ITU-R S 1002 FRENCH-1993 Orbit Management Techniques for the Fixed-Satellite Service《卫星固定业务务的轨道管理技术》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1002 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1002*Techniques de gestion de lorbite applicables au service fixe par satellite (1993) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quune utilisation efficace tant de lorbite des satellites gostationnaires (OSG) que du spectre des frquences rad

2、iolectriques exige la gestion des segments de lOSG; b) quil est intressant de dfinir une ou plusieurs sries de paramtres gnraliss que lon pourrait utiliser pour dcrire de faon adquate les rseaux du service fixe par satellite, de faon faciliter le processus de gestion de lorbite; c) que, pour facilit

3、er la gestion de lorbite, un modle prcis des paramtres gnraliss peut tre tabli au moyen dun ou de plusieurs programmes informatiques; d) quil existe actuellement des programmes informatiques pouvant faciliter la gestion et lutilisation de lorbite, recommande 1 que, pour faciliter la gestion dun segm

4、ent de lOSG, des paramtres gnraliss puissent tre utiliss tel quindiqu lAnnexe 1; 2 que des algorithmes performants doptimisation de lutilisation de lorbite, tel quindiqu lAnnexe 2, puissent tre employs. ANNEXE 1 Paramtres gnraliss de rseau satellite utiliser pour la gestion de lorbite 1 Introduction

5、 Des tudes ont t faites pour quantifier les avantages quentrane lintroduction dun processus doptimisation destin identifier les positions orbitales pour les nouveaux rseaux; ces tudes ont consist en quelques exercices types. Les rsultats indiquent que, si la position des nouveaux rseaux a t choisie

6、au hasard et si des positions non optimises ont t retenues, on perd un notable avantage par rapport un choix fond sur le processus doptimisation. De plus, en particulier avec nombre de rseaux existants, loptimisation permettrait dacclrer et de faciliter la coordination entre systmes. _ *La Commissio

7、n dtudes 4 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.1002 Le processus de gestion de lorbite consiste donc dfinir une srie de paramtres gnraliss et mettre au point des

8、 algorithmes informatiques performants et des mthodes efficaces de mise en place. 2 Mthode fonde sur les paramtres A, B, C et D 2.1 Paramtres de rseau A, B, C et D Les paramtres gnraliss A, B, C et D spcifient le potentiel de brouillage (variables A et C) et la sensibilit au brouillage (variables B

9、et D) dun rseau satellite. Etant donn que de nombreuses combinaisons diffrentes de paramtres de mise en oeuvre (par exemple, les caractristiques dantenne et la puissance dmission) peuvent donner un ensemble similaire de valeurs paramtriques, cette srie peut tre applique quelles que soient les caract

10、ristiques de modulation et la frquence utilise. Les paramtres gnraliss choisis par la CAMR ORB-88 pour le Plan dallotissement sont les paramtres A, B, C et D. Ces paramtres sont fonds sur la valeur moyenne de densit de puissance dans la largeur de bande du signal. Lobjet de cette srie de paramtres e

11、st de gnraliser non seulement les paramtres normaliss, mais aussi le type de trafic pris comme hypothse dans le Plan dallotissement. Pour cela, les puissances dentre requises dans lantenne de la station terrienne normalise et lantenne de la station spatiale concerne doivent tout dabord tre dtermines

12、 pendant le processus de planification. On convertit ensuite ces rsultats en valeurs de densit de puissance (P1et P2(dB(W/Hz), en divisant par la largeur de bande du type de signal et on utilise les rsultats pour calculer et enregistrer les paramtres gnraliss A, B, C et D du Plan. Les formules ci-de

13、ssous donnent les paramtres gnraliss A, B, C et D : A : densit de la p.i.r.e. hors axe de la liaison montante calcule en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module B : sensibilit*de rception hors axe de la liaison montante par rapport la densit de la p.i.r.e. brouilleuse calcule

14、 en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module C : densit de la p.i.r.e. hors axe de la liaison descendante calcule en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module D : sensibilit*de rception hors axe de la liaison descendante par rapport la densit de la p.i.r.

15、e. brouilleuse calcule en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module A = p1 g1() B = 1p1 g1 g2()C = p3 g3g3()D = g4()p3 g3 g4_ *A prendre ici au sens de susceptibilit au brouillage et non au sens de la dfinition technique prcise de la sensibilit. Rec. UIT-R S.1002 3 o: p1: densi

16、t de puissance calcule en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module, applique lantenne de la station terrienne dmission (W/Hz) g1: gain maximal de lantenne dmission de la station terrienne (rapport de puissances) g1() : diagramme de rayonnement de lantenne dmission de la statio

17、n terrienne (rapport de puissances) g2: gain maximal de lantenne de rception de la station spatiale g2() : gain de lantenne de rception de la station spatiale dans la direction de la station terrienne (rapport de puissances) g2() : discrimination de lantenne de rception de la station spatiale (rappo

18、rt de puissances) = g2/ g2(): p3: densit de puissance calcule en moyenne sur la largeur de bande ncessaire de la porteuse module, applique lantenne dmission de la station spatiale (W/Hz) g3: gain maximal de lantenne dmission de la station spatiale (rapport de puissances) g3() : gain de lantenne dmis

19、sion de la station spatiale dans la direction de la station terrienne g3() : discrimination de lantenne dmission de la station spatiale (rapport de puissances) = g3/ g3(): g4: gain maximal de lantenne de rception de la station terrienne (rapport de puissances) g4() : diagramme de rayonnement de lant

20、enne de rception de la station terrienne (rapport de puissances). Les paramtres affects du signe (prime) sont ceux du rseau brouilleur. Ainsi, lexpression du rapport de la densit de puissance dsire la densit de puissance non dsire (comme dfinie ci-dessus) est la suivante: (C/I )den= p1g1() g2( )p1g1

21、g2+ p3g3() g4()p3g3g41se ramne simplement : (C/I )den= A * B + C * D1o (C/I )denest le rapport de protection normalis par le rapport des largeurs de bande utile et brouilleuse. Ce rapport servira dterminer la matrice despacement orbital des rseaux pour la synthtisation du Plan. Lorsquun rseau est pr

22、opos, on calcule ses paramtres A, B, C et D en utilisant les paramtres effectifs du systme et les densits de puissance dont les moyennes ont t tablies sur lensemble de la largeur de bande du signal. Ces densits de puissance correspondraient la puissance injecte dans lantenne, divise par la largeur d

23、e bande du signal effectif propos. Aux termes de lAppendice 30B du Rglement des radiocommunications, aucune coordination nest requise si: les valeurs calcules de A et de C sont infrieures ou gales aux valeurs de rfrence pertinentes; 4 Rec. UIT-R S.1002 les assignations de frquence proposes sont ordo

24、nnes de telle sorte que 60% de la partie suprieure de chaque bande dallotissement sont utiliss pour les porteuses haute densit (pour lesquelles le rapport entre le maximum de la densit de puissance spectrale dans 4 kHz et la moyenne de cette densit dans la largeur de bande ncessaire de la porteuse e

25、st suprieur 5 dB) et 40% de la partie infrieure pour les porteuses faible densit. Un exemple fond sur lexamen de certains systmes et types de trafic actuels montre quun grand nombre des porteuses actuelles pourraient tre mis en oeuvre sans coordination. Le Tableau 1 donne les rapports C/I requis cal

26、culs pour les porteuses MRF-MF normales dINTELSAT, pour un rpteur charg avec un cart entre les porteuses de 1,33 fois la largeur de bande occupe, et un brouillage admissible de 800 pW0p. Le Tableau 2 donne la valeur requise de (C/I )den, calcule daprs le Tableau 1, en multipliant les valeurs qui y s

27、ont indiques par un facteur b/b o b et b sont les largeurs de bande respectives des signaux utile et brouilleur. Il ressort du Tableau 2 quun critre (C/I )dende 30 dB pour la dtermination des positions orbitales de diverses zones de service permet la coexistence dun grand nombre de combinaisons de s

28、ignaux MRF-MF dans diffrents rseaux. Seuls nentrent pas dans ces combinaisons les signaux qui ont un taux de modulation bas, avec des rapports de la puissance en crte la puissance moyenne suprieurs 5 dB. Cela est dmontr au Tableau 3. Pour un brouillage caus des signaux numriques, de largeurs de band

29、e plus grandes que celle du signal brouilleur, il convient de supposer que plusieurs porteuses brouilleuses retombent dans la bande passante du signal numrique utile. Un rapport C/I de 30 dB et un rapport I/N de 6% donneraient un rapport C/N de 18 dB, ce qui donnerait un TEB meilleur que 1 107. Un (

30、C/I )dende 30 dB conviendrait donc pour des signaux numriques. TABLEAU 1 Rapport C/I pour les signaux MRF-MF INTELSAT Signal brouilleur utile 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 Indice de mo-dulation BW (MHz) C/N (dB) 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 26,6 26,5 34,3 27,9 36

31、,2 31,8 32,2 37,8 33,7 41,5 39,3 37,8 40,6 25,2 25,7 33,9 26,6 33,7 28,9 29,2 34,6 30,7 38,5 36,3 34,7 37,5 24,9 25,6 33,8 26,6 33,7 28,9 29,2 34,6 30,7 38,5 36,3 34,7 37,5 22,723,932,525,733,428,028,132,427,934,633,031,734,5 22,024,032,625,833,428,028,132,427,934,633,031,734,5 20,7 22,1 30,9 24,5 3

32、2,5 27,4 27,5 32,2 27,3 33,7 31,6 30,0 32,8 20,1 21,6 30,4 24,1 32,2 27,1 27,2 32,1 27,2 33,8 31,4 29,6 31,4 20,221,630,524,132,227,127,332,127,233,731,429,631,4 18,119,628,622,530,825,926,131,326,633,631,129,430,1 18,5 20,0 29,0 22,8 31,1 26,2 26,4 31,5 26,7 33,7 31,2 29,5 30,1 17,418,927,921,830,2

33、25,425,630,926,333,431,029,229,8 16,7 18,2 27,2 21,1 29,5 24,8 25,1 30,5 25,9 33,2 30,7 29,0 29,8 14,1 15,7 24,7 18,7 27,1 22,5 22,9 28,4 24,1 31,7 29,4 27,7 29,2 2,65 2,55 1,17 2,17 0,96 1,61 1,85 0,96 1,55 0,82 1,07 1,27 1,24 1,1 2,0 2,2 4,0 4,4 6,7 7,5 8,5 12,4 13,0 15,7 18,0 32,4 13,412,721,112,

34、720,714,412,719,413,621,218,216,116,5 BW : largeur de bande Rec. UIT-R S.1002 5 TABLEAU 2 Rapport (C/I )denpour des signaux MRF-MF INTELSAT BW : largeur de bande Pour un brouillage caus par des signaux MRF-MF des signaux numriques avec des largeurs de bande beaucoup plus troites que celle du signal

35、brouilleur, on a: C/I = C/Pk= (C/Pav) (Pav/Pk) = (C/I)den(1/kp) o kpest le rapport valeur de crte/valeur moyenne du signal brouilleur dans la bande occupe Bo. Pket Pavsont respectivement les densits spectrales de crte et moyennes du signal brouilleur et sont donnes par: Pk: puissance dans la plus ma

36、uvaise bande de 4 kHz/4 kHz (W/Hz) av: puissance de porteuse totale/bande occupe, Bo(W/Hz). TABLEAU 3 Rapports densit de crte/densit moyenne pour des porteuses MRF-MF INTELSAT PkPav= PkCCPav= PkCBo4 kHz, ou PkPav= 10 log (Bo/ 4 000) 10 log (C/Pk) (dB) NOTE 1 Les signaux qui ont un rapport Pk /Pav 5,

37、0 sont utilisables sans coordination. Signal brouilleur utile 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 Indice de mo-dulation BW (MHz) 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 26,6 23,9 31,3 22,3 30,2 23,9 23,9 28,9 23,2 30,8 27,8 25,7 25,9 27,8 25,7 33,5 23,6 30,3 23,6 23,5 28,3 22,8 3

38、0,4 27,4 25,2 25,4 27,526,033,824,030,724,123,928,723,230,827,825,625,8 28,3 26,9 35,1 25,7 33,0 25,8 25,3 29,1 23,0 29,5 27,1 25,2 25,4 28,8 27,4 35,6 26,2 33,4 26,2 25,8 29,5 23,4 29,9 27,5 25,6 25,8 28,527,435,726,734,327,427,031,224,630,827,925,726,0 28,427,335,726,834,527,627,231,625,031,428,22

39、5,825,0 29,127,936,427,435,028,127,832,125,731,928,726,325,6 28,6 27,5 36,1 27,4 35,3 28,6 28,3 32,9 26,6 33,4 30,1 27,8 25,9 29,2 28,1 36,7 27,9 35,8 29,1 28,8 33,3 26,9 33,7 30,4 28,1 26,1 28,9 27,8 36,4 27,7 35,7 29,1 28,8 33,6 27,3 34,2 31,0 28,6 26,7 28,8 27,7 36,3 27,6 35,6 29,1 28,9 33,8 27,5

40、 34,6 29,6 29,0 27,2 28,8 27,8 36,4 27,8 35,8 29,3 29,3 34,2 20,3 35,7 30,8 30,3 29,2 2,65 2,55 1,17 2,17 0,96 1,61 1,85 0,96 1,55 0,82 1,07 1,27 1,24 1,1 2 2,2 4 4,4 6,7 7,5 8,5 12,4 13 15,7 18 32,4 Nombre de canaux Largeur de bande occupe, Bo (MHz) C/Pk (dB/4 kHz)Pk /Pav(dB) 12 24 60 60 132 132 13

41、2 252 252 432 432 432 792 1,1 2,0 2,2 4,0 4,4 6,75 7,5 8,5 12,4 13,0 15,7 18,0 32,4 20,0 22,3 22,4 25,3 24,2 27,5 28,0 27,0 30,0 27,6 30,8 31,5 34,1 4,95 4,69 5,10 4,70 6,21 4,77 4,73 6,26 4,91 7,52 5,15 5,03 4,98 6 Rec. UIT-R S.1002 Toutefois, dans le cas dun brouillage caus par un signal TV-MF, mm

42、e avec dispersion dnergie, il est peu probable que des porteuses bande troite puissent tre situes dans le mme canal que le signal TV-MF, tant donn quen pareil cas (pour une dispersion dnergie de 1 MHz, par exemple) la puissance spectrale dans la bande de dispersion est trs leve. On peut viter davoir

43、 assurer toute coordination avec les signaux de TV en utilisant des frquences porteuses de TV pralablement spcifies. Avec une largeur de bande de dispersion dnergie de 2 MHz, par exemple, les porteuses SCPC ou dautres porteuses bande troite peuvent tre places lextrieur de la bande de dispersion dner

44、gie de TV. Ce concept de microsegmentation est trait dans la Recommandation UIT-R S.742. 2.2 Proposition de modification des paramtres des systmes du SFS dans le Plan adopt par la CAMR ORB-88 Les indications qui prcdent appellent un complment dinformation en ce qui concerne lutilisation des paramtre

45、s gnraliss A, B, C et D dans le Plan relatif au service fixe par satellite (SFS) adopt par la CAMR ORB-88. Tous les paramtres gnraliss sont fonction dun angle de dcalage par rapport laxe principal, pour les stations terriennes et pour les stations spatiales. Les angles et peuvent prsenter des valeur

46、s partir de zro. Les paramtres gnraliss B et D ont trait la sensibilit du systme vis-vis de brouillages (plus les valeurs de ces paramtres sont leves, plus la sensibilit est grande) mais ne dterminent pas directement la puissance de rayonnement admissible du signal brouilleur si le rapport admissibl

47、e porteuse/brouillage C/I nest pas indiqu. Dans le Plan relatif au SFS, les valeurs de A, B, C et D se rapportent chaque systme individuel, alors que la valeur (C/I )n= 26 dB, adopte des fins de planification, se rapporte au brouillage global. A partir des quations donnes au 2.1, on obtient ainsi: p.i.r.e.ie (i) = B (C/I)p l 1o: p.i.r.e.ie (i) : puissance isotrope rayonne quivalente du signal brouilleur dans la direction du satellite du systme utile. La sommation seffectue pour tous les systmes brouilleurs, les stations terriennes tant supposes se trouver aux points de mesure