ITU-R M 1747 FRENCH-2006 Protection of the Earth exploration-satellite service (EESS) (passive) in the band 1 400-1 427 MHz from unwanted emissions of MSS feeder links that may opepace.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1747 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1747*Protection du service dexploration de la Terre par satellite (passif) dans la bande 1 400-1 427 MHz contre les rayonnements non dsirs des liaisons de connexion du service mobile par satellite exploites dans les bandes 1 390-1 392 MHz (Terre vers espac

2、e) et 1 430-1 432 MHz (espace vers Terre) (2006) Domaine de comptence La prsente Recommandation fixe, pour la protection des satellites du SETS (passif) fonctionnant dans la bande 1 400-1 427 MHz, des niveaux de puissance dmission de rayonnements non dsirs par les liaisons de connexion du service mo

3、bile par satellite (SMS) (espace vers Terre) dans la bande 1 430-1 432 MHz et les liaisons de connexion du SMS (Terre vers espace) dans la bande 1 390-1 392 MHz. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la CMR-03 a fait par le numro 5.339A du Rglement des radiocommunications (RR)

4、 une attribution provisoire, titre secondaire, au SFS pour les liaisons de connexion du service mobile par satellite (SMS) exploites dans les bandes 1 390-1 392 (Terre vers espace) et 1 430-1 432 MHz (espace vers Terre); b) que lutilisation de ces attributions est limite aux liaisons de connexion de

5、s rseaux satellite non gostationnaires du SMS ayant des liaisons de service au-dessous de 1 GHz, et que la Rsolution 745 (CMR-03) sapplique; c) que la bande 1 400-1 427 MHz est attribue au service dexploration de la Terre par satellite (SETS) (passif), au service de radioastronomie et au service de

6、recherche spatiale (passif) titre primaire dans toutes les Rgions, et que le numro 5.340 du RR sapplique galement la bande 1 400-1 427 MHz; d) que la Rsolution 745 (CMR-03) prvoit la ralisation dtudes de compatibilit, comprenant des mesures des missions provenant dquipements susceptibles dtre utilis

7、s dans des systmes oprationnels, afin de dmontrer que les systmes du SMS utilisant cette bande satisfont tous les critres de protection des services passifs dans la bande 1 400-1 427 MHz; e) que la bande 1 400-1 427 MHz convient tout fait au SETS (passif) pour la mesure de lhumidit du sol, de la sal

8、init la surface des mers et de la biomasse de la vgtation; *Cette Recommandation a t labore conjointement par les Commissions dtudes 7 et 8 des radiocommunications, et toute future rvision sera galement faite conjointement. 2 Rec. UIT-R M.1747 f) que la Recommandation UIT-R RS.1029 tablit les critre

9、s de protection pour le SETS (passif); g) que la Recommandation UIT-R M.1184 tablit les caractristiques techniques des systmes mobiles par satellite dans les bandes de frquences au-dessous de 3 GHz, employer pour tablir les critres dutilisation en partage entre le SMS et dautres services; h) que les

10、 tudes consacres aux liaisons de connexion du SMS (Terre vers espace), mentionnes dans les Annexes 1 et 2, ont conclu que le critre le mieux adapt pour protger le SETS (passif) serait une spcification de la densit spectrale de la puissance des rayonnements non dsirs applicable aux stations de liaiso

11、ns de connexion du SMS dans la bande 1 400-1 427 MHz; j) quil est recommand de prvoir une marge de 2 dB environ en plus des valeurs obtenues pour une probabilit de brouillage de 0,05% afin de tenir compte du fait quon pourra tudier seulement un nombre limit de combinaisons de liaisons de connexion e

12、t de capteurs passifs et que les caractristiques vritables du SMS pourront diffrer lgrement de celles qui auront t retenues dans les tudes, notant a) que la rduction des rayonnements non dsirs des niveaux garantissant une protection adquate des services passifs dans la bande 1 400-1 427 MHz est fais

13、able au moyen de techniques de traitement de la bande de base pour des combinaisons types de dbits binaires et de techniques de modulation sans filtre particulier en aval de lamplificateur de puissance; b) quil est possible dutiliser un filtre additionnel en aval de lamplificateur de puissance lorsq

14、ue le traitement de la bande de base vis lalina a) du notant ci-dessus nest pas suffisant pour atteindre les niveaux voulus de rayonnements non dsirs; c) que le niveau des rayonnements non dsirs lentre de lantenne du satellite de liaisons de connexion du SMS ncessaire pour protger le service de radi

15、oastronomie est infrieur celui fix lalina 1 du recommande (voir la Recommandation UIT-R M.1748), recommande 1 que pour protger le service dexploration de la Terre par satellite (passif) dans la bande 1 400-1 427 MHz, les rayonnements non dsirs des liaisons de connexion du SMS ne dpassent pas les niv

16、eaux de puissance ci-dessous dans la bande 1 400-1 427 MHz: 63 dBW lentre de lantenne de la station terrienne pour les liaisons de connexion du SMS (Terre vers espace) fonctionnant dans la bande 1 390-1 392 MHz; 46 dBW lentre de lantenne du satellite pour les liaisons de connexion du SMS (espace ver

17、s Terre) fonctionnant dans la bande 1 430-1 432 MHz. Rec. UIT-R M.1747 3 Annexe 1 Protection des capteurs du service dexploration de la Terre par satellite (passif) dans la bande 1 400-1 427 MHz par rapport aux liaisons de connexion du service mobile par satellite exploites dans le SFS aux environs

18、de 1 400 MHz 1 Caractristiques techniques du satellite capteur passif du SETS Les frquences situes proximit de 1 400 MHz conviennent tout particulirement pour mesurer le degr dhumidit du sol, la salinit la surface des mers et la biomasse de la vgtation. La NASA met actuellement au point un instrumen

19、t pour mesurer la salinit la surface des mers (mission Aquarius) qui procdera des mesures dans la totalit de la bande hyperfrquence passive en question (1 400 1 427 MHz), ainsi quun autre instrument pour mesurer le degr dhumidit du sol (mission HYDROS) dans la bande 1 400-1 427 MHz. Les caractristiq

20、ues techniques des satellites de dtection passive Aquarius et HYDROS sont rsumes dans le Tableau 1. TABLEAU 1 Paramtres des capteurs passifs Aquarius et HYDROS Paramtre Aquarius HYDROS Gain maximum dantenne (pour chaque faisceau) (dBi) 31,1 35 Largeur de faisceau de 3 dB (pour chaque faisceau) (degr

21、s) 5,5 2,6 Polarisation dantenne Horizontale et verticale Horizontale et verticale Faisceau 1 En travers de trajectoire: 37,2 Le long de trajectoire: 4,8 Faisceau 2 En travers de trajectoire: 28,9 Le long de trajectoire: 9,5 Pointage de lantenne (degrs par rapport au nadir) Faisceau 3 En travers de

22、trajectoire: 20,7 Le long de trajectoire: 4,8 40 par rapport au nadir Lantenne balaie aux environs du nadir 6 rpm avec un temps dchantillonnage de 72 ms/cellule Orbite Altitude de 600 km Inclinaison de 98 Altitude de 670 km Inclinaison de 98 Largeur de bande du rcepteur (3 dB) (MHz) 25 27 Niveau de

23、brouillage admissible (dB(W/27 MHz) 174 174 dB(W/27 MHz) Pourcentage du temps pendant lequel le niveau de brouillage peut tre dpass (%) 0,1 0,1 4 Rec. UIT-R M.1747 Aquarius aura pour mission scientifique dobserver et de modliser les processus mettant en rapport les variations de la salinit avec les

24、changements climatiques dans les cycles hydrologiques, et ce au niveau mondial, et de comprendre comment ces variations influent sur la circulation ocanique gnrale; lobjectif scientifique de HYDROS sera de mesurer le degr dhumidit du sol, variable fondamentale du cycle hydrologique, dont linfluence

25、est importante en termes dvaporation, dinfiltration et de ruissellement. HYDROS utilise une antenne balayage dsaxe de 40 par rapport au nadir; son diagramme de gain est illustr la Fig. 1. Aquarius utilise un radiomtre balayage transversal trois faisceaux de dtection, dont chacun prsente un diagramme

26、 de gain semblable celui de HYDROS. Chaque faisceau reprsente un seul pixel avec un temps dintgration moyen de 10 s. FIGURE 1 Diagramme dantenne de HYDROS 2 Caractristiques techniques du systme SMS On envisge dutiliser les bandes 1 390-1 392 MHz et 1 430-1 432 MHz pour assurer des liaisons de connex

27、ion entre des satellites du service mobile non gostationnaires et des stations terriennes fixes situes dans le monde entier. Ces liaisons permettraient de transmettre et recevoir des donnes destination ou en provenance dune constellation de satellites du SMS, et assureraient en outre des fonctions d

28、e tlmesure, de poursuite et de commande (TPC). Quatre constellations du SMS comprenant 128 satellites ont t prises en considration dans le cadre de la prsente tude, comme lillustre le Tableau 2. Les paramtres pour les constellations L, M, Q et S ont t tirs de lAnnexe 2 de la Recommandation UIT-R M.1

29、184; le nombre et linclinaison des satellites de la constellation Q ont t lgrement modifis pour les rendre conformes aux systmes rellement prvus: aux fins de la prsente tude, le nombre de satellites a t ramen de 32 26 et linclinaison de 24 des 26 satellites a t porte de 51 66. Les caractristiques te

30、chniques des liaisons de connexion Terre vers espace et espace vers Terre du SMS utilises aux fins de la prsente tude sont dcrites respectivement dans les Tableaux 3 et 4. On a pris comme hypothse quelles taient identiques pour les quatre constellations SMS, et elles ont t empruntes diffrentes tudes

31、 de partage menes par lUIT-R. A gauche de la Fig. 2 est illustr le diagramme de gain de lantenne de liaison de connexion, polarise circulairement, du satellite SMS non OSG utilis aux fins de la prsente tude pour les deux fonctions dmission et de rception; droite est illustr le diagramme de gain de l

32、antenne de Rec. UIT-R M.1747 5 la station terrienne SMS, tir de lAnnexe III, Appendice 8 du RR. Chaque constellation SMS tant prise en charge par 15 stations terriennes, distribues aux quatre coins de la plante sur des sites reprsentatifs, on a au total 60 stations terriennes. TABLEAU 2 Caractristiq

33、ues des constellations SMS Recommandation UIT-R M.1184 Constellation L Constellation M Constellation S Constellation Q(1)Nombre de satellites 48 48 6 26 Altitude (km) 950 825 775 692 1 000 Inclinaison (degrs) 50 45 0 70, 108 98 66 83 Plans orbitaux 8 3 1 2 2 6 2 Satellites par plan 6 8 3 4 1 (1)Le n

34、ombre de satellites composant la constellation Q a t ramen de 32 26 aux fins de la prsente tude et linclinaison de 24 des 26 satellites a t porte de 51 66 dans un souci de conformit avec la constellation utilise dans le Document 7C/8. TABLEAU 3 Caractristiques des liaisons de connexion Terre vers es

35、pace Paramtre Valeur Nombre de stations terriennes 15 par constellation SMS, soit au total 60 Emplacement des stations terriennes Aux 4 coins de la plante pour chaque constellation Gain maximal de lantenne dmission (dBi) 30 Largeur du faisceau 3 dB (degrs) 5 Plancher du gain (dBi) 1,5 Diagramme dant

36、enne Annexe III, Appendice 8 du RR Polarisation dantenne Circulaire droite Pointage de lantenne (degrs) Trajectoires les plus proches du satellite des lvations entre 5 et 90 Puissance dmission 10 W par 100 kHz Affaiblissement de ligne (dB) 1 Modulation MDMG(1), MDP-4-0(2), MDP-8(2), MAQ-16(2)Largeur

37、 de bande du canal (kHz) 100, 300 et 855 MDMG: modulation de dphasage minimal avec filtrage gaussien (1)Avec filtrage gaussien bande de base, o BTb= 0,5. (2)Avec filtrage en racine de cosinus carr surlev dans la bande de base, o BTs= 1,0. 6 Rec. UIT-R M.1747 TABLEAU 4 Caractristiques des liaisons de

38、 connexion espace vers Terre Paramtres Valeur Gain maximal de lantenne dmission Voir la Fig. 2 Plancher du gain (dB) 6 Polarisation dantenne Circulaire droite Pointage de lantenne Fixe, zone de couverture de 4 000 km environ Puissance dmission 1 W par 100 kHz Affaiblissement de ligne (dB) 1 Modulati

39、on MDMG(1), MDP-4-0(2), MDP-8(2), MAQ-16(2)Largeur de bande du canal (kHz) 100, 300, 855 (1)Avec filtrage gaussien en bande de base, o BTb= 0,5. (2)Avec filtrage en racine de cosinus carr surlev en bande de base, o BTs= 1,0. FIGURE 2 Diagramme dantenne dmission et de rception ( gauche) des satellite

40、s du SMS non OSG et ( droite) des stations terriennes 3 Analyse du brouillage 3.1 Considrations gnrales Le modle de brouillage dynamique fait intervenir quatre systmes SMS comprenant 128 satellites et 60 stations terriennes. Avec le modle de simulation, on a calcul les fonctions de distribution cumu

41、latives (FDC) de la puissance de brouillage dans un mme canal produite par un ensemble de liaisons montantes et de liaisons descendantes dun systme SMS, et par un ensemble de toutes les liaisons montantes et descendantes des systmes SMS lentre du rcepteur de dtection passive. A chaque tape de la sim

42、ulation, le modle a calcul la puissance totale la sortie dun seul faisceau dantenne de dtection produite par toutes les liaisons montantes et descendantes SMS visibles et actives, les rsultats tant ensuite tris par segments de 1,0 dB de rsolution en vue du trac des FDC. Les simulations ont utilis de

43、s intervalles de 1 s pour Aquarius et de 50 ms pour HYDROS afin de garantir un bon chevauchement avec le temps dchantillonnage par cellule des faisceaux de dtection. Les simulations ont t ralises pendant une dure correspondant une priode de 14 jours en temps rel. Rec. UIT-R M.1747 7 Le niveau de pui

44、ssance de brouillage I (dBW) la sortie de lantenne de dtection passive a t calcul au moyen de lquation suivante: ()atmprttLLGRfGLPI l += )log(2044,32log10 (1) o: tP : puissance de lmission brouilleuse (W) lL : affaiblissement de ligne de lmetteur tG : gain de lantenne brouilleuse dans la direction d

45、e la station victime (dBi) f : frquence de rception de la station victime (MHz) R : distance oblique entre le brouilleur et la station victime (km) rG : gain de lantenne de la station victime dans la direction du brouilleur (dBi) pL : perte de discrimination la polarisation atmL : affaiblissement pa

46、r absorption atmosphrique (dB). On a utilis une valeur de 0 dB pour laffaiblissement d labsorption atmosphrique (air sec et vapeur deau) et une valeur de 1,4 dB pour la perte de discrimination la polarisation due une antenne de dtection passive polarise linairement et une antenne du SMS polarise cir

47、culairement. Pour ces calculs, on a suppos que toutes les liaisons SMS fonctionnaient sur la mme frquence et se situaient lintrieur de la largeur de bande des dtecteurs passifs. Toutes les simulations ont t ralises 1 400 MHz et ont employ des niveaux de puissance dmission associs une largeur de band

48、e dun canal de 100 kHz. Il convient dobserver que pour des largeurs de bande de canal de 300 kHz et de 855 kHz les tracs des FDC donneront des niveaux de brouillage plus levs, car les niveaux de puissance dmission des liaisons Terre vers espace et espace vers Terre auront t rduits dchelle en fonction de la largeur de bande du canal. Pour dterminer la puis