ITU-R S 524-9 FRENCH-2006 Maximum permissible levels of off-axis e i r p density from earth stations in geostationary-satellite orbit networks operating in the fixed-satellite servnd.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.524-9 1 RECOMMANDATION UIT-R S.524-9 Niveaux maximaux admissibles de la densit de p.i.r.e. hors axe rayonne par les stations terriennes des rseaux satellite gostationnaire du service fixe par satellite fonctionnant dans les bandes de frquences des 6 GHz, des 13 GHz, des 14 GHz et des 3

2、0 GHz (Questions UIT-R 70/4 et UIT-R 259/4) (1978-1982-1986-1990-1992-1994-2000-2001-2003-2006) Domaine de comptence Dans la prsente Recommandation sont donns les niveaux maximaux de p.i.r.e. hors axe ne devant pas tre dpasss par les stations terriennes associes aux rseaux satellite gostationnaire f

3、onctionnant dans le SFS mettant dans les bandes des 6 GHz, des 13 GHz, des 14 GHz et des 30 GHz. Un certain nombre de notes donnent des indications supplmentaires sur lapplication des niveaux de p.i.r.e. hors axe. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que plusieurs rseaux satellit

4、e gostationnaire du service fixe par satellite (SFS) fonctionnent dans les mmes bandes de frquences; b) que certains rseaux satellite non gostationnaire du SFS peuvent tre exploits dans les mmes bandes de frquences que certains rseaux satellite gostationnaire conformment au Rglement des radiocommuni

5、cations (RR); c) que les brouillages entre rseaux du SFS contribuent au bruit dans ces rseaux; d) quil est ncessaire de protger un rseau du SFS contre les brouillages causs par dautres rseaux de ce service; e) quil est ncessaire de spcifier les niveaux maximaux admissibles de la densit de p.i.r.e. h

6、ors axe mise par les stations terriennes afin dencourager lharmonisation des rseaux satellite gostationnaire, et aussi, le cas chant, afin de limiter la puissance brouilleuse produite par des stations terriennes du SFS OSG aux liaisons montantes de systmes non OSG; f) que la contribution du brouilla

7、ge caus par une station terrienne dun rseau adjacent satellite un rcepteur dune station spatiale est fonction de la densit de p.i.r.e. hors axe de la station terrienne; g) que lemploi dantennes prsentant les meilleures caractristiques hors axe permettra lutilisation la plus efficace du spectre des f

8、rquences radiolectriques et de lOSG; h) que les niveaux de densit de p.i.r.e. hors axe dpendent du gain dans les lobes latraux ainsi que du niveau et de la distribution spectrale de la puissance dlivre par lmetteur, notant a) que lAnnexe 1 et lAnnexe 2 contiennent les lments sur la base desquels cer

9、tains des niveaux indiqus dans la prsente Recommandation ont t calculs, 2 Rec. UIT-R S.524-9 recommande 1 que les stations terriennes fonctionnant dans les rseaux OSG du SFS mettant dans la bande 5 725-7 075 MHz soient conus de faon qu tout angle , suprieur ou gal 2,5 par rapport laxe du faisceau pr

10、incipal de lantenne dune station terrienne, la densit de p.i.r.e. dans toute direction 3 de lOSG ne dpasse pas les valeurs suivantes: 1.1 pour les missions des systmes autres que ceux envisags aux 1.2 et 1.3 ci-dessous: Angle hors axe p.i.r.e. maximale par 4 kHz 2,5 99,9%; fonctionnement 14 GHz. 3.2

11、 Facteurs affectant le paramtre E En plus de la marge pour la pluie, comprise dans la conception dune liaison montante brouilleuse, il existe un certain nombre de variantes qui ont, pour les services par satellite, une influence sur la valeur de E: a) Type de porteuse brouilleuse Compte tenu de ce q

12、ue, dans les rpteurs qui amplifient les porteuses multiples MF, la densit spectrale de puissance, et par l la possibilit de brouillage, ne varient pas dune faon importante entre les porteuses de capacit diffrente, on peut limiter lexamen aux cas dans lesquels un rpteur achemine les signaux suivants:

13、 porteuses multiples MRF-MF; porteuses multiples haute densit MRF-MF; porteuse unique MRF-MF; une seule porteuse MIC-MDP-AMRT; porteuses multiples SCPC-MIC-MDP; porteuse unique TV-MF avec porteuse dispersion dnergie 2 MHz; porteuses multiples SCPC-MF. La densit spectrale de la p.i.r.e. ncessaire pou

14、r les liaisons montantes de chacune de ces porteuses dpendra aussi du fait que les stations terminales disposent dune grande ou dune petite antenne. b) Type de porteuse brouille On doit examiner une gamme de cas semblable celle qui est donne en a) ci-dessus. Rec. UIT-R S.524-9 11 c) Objectif de brou

15、illage LUIT-R a envisag dans ses tudes la possibilit daccrotre la tolrance aux brouillages afin de rduire lespacement entre satellites. d) Espacement entre satellites Dans la gamme des frquences comprises entre 10 et 15 GHz, on a choisi un espacement entre satellites de 3 pour des satellites de mme

16、couverture mais, en raison dune demande de plus en plus importante, on a examin la possibilit dun espacement de 2 pour certains emplacements. e) Zones de couverture de satellite brouill Il convient dexaminer les valeurs du facteur de qualit G/T du satellite correspondant des couvertures rgionales et

17、 nationales. f) Caractristique de gain dans les lobes latraux de la station terrienne brouilleuse En raison de la mise en service actuellement dantennes de station terrienne de conception amliore, on sattend une rduction des missions hors axe. g) Marge pour la pluie admise dans la conception dune li

18、aison montante brouille Un examen complet de tous ces facteurs pourrait conduire plusieurs milliers de combinaisons et, en consquence, une large gamme de valeurs de E. En tablissant cette liste, on a suppos que les valeurs du diamtre de lantenne de la station terrienne et de la puissance dmission nc

19、essaire taient choisies pour satisfaire simultanment les conditions de p.i.r.e. utile de la liaison montante et de limite de la p.i.r.e. hors axe. Il peut y avoir des cas o ce choix nest pas possible, comme par exemple celui de petites stations terriennes transportables utilises pour fournir des lia

20、isons montantes de tlvision de courte dure partir de divers emplacements dune zone de couverture dun satellite. On trouvera au Tableau 3 un exemple de la corrlation entre le paramtre E et les facteurs c) f) inclus. Les porteuses brouilleuses comme les porteuses brouilles sont modules en frquence par

21、 des signaux de tlvision; on suppose quelles sont identiques. On a choisi des combinaisons de la taille de lantenne dune station terrienne et de la puissance de lmetteur qui puissent fournir la p.i.r.e. ncessaire la porteuse utile tout en atteignant exactement les objectifs de brouillage du trajet m

22、ontant. Il convient de noter que cet exemple suppose deux systmes satellites identiques. Des variations importantes du paramtre E et des paramtres de la station terrienne sont probablement dues des cas o les satellites des systmes brouilleurs et brouills ont des facteurs de qualit G/T diffrents. 12

23、Rec. UIT-R S.524-9 TABLEAU 3 Valeurs optimales pour E et paramtres correspondants pour des brouillages TV-MF sur TV-MF G/T du satellite (dB(K1) 3 5 Espacement des satellites (degrs) 2 3 2 3 Objectif de brouillage (% du bruit thermique du trajet montant) 20 50 20 50 20 50 20 50 Diamtre de lantenne (m

24、) 10,7 6,8 6,4 4,1 26,9 17,1 16,2 10,3 Gain dans les lobes latraux de la station terrienne 32 25 log Puissance de lmetteur (W) 139 342 382 951 3,5 8,6 9,6 23,9 Diamtre de lantenne (m) 7,6 4,8 4,6 2,9(1)19,0 12,1 11,5 7,3 Gain dans les lobes latraux de la station terrienne 29 25 log Puissance de lmet

25、teur (W) 287 685 764 1 903(1)7,0 17,2 19,2 47,8 Diamtre de lantenne (m) 5,3 3,4 3,2(1)2,0(1)13,4 8,5 8,1 5,1 Gain dans les lobes latraux de la station terrienne 26 25 log Puissance de lmetteur (W) 557 1 385 1 517(1)3 794(1)14,0 34,8 38,1 95,3 Paramtre E de la p.i.r.e. hors axe (dB(W/40 kHz) 28,4 32,

26、4 32,8 36,8 20,4 24,4 24,8 28,8 (1)Dans ces cas, on choisira probablement dans la pratique des antennes plus importantes et des puissances dmetteur plus faibles, ce qui devrait permettre de maintenir le brouillage dans les limites prescrites. Hypothses pour llaboration du Tableau 3: stations terrien

27、nes brouilleuses et brouilles un angle dlvation de 15; fonctionnement 14 GHz; gain dantenne du satellite: identique pour les trajets montants brouilleurs et brouills; efficacit de lantenne de la station terrienne = 65%; affaiblissement par la pluie de 3 dB sur le trajet montant brouill uniquement; f

28、acteur C/T du trajet montant de la porteuse de tlvision brouille = 130 dBW(K1); modulation par le signal de dispersion dnergie uniquement: excursion crte-crte de 2 MHz. 3.3 Distribution spectrale dune porteuse TV-MF module On a mesur les caractristiques spectrales dune porteuse TV NTSC 20 MHz afin d

29、tudier les effets des brouillages causs des porteuses bande troite par des porteuses TV-MF modules par des lments de programme avec dispersion dnergie. La Fig. 1 montre la distribution de densit spectrale de la porteuse TV module par un signal vido de programme en direct associe une dispersion dnerg

30、ie provoquant une excursion crte-crte de 1 MHz, qui nest pas dpasse pendant divers pourcentages de temps. Rec. UIT-R S.524-9 13 4 Limites de densit de p.i.r.e. hors axe pour la bande 29,5-30 GHz (voir la Note 1) 4.1 Informations lappui du point 4 du recommande Au moment de la rdaction, il existe, da

31、ns les documents de lUIT-R, deux sources de donnes sur les porteuses du SFS OSG qui utilisent, ou qui devraient utiliser, la bande 29,5-30 GHz; lune est la Recommandation UIT-R S.1328 et lautre est la base de donnes constitue partir des rponses fournies par les administrations aux Questionnaires des

32、 Lettres circulaires CR/92 et CR/116 (voir la Note 2) envoys respectivement en 1998 et en 1999 pendant la prparation de la CMR-2000 (dans ce qui suit, cette base de donnes est appele base de donnes CR/116 pour plus de commodit). Pour la plupart des porteuses du SFS OSG considres dans la Recommandati

33、on UIT-R S.1328, cette dernire contient suffisamment dinformations pour pouvoir calculer la densit spectrale de p.i.r.e. hors axe mise par la station terrienne associe la liaison montante, si des hypothses ralistes sont faites pour le diagramme de rayonnement de lantenne de la station terrienne (par

34、 exemple Recommandation UIT-R S.580) pour les quelques porteuses pour lesquelles il fait dfaut. Les donnes suffisent aussi pour calculer, pour chaque porteuse, la dgradation du rapport (C/N ), par temps clair qui serait provoque par une station terrienne situe proximit du centre du faisceau du satel

35、lite utile mais fonctionnant avec un satellite adjacent et dont la densit de p.i.r.e. hors axe correspond aux limites donnes au point 4 du recommande de la prsente Recommandation, compte tenu dhypothses raisonnables lorsque cest ncessaire pour le bruit thermique sur la liaison montante et le brouill

36、age interne. Ici, on a considr une temprature de 14 Rec. UIT-R S.524-9 bruit thermique sur la liaison montante de 800 K et un rapport porteuse sur brouillage interne sur la liaison montante de 20 dB lorsquil manque des donnes dans la Recommandation UIT-R S.1328 pour pouvoir dduire lun de ces paramtr

37、es. Les informations figurant dans la base de donnes CR/116 sur toutes les liaisons destines utiliser la bande 29,5-30 GHz conviennent parfaitement pour calculer la dgradation sur la liaison montante. Toutefois, la densit de p.i.r.e. hors axe qui serait rayonne par la station terrienne mettrice ne p

38、ourrait tre calcule pour aucune des liaisons CR/116 car, mis part la p.i.r.e. sur laxe principal et lerreur de pointage, la base de donnes ne contient aucun autre paramtre pour cette station terrienne (par exemple gain crte de lantenne et diagramme de rayonnement des lobes latraux). La Fig. 2 indiqu

39、e la densit spectrale de p.i.r.e. qui serait rayonne par la station terrienne mettrice pour chacune des porteuses de la Recommandation UIT-R S.1328 dans la bande 29,5-30 GHz, 2 par rapport laxe principal. La Fig. 3, quant elle, donne la dgradation du rapport (C/N )total par temps clair pour chacune

40、des porteuses de la Recommandation UIT-R S.1328, qui serait provoque par des brouillages causs par une station terrienne proche du centre du faisceau du satellite utile, mettant vers un autre satellite espac respectivement de 2 et de 3 du satellite utile sur lOSG dans le Tableau 4 des niveaux corres

41、pondant aux limites donnes au point 4 du recommande. Les numros de porteuse indiqus correspondent ce qui suit dans la Recommandation UIT-R S.1328: Rec. UIT-R S.524-9 15 TABLEAU 4 La Fig. 4 donne la dgradation du rapport (C/N )total par temps clair pour chacune des liaisons CR/116 dans la bande 29,5-

42、30 GHz, qui serait provoque par des brouillages causs par une station Numro de porteuse OSG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tableau de la Rec. UIT-R S.1328 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 Systme de la Rec. UIT-R S.1328 13 min 13 max 20 30 F 11 12 13 B J Numro de porteuse OSG 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tableau de la Rec

43、. UIT-R S.1328 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Systme de la Rec. UIT-R S.1328 K L M N S T U V W X (max)Numro de porteuse OSG 21 22 23 24 25 26 27 28 Tableau de la Rec. UIT-R S.1328 4 5 5 5 6 6 6 6 Systme de la Rec. UIT-R S.1328 X (min) P Ka-1 P Ka-2 P Ka-3 Q priv min Q priv max Q prof. min Q prof. max16 Rec. UI

44、T-R S.524-9 terrienne proche du centre du faisceau du satellite utile, mettant vers un autre satellite espac respectivement de 2 et de 3 par rapport au satellite utile sur lOSG des niveaux correspondant aux limites donnes au point 4 du recommande. Les numros de liaison indiqus sont ceux qui figurent

45、 dans la base de donnes. Rec. UIT-R S.524-9 17 A 2 par rapport laxe principal, une limite de densit de p.i.r.e. de 11,47 dB(W/40 kHz) est prescrite au point 4 du recommande. Parmi les 28 porteuses de la Fig. 2, on constate que 23 dentre elles soit 82% respecteraient cette limite et, comme les seuls

46、diagrammes de rayonnement de rfrence dantenne numrs dans la Recommandation UIT-R S.1328 pour les porteuses 30 GHz sont ceux qui sont dfinis dans la Recommandation UIT-R S.465 ou UIT-R S.580 (la loi tant du type 25 log () pour les lobes latraux proches dans les deux cas), cela montre que, dans la ban

47、de 29,5-30 GHz, la plupart des stations terriennes OSG existantes ou prvues devraient respecter les limites donnes au point 4 du recommande. On peut donc conclure que ces limites ne constituent pas une restriction draisonnable impose lvolution du SFS dans cette bande. Daprs la Fig. 3, on constate qu

48、e des brouillages correspondant la limite au point 4 du recommande, causs par une station terrienne fonctionnant avec un satellite espac de 2 par rapport au satellite utile, dgraderaient le rapport (C/N )de moins de 58,5% (cest-dire 2 dB) pour 75% des porteuses. De mme, la Fig. 3 montre que pour un espacement