ITU-R F 1611 FRENCH-2003 Prediction methods for adaptive HF system planning and operation《自适应高频(HF)系统规划和操作的预报方法》.pdf

《ITU-R F 1611 FRENCH-2003 Prediction methods for adaptive HF system planning and operation《自适应高频(HF)系统规划和操作的预报方法》.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ITU-R F 1611 FRENCH-2003 Prediction methods for adaptive HF system planning and operation《自适应高频(HF)系统规划和操作的预报方法》.pdf（8页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、 Rec. UIT-R F.1611 1 RECOMMANDATION UIT-R F.1611*Mthodes de prvision destines la planification et lexploitation des systmes adaptatifs ondes dcamtriques (Questions UIT-R 205/9 et UIT-R 147/9) (2003) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le nombre de systmes adaptatifs ondes dc

2、amtriques en exploitation augmente, en particulier le nombre de systmes dtablissement automatique des liaisons (ALE, automatic link establishment) ; b) que dans la Recommandation UIT-R F.1110 sont dfinies les caractristiques gnrales des systmes adaptatifs ondes dcamtriques, et quil y est reconnu en

3、particulier que les systmes adaptatifs ondes dcamtriques permettent: datteindre une qualit de service plus leve, en combinant la capacit dexploiter la technologie moderne des quipements radio et un logiciel perfectionn de commande en temps rel; de rduire les temps de transmission do une utilisation

4、plus efficace du spectre, une diminution des brouillages entre les diffrents utilisateurs et une possibilit daugmenter la densit du trafic; c) que lUIT a labor un Manuel sur les ondes dcamtriques, qui dcrit la nature des systmes adaptatifs ondes dcamtriques et leur emploi; d) que les systmes ondes d

5、camtriques, facilitant ladaptation des frquences, sont contraints de mettre en service un nombre aussi petit que possible de canaux de frquences, afin de limiter les brouillages ventuels avec dautres utilisateurs; e) que la Recommandation UIT-R F.1337 prconise lutilisation, pour les rseaux adaptatif

6、s ondes dcamtriques, des techniques de gestion automatique et adaptative; f) que la planification des frquences HF au moyen dun modle permettant de prvoir avec prcision leur qualit rduira les marges pour lesquelles les systmes adaptatifs ondes dcamtriques devraient tre conus, dans un but dadaptation

7、, et ainsi que les procdures dexploitation puissent rduire les brouillages ventuels et que les cots globaux soient moindres; g) que la Recommandation UIT-R P.533 (et son logiciel REC533) dcrit la mthode prouve de lUIT-R, permettant de prvoir la qualit des frquences HF, et quelle convient pour quy so

8、ient incorpores dautres mthodes de prvision (apparentes), certaines dentre elles tant actuellement utilises pour la commande de divers systmes quasi adaptatifs ondes dcamtriques et pour la conception de systmes utilisant certaines formes dtablissement des liaisons ALE; h) que dautres mthodes de prvi

9、sion apparentes, telles que la famille de programmes IONCAP, sont tenues jour sur le site web de lITS (Institute for Telecommunications Sciences), accessible au grand public, et sur lequel est aussi tenue jour la Recommandation UIT-R P.533; *La prsente Recommandation doit tre porte lattention de la

10、Commission dtudes 3 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R F.1611 j) que toutes les mthodes tlcharges sur le site web de lITS (y compris la Recommandation UIT-R P.533 et les programmes VOACAP et ICEPAC) disposent de mthodes dentre ou de sortie qui peuvent tre adaptes les unes aux autres sans trop de

11、peine, recommande 1 que les administrations qui prvoient de se procurer et de mettre en place des systmes adaptatifs ondes dcamtriques et des systmes dtablissement automatique des liaisons, en se fondant sur les renseignements donns lAnnexe 1, envisagent, pralablement, lemploi de modles permettant d

12、e prvoir avec prcision la qualit des frquences HF, tels que ceux qui sont contenus dans la Recommandation UIT-R P.533, et de modles apparents, afin dtablir des limites dadaptation; 2 que les modles figurant dans la Recommandation UIT-R P.533, complts par les lments tels que ceux qui sont contenus da

13、ns la famille de programmes IONCAP (en option), soient les mthodes privilgies de conception des systmes adaptatifs ondes dcamtriques et dincorporation ventuelle dans les modules logiciels de techniques reconnues dvaluation en temps rel des canaux (RTCE, real time channel evaluation) ( savoir, les so

14、ndes dans la bande des frquences, les sondes perfectionnes des canaux et le sondage ondes entretenues modules en frquence (FM-CW, frequency modulated continuous wave) en dehors de la bandes des frquences). Annexe 1 Planification et exploitation des systmes adaptatifs ondes dcamtriques au moyen de mt

15、hodes de prvision 1 Introduction La voie ionosphrique assure la connexion des liaisons dans un rseau ou un circuit radiolectrique adaptatif ondes dcamtriques. Afin de garantir une bonne utilisation de cette ressource, le systme radiolectrique doit fonctionner une frquence idale ou une frquence qui e

16、n est aussi proche que possible. Cela peut tre une seule frquence pour un circuit simplex ou deux frquences diffrentes mais proches pour un circuit entirement duplex. Les changements de frquence seront dicts par les cycles naturels de la propagation ionosphrique, savoir les variations diurnes ou sai

17、sonnires et celles de lactivit solaire. Les brouillages radiolectriques naturels ou causs par lhomme peuvent exiger des changements imprvus de la frquence de fonctionnement. Les ruptions solaires et les orages gomagntiques aussi peuvent entraner des ruptures de communication qui ncessitent galement

18、des changements de la frquence de fonctionnement. La plupart du temps, le systme radiolectrique ondes dcamtriques, facilitant ladaptation des frquences, dtectera la dfaillance de la liaison, dterminera une autre frquence utilisable, rtablira la liaison sur la nouvelle frquence et assurera les commun

19、ications sans intervention de loprateur. Plusieurs facteurs peuvent tre lorigine dinterruptions intolrables, mme avec les systmes radiolectriques adaptatifs ondes dcamtriques les plus sophistiqus. La dfaillance de lquipement est un facteur qui est invitable au cours du cycle de vie du systme. Son ef

20、fet peut tre attnu par la dtection des drangements, par la fourniture dune alimentation lectrique de secours, par la prvision dquipement de remplacement dans la conception du systme. Toutefois, la plupart des interruptions sont attribues tort des dfaillances de propagation. Ces dfaillances de propag

21、ation ne devraient se produire que dans de trs rares conditions ionosphriques. Dans la plupart des cas, lorsque la puissance du signal une frquence donne dans la bande des frquences Rec. UIT-R F.1611 3 est inutilisable, ces dfaillances peuvent tre attribues directement une mauvaise conception du sys

22、tme. Les lments dont il faut tenir compte lors de la conception du systme seront examins dans les paragraphes suivants. On se contentera ce stade de dire que les points les plus courants sont les suivants: nombre inappropri de frquences inscrites sur la liste dautorisation; sous-estimation de lenvir

23、onnement de bruit radiolectrique au niveau des sites de rception; diagrammes de rayonnement des antennes qui ne concordent pas avec les angles de dpart et darrive de la voie ionosphrique; et affaiblissements excessifs dans les lignes de transmission entre lmetteur et lantenne de transmission ou entr

24、e le rcepteur et son antenne. 2 Planification des frquences La planification des frquences se fait au dbut de la phase de conception du systme radiolectrique ondes dcamtriques. Pour les systmes radiolectriques ondes dcamtriques, facilitant ladaptation des frquences, il est essentiel que le modle ion

25、osphrique permettant la prvision des frquences contienne autant dinformations que possible sur la variation prvue de la frquence horaire maximale utilisable autour de la valeur mdiane mensuelle ( savoir la frquence maximale utilisable (MUF, maximum usable frequency), pour chacun des modes probables

26、sur chaque liaison dans le systme radiolectrique propos. La prcision ncessaire du modle de prvision est directement lie aux rapports S/N trs faibles, exigs par les techniques dadaptation sophistiques employes dans lquipement radiolectrique moderne et dans les modems qui leur sont associs. Nous dcrir

27、ons maintenant dans les grandes lignes une procdure dchantillonnage permettant demployer les mthodes de prvision pour la conception et lexploitation des systmes adaptatifs ondes dcamtriques. Lanalyse dans la prsente Annexe est fonde sur la procdure VOACAP utilise par lAdministration des Etats-Unis d

28、Amrique, qui a une certaine exprience de son application aux systmes adaptatifs ondes dcamtriques. Il est vraisemblable que des procdures analogues pourraient tre mises au point pour dautres mthodes telles que la mthode privilgie par lUIT, la Recommandation UIT-R P.533. Actuellement, les programmes

29、privilgis du groupe IONCAP sont les programmes VOACAP et ICEPAC qui, avec la Recommandation UIT-R P.533, sont tenus jour et peuvent tre obtenus gratuitement par Internet auprs du Dpartement du commerce amricain ladresse: http:/elbert.its.bldrdoc.gov/pc-hf/hfwin32.html. Le programme dordinateur de la

30、 Recommandation UIT-R P.533 prvoit la frquence mdiane mensuelle MUF. Actuellement, il ne permet pas dobtenir explicitement, pour les modes possibles, la distribution prvue des valeurs quotidiennes de la frquence MUF en fonction des jours par mois une heure donne. Au cours de lvaluation dun systme ad

31、aptatif ondes dcamtriques, chaque liaison du rseau radiolectrique doit tre value au moyen du programme de prvision recommand. Dans le prsent exemple, nous dcrivons le programme VOACAP qui appartient au groupe de programmes IONCAP. Ces mthodes de prvision ont t initialement mises au point pour les sy

32、stmes non adaptatifs. Elles peuvent toutefois tre employes pour la planification des systmes adaptatifs. En ce qui concerne les liaisons radiolectriques ondes dcamtriques, la frquence optimale de fonctionnement (OWF, optimum working frequency) pourrait tre dtermine en recherchant la frquence la plus

33、 fiable chaque heure, chaque saison et pour une forte et une faible activit solaire. Toutefois, pour les systmes radiolectriques ondes dcamtriques, facilitant ladaptation des frquences, il faut dterminer la frquence probable la plus haute (HPF, highest probable frequency). Il sagit de la frquence qu

34、i ne serait pas dpasse pendant plus de 10% des jours par 4 Rec. UIT-R F.1611 mois une heure donne et pour un nombre donn de taches solaires, tandis que la frquence OWF est la frquence qui est dpasse pendant environ 90% des jours par mois. Le systme facilitant ladaptation des frquences, qui fait appe

35、l ltablissement des liaisons ALE devrait tre en mesure de fonctionner des frquences suprieures la frquence mdiane mensuelle MUF pendant la moiti des jours par mois. La liste dautorisation des frquences pour un tel systme devrait comporter des frquences suprieures la frquence MUF mais ne dpassant pas

36、 la frquence HPF. Cette caractristique dadaptation des frquences exige lemploi de programmes de prvision avec prcision dans la conception des systmes de rseaux ou de circuits radiolectriques. Il est essentiel pour la planification dun systme adaptatif radiolectrique ondes dcamtriques que lquipement

37、soit conu pour fonctionner sur lentiret de la gamme des frquences utilisables, y compris les frquences infrieures la frquence MUF mais suprieures la frquence utilisable la plus basse (LUF, lowest usable frequency). Lorsque cela est possible, le systme devrait fonctionner la frquence utilisable la pl

38、us haute qui garantisse une connexion sans erreur. Les plus hautes frquences subiront moins de bruit radiolectrique atmosphrique ou caus par lhomme et fourniront des rapports S/N plus levs pour une puissance dmission et un gain dantenne moindres. En concevant le systme adaptatif de manire mettre pro

39、fit lutilisation de la frquence la plus haute possible, on peut rduire les cots en matire de puissance de lmetteur et de taille des antennes dmission et de rception. En mme temps, il conviendrait dadmettre que dun point de vue pratique, il pourrait tre ncessaire dexploiter certaines liaisons des frq

40、uences moins quoptimales pour viter lautobrouillage ou le brouillage prjudiciable aux autres utilisateurs qui partagent le mme environnement. Les prvisions en matire de frquences permettent a priori dvaluer des groupes de canaux sous-optimaux qui assurent dans des conditions prcises la meilleure fia

41、bilit possible du systme. Il faut aussi veiller, en concevant le systme, garantir que la puissance du signal plus bruit fournie au rcepteur satisfasse aux spcifications relatives la sensibilit du rcepteur propos. Un autre lment important concernant les frquences est le fait quau cours de lexploitati

42、on des systmes facilitant ladaptation des frquences lassignation des frquences devrait avoir lieu plusieurs fois par jour, et en fonction des changements saisonniers et de la modification du nombre de taches solaires. Idalement, lchantillon de frquences ne devrait pas comporter plus dune demi-douzai

43、ne de frquences une priode donne. Cela permet au systme adaptatif dtablir des liaisons plus rapidement et rduit les brouillages inutiles causs par le sondage vain des frquences. Il faudrait aussi tablir une priorit au sein de lchantillon de frquences de manire que pendant une priode donne la frquenc

44、e la plus fiable soit choisie en premier lieu au cours de ltablissement de la liaison. Si une frquence est fiable 90%, alors pendant 27 jours par mois une heure donne, le systme devrait tre rgl sur cette frquence au cours du premier essai. Les techniques de prvision court terme ou dobservation un mo

45、ment donn peuvent aussi garantir la russite de la recherche de la meilleure frquence de fonctionnement dans un temps aussi court que possible. Lavantage de lemploi en priorit des frquences prvues est quelles ont tendance tre, pendant lheure entire, plus stables quune frquence occasionnelle dtermine

46、par un chantillonnage alatoire du spectre. En bref, un systme ondes dcamtriques, facilitant ladaptation des frquences, possde deux niveaux de commande des frquences. Au premier niveau, les prvisions en matire de frquences peuvent tre utilises pour rduire la gamme des frquences recueillir ou sonder d

47、ans un scnario en temps rel. Le deuxime niveau de commande est dfini par les proprits des canaux, qui sont le mieux dduites dun sondage ou dune valuation quivalente en temps rel des canaux, compltes par la connaissance des tendances prvues en ce qui concerne la disponibilit des frquences, obtenue au moyen dune procdure de prvision approprie. Les sondages des canaux dans la bande (par exemple, les sondages pour ltablissement des liaisons ALE