ITU-R S 1329 FRENCH-1997 Frequency sharing of the bands 19 7-20 2 GHz and 29 5-30 0 GHz between systems in the mobile-satellite service and systems in the fixed-satellite service《波.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1329 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1329*,*Partage de frquences, dans les bandes 19,7-20,2 GHz et 29,5-30,0 GHz, entre systmes du service mobile par satellite et systmes du service fixe par satellite (Question UIT-R 81/4) (1997) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la

2、 Confrence administrative mondiale des radiocommunications charge dtudier les attributions de frquences dans certaines parties du spectre (Malaga-Torremolinos, 1992) (CAMR-92) a attribu au service mobile par satellite (SMS), titre primaire, des frquences comprises dans les bandes 19,7-20,1 GHz et 29

3、,5-29,9 GHz dans la Rgion 2 et dans les bandes 20,1-20,2 GHz et 29,9-30,0 GHz dans les trois Rgions; b) que des CAMR antrieures ont attribu ces bandes au service fixe par satellite (SFS) titre primaire; c) que la CAMR-92 a adopt la Recommandation N 719, chargeant lUIT-R dtudier durgence les caractri

4、stiques techniques et notamment les techniques de pointage, des rseaux satellite multiservices*utilisant des rseaux satellite gostationnaire, qui recouvrent des applications du service mobile par satellite et du service fixe par satellite, ainsi que les critres de partage appliquer pour assurer la c

5、ompatibilit avec le service fixe par satellite dans les bandes de frquences prcites; d) que lAssemble des radiocommunications de 1993 a approuv la Question UIT-R 81/4 laquelle elle a donn le rang de priorit; e) que divers rseaux satellites relevant exclusivement du SFS ou du SMS, ou encore de ces de

6、ux services la fois, peuvent tre acquis et exploits sparment, et quil se peut par ailleurs que chacun des rseaux de ces trois catgories doive partager les bandes avec des systmes appartenant lune des autres catgories, ou aux deux; f) quen 1997 plus de 180 rseaux satellites gostationnaires du SFS (SF

7、S OSG) 20/30 GHz font lobjet dune coordination; g) que la technologie de certains rseaux du SFS OSG actuellement en projet pourrait ventuellement accepter un espacement de larc de 2, les largeurs des faisceaux dantenne sur la liaison montante tant gales ou infrieurs 1; h) que les rseaux du SMS OSG t

8、udis dans un premier temps exigeraient un espacement suprieur 2 par rapport au systme du SFS OSG le plus proche assurant la mme couverture dans les mmes frquences pour bnficier dune ncessaire protection, _ *Cette Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 8 des radiocom-municat

9、ions. *La Commission dtudes 4 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44 (AR-2000). *Ce terme est utilis ici pour dsigner des satellites dots dun quipement leur permettant dtre exploits dans plu

10、sieurs catgories de service. 2 Rec. UIT-R S.1329 recommande 1 dans la planification et la mise au point des systmes du SFS, des systmes du SMS et des systmes relevant de ces deux services qui seront appels utiliser lOSG et tre exploits dans les bandes de frquences prcites, de prendre en considration

11、 les informations rassembles dans lAnnexe 1 concernant les caractristiques techniques de ces systmes et les critres de protection contre les brouillages qui leur sont applicables; 2 de faire en sorte que les nouveaux rseaux du SMS et du SFS OSG planifis dans les bandes 29,5-30,0 et 19,7-20,2 GHz tie

12、nnent compte des caractristiques techniques du SFS exposes dans lAnnexe 2 et des caractristiques du SMS qutudie actuellement la Commission dtudes 8 des radiocommunications au titre de la Question UIT-R 104/8. NOTE 1 Les administrations sont pries de soumettre dautres contributions sur les points tra

13、its dans les Annexes 1 et 2, notamment en ce qui concerne les paramtres des systmes en projet et des systmes futurs qui seront exploits dans les bandes prcites. ANNEXE 1 Partage de frquences entre rseaux du SFS et rseaux du SMS dans les bandes des 30/20 GHz 1 Introduction La CAMR-92 a tabli la Recom

14、mandation N 719, sur les tudes effectuer concernant les caractristiques techniques des rseaux satellites multiservices 30/20 GHz et les critres de partage ncessaires pour assurer la compatibilit de ces systmes avec le SFS. Un travail considrable a t effectu sur cette question, plusieurs administrati

15、ons ayant prsent des documents de travail loccasion des runions annuelles du Groupe de travail (GT). Ainsi, la quatrime runion du GT 4A des radiocommunications (novembre, 1993), un certain nombre de documents ont t prsents, qui recommandaient, pour faciliter le partage, dutiliser comme technique dac

16、cs multiple le systme AMRC (accs multiple par rpartition en code). Certains participants se sont opposs une telle proposition au motif que lutilisation de techniques AMRC saccompagne de certains inconvnients pour loprateur mobile. Lun des problmes spcifiques cits cette occasion tait, par exemple, li

17、ncidence des systmes de commande de puissance sur les systmes AMRC et leur capacit. Les lments dinformation regroups dans la prsente Annexe sont extraits dune large gamme de contributions, et lon y trouvera une analyse dtaille de divers aspects des techniques AMRC, des systmes de commande de puissan

18、ce et dautres paramtres applicables aux systmes fonctionnant 30/20 GHz. 2 Principales caractristiques des systmes SMS actuels Le prsent paragraphe rsume certains aspects fondamentaux des techniques utilises dans le SMS quil est ncessaire de considrer de prs pour tre en mesure dtablir une analyse fia

19、ble de lefficacit dutilisation des positions orbitales, ainsi que des possibilits de partage. Aprs avoir brivement rappel quelques lments de base de la thorie des systmes AMRC, certains aspects pratiques sont voqus en partant des informations disponibles sur divers systmes en projet dans les bandes

20、30/20 GHz. Cette analyse nest ni intgrale, ni dfinitive, mais les rsultats obtenus permettront de dgager des conclusions utiles. Rec. UIT-R S.1329 3 2.1 Systmes satellites AMRC On distingue deux catgories de systmes AMRC, savoir les systmes AMRC sauts de frquence (SF) et les systmes AMRC squence dir

21、ecte (SD). Pour des raisons conomiques, les systmes de la premire catgorie concernent essentiellement le domaine militaire, de sorte que nous ntudierons ici que les systmes squence directe. Dans un systme AMRC, les oprations dmission et de rception sont effectues selon deux mthodes de base (mais la

22、ligne de dmarcation entre la premire et la seconde est rendue relativement floue par le fait quil existe galement des systmes quasi synchrones). Les deux systmes de base sont donc les systmes asynchrones dune part, et les systmes synchrones dautre part. Avec un systme AMRC asynchrone, un utilisateur

23、 peut transmettre des informations sans tenir spcialement compte de ltat de sa microsquence unique, tandis quavec un systme synchrone, il y a mission dun code de rfrence qui est reu par toutes les stations du systme. Le code de rfrence assure notamment la synchronisation des codes de microsquence de

24、 toutes les stations dmission et aide les stations de rception acqurir les codes de microsquence entrante requis. Du fait que toutes les stations dmission sont synchronises, les produits de corrlation croise des codes sont maintenus au minimum (plus spcialement lorsque lon utilise des codes de corrl

25、ation croise dordre peu lev, par exemple des codes de Gold), si bien que le bruit induit du systme est minimis ce qui implique que la capacit du systme est maximise. Toutefois, dans un systme synchrone, le verrouillage initial sur le code requis est rendu plus difficile par la rduction du rapport si

26、gnal/bruit due labsence de synchronisation. 2.1.1 Nombre maximal thorique daccs Considrons un systme AMRC-SD avec m porteuses reues de mme puissance C. La puissance utile de la porteuse lentre du rcepteur est donc C et, si lon appelle Eblnergie par bit dinformation et Rble dbit binaire des informati

27、ons, on a: C = EbRb(1) La puissance totale de bruit lentre du rcepteur (dans la largeur de bande de rception B) est la somme des puissances de bruit induites gnres par (m 1) utilisateurs, de la puissance de bruit thermique et de toute autre composante de puissance de bruit brouilleuse: N0B = (m 1) C

28、 + N0THB + I (2) Ainsi, en utilisant ces deux quations, on a: =CBNmREBNBNCmBNREICTHbbTHbb0000)1(1)1(/(3) Si lon considre maintenant une porteuse de dbit binaire Rc, le rendement spectral de modulation scrit: BRc= (4) Le gain de traitement dun systme AMRC est dfini par lquation suivante: bcRRF (5) 4

29、Rec. UIT-R S.1329 En combinant et en rordonnant ces trois quations, on a: )(1)1)(1=(0 THbNCICNEFm/+ (6) Cette quation montre quavec un systme AMRC, il est facile daccepter une augmentation des brouillages extrieurs en rduisant la capacit du systme. Pour un rapport Eb /N0donn, et en supposant que le

30、rapport C/I et le rapport C/NTHsont ngligeables par rapport au bruit induit, le nombre maximal daccs simultans est obtenu par rsolution de lquation suivante: )(1=0NEFmbmax/+ (7) Il convient de noter que cette limite est pour ainsi dire inversement proportionnelle au rapport Eb /N0. LAMRC se distingu

31、e des deux autres mthodes daccs par le fait quune rduction de la qualit de fonctionnement du systme permet dobtenir une augmentation de sa capacit sans modification des autres paramtres du systme (voir le 2.1.2 a) et vice versa. Lquation (7) repose sur un certain nombre dhypothses de travail: comme

32、indiqu plus haut, les contributions de bruit thermique et de brouillage externe sont ngliges; toujours comme indiqu plus haut, toutes les porteuses prsentent la mme puissance lentre du rcepteur; le rcepteur est syntonis et parfaitement verrouill sur la frquence du signal entrant; le rcepteur est par

33、faitement synchronis sur les microsquences entrantes. Notons ici que dans un systme numrique limitation de puissance, la capacit est proportionnelle la puissance, et quen gnral dans ce type de systme, on prvoit une rduction de la capacit correspondant environ 10% du maximum thorique pour tenir compt

34、e des brouillages externes et du bruit propre (dont environ 2,5% pour lensemble des signaux brouilleurs externes). En consquence, nous prendrons pour hypothse une capacit thorique rduite de 10% par rapport la valeur de rfrence (7,5% pour le bruit thermique et 2,5% pour les signaux brouilleurs extern

35、es). 2.1.2 Avantages des systmes AMRC pour certaines applications De nombreux documents indiquent que, compars aux systmes accs multiple par rpartition en frquence (AMRF) et plus particulirement aux systmes accs multiple par rpartition dans le temps (AMRT), les systmes AMRC offrent des valeurs de db

36、it mdiocres. Et pourtant, les systmes AMRC offrent en compensation un certain nombre davantages, dans certaines applications spcifiques, par rapport aux systmes AMRF et AMRT. Certaines des raisons communes qui sinscrivent en faveur de lutilisation de systmes AMRC, mme compte tenu dune moindre capaci

37、t, sont rsumes ci-aprs: a) Dans des conditions de surcharge, la qualit de fonctionnement des systmes AMRC diminue progressivement. Ces systmes permettent daccrotre temporairement la capacit de trafic au prix dune augmentation galement temporaire du taux derreur binaire (TEB). A linverse, lorsque la

38、charge instantane est en fait infrieure la charge maximale, la qualit de la liaison (exprime en TEB) samliore, par rapport un systme fonctionnant pleine charge. b) Il est facile dadapter une commande vocale des systmes AMRC. Avec un AMRC commande vocale, laccs multiple avec assignation la demande (A

39、MAD) peut porter la fois sur la largeur de bande du rpteur et sur sa puissance. Rec. UIT-R S.1329 5 c) Les systmes AMRC permettent de rduire la densit spectrale de puissance lmission et donc de rduire les risques de brouillage sur des porteuses largeur de bande relativement limite. Un systme AMRC-SD

40、 rpartit la bande de base sur une largeur plus importante, ce qui rduit la densit spectrale de puissance proportionnellement au gain de traitement du systme. Cette caractristique est trs utile lorsque le systme est exploit en partage de frquences avec des systmes de Terre, notamment lorsque les stat

41、ions mobiles sont dotes dantennes de petit diamtre grande ouverture. d) Dans un systme AMRC, le signal, de par labsence de tout seuil brutal, prsente un meilleur comportement dans des conditions dvanouissement ou doccultation puisque lvanouissement affecte aussi bien le signal brouilleur que le sign

42、al utile (par rapport un systme AMRF) et puisque le signal est moins sensible aux effets de la propagation par trajets multiples. En effet, les signaux propags par trajets multiples se combinent au signal utile de faon positive ou ngative. Lorsque lintgration est ngative ou encore destructive, on en

43、registre en fait tout simplement une augmentation du bruit du systme qui peut tre dcorrele du signal utile au niveau du rcepteur. 2.1.3 Acquisition et synchronisation Lun des avantages des systmes AMRC au niveau de la poursuite de la frquence rside dans leur relative immunit leffet Doppler. Toutefoi

44、s, les trois problmes fondamentaux rgler dans un systme AMRC sont lacquisition initiale, la synchronisation et la poursuite, aussi bien de la microsquence de code du signal utile que de la frquence de transmission. Ces problmes ont t tudis de faon approfondie et peuvent tre maintenant parfaitement r

45、solus avec le traitement numrique du signal. 2.1.4 Effets dune commande de puissance imparfaite Autre problme rgler lorsque lon envisage dutiliser un systme AMRC 30/20 GHz, les effets de la commande de puissance. Dans un systme AMRC idal, chaque signal mis prsente la mme puissance de porteuse lentre

46、 du rcepteur. Cette caractristique tait dailleurs lune des principales hypothses de travail retenues dans notre dfinition de lquation de capacit dun systme AMRC. Cette quation permet prcisment de constater que la capacit du systme est pour ainsi dire inversement proportionnelle au rapport Eb /N0, do

47、nt on peut dire en fait quil est fonction lui-mme de la puissance de la porteuse reue. Aussi, sur le plan qualitatif, cette quation montre que la capacit maximale du systme diminue en raison inverse du rapport Eb /N0requis. Dans un systme rel, un certain nombre dlments, isols ou combins, peuvent entraner des diffrences de niveau de puissance du signal reu: commande de puissance dmission; vanouissement d la pluie; effets gographiques dcoulan