ITU-R P 1815-1 FRENCH-2009 Differential rain attenuation《雨致差分衰减》.pdf

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1、 Recommandation UIT-R P.1815-1(10/2009)Affaiblissement diffrentiel d la pluieSrie PPropagation des ondes radiolectriquesii Rec. UIT-R P.1815-1 Avant-propos Le rle du Secteur des radiocommunications est dassurer lutilisation rationnelle, quitable, efficace et conomique du spectre radiolectrique par t

2、ous les services de radiocommunication, y compris les services par satellite, et de procder des tudes pour toutes les gammes de frquences, partir desquelles les Recommandations seront labores et adoptes. Les fonctions rglementaires et politiques du Secteur des radiocommunications sont remplies par l

3、es Confrences mondiales et rgionales des radiocommunications et par les Assembles des radiocommunications assistes par les Commissions dtudes. Politique en matire de droits de proprit intellectuelle (IPR) La politique de lUIT-R en matire de droits de proprit intellectuelle est dcrite dans la Politiq

4、ue commune de lUIT-T, lUIT-R, lISO et la CEI en matire de brevets, dont il est question dans lAnnexe 1 de la Rsolution UIT-R 1. Les formulaires que les titulaires de brevets doivent utiliser pour soumettre les dclarations de brevet et doctroi de licence sont accessibles ladresse http:/www.itu.int/IT

5、U-R/go/patents/fr, o lon trouvera galement les Lignes directrices pour la mise en oeuvre de la politique commune en matire de brevets de lUIT-T, lUIT-R, lISO et la CEI et la base de donnes en matire de brevets de lUIT-R. Sries des Recommandations UIT-R (Egalement disponible en ligne: http:/www.itu.i

6、nt/publ/R-REC/fr) Sries Titre BO Diffusion par satellite BR Enregistrement pour la production, larchivage et la diffusion; films pour la tlvision BS Service de radiodiffusion sonore BT Service de radiodiffusion tlvisuelle F Service fixe M Services mobile, de radioreprage et damateur y compris les se

7、rvices par satellite associs P Propagation des ondes radiolectriques RA Radio astronomie RS Systmes de tldtection S Service fixe par satellite SA Applications spatiales et mtorologie SF Partage des frquences et coordination entre les systmes du service fixe par satellite et du service fixe SM Gestio

8、n du spectre SNG Reportage dactualits par satellite TF Emissions de frquences talon et de signaux horaires V Vocabulaire et sujets associs Note: Cette Recommandation UIT-R a t approuve en anglais aux termes de la procdure dtaille dans la Rsolution UIT-R 1. Publication lectronique Genve, 2010 UIT 201

9、0 Tous droits rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-R P.1815-1 1 RECOMMANDATION UIT-R P.1815-1 Affaiblissement diffrentiel d la pluie (Question UIT-R 208/3) (2007-2009) Champ dapplication La prse

10、nte Recommandation permet de prvoir les statistiques conjointes de laffaiblissement diffrentiel d la pluie entre un satellite et deux emplacements la surface de la Terre. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil est ncessaire davoir des techniques appropries permettant de prvoir

11、 laffaiblissement diffrentiel d la pluie sur les trajets entre un seul satellite et plusieurs emplacements la surface de la Terre, aux fins des analyses de partage; b) que lon dispose destimations de la corrlation spatiale du taux de prcipitation; c) que des mthodes ont t mises au point pour prvoir

12、laffaiblissement diffrentiel d la pluie entre trajets espace vers Terre, recommande 1 dutiliser les mthodes dcrites dans lAnnexe 1 pour prvoir laffaiblissement diffrentiel d la pluie sur des trajets entre un seul satellite et plusieurs emplacements la surface de la Terre. Annexe 1 Description de la

13、mthode de prvision de laffaiblissement diffrentiel d la pluie 1 Introduction La mthode dcrite dans la prsente Annexe permet de prvoir les statistiques conjointes de laffaiblissement diffrentiel d la pluie sur les trajets entre un satellite et deux emplacements la surface de la Terre. Elle est utilis

14、e pour les frquences allant jusqu 55 GHz, pour des angles dlvation de plus de 10 environ et pour des sites spars par une distance comprise entre 0 et au moins 250 km. Cette mthode tient compte des caractristiques statistiques et temporelles relatives aux dimensions des cellules de pluie, de lintensi

15、t des prcipitations ainsi que du mouvement des cellules de pluie qui se rapportent laffaiblissement diffrentiel d la pluie. 2 Rec. UIT-R P.1815-1 FIGURE 1 Gomtrie de laffaiblissement diffrentiel La gomtrie est illustre sur la Fig. 1 dans laquelle A1et A2sont respectivement laffaiblissement d la plui

16、e sur le trajet 1 et sur le trajet 2. La statistique souhaite est la probabilit conjointe pour que laffaiblissement sur le premier trajet, A1, se situe entre a et b et que laffaiblissement sur le second trajet, A2, soit infrieur ou gal A1 c; en dautres termes cAAbAa 121,Pr . Cette probabilit conjoin

17、te est reprsente graphiquement sur la Fig. 2 comme tant la probabilit intgre dans la zone ombre. FIGURE 2 Distribution de probabilit conjointe souhaite Une bonne approximation de la probabilit conjointe lintrieur de la zone ombre de la Fig. 2 peut tre donne par la somme des probabilits intgres lintr

18、ieur des zones rectangulaires verticales troites illustres sur la Fig. 3. Rec. UIT-R P.1815-1 3 FIGURE 3 Approximation de la distribution de probabilit conjointe souhaite La probabilit conjointe lintrieur de la rgion ombre sur la Fig. 3 peut tre calcule comme tant la diffrence entre la probabilit co

19、njointe lintrieur de la rgion ombre sur la Fig. 4 et la probabilit conjointe lintrieur de la rgion ombre sur la Fig. 5. FIGURE 4 ()()bAaA 11PrPr 4 Rec. UIT-R P.1815-1 FIGURE 5 =+niciaAiaAciaAiaA12121)1(,2)1( Pr)1(,2)1( PrIl ressort des Fig. 4 et 5 quune bonne approximation de la probabilit conjointe

20、 cAAbAa 121,Pr est donne par: Pra A1 b, A2 A1 c = Pr (A1 a) Pr(A1 b) =+niciaAiaAciaAiaA12121)1(,2)1(Pr)1(,2)1(Pr o: nab= et le nombre de points, n, est choisi de faon que lapproximation soit suffisamment prcise. Une taille de pas, , de 0,01 dB permet gnralement davoir une prcision suffisante. Cette

21、mthode peut aussi tre utilise pour calculer dautres probabilits conjointes souhaites. Par exemple, la probabilit conjointe dAbAa 21,Pr indique dans la rgion ombre sur la Fig. 6 est: ()()()()dAbAdAaAbAaAdAbAa =21211121,Pr,PrPrPr,Pr Rec. UIT-R P.1815-1 5 FIGURE 6 dAbAa 21,Pr 2 Statistiques annuelles d

22、e laffaiblissement diffrentiel Si lon a besoin de statistiques annuelles de laffaiblissement diffrentiel, on peut calculer la probabilit bAaA 21,Pr laide de la mthode de prvision dcrite dans lAnnexe 2. Pour ce faire, on ajuste les affaiblissements dus la pluie pour un seul site en fonction des proba

23、bilits doccurrence annuelles aA 1Pr et bA 2Pr des distributions de probabilit log-normales. On peut prvoir laffaiblissement d la pluie en fonction de la probabilit doccurrence annuelle en utilisant la mthode dcrite au 2.2.1.1 de la Recommandation UIT-R P.618. On peut obtenir des statistiques annuell

24、es de laffaiblissement diffrentiel en procdant comme suit: Etape 1: Calculer laffaiblissement annuel d la pluie en fonction de la probabilit doccurrence en utilisant la mthode de prvision de laffaiblissement d la pluie de lUIT-R dcrite au 2.2.1.1 de la Recommandation UIT-R P.618; Etape 2: Appliquer

25、la mthode de prvision de laffaiblissement diffrentiel d la pluie dcrite au 1 lorsque les probabilits correspondantes ()2211,Pr aAaA sont calcules laide de la mthode dcrite dans lAnnexe 2. 3 Statistiques de laffaiblissement diffrentiel pour le mois le plus dfavorable Si lon a besoin des statistiques

26、de laffaiblissement diffrentiel pour le mois le plus dfavorable, on peut utiliser la Recommandation UIT-R P.841 pour convertir les statistiques annuelles de laffaiblissement d la pluie pour un seul site en statistiques de laffaiblissement d la pluie pour le mois le plus dfavorable et pour un seul si

27、te. On obtient les statistiques de laffaiblissement diffrentiel pour le mois le plus dfavorable en procdant comme suit: Etape 1: Calculer laffaiblissement annuel d la pluie en fonction de la probabilit doccurrence laide de la mthode de prvision de laffaiblissement d la pluie de lUIT-R dcrite au 2.2.

28、1.1 de la Recommandation UIT-R P.618. Etape 2: Convertir les statistiques annuelles de laffaiblissement d la pluie en statistiques de laffaiblissement d la pluie pour le mois le plus dfavorable laide de la mthode de lUIT-R de conversion pour le mois le plus dfavorable dcrite dans la Recommandation U

29、IT-R P.841. 6 Rec. UIT-R P.1815-1 Etape 3: Appliquer la mthode de prvision daffaiblissement diffrentiel d la pluie dcrite au 1 lorsque les probabilits correspondantes ()2211,Pr aAaA sont calcules laide de la mthode dcrite dans lAnnexe 2. Annexe 2 Description de la mthode de prvision de laffaiblissem

30、ent diffrentiel d la pluie 1 Analyse La mthode de prvision de laffaiblissement diffrentiel d la pluie suppose une distribution log-normale de lintensit de pluie et de laffaiblissement d la pluie. Cette mthode prvoit ()2211,Pr aAaA , probabilit conjointe (%) que laffaiblissement sur le trajet jusquau

31、 premier site soit suprieur a1et que laffaiblissement sur le trajet jusquau second site soit suprieur a2. ()2211,Pr aAaA est le produit des deux probabilits conjointes: Pr: probabilit conjointe quil pleuve sur les deux sites, et Pa: probabilit conjointe et conditionnelle que les affaiblissements dpa

32、ssent respectivement a1et a2, dans lhypothse o il pleut sur les deux sites; cest-dire: ()arPPaAaA = 100,Pr2211% (1) Ces probabilits sont: ()212222121212122exp121drdrrrrrPRRrrrr+= (2) o: () () 2700/exp3,060/exp7,0 ddr+= (3) et ()21ln ln222212121ln1ln12ln2ln2122exp121dadaaaaaPAAAAmama aaaa+= (4) o: ()

33、 () 2500/exp06,030/exp94,0 dda+= (5) et Paet Prsont des distributions complmentaires normales deux variables. Rec. UIT-R P.1815-1 7 Le paramtre d est lespacement entre les deux sites (km). Les seuils R1et R2sont les solutions de: ()=kRkrainkdrrRQP2exp211001002(6) cest-dire: =1001rainkkPQR (7) o: kR

34、: seuil pour le kime site, respectivement rainkP : probabilit de pluie (%) Q: distribution cumulative complmentaire normale Q1: distribution cumulative complmentaire normale inverse rainkP : pour un emplacement particulier, peut tre obtenu partir de ltape 3 de lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R P.

35、837 en utilisant des donnes locales ou les cartes des taux des prcipitations de lUIT-R. On dtermine les valeurs des paramtres 121lnlnln,AAAmm , et 2ln A en ajustant chaque affaiblissement d la pluie pour un seul site, Ai, en fonction de la probabilit doccurrence, Pi la distribution log-normale: =iiA

36、AirainkimAQPPlnlnln(8) Ces paramtres peuvent tre obtenus pour chaque emplacement ou un seul emplacement peut tre utilis. Laffaiblissement d la pluie en fonction de la probabilit doccurrence annuelle peut tre prvu laide de la mthode dcrite au 2.2.1.1 de la Recommandation UIT-R P.618. Pour chaque site

37、, lajustement log-normal de laffaiblissement d la pluie en fonction de la probabilit doccurrence est effectu comme suit: Etape 1: Dterminer rainkP (% de temps), la probabilit de pluie sur le kime trajet. Etape 2: Construire lensemble de paires Pi, Ai, o Pi(% de temps) est la probabilit que laffaibli

38、ssement Ai(dB) soit dpass, avec PirainkP . Pour les valeurs spcifiques de Pi, il convient de prendre en considration lintervalle de probabilits en question; toutefois, lensemble de pourcentages de temps suivants est propos: 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 5% et 10%, a

39、vec la contrainte suivante: Pi rainkP . Etape 3: Transformer lensemble de paires Pi, Ai en paires irainkiAPPQ ln,1, o: ()=xttxQ de21228 Rec. UIT-R P.1815-1 Etape 4: Dterminer les variables iAmlnet iAln en effectuant un ajustement par les moindres carrs iiArainkiAimPPQAln1lnln +=pour toutes les valeu

40、rs de i. Pour dterminer lajustement par les moindres carrs, on peut utiliser la procdure par tapes dapproximation dune distribution cumulative complmentaire par une distribution cumulative complmentaire log-normale dcrite dans la Recommandation UIT-R P.1057. On trouvera sur le site web de la Commission dtudes 3 de lUIT-R une application de cette mthode de prvision en MATLAB ainsi que la rfrence une approximation de la distribution complmentaire normale deux variables.