ITU-R M 1459 FRENCH-2000 PROTECTION CRITERIA FOR TELEMETRY SYSTEMS IN THE AERONAUTICAL MOBILE SERVICE AND MITIGATION TECHNIQUES TO FACILITATE SHARING WITH GEOSTATIONARY BROADCASTINTHE .pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1459 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1459*CRITRES DE PROTECTION APPLICABLES AUX SYSTMES DE TLMESURE DU SERVICE MOBILE ARONAUTIQUE ET TECHNIQUES DE RDUCTION DES BROUILLAGES PROPRES FACILITER LE PARTAGE AVEC LES SERVICES DE RADIODIFFUSION PAR SATELLITE GOSTATIONNAIRE ET MOBILE PAR SATELLITE GOS

2、TATIONNAIRE DANS LES BANDES DE FRQUENCES 1 452-1 525 MHz ET 2 310-2 360 MHz (Question UIT-R 62/8) (2000) Rec. UIT-R M.1459 LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quen Rgion 2, les attributions de frquences au service mobile aronautique pour la tlmesure ont un statut primaire dans l

3、a bande 1 435-1 525 MHz et ont priorit sur dautres services mobiles en application du numro S5.343 du RR; b) que la CAMR-92 a fait une attribution additionnelle dans la bande 1 429-1 535 MHz, titre primaire, au service mobile aronautique pour le Blarus, la Fdration de Russie et lUkraine, attribution

4、 qui doit tre utilise exclusivement pour la tlmesure aronautique, sous rserve du numro S5.342 du RR; c) que conformment la dcision de la CMR-95, aux Etats-Unis dAmrique, les stations de tlmesure du service mobile aronautique ont un statut primaire dans la bande 2 300-2 390 MHz et ont la priorit sur

5、les autres services mobiles, en application du numro S5.394 du RR; d) quau Canada, les stations de tlmesure du service mobile aronautique ont un statut primaire dans la bande 2 300-2 483,5 MHz et ont priorit sur les autres services mobiles, conformment au numro S5.394 du RR; e) quen France, les assi

6、gnations de frquence aux stations de tlmesure du service mobile aronautique ont un statut primaire dans la bande 2 310-2 360 MHz et ont priorit sur dautres services mobiles, conformment au numro S5.395 du RR; f) quen Europe les futurs quipements de tlmesure aroports devraient se caler essentiellemen

7、t sur la bande de frquences 2 300-2 400 MHz; g) que la bande 1 492-1 525 MHz a t attribue au SMS (espace vers Terre) en Rgion 2 compte tenu des dispositions des numros S5.348 et S5.348A du RR; h) que la CAMR-92 a attribu la bande 1 452-1 492 MHz titre primaire au SRS (radiodiffusion sonore numrique

8、(DSB) (voir la Note 1) et au service de radiodiffusion (DSB) sous rserve des dispositions des numros S5.345 et S5.347 du RR; j) que la CAMR-92 a attribu, titre primaire, aux Etats-Unis dAmrique, en Inde et au Mexique, la bande 2 310-2 360 MHz au SRS (DSB) et au service de radiodiffusion (DSB) (attri

9、bution additionnelle), conformment au numro S5.393 du RR; k) que dans la bande 1 452-1 525 MHz, la CAMR-92 a accept de faire une attribution de remplacement titre primaire aux services fixe et mobile aux Etats-Unis dAmrique, conformment au numro S5.344 du RR; l) quau Japon, dans la bande 1 492-1 525

10、 MHz, la CMR-95 a adopt un seuil de coordination de 150 dB(W/m2) dans une bande quelconque large de 4 kHz pour tous les angles dincidence afin de protger les services mobiles terrestres spcialiss, conformment au numro S5.348A du RR; m) quune coordination est requise aux termes du numro S9.11A du RR

11、et de la Rsolution 528 (CAMR-92); n) quaux termes des Rsolutions 528 (CAMR-92) et 213 (Rv.CMR-95) lUIT-R est invite procder aux tudes ncessaires avant la prochaine CMR comptente; o) que lUIT-R a engag dautres tudes pour dterminer la probabilit de brouillage caus aux stations de tlmesure du service m

12、obile aronautique qui pourrait conduire ladoption de valeurs de protection moins strictes et que ces tudes devraient se poursuivre; _ *La prsente Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 6 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R M.1459 p) que les caractristiques des stations de

13、 tlmesure du service mobile aronautique sont trs diverses et que, pour certaines de ces stations, les valeurs des critres de protection peuvent tre moins strictes que celles indiques dans le recommande, recommande 1 de dterminer comme suit les valeurs ncessaires pour assurer la protection des systme

14、s de tlmesure du service mobile aronautique dans la bande 1 452-1 525 MHz utilise en partage avec les satellites gostationnaires du SRS (DSB) ou du SMS (voir la Note 4): pour tout satellite gostationnaire visible par une station rceptrice de tlmesure du service mobile aronautique, la valeur de prote

15、ction correspond une valeur de puissance surfacique, releve au niveau de la station de rception de tlmesure, dans une bande quelconque de 4 kHz et pour toutes les mthodes de modulation de: 181,0 dB(W/m2) pour 0 4 193,0 + 20 log dB(W/m2) pour 4 20 213,3 + 35,6 log dB(W/m2) pour 20 60 150,0 dB(W/m2) p

16、our 60 90 o est langle dincidence (degrs au-dessus du plan horizontal); 2 de dterminer comme suit les valeurs ncessaires pour assurer la protection des systmes de tlmesure du service mobile aronautique dans la bande 2 310-2 360 MHz utilise en partage avec le SRS (DSB) (voir la Note 4): pour tout sat

17、ellite gostationnaire visible par une station rceptrice de tlmesure du service mobile aronautique, la valeur de protection correspond une valeur de puissance surfacique, releve au niveau de la station rceptrice de tlmesure, dans une bande quelconque de 4 kHz et pour toutes les mthodes de modulation

18、de: 180,0 dB(W/m2) pour 0 2 187,1 + 23,66 log dB(W/m2) pour 2 11,5 162 dB(W/m2) pour 11,5 90 o est langle darrive (degrs au-dessus du plan horizontal); 3 dutiliser ventuellement les mthodes de calcul et les techniques de rduction des brouillages indiques dans les Annexes 1 et 2 pour dterminer la pro

19、babilit de brouillage caus aux systmes de tlmesure du service mobile aronautique. NOTE 1 DSB renvoie la radiodiffusion audionumrique, voir les numros S5.345 et S5.393 du RR. NOTE 2 Lexemple de calcul utilis pour obtenir les valeurs de protection (voir Annexe 1) correspond au cas le plus dfavorable.

20、Le recours aux techniques de rduction des brouillages (voir Annexe 2) permettra peut-tre de faciliter le partage. NOTE 3 Etant donn que les aspects scurit de la vie doivent tre pris en ligne de compte avec les systmes de tlmesure du service mobile aronautique et quil semble ne pas tre possible dutil

21、iser efficacement le spectre attribu au SRS (sonore) par la CAMR-92, lattention est attire sur les tudes actuellement menes dans le cadre de la Question UIT-R 204/10 (voir la Recommandation UIT-R BO.1383). NOTE 4 Les administrations sont encourages prsenter des informations lUIT-R concernant les obj

22、ectifs de qualit et de disponibilit pour le service mobile de tlmtrie aronautique en vue dlaborer une Recomman-dation UIT-R approprie. ANNEXE 1 Calcul des niveaux de puissance surfacique rayonne par des missions de satellites gostationnaires et brouillant les systmes de tlmesure du service mobile ar

23、onautique 1 Introduction Les analyses et rsultats prsents dans les sections qui suivent sont destins faciliter le calcul du brouillage caus aux systmes de tlmesure du service mobile aronautique. Rec. UIT-R M.1459 3 2 Dtermination de valeurs On peut utiliser dune manire gnrale la mthode expose ci-apr

24、s mais les valeurs numriques correspondent la bande 1 452-1 525 MHz. 2.1 Caractristiques des systmes de tlmesure Les caractristiques gnrales des systmes de tlmesure donnes dans le Rapport de la RPC la CAMR-92 sont les suivantes. Les oprations de tlmesure et de tlcommande aronautiques sont utilises p

25、our les essais en vol dengins arospatiaux habits ou non. Ces engins sont tests leurs limites nominales, ce qui rend la scurit des vols tributaire de la fiabilit des informations reues en temps rel. En cas dessais aux limites nominales, laffaiblissement du niveau du signal peut dpasser 30 dB en raiso

26、n des zros dans le diagramme de rayonnement de lantenne de laronef causs par les variations de lattitude de laronef. Rapport C/N requis: 9-15 dB Puissance de lmetteur: 2-25 W Type de modulation: MIC/MF Longueur du trajet dmission: jusqu 320 km Temprature de bruit du systme de rception: 200-500 K Gai

27、n de lantenne de rception: 20-41 dB Niveau des premiers lobes latraux de lantenne de rception pour deux antennes: 10 m (diamtre): 20 dBi (gain dantenne) 2,4 (depuis le centre) 2,44 m (diamtre): 7-14 dBi (gain dantenne) 10 (depuis le centre) On utilise plusieurs diamtres dantenne pour des gains compr

28、is entre 20 et 41 dB. On utilise la polarisation circulaire lvogyre et dextrogyre ainsi que la polarisation rectiligne. Les assignations de canaux se font par incrment de 1 MHz. Les largeurs de bande sont de 1, 3 et 5 MHz, pour des missions types; elles sont plus larges pour la vido et dautres mesur

29、es complexes. Le volume spatial maximal pour un site rcepteur de tlmesure est par dfinition un cylindre horizontal de 320 km de rayon autour du site, dont la limite infrieure est dtermine par la visibilit et la limite suprieure par une altitude de 20 km. Le volume spatial minimum pour une mission pa

30、rticulire est par dfinition un cylindre vertical de 20 km de rayon, compris dans les limites du volume spatial maximum, et dont les limites infrieure et suprieure sont les mmes que celles du volume spatial maximum. On utilise une poursuite continue RF couple des techniques de balayage monoimpulsion

31、et conique. On utilise des antennes de 2,44 m et 10 m de diamtre. La Fig. 1 donne les valeurs du gain mesures pour trois antennes de 2,44 m. Etant donn que ces antennes suivent un engin mobile de sorte que le gain de lantenne en direction dun satellite gostationnaire est variable, le gain dans les l

32、obes latraux et les lobes arrires est dpass ou non pendant 50% du temps. Le diagramme composite ci-aprs est labor sur cette base pour des gains dantenne compris entre 29 dB et 41,2 dB. Gf7Gf7Gf8Gf6Ge7Ge7Ge8Ge6+=1,9521,952sinlog202,41)(G dBi pour 0 0,94 (1a) = log201,35)(G dBi pour 0,94 3,82 (1b) Gf7

33、Gf7Gf8Gf6Ge7Ge7Ge8Ge6+=0,4790,479sinlog2029)(G dBi pour 3,82 5,61 (1c) = log75,1827,27)(G dBi pour 5,61 12,16 (1d) = log2505,34)(G dBi pour 12,16 48 (1e) 8)( =G dBi pour 48 180 (1f) 4 Rec. UIT-R M.1459 Les valeurs de 1,952 et 0,479 associes langle sont exprimes en radians. Les antennes dmission de t

34、lmesure sont montes sur des aronefs et, thoriquement, sont des lments rayonnants isotropes afin de couvrir tous les angles de rayonnement possibles en direction de la station de tlmesure rceptrice. Toutefois, dans la pratique, les rflexions multiples et loccultation imputables aux aronefs entranent

35、des variations importantes du diagramme de gain. Les rflexions multiples se traduisent gnralement par une distribution des vanouissements de Raleigh et les fonctions de gain mesures ont montr que cest approximativement le cas dans la Fig. 2. Si lon utilise la Fig. 2 pour un cas proche du cas le plus

36、 dfavorable, effets de propagation compris, la probabilit (intervalle de temps), P1, pendant lequel un gain donn, G1, nest pas dpass sexprime comme suit: P1(G G1) = (1 e3,46 G1)1,25(numriques) (2) On observe des distributions correspondant un exposant de (5G1). Le rapport C/N reu et la puissance de

37、la porteuse, C releve la sortie de lantenne rceptrice de tlmesure sont proportionnels cette fonction. 1459-01302010010200 5 10 15 20 25 30 35 407FIGURE 1Donnes mesures sur antennes de 2,44 m de diamtreDegrs hors axe ()Gain(dBi)Site 1Site 2Site 350% du lobe latral34,05 25 log 29 + 20 logsin 0,479 0,4

38、79 FIGURE 1 M.1459-01 Rec. UIT-R M.1459 5 1459-02G1(dBi)10 0 10 20 30 40 5010525104252510310210125251Probabilitque G1ne soitpasdpassType dantenne N 1Type dantenne N 2Type dantenne N 3FIGURE 2Gains dantenne mettrice de tlmesure daronef, G1(1 e3,46G )1,251FIGURE 2/M.1459-2 2.2 Brouillage caus par des

39、satellites gostationnaires 2.2.1 Fonction gain-temps du brouillage Si lon suppose que lantenne de tlmesure peut tre pointe en un point quelconque de son hmisphre de visibilit, la probabilit cumulative, P2, quun satellite gostationnaire, vu depuis la station rceptrice de tlmesure, se situe dans un ra

40、yon de est la suivante: P2= (1 cos ) pour 0 /2 (3) 6 Rec. UIT-R M.1459 Langle dans lquation (1) est le mme que celui dans lquation (3). Ainsi, en combinant les quations (1) et (3), on peut tablir des relations fonctionnelles de la probabilit (intervalle de temps) que le gain de lantenne rceptrice de

41、 tlmesure, G, en direction du satellite soit gal ou suprieur une valeur donne, G2, comme indiqu dans la Fig. 3. Le rapport I/N reu et la puissance brouilleuse, I, sont proportionnels aux fonctions donnes dans la Fig. 3. Dans le cas dun satellite gostationnaire, langle dincidence du brouillage au niv

42、eau dune station rceptrice de tlmesure est fixe. Les variations de pointage de lantenne rceptrice de tlmesure sont le seul lment alatoire. Les essais daronefs seffectuent souvent au-dessus de leau ou dans des lieux inhabits pour viter de mettre en danger la vie dtres humains ou des biens en cas de c

43、atastrophe avec laronef soumis lessai, ce qui limite les angles dazimut pour ces essais. Il y a aussi des limitations minimales aux variations de langle de pointage en azimut et en lvation de lantenne de rception de tlmesure qui dcoulent du volume spatial minimum (voir le 2.1). FIGURE 3 1459-3 1459-

44、031032525 2510125 2511021041055001040302010G1(dBi)Probabilit que G2soit dpassFIGURE 3Probabilit de gain dantenne rceptrice de tlmesure, G22.2.2 Analyse du rapport C/I Etant donn que lquation (2) est proportionnelle C et que les fonctions de la Fig. 3 sont proportionnelles I, il est possible de dterm

45、iner la probabilit de C/I, laquelle est proportionnelle : )()/()/()/(2211GG“PGGPICICPc (4) o (C/I)cest une valeur choisie. Les crochets indiquent la fonction de probabilit cumulative commune. Les fonctions C et I sont indpendantes puisquelles rsultent de sources indpendantes. Les intgrations indique

46、s ont t effectues pour diverses gammes limites de valeurs de P2qui correspond des zones volumiques limites en stradians, S, o le satellite se situe dans les limites du volume spatial minimum dfini dans le 2.1. Ces intgrations sexpriment comme suit: )()/()/(1122123GGPGG“PGGGP = (5) Le rapport (C/I) d

47、ans lquation (4) sexprime normalement relativement au rapport (C/N); puisque la perte de disponibilit est la principale proccupation, il sexprime relativement au seuil (C/N)Tcomme suit: (C/I) (C/N)T(P4/P3) (6) Rec. UIT-R M.1459 7 o: P4 : probabilit associe (C/N)T, fixe gale P(G) P3 : probabilit associe (C/I