ITU-R S 730 FRENCH-1992 Compensation of the effects of switching discontinuities for voice band data and of doppler frequency-shifts in the fixed-satellite service《卫星固定业务中语音波段数据交换的.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.730 1 RECOMMANDATION UIT-R S.730*Compensation de linfluence des discontinuits dues la commutation sur la transmission de donnes dans la bande vocale et de leffet Doppler dans le service fixe par satellite (Question 7/4) (1992) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) qu

2、e les systmes satellites non gostationnaires en orbite circulaire sont sujets des carts de frquence dus leffet Doppler qui affectent la stabilit des frquences radiolectriques et provoquent respectivement un talement ou un rtrcissement en frquence de la bande de base dans le cas dinterconnexions anal

3、ogiques et un glissement de trame dans le cas dinterconnexions numriques; b) que les perturbations orbitales des satellites gostationnaires peuvent se traduire par une variation cyclique du temps de propagation du trajet infrieure 3 ms; c) que lcart entre une audiofrquence applique une extrmit du ci

4、rcuit et la frquence reue lautre extrmit ne doit pas dpasser 2 Hz daprs la Recommandation UIT-T G.225; d) que le glissement de trame maximal admissible sur une interconnexion numrique dpend des systmes de rseau connects; e) que la commutation dun satellite lautre dans les systmes satellites non gost

5、ationnaires en orbite circulaire provoquera des discontinuits de commutation dues aux diffrences de longueur des trajets radiolectriques, recommande 1 de prvoir une compensation diffrentielle de leffet Doppler dans le cas des transmissions tlphoniques analogiques par satellites non gostationnaires d

6、u service fixe par satellite lorsque le (les) produit(s) de la bande de base (MHz) par le nombre de rvolutions par jour du satellite par rapport la Terre est (sont) suprieur(s) 0,666; 2 de prvoir une compensation des discontinuits dues la commutation lorsque lon observe des diffrences de temps supri

7、eures 20 ms en tlphonie analogique, ce qui implique la mise en oeuvre de systmes temps de propagation variable; 3 dutiliser des mmoires tampons de capacit variable pour la compensation de la composante diffrentielle due leffet Doppler sur des liaisons numriques par satellite respectivement la rcepti

8、on ou lmission, la dimension de ces mmoires tampons dpendant des paramtres dorbite, du dbit de donnes et du glissement de trame maximal admissible; 4 dans linterconnexion numrique de rseaux nationaux synchrones, de dimensionner les mmoires tampons selon des modalits qui permettent de supprimer total

9、ement les variations de temps de transmission; _ *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). 2 Rec. UIT-R S.730 5 que les Notes suivantes soient considres comme

10、 faisant partie de la Recommandation. NOTE 1 La transmission de signaux de donnes et de tlcopie par une voie tlphonique analogique compense conformment aux dispositions du 1 et donc conformment aux dispositions de la Recommandation UIT-T G.225 ne ncessite aucune mesure supplmentaire de compensation

11、de la composante diffrentielle due leffet Doppler. NOTE 2 Les transmissions de donnes exigeant une largeur de bande suprieure celle dune voie tlphonique simple doivent faire lobjet dune correction de la composante diffrentielle due leffet Doppler pour une valeur de s infrieure celle indique au 1. NO

12、TE 3 Dans la pratique, la transmission de signaux de tlvision analogiques dans le service fixe par satellite nest pas perturbe par des composantes diffrentielles dues leffet Doppler, ou par des discontinuits dues la commutation tenant aux diffrences de temps de propagation sur le trajet et nappelle

13、en consquence aucune compensation. NOTE 4 Pour la transmission de signaux de donnes, les discontinuits de commutation peuvent tre compenses par le procd de correction des erreurs propre au systme. NOTE 5 Pour compenser la composante diffrentielle Doppler mentionne au 1, on peut utiliser des disposit

14、ifs temps de propagation variable analogues ceux dont il est question au 2. Il est possible demployer un seul et mme dispositif conu pour ces deux usages. NOTE 6 Le 1 sapplique exclusivement aux orbites circulaires de satellites non gostationnaires; dautres types dorbite, notamment les orbites ellip

15、tiques fortement inclines (par exemple MOLNIYA ou TUNDRA) doivent faire lobjet dtudes plus pousses, sous rserve des perspectives dutilisation future de ces systmes. NOTE 7 Les discontinuits de commutation de 20 ms considres au titre du 2 ne doivent pas prsenter un caractre critique pour les actuels

16、systmes de tlcopie du groupe 3, et ne doivent pas non plus provoquer une altration inacceptable de la qualit. Toutefois, les futures Recommandations de lUIT-T sur la qualit de service des transmissions de signaux de tlcopie sont susceptibles de contenir des indications spciales sur le niveau maximal

17、 admissible des interruptions de transmission pouvant ncessiter des tudes complmentaires. NOTE 8 Lanalyse sur laquelle la prsente Recommandation est fonde est reprise dans les Annexes 1 et 2. ANNEXE 1 Influence de leffet Doppler et des discontinuits dues la commutation dans le service fixe par satel

18、lite 1 Leffet Doppler (pour les satellites non gostationnaires) La valeur de lcart de frquence total d leffet Doppler entre les stations extrmes dun systme de service fixe par satellite dpend des longueurs donde utilises et de la vitesse relative du satellite par rapport aux stations terriennes. La

19、composante principale de la drive due leffet Doppler, cest-dire la drive de la porteuse ou dune frquence de rfrence de la transmission, peut tre supprime dans le rcepteur; cependant, il peut tre galement ncessaire de compenser la composante diffrentielle situe dans la largeur de bande radiolectrique

20、 occupe par le signal, qui provoque un talement ou un rtrcissement du signal dans la bande de base. Suivant la situation des stations terriennes et les caractristiques de lorbite, il peut y avoir soit addition soit soustraction des carts de frquence par effet Doppler qui se produisent, dune part, en

21、tre la station Rec. UIT-R S.730 3 dmission terrienne et le satellite, dautre part, entre le satellite et la station de rception terrienne. Si lon prend 5 000 km comme valeur probable de la hauteur minimale de lorbite pour un satellite de tlcommunication, ltalement ou le rtrcissement du spectre du si

22、gnal dans la bande de base ne dpasse pas 2 105. Dans la plupart des cas pratiques, laltitude orbitale est plus grande et leffet Doppler beaucoup plus faible, et mme pratiquement nul dans le cas particulier du satellite gostationnaire. La valeur maximale de leffet Doppler rsultant de transmissions de

23、stination ou en provenance dune station spatiale bord dun satellite plac sur une orbite circulaire peut tre value partir de la relation: sFF 6101,54 (1) dans laquelle: F : cart de frquence d leffet Doppler F : frquence de travail s : nombre de rvolutions par jour (24 heures) du satellite par rapport

24、 un point fixe de la surface terrestre. Cette relation peut galement tre utilise pour calculer lcart maximal diffrentiel de frquence d leffet Doppler sur une bande de frquences. Le Tableau 1, destin faciliter les calculs, indique un certain nombre de valeurs de s pour diverses valeurs de laltitude d

25、orbites circulaires quatoriales. TABLEAU 1 Dans un systme rpartition en frquence pour laccs multiple, chaque station participante utilise une portion de la bande de frquences du rpondeur du satellite. Comme les missions provenant des diffrentes stations sont indpendantes dans le temps, un ventuel dc

26、alage de temps nexerce aucun effet dfavorable. En revanche, il se produira un effet Doppler, variable avec le temps, dans les missions provenant de chaque station. En ce qui concerne les satellites utiliss pour retransmettre simultanment des signaux en provenance de plusieurs stations terriennes, il

27、 peut tre ncessaire de prendre spcialement en considration leffet Doppler. Nombre de rvolutions par jour par rapport la Terre, sAltitude des orbites circulaires quatoriales (km) Priode (h) 0 1 2 3 4 5 6 7 35 600 20 240 13 940 10 390 8 080 6 420 5 170 4 190 24 12 8 6 4,8 4 3,4 3 4 Rec. UIT-R S.730 Le

28、 Tableau 2 montre les valeurs maximales des carts de frquence dus leffet Doppler au satellite, sur 6 GHz. Ces valeurs correspondent des orbites quatoriales, dans lhypothse o le satellite se dplace dans le mme sens que la rotation de la Terre. Diverses perturbations font varier la position dun satell

29、ite gostationnaire. Si cette position est maintenue 0,1 de longitude et de latitude, la vitesse relative maximale du satellite par rapport la station terrienne est infrieure 3,8 m/s environ et lcart de frquence maximal d leffet Doppler ne dpassera pas 76 Hz 6 GHz. Pour viter un brouillage par effet

30、Doppler entre les canaux radiolectriques adjacents, on peut utiliser des bandes de garde. Suivant lemplacement des stations, le signal mis par une station pourrait avoir sa porteuse dplace vers les frquences suprieures, tandis que celui mis par une station sur un canal adjacent aurait sa porteuse dp

31、lace vers les frquences infrieures. Une autre solution consiste corriger les carts de frquence par des techniques appropries. Par exemple, en supposant une bande de garde dune largeur gale lcart maximal d leffet Doppler indiqu au Tableau 2 pour un systme dix canaux, la largeur totale des bandes de g

32、arde serait gale 18 fois les valeurs indiques (toujours sur 6 GHz). TABLEAU 2 Ecart de frquence maximal d leffet Doppler Dans un systme daccs multiple rpartition dans le temps (AMRT), toutes les stations terriennes mettent sur la mme frquence porteuse nominale. Il en rsulte que cette porteuse ne doi

33、t tre mise que pendant la dure de lintervalle de rcurrence qui est attribue la station. Pendant cette mission, la porteuse devrait probablement tre module par dplacement de phase ou de frquence. A cause de leffet Doppler, les missions arriveront au satellite et seront retransmises sur des frquences

34、qui varieront autour de la frquence porteuse nominale. Pour tenir compte de ces dcalages, les rcepteurs des stations terriennes doivent pouvoir se rgler sur les brusques changements de frquence de la porteuse. Cela peut obliger accrotre le temps de garde entre les salves de signaux et laisser, lintr

35、ieur dune salve, davantage de temps pour le rtablissement de la porteuse et pour la synchronisation de la salve dans le cas de satellites non gostationnaires. 1.1 Tlphonie Lorsque lon utilise la tlphonie multiplexage par rpartition en frquence, il est ncessaire de limiter la largeur de bande ou la v

36、itesse angulaire apparente des satellites, rapporte au centre de la Terre, pour viter toute valeur inadmissible de lcart de frquence diffrentiel d leffet Doppler ( moins que lon applique des corrections permettant de compenser cet effet). Priode (h) 6 8 12 24 Altitude approximative (km) 11 000 14 00

37、0 20 000 36 000 Angle de site minimal de lantenne: 5 Ecart de frquence maximal d leffet Doppler 6 GHz (kHz) 27,7 18,5 9,3 0,0 Rec. UIT-R S.730 5 Daprs la Recommandation UIT-T G.225, la diffrence entre une frquence vocale applique une extrmit dun circuit tlphonique et la frquence reue lautre extrmit

38、ne doit pas dpasser 2 Hz. La question de lerreur dans la frquence restitue est toujours ltude par la Commission dtudes XV de la normalisation des tlcommunications. On notera quune erreur de 2 Hz nest pas dpasse dans une liaison par un seul satellite si le (les) produit(s) de la bande de base (MHz) p

39、ar le nombre de rvolutions par jour, par rapport la Terre ne dpassent pas 0,666; cependant, il est probable que les quipements de multiplexage introduiront une erreur additionnelle. Pour de telles vitesses angulaires, leffet Doppler provoque galement un dcalage des frquences pilotes. Ces carts de fr

40、quence peuvent tre corrigs par lune des mthodes suivantes: un dispositif temps de propagation variable; les porteuses utilises dans lappareillage multiplexage par une rpartition en frquence pourraient tre rgles automatiquement pour compenser leffet Doppler et rduire ainsi dans lensemble les erreurs

41、de frquence des valeurs suffisamment faibles pour tre admissibles. La premire de ces mthodes offre lavantage que les erreurs dues au mouvement du satellite pourraient tre supprimes efficacement de la mme manire quelles ont t introduites (cest-dire par les variations du temps de propagation durant le

42、s passages). Cette mthode liminerait donc galement tous les effets des carts de frquence sur les signaux de la bande de base, et des arrangements convenables permettraient dviter les discontinuits dues la commutation lorsquon passe dun satellite au satellite suivant sur lorbite. Les variations du te

43、mps de propagation pourraient tre rgles soit en se fondant sur les prvisions relatives lorbite soit sur un dispositif dasservissement utilisant un signal pilote mis par la station terrienne destination du satellite et renvoy cette mme station terrienne (mthode de la boucle). La mthode de la boucle p

44、rsente les avantages suivants: on est certain que le satellite ne reoit que les frquences correctes; cet avantage peut prsenter une importance particulire pour certains systmes, par exemple ceux qui utilisent des voies ou des groupes de voies trs rapprochs avec modulation bande latrale unique dans l

45、e sens Terre-satellite; ltalement du signal, par suite de leffet Doppler, pourrait, par exemple, tre vit dans une certaine mesure en divisant la largeur de bande de rception en fractions convenablement spares, et en prvoyant des compensations indpendantes pour les groupes de circuits en provenance d

46、e chacune des autres stations terriennes. On pourrait employer une variante selon laquelle la compensation des variations du temps de propagation ne serait applique qu lextrmit de rception et serait commande par des signaux pilotes provenant des stations loignes. Il faudrait en ce dernier cas adapte

47、r lappareillage de multiplexage par rpartition en frquence de chacune des stations terriennes afin de tenir compte de ltalement ou du rtrcissement de la bande de base rsultant de leffet Doppler. Les administrations sont pries de communiquer lUIT-T leurs recommandations ou leurs conclusions au sujet de cette adaptation, y compris les mthodes de commande de lappareillage de multiplexage par rpartition en frquence de la station terrienne, fond