ITU-R M 1231 FRENCH-1997 INTERFERENCE CRITERIA FOR SPACE-TO-EARTH LINKS OPERATING IN THE MOBILE-SATELLITE SERVICE WITH NON-GEOSTATIONARY SATELLITES IN THE 137-138 MHz BAND《运行于137 M.pdf

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1、Rec. UIT-R M.1231 1RECOMMANDATION UIT-R M.1231CRITRES DE BROUILLAGE APPLICABLES AUX LIAISONS ESPACE-TERREEXPLOITES DANS LE SERVICE MOBILE PAR SATELLITE AVEC DESSATELLITES NON GOSTATIONNAIRES DANS LA BANDE 137-138 MHz(Question UIT-R 83/8)(1997)Rec. UIT-R M.1231RsumLa prsente Recommandation spcifie le

2、s critres de brouillage applicables aux liaisons descendantes des rseaux accs multiple par rpartition en frquence (AMRF) et accs multiple par talement du spectre (AMES) du servicemobile par satellite (SMS) avec des satellites non gostationnaires (non OSG) en terme de niveaux maximaux debrouillage co

3、mposite.LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) quil est ncessaire de disposer de critres de brouillage pour veiller ce que les systmes, par conception, secaractrisent par une qualit de fonctionnement adquate en prsence de brouillages;b) quil est possible dtablir de tels critres de br

4、ouillage en utilisant la mthodologie dcrite dans la Recomman-dation UIT-R SA.1022 et sur la base des objectifs de qualit de fonctionnement spcifis dans la Recomman-dation UIT-R M.1230;c) que les critres de brouillage facilitent la dtermination des critres de partage des bandes entre systmes,notammen

5、t lorsque ces systmes sont exploits dans des services diffrents;d) que les systmes utiliss dans le SMS dans la bande 137-138 MHz doivent tolrer des niveaux de brouillage aumoins gaux aux niveaux admissibles;e) que lon envisage deux systmes gnraux de modulation pour les satellites non OSG du SMS expl

6、oits dans labande 137-138 MHz, savoir: la modulation en bande troite avec AMRF et la modulation en bande large avec AMESen squence directe (AMES-SD);f) que lAnnexe 1 expose les paramtres de deux systmes reprsentatifs pouvant constituer les bases dedtermination des niveaux de brouillage admissibles d

7、ans le SMS dans la bande 137-138 MHz,recommande1 dutiliser les niveaux de brouillage spcifis au Tableau 1 pour le niveau total de puissance du signal brouilleur lentre dantenne des stations de rception exploites dans le SMS dans la bande 137-138 MHz;2 de faire en sorte que les niveaux de brouillage

8、ainsi dfinis soient utiliss comme base de calcul des critres departage.NOTE 1 Le niveau total de puissance du signal brouilleur pouvant tre dpass pendant p% du temps, p tant infrieur 20% mais suprieur au pourcentage de temps court terme spcifi, peut tre dtermin par interpolation, sur la basedes vale

9、urs spcifies, le pourcentage de temps tant port en chelle logarithmique (base 10) tandis que la puissance oula densit de puissance surfacique (dB) du signal brouilleur sera porte sur une chelle linaire (voir la Fig. 1).NOTE 2 A laide des directives spcifies dans la Recommandation UIT-R SA.1022, on p

10、ourra transposer les niveauxde brouillage admissibles afin de les appliquer des stations dont les valeurs de gain dantenne ou de largeur de bandediffrent des valeurs spcifies.NOTE 3 Les critres de brouillage sont dfinis pour les systmes dcrits dans lAnnexe 1. Les critres correspondantaux systmes fai

11、sant intervenir une modulation en bande troite avec AMRF sont exprims en niveau de puissance dansla largeur de bande de rfrence du rcepteur de la station au sol. Les critres de brouillage correspondant des systmes modulation en bande large avec AMES-SD sont exprims en niveau relatif global de puissa

12、nce brouilleuse des signauxbrouilleurs ventuels dans la bande 137-138 MHz, compte non tenu de la largeur de bande du signal brouilleur.NOTE 4 Les critres de brouillage sont spcifis par rapport au pourcentage de temps de rception.2 Rec. UIT-R M.1231NOTE 5 Les critres de brouillage associs aux systmes

13、 large bande sont tablis sur la base du bilan de liaison duTableau 3. Lun des principaux problmes qui se posent dans la dfinition de ce bilan de liaison est le fait quil estncessaire de rduire la densit de puissance surfacique afin dassurer la protection des oprations du servicemtorologique par sate

14、llite. Cette contrainte de puissance surfacique se traduit par une rduction de la marge de liaisondu systme SMS non gostationnaire large bande et donc par des critres de brouillage plus restrictifs que les valeursque lon obtiendrait en labsence du service mtorologique par satellite. Lorsque ce derni

15、er fonctionnera dans lesbandes 137,025-137,175 MHz et 137,825-138,0 MHz, on pourra accrotre la puissance surfacique rayonne par lesfuturs systmes SMS non gostationnaires large bande et relever les critres de brouillage en consquence.TABLEAU 1Critres de brouillage applicables aux stations du SMS dans

16、 la bande 137-138 MHz1231-010 2040608010FIGURE 1Modle de critres de brouillageNiveaudepuissance dusignalbrouilleurTemps (%)Long terme1%, court termeFIGURE 1/M.1231.D1231-01 = 7 CMType de modulationFonction;plate-forme etantenne de station terrienneNiveau de puissance (dBW)du signal brouilleur dansla

17、 largeur de bande de rfrencene devant pas tre dpasspendant plus de 20% du temps(1)Niveau de puissance (dBW)du signal brouilleur dansla largeur de bande de rfrencene devant pas tre dpasspendant plus de p2% du temps(2)Modulation en bandetroite avec AMRFLiaison de donnes descendantevers station daccs(a

18、ntenne cornet, 15 dBi)Largeur de bande de rfrence:44 kHz142,1 133,4Modulation en bandetroite avec AMRFLiaison de donnes descendantevers station dabonn(antenne unipolaire, 0 dBi,diagramme cos2)Largeur de bande de rfrence:19,2 kHz155,3 144,5Modulation en bandelarge avec AMES(Note 5)Liaison de donnes d

19、escendantevers station daccs(antenne, 16 dBi)Largeur de bande de rfrence:885 kHz134,5 128,5(1)Le niveau de puissance du signal brouilleur est dtermin en rception pour des angles dlvation au moins gaux 20.(2)Le niveau de puissance du signal brouilleur est dtermin en rception pour des angles dlvation

20、au moins gaux 5 etpour p2= 0,25.Rec. UIT-R M.1231 3ANNEXE 1Bases de dtermination des critres de brouillage1 IntroductionLa prsente Annexe dfinit les paramtres utiliss comme bases de travail dans la mthodologie dcrite dans la Recom-mandation UIT-R SA.1022, mthodologie qui permet dtablir des critres d

21、e brouillage. Les Tableaux 2 et 3 rsumentces paramtres. Par ailleurs, le 5 expose les rsultats dune analyse dynamique dans le cadre de laquelle, parmodlisation informatique et simulations, on a cherch vrifier les niveaux de brouillage calculs pour le systmefonctionnant en bande troite.2 Systme SMS n

22、on gostationnaire dans la bande 137-138 MHz, modulation en bandetroite avec AMRFLe systme du SMS exploit au-dessous de 1 GHz sur des orbites non gostationnaires fonctionne en liaisonsdescendantes dans la bande 137-138 MHz. En gnral, les stations mobiles sont quipes dune antenne quidirectiveprsentant

23、 un gain de 0 dBi pour de faibles angles dlvation, tandis que les stations terriennes daccs utilisent uneantenne cornet conique dont le gain est de 15 dBi.3 Systme SMS non gostationnaire exploit dans la bande 137-138 MHz, modulationen bande large avec AMES-SDDans le cas des systmes talement de spect

24、re, on nenvisage pas actuellement dutiliser des stations mobiles derception. Seules les stations terriennes daccs seront donc considres dans les lignes qui suivent. Ces stations utilisentune antenne directive dont le gain est de 16 dBi.4 Critres de brouillageLes critres de brouillage dfinissent la p

25、uissance totale reprsente, par toutes les sources de brouillage possibles,pouvant tre tolre par un systme fournissant encore une qualit de service acceptable. Le niveau total de puissancebrouilleuse est tabli partir du bilan de liaison du systme et des objectifs de qualit de fonctionnement spcifis.

26、Pource faire, on considre la marge disponible dans la liaison, on pose quelques hypothses de travail simplificatrices,comme expliqu dans la Recommandation UIT-R SA.1022, et on dtermine ensuite deux critres de brouillage, savoirun critre de brouillage long terme et un critre de brouillage court terme

27、 (se reporter respectivement auxquations (1) et (2).i20= np1+ Mp1 4,8 (1)o:i20: critre de brouillage long terme (dBW)np1: niveau de puissance de bruit observ pendant la priode dindisponibilit de la liaison (dBW)Mp1: marge, court terme, de compensation dindisponibilit de la liaison (dB).ip2= n20+ 10

28、log (100,1M20 1) (2)o:ip2: critre de brouillage court terme (dBW)n20: puissance de bruit ne devant pas tre dpasse pendant plus de 20% du temps (dBW)M20: marge de liaison long terme (dB).On suppose que le critre de brouillage long terme dfinit un brouillage ne devant pas tre observ pendant plus de20%

29、 du temps et que la liaison subit un vanouissement. Par ailleurs, pour dterminer le critre long terme, on supposeque 33% de la puissance de bruit intrasystme court terme est affecte aux brouillages intersystmes (en consquence,que I/N = 4,8 dB). Le critre de brouillage court terme donne par dfinition

30、 un niveau de puissance de signal4 Rec. UIT-R M.1231brouilleur ne devant pas tre dpass pendant un pourcentage de temps important (on suppose quil ny a pasdvanouissement sur la liaison). 25% du temps dindisponibilit (1%) est reprsent par lindisponibilit due dessources de brouillage intersystmes. Par

31、ailleurs, il importe de noter que, comme cela est expliqu dans la mthode, lecritre de brouillage long terme est calcul sur la base de la marge court terme tandis que le critre de brouillage court terme est tabli sur la base de la marge long terme.TABLEAU 2Analyse de qualit de fonctionnement utilise

32、comme base de calcul des critres de brouillage pour des rcepteursde systmes du SMS modulation en bande troite avec AMRF et exploits dans la bande 137-138 MHzParamtre de qualit de fonctionnement Valeur de paramtre Valeur de paramtreFonction de liaisonLiaison descendante donnes,rcepteur dabonnLiaison

33、descendante donnes,rcepteur tte de ligneType de modulation MDPD MDP-4-OGamme de frquences (MHz) 137-138Pourcentage de temps 1,0 20 1,0 201. Puissance de sortie de lmetteur (dBW) 13,1 7,12. Affaiblissements filtre/cble (dB) 1 1,45. Erreur de pointage de lantenne (dB) 0,2 06. Gain dantenne (dBi) 3,5 3

34、,1 0,87. p.i.r.e. (dBW) 15,4 15,0 6,58. Angle dlvation de lantenne 5 20 5 209. Altitude du satellite (km) 77510. Affaiblissement en espace libre (dB) 143,9 139,9 143,9 139,911. Autres affaiblissements sur le trajet (vanouissement,etc. (dB) 5 1 112. Gain dantenne de rception (dBi) 0 0,5 1513. Erreur

35、de pointage dantenne (dB) 0 0,214. Affaiblissement d au dsaccord de polarisation (dB) 4,1 0,115. Affaiblissement de dmodulation (dB) 316. Puissance du signal la rception (dBW) 140,6 133,5 126,7 122,7217. Largeur de bande de rfrence (kHz) 19,2 44,018. Largeur de bande de rfrence (dB) 42,8 46,419. C0(

36、ou Eb) de lnergie reue (dB(W/Hz) 183,5 176,4 173,15 169,1620. Temprature de bruit du systme la rception (K) 724 95521. Densit spectrale de puissance de bruit la rception(dB(W/Hz)200 198,822. Puissance de brouillage du canal adjacent (dB(W/Hz) 210,6 207,1 40023. Densit totale de puissance du systme (

37、I + N)(dB(W/Hz)199,6 199,2 198,824. C0/N0(ou Eb/N0) (dB) 16,2 22,9 25,65 29,6425. TEB, liaison 1 1051 10627. Taux derreurs mises en mmoire/traitement des donnes -28. TEB total 1 1051 10629. Rapport C0/N0requis 10,3 10,630. Marge 5,9 12,6 15,05 19,04Marge long terme ou court terme (dB) 12,6(20%)5,9(0

38、,25%)19,04(20%)15,05(0,25%)Puissance du signal brouilleur (dBW dans la largeur debande de rfrence)144,5 155,3 133,4 142,1Puissance du signal brouilleur (dB(W/4 kHz) 151,3 162,1 143,4 152,1Rec. UIT-R M.1231 5TABLEAU 3Analyse de qualit de fonctionnement tablie comme base de calcul des critres de broui

39、llage Systmes modulation en large bande avec AMES-SDFonction de liaison: liaison donnes descendante vers rcepteur daccsType de modulation: MDM/AMES-SDGamme de frquences: 137-138 MHzPourcentage de temps 0,1% 20%Angle dlvation 5 20Puissance de sortie de lmetteur (dBW) 15,5Contribution de bruit de la l

40、iaison montante (dB(W/Hz) 63,1Contribution de brouillage interne (dB(W/Hz) 59,8Affaiblissements filtre/cble (dB) 1Gain dantenne (dBi) 4p.i.r.e. (dBW) 12,5Altitude du satellite (km) 1 300Affaiblissement en espace libre (dB) 146,7 143,6Affaiblissement de propagation par trajets multiples (dB) 2 1Affai

41、blissement de dsaccord de polarisation (dB) 0,3Gain dantenne de rception (dBi) 16Puissance du signal la rception (dBW) 145,5 141,4Tq(dBK) 35,2C/N0liaison montante (dB(Hz) 47,6C/I0interne (dB(Hz) 44,3C/N0liaison descendante (dB(Hz) 48 52(C/(N0 + I0)T41,5 42,2(N0 + I0) (dB(W/Hz) 187,1 183,7Affaiblisse

42、ment systmique 1,5Rb(bit/s) 600Rb (dB) 27,8Affaiblissement FDAF (filtre adaptatif domaine frquentiel) (dB) 6Eb/(N0 + I0) (dB) 6,2 6,9Rapport Eb/(N0 + I0) requis (dB) 3,7Marge (dB) 2,5 3,2Marge long terme ou court terme (dB) 3,2 (20%) 2,5 (0,25%)i20(dB(W/Hz) 189,4ip2(dB(W/Hz) 183,3Rc(lment/s) 614 400

43、Rc(dB) 57,9Puissance de brouillage maximale 128,5 134,56 Rec. UIT-R M.1231NOTE 1 Cest avec des signaux en bande troite 137,5 MHz que lon observe le cas de brouillage maximal:PiRc=12avec Rc= 614 400 lment/s.Pour diffrentes valeurs de frquence porteuse bande troite, on peut accrotre comme suit le nive

44、au de puissance dusignal brouilleur:5 Rsultats de lanalyse dynamique Modulation en bande troite avec AMRFPour valider les rsultats obtenus en appliquant la mthodologie dfinie par lUIT-R, nous avons procd deuxsimulations informatiques sur 90 jours. Les paramtres orbitaux des deux constellations du sy

45、stme mobile par satelliteprises comme exemple ont t utiliss comme donnes de travail. Les caractristiques radiolectriques choisies taientreprsentatives des systmes talement de spectre gnralement utiliss dans un mme canal avec un systme bandetroite. On supposait que toutes les sources de signaux broui

46、lleurs mettaient en mme temps. Les simulations avaientpour objet de calculer le rapport C/(N + I ) (dB) ainsi que les statistiques cumulatives pour un scnario de brouillagedonn. Les rsultats de ces simulations sont repris dans les Tableaux 4 et 5 suivants sous forme de distributionscumulatives respe

47、ctivement pour le rcepteur dabonn et pour le rcepteur daccs.TABLEAU 4Distribution cumulative du rapport C/(N + I ); rcepteur dabonn;deux constellations de systmes brouilleursFrquence centrale(MHz)P(dB)137,4 ou 137,6 +0,9137,3 ou 137,7 +3,6137,2 ou 137,8 +9137,1 ou 137,9 +20137,05 ou 137,95 +36,7137 ou 138 +27,8Pourcentage de tempsDure(min)C/(N + I )(dB)0,009259 0 70,099537 117 80,300154 260 90,612654 405 101,165895 717 112,9375 2 296 127,560957 5 992 1315,401235 10 161 1427,331018 15 461 1544,216049 21 883 1663,891975 25 500 1778,9