ITU-R S 1554 FRENCH-2002 Methodology for determining the overall accuracy of epfd downlink measurements《epfd下行测量总准确度的测定方法》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1554 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1554 Mthode de dtermination de la prcision globale des mesures depfd(Question UIT-R 236/4) (2002) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la Confrence mondiale des radiocommunications (Istanbul, 2000) (CMR-2000) a adopt un ensemble de

2、limites de puissance surfacique quivalente sur la liaison descendante (epfd) de validation pour une seule source de brouillage, de limites depfdoprationnelles pour une seule source de brouillage et, pour certaines tailles dantenne, de limites depfd oprationnelles additionnelles pour une seule source

3、 de brouillage figurant dans lArticle 22 du Rglement des radiocommunications (RR), ainsi que les limites de puissance cumulative figurant dans la Rsolution 76 (CMR-2000), qui sappliquent aux systmes du service fixe par satellite (SFS) non gostationnaires (OSG) afin de protger les rseaux OSG dans cer

4、taines parties de la bande 10,7-30 GHz; b) que le Bureau des radiocommunications na pas vrifier si le systme du SFS non OSG se conforme aux limites depfdoprationnelles pour une seule source de brouillage; c) que les administrations qui disposent dassignations des rseaux du SFS OSG et/ou du service d

5、e radiodiffusion par satellite OSG dj mises en service, ainsi que les administrations qui disposent dassignations aux systmes du SFS non OSG dj mises en service, ont besoin de disposer de moyens fiables permettant de sassurer du respect par les systmes du SFS non OSG des limites oprationnelles pour

6、une seule source de brouillage vis au considrant a); d) que les niveaux depfdpeuvent devoir tre mesurs au niveau de stations terriennes oprationnelles de systme OSG afin de dterminer si les limites oprationnelles sont dpasses, notant que a) la Recommandation UIT-R S.1558 est en cours dlaboration pou

7、r dfinir une mthode permettant de mesurer les niveaux depfd, recommande 1 dutiliser la mthode dcrite dans lAnnexe 1 pour dterminer la prcision de la procdure de mesure. 2 Rec. UIT-R S.1554 ANNEXE 1 Mthode de dtermination de la prcision globale des mesures depfd1 Introduction La CMR-2000 a adopt des

8、limites depfd oprationnelles afin de protger les liaisons du SFS OSG contre toute perte de synchronisation ou dgradation de qualit de fonctionnement due aux systmes non OSG et de protger aussi les systmes du SFS OSG utilisant le codage adaptatif dans la bande 30/20 GHz. Les satellites non OSG, en ra

9、ison de la configuration de leurs orbites relativement aux antennes des stations terriennes OSG, peuvent dpasser les limites oprationnelles pendant seulement de brves priodes (s). Les limites oprationnelles pourraient tre mesures au niveau des stations terriennes qui subissent une perte de synchroni

10、sation ou une dgradation de qualit de fonctionnement des moments imprvus (par exemple, non causes lvidence par un trs fort vanouissement d la pluie, par une interruption due lactivit solaire ou par une panne dquipement associe un basculement). Loprateur du satellite OSG dterminerait alors si la pert

11、e de synchronisation ou la dgradation de qualit de fonctionnement est due un brouillage par alignement caus par un systme du SFS non OSG au rseau OSG. Sil constate quil y a corrlation entre la perte de synchronisation ou la dgradation de la qualit de fonctionnement et lalignement dun systme non OSG,

12、 il procdera, au moyen dun systme de mesure plac sur le site de la station terrienne de rception du systme OSG affecte, des mesures du niveau du brouillage caus par le systme non OSG la station terrienne du systme OSG. La procdure de mesure prfre consiste placer dans le mme faisceau que la station t

13、errienne affecte, une station terrienne de monitorage de porteuses (CSM, carrier system monitoring) bien talonne. La station CSM dlivre un niveau de rfrence talonn pour la station terrienne affecte. Elle permet de centraliser les comptences ncessaires ltalonnage. En outre, il est souhaitable de plac

14、er un systme de mesure automatis au niveau de la station terrienne affecte afin de rduire les risques derreur humaine affectant les rsultats. Dans la prsente Annexe, on calcule la prcision globale des mesures oprationnelles du brouillage caus par un systme non OSG dans le cas de la procdure de mesur

15、e prfre. Liste des abrviations AFB: amplificateur faible bruit B: largeur de bande CSM: monitorage de systme de porteuses DSP: processeur numrique de signal S/N: rapport signal/bruit T: temps (s) Rec. UIT-R S.1554 3 2 Mise en oeuvre pratique de la procdure de mesure avec utilisation dun DSP, un anal

16、yseur de spectre ou un puissance-mtre Un lment dterminant de la prcision de mesure du brouillage caus par un systme non OSG est ltalonnage du systme. Cet talonnage pourra tre ralis au moyen dun quipement intgr la station terrienne affecte ou dun systme portable bien calibr amen la station terrienne

17、affecte ou bien, tre ralis distance depuis une station CSM. De plus, le systme portable pourra tre mis en oeuvre avec une antenne balayage. Chaque type de systme correspond un ensemble spcifique de compromis. Pour mesurer lepfdavec prcision, une des approches directes consisterait intgrer lquipement

18、 de mesure et dtalonnage la station terrienne affecte. Toutefois, cette mthode entranera une interruption du service OSG, pendant lintgration et ltalonnage de systme. Cette interruption pourra durer plusieurs heures. De plus, le service sera de nouveau probablement interrompu lorsque lquipement de m

19、esure sera demand sur un autre site de station terrienne. Un systme de test autonome et portable est peut-tre lapproche la plus efficace en terme de cot. Le systme ninterrompra pas lexploitation du systme OSG et ltalonnage pourra tre excut plus tt. Il est possible que le systme de test portable exig

20、e lutilisation dune antenne plus petite que celle de la station terrienne affecte par le brouillage. Auquel cas, les niveaux depfd provenant du systme non OSG reus sur lantenne plus grande ouverture de faisceau pourraient tre suprieurs ceux reus sur lantenne de la station affecte des angles hors axe

21、 faibles comme le montre la Fig. 1. 1554-01Antenne de mesureAntenneaffecte Brouillage non OSGFIGURE 1Mesures avec une petite antenne de mesure et une grande antenne de station terrienneIl existe deux solutions au problme pos dans la Fig. 1. Si la direction du brouillage non OSG est connue, la diffre

22、nce de gain entre lantenne de test et lantenne de la station terrienne affecte peut tre dtermine si les diagrammes dantenne respectifs sont connus avec prcision. Ou bien, lantenne de test pourrait suivre le satellite non OSG. En outre, si lantenne de poursuite a une taille suffisante, elle permettra

23、 une discrimination entre le signal OSG et le signal brouilleur non OSG en cours de mesure jusqu ce que le satellite non OSG se trouve dans le lobe principal de lantenne du systme OSG. Avec une antenne plus petite de mesure, le rapport S /N sera infrieur par rapport une antenne plus grande recevant

24、un signal de mme niveau. La dure de mesure ncessaire pour obtenir le mme niveau de prcision sera dautant plus longue que le rapport S /N la rception sera faible. Le Tableau 1 montre, les ouvertures de faisceau demi-puissance et les rapports S /N (en supposant une temprature de rcepteur de 200 K), po

25、ur diffrentes tailles dantenne. Les rapports S /N 4 Rec. UIT-R S.1554 correspondent des niveaux de signal gaux aux valeurs des limites oprationnelles pour une antenne de 3 m (161,25 dB(W/(m2 40 kHz) et pour une antenne de 10 m (166 dB (W/(m2 40 kHz). TABLEAU 1 Caractristiques de mesure pour diffrent

26、es tailles dantenne de station terrienne En dfinitive, si lon dispose dune station terrienne CSM talonne place dans le mme faisceau que la station terrienne affecte, elle peut effectuer ltalonnage pour la station terrienne affecte. La station CSM est talonne avec une trs grande prcision et peut tre

27、utilise pour dterminer le niveau du signal reu la station terrienne affecte. La Fig. 2 montre la station CSM et la station terrienne affecte. Il convient de noter que la station CSM reoit le mme signal du satellite que la station terrienne affecte, mais avec un gain de satellite diffrent. Etant donn

28、 que les gains dantenne de satellite relatifs dans la direction des deux stations terriennes sont connus (mesures de test en orbite), la station CSM peut talonner le niveau du signal reu par la station terrienne affecte. Ce niveau de rfrence peut alors tre utilis pour dterminer le bruit et les nivea

29、ux de brouillage de la station terrienne affecte. 1554-02CSMStation terrienneaffecteFIGURE 2Configuration dans laquelle une station CSM assure ltalonnage pour une station terrienne affecteDiamtre de lantenne (m) Ouverture de faisceau demi-puissance (degrs) S/N (Niveau du signal = 161,25 dB(W/(m2.40

30、kHz)S/N (dB) S/N (Niveau du signal = 166 dB(W/(m2.40 kHz)S/N (dB) 2 1,75 1,4 3,3 3 0,58 4,5 0,2 10 0,175 15 10,3 Rec. UIT-R S.1554 5 Nous traitons principalement ici de la prcision de la mthode dans laquelle une station CSM sert talonner le niveau du signal reu de la station terrienne affecte. La pr

31、ocdure de mesure est la suivante: La station CSM et la station terrienne affecte peuvent effectuer les mesures sur le signal de balise du satellite. Cette mesure porte sur un niveau de signal stable et connu qui peut tre utilis pour ltalonnage de la station CSM. Elle donne galement une valuation du

32、diffrentiel entre laffaiblissement atmosphrique au niveau de la station terrienne affecte relativement celui de la station CSM. Si les variations de niveau du signal de balise dues une erreur en stabilit et une erreur de mesure sont suprieures aux variations dues aux effets atmosphriques, la mesure

33、sur la balise pourra ne pas tre valable. Dans la prsente Annexe, on suppose par la suite que les mesures de brouillage sont effectues par ciel clair et que les mesures sur la balise ninterviennent pas dans lvaluation de la prcision globale. Il convient de noter cependant que dans le cas dun systme d

34、e satellite sur orbite terrestre basse (LEO) o les brouillages importants se produisent dans une configuration voisine de lalignement, on peut supposer que lvanouissement affectant le signal du systme non OSG est pratiquement le mme que celui qui affecte le systme OSG. Par consquent, la valeur du ra

35、pport porteuse/brouillage pour la liaison, est approximativement le mme par ciel clair et pendant des prcipitations. Ainsi, pour le niveau de brouillage non OSG vrai on doit tenir compte du niveau dvanouissement. A la station CSM, on mesure un signal de rfrence. Deux types de signal de rfrence ont t

36、 tudies, savoir: la porteuse de la station terrienne affecte par le brouillage; un signal pilote transmis dans la bande de garde adjacente au signal affect. La Fig. 3 montre le signal affect tudi. Dans la bande de garde se trouve le signal pilote qui peut tre utilis comme signal de rfrence pour la s

37、tation CSM. 6 Rec. UIT-R S.1554 1554-03N1N2Signal 2Signal 1Signal piloteFIGURE 3Niveaux de bruit dans la bande en fonction des niveaux de bruit hors bandeIl convient de noter que compte tenu des caractristiques du filtre, le niveau de bruit dans la bande de garde peut tre diffrent du niveau du bruit

38、 la frquence du signal. Cela peut entraner une erreur si le signal de la station terrienne affecte est utilis comme rfrence pour la station CSM. Lorsque le signal de station terrienne affect sert de rfrence, il est utilis pour dterminer le niveau de bruit N1. Toutefois, le brouillage est mesur par r

39、apport au niveau de bruit N2. Par consquent, si le signal de la station terrienne affecte sert de rfrence, la mesure du brouillage peut tre entache dune erreur gale la diffrence entre les niveaux de bruit N1et N2. Le signal pilote peut permettre une mesure lgrement plus prcise que celle qui permet l

40、utilisation du signal de la station terrienne affecte comme rfrence. La prcision calcule ici ne tient pas compte de lerreur qui peut apparatre lorsque le signal de la station terrienne affecte sert de rfrence pour la station CSM. Au niveau de la station terrienne affecte, on mesure le brouillage plu

41、s bruit ainsi que le bruit. La mesure du brouillage plus bruit est effectue dans la bande de garde contigu la porteuse affecte. Le niveau de bruit peut tre galement mesur dans la bande de garde, juste avant et aprs lapparition du brouillage. Toutes les mesures doivent tre suffisamment rapproches dan

42、s le temps afin que les valeurs ne puissent pas voluer. En outre, le brouillage ne dure quun temps trs bref, ce qui limite la dure et la prcision des mesures. Une procdure de mesure automatise peut tre utilise. Dans la configuration de mesure utilise, un appareil de mesure (puissance-mtre, analyseur

43、 de spectre, DSP) devra tre install dans la station terrienne affecte. La sortie du dispositif de mesure sera relie un ordinateur qui stockera le spectre analys. Une impulsion brouilleuse dclenchera la mesure du brouillage plus bruit et du bruit sur les donnes stockes. En mme temps, un signal pourra

44、 tre envoy automatiquement la station CSM afin de demander une mesure sur la porteuse de rfrence ds que possible (un complment dtude est ncessaire sur la procdure employe ici et les effets dun dlai important sur le bilan derreur). Rec. UIT-R S.1554 7 3 Etalonnage du trajet radiofrquence de la statio

45、n CSM La procdure de mesure repose sur la prcision du systme CSM. La Fig. 4 montre un diagramme synoptique dune station CSM dote dun quipement dtalonnage directement intgr sur le trajet radiofrquence de la station terrienne. 1554-04FIGURE 4Diagramme synoptique dune station CSMConvertisseur abaisseur

46、Analyseur de spectre, analyseur DSP ou puissance-mtreDispositif de commande et denregistrement sur ordinateurPuissance-mtreslectifSynthtiseurde frquenceAFBCoupleur directionnel guide dondesCoupleursdirectionnels guide dondesLa partie mesure de lquipement se compose dun analyseur de spectre, dun anal

47、yseur DSP ou dun puissance-mtre reli un coupleur directionnel guide dondes plac aprs la sortie de lAFB. La partie talonnage se compose dun synthtiseur de frquence et dun puissance-mtre servant talonner lquipement de mesure. Lensemble est command via une interface informatique. Lordinateur commande les paramtres de mesure, les temps dtalonnage et lenregistrement des informations relatives aux mesures. Le synthtiseur de frquence fournit un signal dtalonnage de rfrence. Il sagit de minimiser les effets de la drive affectant les quipements ainsi que les variations