ITU-R S 1061-1 FRENCH-2007 Utilization of fade countermeasure strategies and techniques in the fixed-satellite service《抗衰减策略技术在固定卫星服务中的应用》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1061-1 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1061-1*Utilisation de stratgies et de techniques de protection contre les vanouissements dans le service fixe par satellite (1994-2007) Domaine de comptence Les systmes satellites reprsentent lun des moyens les plus efficaces dassurer des services multim

2、dias haut dbit. Lutilisation de bandes de frquences plus leves en raison dun spectre des frquences radiolectriques limit et de la demande en services haut dbit ncessite la mise en uvre de stratgies efficaces de protection contre laffaiblissement d la pluie sur la liaison par satellite. La prsente Re

3、commandation donne un aperu des techniques proposes et nonce brivement des lignes directrices relatives la planification de lutilisation de techniques de protection contre les vanouissements dans le SFS. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) qutant donn la pression quexerce sur un

4、 spectre des frquences radiolectriques limit une demande croissante de services par satellite, on a de plus en plus recours des bandes de frquences plus leves; b) que lemploi des bandes de frquences plus leves pour les systmes satellites a notamment pour grave inconvnient le fort affaiblissement du

5、signal d la pluie; c) quil peut tre difficile de parvenir pour les voies de transmission par satellite, la qualit spcifie dans les Recommandations UIT-R S.353, UIT-R S.522, UIT-R S.614, UIT-R S.1062, UIT-R S.1420, UIT-R S.1711, UIT-R S.579 et UIT-R S.1424 dans des conditions conomiques en recourant

6、uniquement la marge de puissance; d) quon a mis au point pour faire face laffaiblissement par la pluie plusieurs systmes dune qualit et dune complexit telles que leur applicabilit dpend du type de rseau en cause, recommande 1 que le texte de lAnnexe 1 ci-aprs fournisse des indications pour planifier

7、 lutilisation de techniques de protection contre les vanouissements dans le SFS. NOTE 1 Il convient de noter que ces techniques peuvent mme tre combines pour autant quil nexiste pas dincompatibilits entre elles. *La Commission dtudes 4 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelle

8、s cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.1061-1 Annexe 1 Protection contre les vanouissements dans les systmes de tlcommunication par satellite 1 Fonctionnement en diversit demplacement 1.1 Considrations gnrales en matire de conce

9、ption La qualit de fonctionnement requise pour les stations terriennes en diversit dpend non seulement des zones hydromtorologiques mais aussi de la configuration des stations terriennes fonctionnant en diversit demplacement. Le premier type de configuration est la diversit symtrique, cest-dire la d

10、iversit par deux stations terriennes ayant la mme qualit de fonctionnement. Lautre configuration est la diversit dissymtrique dans laquelle la qualit de fonctionnement dune station terrienne (station principale) est suffisamment leve pour permettre de rduire considrablement la qualit de fonctionneme

11、nt spcifie pour lautre station (sous-station). Ce type de configuration en diversit est prvu lorsque lantenne principale de la station est dote dun systme dalimentation bandes de frquences multiples, telles que les bandes des 6/4 GHz et des 14/11 GHz et/ou lorsque la sous-station doit tre simplifie

12、pour des raisons techniques ou oprationnelles. Le Tableau 1 rcapitule, titre dexemple, les rsultats des calculs du diamtre de lantenne et de la puissance maximale dmission requise pour des liaisons en diversit symtrique avec de faibles angles dlvation. On y trouve les estimations correspondant aux d

13、eux liaisons en diversit supposes: (A) Yamaguchi-Hofu (distance de diversit = 20 km) et (B) Yamaguchi-Hamada (100 km), toutes deux au Japon. Ce Tableau montre que les diamtres dantenne requis pour la liaison MF 14/11 GHz (14 GHz pour la liaison montante et 11 GHz pour la liaison descendante) sont de

14、 lordre de 28 m et 19 m pour (A) et (B) respectivement. Lorsquon peut augmenter le diamtre de la station principale par rapport ces valeurs, le diamtre requis pour la sous-station diminue. Les valeurs indiques dans ce Tableau ont t obtenues laide de nombreuses caractristiques de liaison tablies pour

15、 les satellites Intelsat-V, en consquence ces valeurs peuvent varier lorsque les paramtres de la liaison diffrent de ceux utiliss dans la prsente Annexe. Les mthodes de calcul des qualits de fonctionnement requises (diamtre de lantenne et p.i.r.e.) pour les stations terriennes en diversit varient en

16、 fonction des configurations. Pour une liaison en diversit symtrique, les calculs doivent tre fonds sur la distribution de probabilit combine de laffaiblissement d la pluie aux deux emplacements, alors que dans le cas dune configuration en diversit dissymtrique, il est ncessaire de connatre la distr

17、ibution cumulative dans le temps de laffaiblissement d la pluie et la probabilit conditionnelle de laffaiblissement. La probabilit conditionnelle )/( LLP est la probabilit pour que laffaiblissement d la pluie lemplacement de la sous-station dpasse L lorsque laffaiblissement d la pluie observ lemplac

18、ement principal dpasse .L Pour tablir des estimations fiables des conditions requises pour les stations terriennes, il faut disposer de statistiques fiables fondes sur des mesures de propagation long terme. Rec. UIT-R S.1061-1 3 TABLEAU 1 Exemple de calculs des qualits de fonctionnement requises pou

19、r des liaisons en diversit symtrique et de faibles angles dlvation (14/11 GHz) 1.2 Exploitation avec commutation en diversit demplacement Pour la mise en uvre de stations terriennes exploites en diversit, il faut que la commutation soit effectue avec le plus grand soin car il peut se produire ce mom

20、ent une perte de signal de courte dure ou au contraire un chevauchement, en raison de la diffrence de longueur des trajets en diversit ou dune discontinuit de phase de la porteuse. Dans des transmissions analogiques, telles que les transmissions MF-AMRF, la commutation en cours dmission causera invi

21、tablement une discontinuit de phase de la porteuse, ce dont il rsultera des -coups du signal la sortie du dmodulateur dans les stations terriennes de rception. On peut viter ces -coups dans la station terrienne de rception en ajustant soigneusement la longueur du trajet lectrique de chaque liaison e

22、n diversit, mesure de lquipement de commutation au satellite. Dans les transmissions numriques, on peut viter les -coups de signaux, mme lorsque la commutation seffectue dans la station terrienne dmission, en insrant des intervalles fantmes dans la squence de signaux mis et en effectuant la commutat

23、ion pendant lintervalle fantme. Dans les stations terriennes de rception, il faut liminer les intervalles fantmes, que la commutation ait eu lieu ou non. Emplacement (A) Yamaguchi-Hofu (B) Yamaguchi-Hamada Angle dlvation (degrs) 9,1 9,1 9,1 8,4 Distance de diversit (km) 20 100 MF Diamtre de lantenne

24、 requis (m) Puissance dmission(1)requise (W) (valeur maximale) 28/32 730 19/22 510 AMRT(2)Diamtre de lantenne requis (m) Puissance dmission requise (W) (valeur maximale) 17/19 530 11/12 400 (1)Valeurs pour une porteuse MRF-MF de 792 voies (25 MHz). (2)Valeurs pour une modulation MDP cohrente quadriv

25、alente 120 Mbit/s avec correction derreur directe. Hypothses: Frquence: 14,5 (liaison montante)/11,7 GHz (liaison descendante) Position orbitale du satellite: 63 E, 0 N p.i.r.e. du satellite: 41,1 dBW Les diamtres dantenne sont estims pour: Ts= 50 K et Ts= 150 K Ts: temprature de bruit du systme de

26、lantenne de la station terrienne Efficacit de lantenne de la station terrienne: 65% Ces estimations sont fondes sur les statistiques du taux de prcipitation obtenues pour ces emplacements. 4 Rec. UIT-R S.1061-1 Cest avec les transmissions AMRT que lon peut obtenir le plus facilement une commutation

27、sans -coups dans les parties mission et rception des systmes en diversit. Des intervalles fantmes sont incorpors aux transmissions AMRT, qui noccupent quune partie de la trame AMRT. De plus, les dmodulateurs AMRT sont conus de manire recevoir des porteuses en mode paquet de phase non cohrente. En co

28、nsquence, la non-cohrence de phase des porteuses AMRT ne cre aucune difficult. Le seul problme que peut poser lexploitation en diversit demplacement pour les transmissions AMRT tient la ncessit dun contrle trs prcis du rythme lmission, mme pour lmission initiale partir de la station en attente. Pour

29、 ce faire, on peut soit mettre continment un paquet fantme partir de la station en attente, soit obtenir du satellite des donnes de distance assez prcises, ce qui est possible lorsque le systme AMRT comporte une synchronisation boucle ouverte. En transmission AMRT, il est possible dgaliser les longu

30、eurs de trajet des branches de diversit en agissant sur les instants de rception des signaux de synchronisation de trame. Ces instants de rception, sur les deux branches de diversit, peuvent tre galiss automatiquement par commande dune ligne retard variable place dans lune des branches. On a effectu

31、 des essais avec un systme exprimental faisant appel aux paquets fantmes. Dans le cas dune exploitation en diversit, pour choisir le trajet utilis il faut mesurer la qualit de transmission sur les branches de diversit. Leffet de diversit peut se dgrader selon la mthode choisie pour mesurer cette qua

32、lit; il faut donc procder avec soin pour choisir la dure de la mesure et la prcision possible. 1.3 Liaisons dinterconnexion pour la rception en diversit (LID) Le fait que le circuit fictif de rfrence de lUIT-R, dfini dans la Recommandation UIT-R S.352, et que le conduit numrique fictif de rfrence df

33、ini dans la Recommandation UIT-R S.521 comprennent les LID avec le point de commutation et tous les dispositifs de modulation et de dmodulation ncessaires, est un facteur qui doit tre pris en considration. Cela signifie que les bilans de bruit du systme doivent tenir compte de tous les effets des LI

34、D. 1.3.1 Configuration fondamentale 1.3.1.1 Aspects physiques On peut envisager plusieurs configurations de spcificits diffrentes ainsi que les raisons pour prfrer lune dentre elles. Deux de ces configurations sont dfinies dans la prsente Annexe et dcrites ci-aprs (voir la Fig. 1): un emplacement pr

35、incipal o sont installs les appareils de commutation de diversit et dinterface avec la liaison de Terre. Lemplacement de diversit est reli par une LID en faisceau hertzien deux bonds, avec un rpteur actif ou un rpteur passif. (On suppose quil existe un emplacement de rpteur car il est peu probable q

36、ue les emplacements de diversit soient en visibilit directe lun de lautre.); deux emplacements de diversit et un emplacement de commande distinct o sont installes linterface et la commutation de diversit; lemplacement de commande est reli chaque emplacement de diversit par un faisceau hertzien un se

37、ul bond. Rec. UIT-R S.1061-1 5 On peut aussi raliser la LID en recourant des liaisons en cble ou guide dondes. Quand une station terrienne utilise la technique MRF-MF et la technique MRT (AMRF ou AMRT), deux liaisons parallles sont habituellement ncessaires. 1.3.1.2 Conditions requises pour la modul

38、ation Quand on utilise la technique MRF-MF, tant donn que les schmas de la modulation et de la bande de base ne sont pas habituellement les mmes sur une liaison par satellite que les schmas classiques utiliss dans les systmes de Terre, il sera ncessaire de procder une remodulation. La diffrence des

39、schmas rside dans la disposition des voies. Dans le systme de Terre, les voies seront habituellement combines dans une ou plusieurs bandes de base dans chaque direction et lindice de modulation sera relativement bas. A la station terrienne, les bandes de base du systme de Terre seront rparties en un

40、 certain nombre de bandes de base de transmission destinations multiples, dont la composition sera diffrente de celle des bandes de base du systme de Terre; de mme, lindice de modulation sera modifi la station terrienne. Les bandes de base de rception sont encore plus nombreuses et peuvent ne compor

41、ter que quelques voies dont la disposition devra tre modifie dans le systme de Terre pour constituer des bandes de base de faisceau hertzien. Ce procd exige des circuits de modulation et de dmodulation lemplacement de la station terrienne principale et lemplacement de diversit o est utilis le schma

42、classique de la LID. Toutes les configurations peuvent tre utilises avec remodulation en doublant lquipement lemplacement de diversit. 6 Rec. UIT-R S.1061-1 Une autre mthode consiste utiliser dans le systme de Terre les mmes schmas de modulation que dans le systme satellites. Il semblerait que cette

43、 technique soit ralisable, bien quelle ne soit pas classique. Elle permettrait dconomiser le montant que coterait un quipement de remodulation, mme en consentant un ventuel dbours supplmentaire pour le systme de Terre; mais il se pourrait aussi quil puisse en rsulter des conomies en ce qui concerne

44、ce dernier. La technique qui vient dtre dcrite nest applicable qu la deuxime des configurations reprsentes dans la Fig. 1. Quand on utilise la technique MRT (AMRF ou AMRT), lune ou lautre des deux mthodes peut tre employe. Dans le cas de la technique AMRT, la commutation en diversit seffectue entre

45、les paquets (voir le 1.2). La mme modulation peut tre utilise sur la LID, comme elle est utilise sur le systme satellites, mais les dbits binaires ne seront pas normalement ceux dun systme radiolectrique numrique de Terre conventionnel. 1.3.2 Facteurs techniques 1.3.2.1 Choix des bandes de frquences

46、 Sagissant de choisir les bandes de frquences dune LID en faisceau hertzien, il faut sassurer par une tude attentive quon obtient bien la qualit de fonctionnement globale requise. Des renseignements sur la propagation des hyperfrquences dans un systme de Terre se trouvent dans les textes concerns de

47、 la Commission dtudes 3 des radiocommunications. 1.3.2.2 Largeur de bande ncessaire Le rapport de la largeur de bande ncessaire pour la LID la largeur de bande de la station terrienne peut tre infrieur ou gal 1 selon que lon utilise ou non la remodulation. Sil ne sagit que dune transposition de frquences, les largeurs de bande doivent alors tre gales, MHz pour MHz. Si, au contraire, on procde une remodulation, on peut obtenir une plus grande capacit en voies en utilisant des indices de modulation de frquence plus petits, mais au prix dune interface multipl