fig. 3 donne un algorithme possible visant augmenter la puissance dm

36、ission quand laffaiblissement d la pluie saccrot. 0794-03Rec. UIT-R BO.794 7 La rgulation de puissance reprsente par la courbe B de la Fig. 3 permet dobtenir la valeur positive de M (dB) illustre par la courbe B de la Fig. 4, cest-dire que le C/Iusur la liaison brouille est plus lev de la valeur ind

37、ique par temps de pluie que par ciel clair. La courbe A de la Fig. 4 reprsente M pour le cas o la rgulation de puissance nest pas utilise et la courbe C reprsente M pour le cas dune rgulation de puissance illustre par la courbe A de la Fig. 3. Le Tableau 1 rcapitule dautres exemples de combinaisons

38、possibles entre laugmentation de la puissance dmission et laffaiblissement d la pluie pour diffrentes valeurs de XPIsatet de langle de site. TABLEAU 1 Augmentation possible de la puissance dmission dune station terrienne permettant une rgulation de puissance pour diffrentes valeurs de XPIsat et de l

39、angle de site du satellite Augmentation de la puissance dmission de la station terrienne (dB) XPIsat (dB) Angle de site du satellite (degrs) Pour un affaiblissement par la pluie de 0 5 dB Pour un affaiblissement par la pluie de 5 10 dB et plus 10 15 0 10 10 30 30 50 50 60 60 90 0 0 4 0 4 0 5 0 5 0 4

40、 7 4 8 5 9 5 10 15 20 0 10 10 30 30 40 40 50 50 60 60 90 0 0 2 0 3 0 3 0 4 0 5 0 2 4 3 4 3 6 4 8 5 9 20 25 0 30 30 40 40 50 50 60 60 90 0 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 3 4 4 6 5 8 25 30 0 40 40 50 50 60 60 90 0 0 2 0 3 0 5 0 2 3 5 8 Rec. UIT-R BO.794 D04-sc3 Utilisation de la rgulation de puissance en cas de

41、possibilits daugmentation du brouillage Certaines applications de la rgulation de puissance peuvent entraner une aggravation du brouillage. Des tudes ont montr quon a la relation suivante pour la diffrence entre le niveau de brouillage avec utilisation de la rgulation de puissance dans toutes les st

42、ations pour maintenir C/N la valeur minimale requise et le niveau de brouillage sans rgulation (dans ce dernier cas, toutes les stations fonctionnent avec une marge, M, suffisamment leve pour surmonter laffaiblissement observ tout instant, sauf pendant un trs petit pourcentage de temps): )()(instwin

43、stiiwnpcpcCPACPAMMII += (3) Rec. UIT-R BO.794 9 o: Ipc: brouillage avec rgulation de puissance Inpc: brouillage sans rgulation de puissance (CPA)i inst.et (CPA)w inst: affaiblissements copolaires instantans, respectivement sur la liaison brouilleuse et sur la liaison utile Mwet Mi: marges, respectiv

44、ement sur la liaison utile et sur la liaison brouilleuse. La diffrence des niveaux de brouillage (quation (3) ne dpend pas de la valeur instantane de la dpolarisation sur la liaison brouilleuse. Pour la plupart des cas de brouillage et pendant la plus grande partie du temps, les effets du brouillage

45、 sur C/Iusont identiques avec ou sans rgulation de puissance si les conditions climatiques sont statistiquement similaires sur les deux trajets. Toutefois, il existe une diffrence nette selon que la rgulation de puissance est utilise ou inutilise, et selon que la liaison de connexion est affecte de

46、brouillage par le temps de pluie sur son propre trajet ou par temps de pluie sur le trajet de la liaison de connexion brouilleuse. Pour le brouillage copolaire dans le mme canal, qui ne sera important que pour une grande sparation des zones de service de liaison de connexion, ou une grande sparation

47、 orbitale entre satellites, la rgulation de puissance semblerait offrir certains avantages potentiels. Elle permettrait une rduction sensible de la puissance dmission pendant de forts pourcentages de temps, do la possibilit de faire des conomies long terme sur lnergie primaire de la station terrienne et damliorer la fiabilit de lmetteur. Dans les cas examins, lutilisation de la rgulation de puissance a augment les pourcentages de temps pendant lesquels les niveaux de C/I prvus pouvaien