ITU-R F 752-2 FRENCH-2006 Diversity techniques for point-to-point fixed wireless systems《点到点固定无线系统的各种技术》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.752-2 1 RECOMMANDATION UIT-R F.752-2*Techniques de diversit pour les systmes hertziens fixes point point (1992-1994-2006) Domaine de comptence La prsente Recommandation dcrit les techniques de diversit pour les systmes hertziens fixes point point. Ces techniques couvrent la diversit de

2、space, la diversit angulaire, la diversit de frquence ou des combinaisons de ces techniques. Les principales mthodes pour choisir les techniques de diversit, pour obtenir ou traiter les signaux en diversit sont prsentes dans lAnnexe qui dcrit des effets concrets de la diversit sur la base de donnes

3、de propagation. Les techniques de diversit utilisant dautres supports de transmission de la diversit de trajet/de site qui peut tre utilise pour amliorer la disponibilit des systmes ne sont pas traites dans la prsente Recommandation. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les v

4、anouissements slectifs en frquence entranent parfois une distorsion et une rduction de la puissance des signaux reus sur les trajets en visibilit directe et sur les trajets transhorizon et, en consquence, provoque une dgradation de la qualit de fonctionnement des systmes hertziens fixes; b) que les

5、techniques de diversit permettent dattnuer les effets des vanouissements sur la qualit de fonctionnement des systmes; c) quil est ncessaire dutiliser des techniques de rception en diversit pour assurer le bon fonctionnement des faisceaux hertziens sur les trajets avec diffraction et sur les trajets

6、transhorizon; d) que diverses techniques permettant dassurer la diversit sur les trajets en visibilit directe, les trajets avec diffraction et les trajets transhorizon ont t tudis et sont actuellement utiliss; e) que lapplication des techniques de diversit permet dassurer un niveau de qualit lev aux

7、 systmes en visibilit directe haute efficacit spectrale; f) que dautres prcisions sur lutilisation et lapplication des techniques de diversit sont donnes dans les Recommandations UIT-R P.530 et UIT-R F.1093, recommande 1 dutiliser les renseignements fournis dans lAnnexe 1 au moment dappliquer les te

8、chniques de diversit aux systmes hertziens fixes (voir la Note 1). NOTE 1 Le Manuel de lUIT-R Faisceaux hertziens numriques contient lui aussi des donnes utiles sur lapplication des techniques de diversit aux systmes hertziens fixes. *La prsente Recommandation devrait tre porte lattention de la Comm

9、ission dtudes 3 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R F.752-2 Annexe 1 Techniques de diversit pour les systmes hertziens fixes point point 1 Moyens dobtenir des signaux en diversit Les mthodes les plus couramment utilises sont gnralement la diversit de frquence et la diversit despace. En diversit de

10、 frquence, les mmes informations sont transmises sur plusieurs canaux radiolectriques. En diversit despace, le signal atteint le rcepteur par plus dun trajet entre antennes dmission et de rception. Pour dcrire la mise en uvre des techniques de diversit dans diffrents systmes fonctionnant dans des co

11、nditions de propagation distinctes, il convient dexpliquer dune manire plus dtaille les mthodes de diversit despace. Les systmes transhorizon utilisent la diversit tant lmission qu la rception. Il sagit dune diversit multiple avec une souplesse tridimensionnelle complte dans le placement des antenne

12、s et parfois dune diversit angulaire dans laquelle plusieurs faisceaux ou diagrammes de directivit sont forms par une seule antenne. La diversit angulaire permet dobtenir des signaux relativement dcorrels en tirant parti des variations de langle darrive sur lantenne de rception de lnergie disperse.

13、Sur les trajets en visibilit directe, on ralise gnralement la diversit despace en utilisant, la rception, deux antennes ayant une sparation verticale suffisamment grande pour fournir deux signaux dans lesquels les dgradations, savoir la distorsion du signal et laffaiblissement de la puissance du sig

14、nal dus aux vanouissements par trajets multiples, sont suffisamment dcorrls. Le souci dassurer le bon fonctionnement des liaisons radiolectriques numriques, pour lesquelles la distorsion du signal est la dgradation dominante due la propagation, a conduit utiliser des mthodes de diversit qui reposent

15、 sur la structure non uniforme du champ lectromagntique incident prs de lantenne de rception principale plutt que sur une large sparation spatiale pour augmenter la dcorrlation entre les dgradations du signal. Dans ces mthodes, quon appelle diversit de diagramme ou diversit angulaire, le signal en d

16、iversit mane dune seconde antenne ou dun second faisceau qui ont un diagramme de directivit diffrent ou une ouverture angulaire diffrente dans le plan vertical et/ou un angle dlvation diffrent. Ces mthodes de diversit que lon peut mettre en uvre avec des antennes qui ont la mme ou presque la mme hau

17、teur ou avec des dispositifs dalimentation multiples dans une mme antenne, permettent dutiliser la technique de diversit sur un bond existant sans avoir augmenter la hauteur des tours pour amnager cette diversit. Certaines tudes tendent tablir une distinction entre diversit angulaire et diversit de

18、diagramme, mais dautres utilisent ces termes dune manire interchangeable. Etant donn que lefficacit de tout systme de diversit dpend des corrlations entre les signaux dgrads, les espacements, les angles de pointage et la frquence, dterminent dune manire fondamentale, la qualit de fonctionnement des

19、systmes. 2 Mthodes de traitement des signaux 2.1 Dispositions Les Fig. 1a) et 1b) montrent les dispositions de base dans lesquelles on utilise deux ou quatre signaux pour obtenir une sortie commune ou une dcision, dans le cas de certains systmes numriques. Bien que des systmes, dans des trajets en v

20、isibilit directe, utilisent souvent la Rec. UIT-R F.752-2 3 diversit de frquence pour mettre en uvre la commutation de protection 1 + 1 avec les dispositions de la Fig. 1a), on utilise plus couramment un ou parfois deux canaux de secours pour plusieurs canaux de travail. La Fig. 1c) montre le schma

21、pour un fonctionnement 1 + 4. Une telle protection est souvent applique conjointement avec la diversit despace sur les canaux individuels. Dans des conditions extrmes, comme celles quon rencontre parfois sur les trajets en visibilit directe avec rflexion, la diversit despace est utilise conjointemen

22、t avec la protection de frquence 1 + 1. Sur des trajets difficiles, longs ou au-dessus de leau, on a aussi utilis la diversit quadruple, soit sous la forme de diversit despace quadruple, soit par combinaison de diversit despace double et de diversit de frquence double. 2.2 Considrations relatives la

23、 mise en uvre Les systmes actuels mettent en uvre la technique de diversit en utilisant des combineurs aux frquences radiolectriques, aux frquences intermdiaires ou aux frquences de la bande de base. Il peut sagir de combineurs utilisant des algorithmes de contrle de lgalit du gain, de la puissance

24、maximale ou de la dispersion minimale. Les diffrences de qualit de transmission tant faibles, le choix du type dquipement entre ces diverses possibilits est gnralement fond sur la commodit ou la simplicit. Pour savoir si une diversit est ncessaire sur une liaison donne, il convient de prendre en con

25、sidration la svrit prvue des conditions de propagation et les caractristiques du signal transmis. Lamlioration relle quon peut obtenir grce la diversit dpend de nombreux paramtres, entre autres linfluence de la distorsion damplitude dans la bande et du brouillage entre faisceaux sur la qualit de tra

26、nsmission des canaux, et les algorithmes utiliss pour la mise en uvre de la diversit. Dans les systmes hertziens numriques fixes grande vitesse, on a utilis les dispositifs de combinaison dispersion minimale (MID, minimum dispersion combining) ainsi que des rcepteurs rception double dans lesquels le

27、s signaux avec diversit sont traits par combinaison de puissances maximales (MAP) et le signal composite par galisation adaptative (EQ). Lemploi de MAP + EQ produit un effet synergique, cest-dire un abaissement considrable du taux derreur binaire (TEB). Les mthodes utilises pour combiner les signaux

28、 avec diversit spatiale sur la base 4 Rec. UIT-R F.752-2 du principe de la puissance maximale qui sont utilises dans les rcepteurs MAP + EQ peuvent tre classes dans les trois catgories suivantes: MAPEG ou combinaison de puissances maximales et de gain gal. La mthode qui utilise la sommation linaire,

29、 a linconvnient suivant: en cas dvanouissement complet de lun des signaux de diversit, le rapport signal/bruit la sortie du combineur est de 3 dB plus dfavorable que celui obtenu avec un rcepteur classique. MAPEG/SW ou combinaison de puissances maximales gain gal et de commutation. Cette mthode util

30、ise la sommation linaire et il ny a pas de perte de rapport signal/bruit la sortie du combineur lorsque le signal dentre en provenance du premier rcepteur est coup quant il devient ( 2 + 1) plus faible que le signal dentre en provenance du second rcepteur. Cette mthode a linconvnient suivant: lorsqu

31、e la commutation a lieu, il se produit un processus transitoire donnant lieu, dans les systmes numriques grande vitesse, une augmentation du taux derreur binaire. MAPOPT ou combinaison optimise de puissances maximales. Cette mthode ne prsente pas les inconvnients inhrents aux systmes MAPEG et MAPEG/

32、SW. Dans le systme MAPOPT, les branches avec diversit lentre du combineur contiennent des attnuateurs lectroniques dont leffet varie automatiquement proportionnellement au rapport des puissances des signaux avec diversit despace reus. Dans un combineur MAPOPT, la sommation linaire survient en prsenc

33、e dun fort/faible rapport de puissance entre signaux 25) 4.5 Statistiques de dispersion Des travaux ont t effectus et publis. Ils donnent des descriptions statistiques des effets de dispersion des vanouissements dus la propagation par trajets multiples. Une valuation thorique des distributions sans

34、diversit et avec diversit de la dispersion damplitude linaire, sur la base de distributions Rayleigh pour les diverses amplitudes, a t effectue dans le cadre de systmes transhorizon. Une tude plus rcente a permis dtablir les prvisions de la probabilit pour que la dispersion damplitude linaire dpasse

35、 une valeur critique la sortie des combineurs de puissance maximale et de dispersion minimale. On a utilis des simulations de la diversit de frquence avec un modle trois rayons large bande pour obtenir une description simultane des vanouissements slectifs dans tous les canaux dune bande radiolectrique. Pour une disposition 1 + 1, ce modle indique que, contrairement au cas des faisceaux hertziens analogiques, dans certaines limites lamlioration de la qualit des faisceaux hertziens numriques tend augmenter quand la sparation de frquence entre les deux canaux diminue.