ITU-R SA 1273 FRENCH-1997 POWER FLUX-DENSITY LEVELS FROM THE SPACE RESEARCH SPACE OPERATION AND EARTH EXPLORATION-SATELLITE SERVICES AT THE SURFACE OF THE EARTH REQUIRED TO PROTECTHz .pdf

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1、Rec. UIT-R SA.1273 1RECOMMANDATION UIT-R SA.1273*PUISSANCE SURFACIQUE RAYONNE PAR LES SERVICES DE RECHERCHE SPATIALE,DEXPLOITATION SPATIALE ET DEXPLORATION DE LA TERRE PAR SATELLITE LA SURFACE DE LA TERRE PROPRES PROTGER LE SERVICE FIXEDANS LES BANDES 2 025-2 110 MHz ET 2 200-2 290 MHz(Questions UIT

2、-R 118/7 et UIT-R 113/9)(1997)Rec. UIT-R SA.1273LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que les systmes des services de recherche spatiale, dexploitation spatiale (SES) et dexploration de la Terrepar satellite (SETS) dune part, et du service fixe dautre part, partagent les bandes 2 02

3、5-2 110 MHz et 2 200-2 290 MHz;b) que, dans le cadre du service fixe, on exploite et on envisage dexploiter divers systmes point point et point-multipoint faisant intervenir dans ces bandes des techniques analogiques aussi bien que des techniques numriques;c) quen raison de ce partage, il est ncessa

4、ire de faire en sorte que des missions des satellites noccasionnent pasde brouillage inacceptable aux systmes du service fixe;d) quil est possible de confrer aux systmes du service fixe une protection satisfaisante contre les missions dessatellites en dfinissant des limites adquates de puissance sur

5、facique observe la surface de la Terre dans une bandede rfrence;e) quen tout tat de cause toute limite applicable la puissance surfacique produite la surface de la Terrene doit pas entraner de restrictions excessives au niveau de la conception des systmes du service de recherche spatiale,du SES et d

6、u SETS;f) que la dgradation de la qualit de fonctionnement dun systme du service fixe est en fait la somme desaltrations individuelles conscutives aux missions de lensemble des stations spatiales visibles par ce systme;g) que la bande 2 025-2 100 MHz est utilise pour les liaisons Terre-espace des sa

7、tellites en orbite basse (LEO) etdes satellites placs sur lorbite des satellites gostationnaires (OSG), et que cette bande est galement utilise pour desliaisons espace-espace, notamment pour les radiocommunications entre les satellites relais de donnes (SRD) et lessatellites LEO;h) que la bande 2 20

8、0-2 290 MHz est utilise, pour des liaisons espace-Terre, aussi bien par les satellites LEO quepar les satellites OSG, et que cette bande est galement utilise pour des liaisons espace-espace, en gnral pour desradiocommunications entre des satellites LEO et des SRD;j) que pour les systmes du service d

9、e recherche spatiale, du SES et du SETS, on utilise des techniques derduction de la densit spectrale de puissance des missions radiolectriques des satellites,recommande1 de faire en sorte que, dans la bande 2 200-2 290 MHz, la puissance surfacique maximale produite la surfacede la Terre par les miss

10、ions des stations spatiales exploites dans le sens espace-Terre, quelles que soient les conditionset les mthodes de modulation, ne dpasse pas les valeurs suivantes: 130 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive infrieurs 5 au-dessus du plan horizontal; 130 + 0,5 ( 5) dB(W/m2) dans

11、toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive (degrs) compris entre 5et 25 au-dessus du plan horizontal; 120 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive compris entre 25 et 90 au-dessus du planhorizontal;_*La prsente Recommandation a t tablie en commun par les Commissions dtudes 7 et

12、 9 des radiocommunications, et toutervision devra galement tre entreprise en commun.2 Rec. UIT-R SA.12732 de faire en sorte que, dans la bande 2 200-2 290 MHz, la puissance surfacique maximale produite la surfacede la Terre par les missions des stations spatiales LEO exploites dans le sens espace-es

13、pace, quelles que soient lesconditions et les mthodes de modulation, ne dpasse pas les valeurs suivantes: 127 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive infrieurs 5 au-dessus du plan horizontal; 127 + 0,5 ( 5) dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive (degrs) compr

14、is entre 5et 25 au-dessus du plan horizontal; 117 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive compris entre 25 et 90 au-dessus du planhorizontal;3 de faire en sorte que, dans la bande 2 025-2 110 MHz, la puissance surfacique maximale produite la surfacede la Terre par les missions de

15、s SRD OSG, quelles que soient les conditions et les mthodes de modulation, ne dpassepas les valeurs suivantes: 130 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive infrieurs 5 au-dessus du plan horizontal; 130 + 0,5 ( 5) dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive (degrs)

16、compris entre 5et 25 au-dessus du plan horizontal; 120 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pour des angles darrive compris entre 25 et 90 au-dessus du planhorizontal;3.1 de tenir compte du fait que la valeur de 130 dB(W/m2) dans toute bande de 1 MHz, pourra devoir tredpasse, en de rares occasions, d

17、une valeur pouvant atteindre 6 dB, mais au maximum, pendant 5% du temps, pourcompenser les brouillages de fond;4 de tenir compte du fait que les limites prcites se rapportent aux valeurs de puissance surfacique et dangledarrive que lon observerait dans des conditions de propagation en espace libre;5

18、 de se rfrer lAnnexe 1 pour des indications complmentaires concernant la prsente Recommandation.NOTE 1 Dans ltablissement du 2 du recommande, il est apparu que les transmissions espace-espace des services deradiocommunication spatiale constituent la majeure partie des utilisations en partage avec le

19、 service fixe.ANNEXE 1Considrations relatives aux brouillages occasionns parle service de recherche spatiale, le SES et le SETS au service fixedans les bandes 2 025-2 110 MHz et 2 200-2 290 MHz1 IntroductionLa prsente Annexe rassemble quelques lments additionnels relatifs aux valeurs de puissance do

20、nt il est question aux 1, 2 et 3 du recommande. Les valeurs indiques dans la prsente Annexe ont t obtenues, soit partir de calculs deseffets des brouillages continus occasionns par les missions des SRD OSG, soit partir de simulations de Monte Carlodes effets des missions de SRD OSG et de satellites

21、LEO sur les stations du service fixe, sur la base des principesexposs dans les Recommandations UIT-R F.1107 et UIT-R F.1108. Les positions orbitales des SRD taient celles de laRecommandation UIT-R SA.1275; les paramtres des systmes du service fixe taient dtermins conformment auxRecommandations UIT-R

22、 M.1143 et UIT-R F.759, tandis que les caractristiques orbitales des satellites LEO utiliss parles services scientifiques spatiaux taient obtenues partir du rapport tabli par le Groupe directeur sur les servicesscientifiques spatiaux (Annexe 4 du Document 7B/26-9D/54 du 16 novembre 1994).Les 2 et 3

23、rsument respectivement les rsultats applicables aux missions des satellites OSG dans la bande2 200-2 290 MHz et aux missions des satellites LEO dans la bande 2 200-2 290 MHz, tandis que le 4 traite desmissions des SRD dans la bande 2 025-2 110 MHz. Chaque paragraphe est suivi dune conclusion qui jus

24、tifie la valeurde puissance surfacique prconise dans les paragraphes du recommande correspondants.Rec. UIT-R SA.1273 32 Niveaux de puissance surfacique applicables aux missions des satellites OSG dans labande 2 200-2 290 MHzUn certain nombre de satellites OSG exploits dans le rseau au sol des servic

25、es scientifiques spatiaux utilisent la bande2 200-2 290 MHz (espace-Terre) pour les oprations de poursuite, tlmesure et tlcommande (PTT), dans le cadredoprations normales ou titre exceptionnel. En gnral, les satellites scientifiques utilisent la bande dans le cadre desoprations dexploitation normale

26、, tandis que les satellites dits dapplication service fixe, radiodiffusion, service mobilepar satellite tendent lutiliser titre de secours. Selon les informations disponibles, le nombre de satellites OSG de cetype en service passera de 87 117 au cours des 10 annes de la priode se terminant en 2005.

27、Les assignationsassocies une position orbitale quelconque seront en gnral peu nombreuses, et lon relve dailleurs que, sur des arcimportants de lOSG, aucune assignation nexiste ou nexistera. La p.i.r.e. de 96% des satellites OSG bnficiant djdassignations est infrieure + 10 dBW, de sorte que la puissa

28、nce surfacique cumulative la surface de la Terre estinfrieure 153 dB(W/m2). Compte tenu des largeurs de bande requises par les satellites OSG, lexception dun petitnombre dassignations, la densit de p.i.r.e. des missions de ces satellites est infrieure 10 dB(W/4 kHz), ce quidonne la surface de la Ter

29、re une puissance surfacique infrieure 173 dB(W/m2) dans une bande quelconque de4 kHz ( 149 dB(W/m2) dans une bande quelconque de 1 MHz), quel que soit langle darrive.Ces donnes nous permettent de conclure que les missions des satellites OSG dans la bande 2 200-2 290 MHznentranent pas un risque impor

30、tant de brouillage potentiel pour le service fixe. Pour assurer une souplesse suffisanteaux applications des SRD lavenir, tout en protgeant galement le service fixe, un niveau de puissance surfaciquequivalent 154/ 144 dB(W/(m2 4 kHz), tel quil est identifi dans le Tableau S21-4 du numro S21.16 duRgl

31、ement des radiocommunications (RR) pour la bande 2 200-2 300 MHz (gabarit A) (dans une largeur de bande derfrence de 1 MHz) suffira pour le partage de cette bande.3 Niveaux de puissance surfacique applicables aux missions des satellites LEO dans labande 2 200-2 290 MHz3.1 Dans des tudes de simulatio

32、n, on a considr les brouillages (sur liaisons descendantes) occasionns par24 combinaisons de SRD et de satellites LEO, chaque SRD tant trait comme tant en communication continue, dansles deux sens, avec deux satellites LEO (lorsque ces derniers taient visibles). Toutes ces combinaisons taient parhyp

33、othse actives simultanment et dans un mme canal. Le Tableau 1 rsume les paramtres de transmission utilissdans cette modlisation.TABLEAU 1Paramtres de transmission du satellite utiliss dans la modlisationLe brouillage simul affectait divers systmes fixes. Du fait que lantenne est le seul lment du sys

34、tme de rception quiait une incidence sur le brouillage reu, il suffisait de modliser les brouillages en fonction de chaque type dantenneplutt quen fonction de chaque type de systme. En consquence, cinq types dantenne ont t retenus pour lamodlisation des brouillages, savoir type DH (digital high capa

35、city, numrique forte capacit), DL (digitallow capacity, numrique faible capacit), MLCS (digital point-to-multipoint central station, station principale point multipoint numrique), MLOS (digital point-to-multipoint out station, station priphrique point multipointnumrique) et T (troposphrique analogiq

36、ue ou numrique) correspondant respectivement des antennes parabolique33 dBi, Yagi, quidirective, en nappe et parabolique 45 dBi.Le brouillage tait calcul pour chacun des 60 lieux gographiques retenus (par pas de 20 et 50 nord et 30 delongitude), et pour huit valeurs dazimut dantenne de station fixe

37、en chaque lieu. En ce qui concerne les rsultats, on aretenu pour chaque type de systme ( lexclusion des lieux situs loin des masses terrestres) les deux cas les plusdfavorables.SRD Satellite LEODensit de puissance dans lantenne (dB(W/Hz) 57,7 83,5 (1)Gain dmission (dBi) 34,7 28,5Gain de rception (dB

38、i) 36,0 28,5Diagramme dantenne Recommandation UIT-R S.672(lobe latral: 20 dB)Recommandation UIT-R S.672(lobe latral: 20 dB)(1)Sur la densit de base dune p.i.r.e. nominale de 55 dB(W/Hz).4 Rec. UIT-R SA.1273La Fig. 1 montre que lantenne Yagi (systme DL) subit le brouillage le plus important, environ

39、184 dB(W/4 kHz)pendant 20% du temps. Cette valeur est toutefois largement prise en compte dans lobjectif de qualit de fonctionnement long terme (20%) applicable la plupart des systmes liaisons fixes, soit environ 170 dB(W/4 kHz). Ce niveau deprotection correspond une dgradation de la valeur seuil, a

40、u niveau du rcepteur de la station du service fixe, denviron1 dB (voir la Recommandation UIT-R F.759).1273-01210 200 190 180 170 160 150 140DHDLMLCSTMLOS101102103104152525252FIGURE 1Brouillages occasionns divers systmes du service fixepar des satellites LEO(dB(W/4 kHz)Probabilit(%)FIGURE 11273-01 =

41、xx cmLe brouillage long terme occasionn dans lantenne parabolique 33 dBi, lantenne quidirective et lantenne en nappeest comparable, et se chiffre des valeurs infrieures denviron 9 dB celui que lon observe au niveau de lantenneYagi.Le faisceau troit de lantenne troposphrique 45 dBi garantit des nivea

42、ux de brouillage long terme trs faibles, maisdes phnomnes occasionnels de couplage par alignement peuvent entraner dimportants brouillages court terme.Ces faibles niveaux de brouillage ne sont, dune manire gnrale, pas surprenants, puisque les antennes des satellitesLEO ne pointent pas vers la Terre

43、sur la majorit de leur orbite.3.2 Des simulations dterministes (voir la Fig. 2) montrent galement quavec 24 satellites LEO 800 kmdaltitude (inclinaison de 98) ou 350 km daltitude (inclinaison de 28,5) mettant vers 12 SRD, et avec des pointagesazimutaux dantenne de service fixe dfavorables, les critr

44、es de protection long terme (20% du temps) du service fixesont difficilement respects avec un gabarit de puissance surfacique dont les niveaux sont suprieurs dapproximati-vement 2 3 dB 154/ 144 dB(W/(m2 4 kHz). Les systmes point multipoint de faible puissance, qui utilisent desantennes gain relative

45、ment faible, reoivent galement une protection marginale, aussi bien long terme qu courtterme, ces niveaux de puissance surfacique.Rec. UIT-R SA.1273 51273-021011102103104220 210 200 190 180 170 160 150 140 130(dB(W/4 kHz)DHDLTMLCSMLOS52525252FIGURE 2Brouillages occasionns aux systmes du service fixe

46、 par des satellites LEOdans les cas les plus dfavorablesLimite de 20%Probabilitde dpassementduniveaudebrouillage (%)FIGURE 21273-02 = xx cm3.3 Une autre analyse a t faite selon la mthodologie expose dans la Recommandation UIT-R F.1108.On supposait que les stations numriques taient centres sur une la

47、titude donne et taient dotes dantennes gainlev pointes un angle dlvation de 0. Lazimut de chaque antenne de rception tait compris entre 0 et 180. Lescaractristiques du systme du service fixe taient les suivantes:Diagramme de rayonnement de lantenne du service fixe: Recommandation UIT-R F.699Gain de lantenne: 33 dBiAffaiblissement dans la ligne dalimentation: 2 dBTemprature de bruit du rcepteur: 290 KCaractristiques de bruit du rcepteur: 4 dB.Ltude de simulation faisait intervenir au total 15 satellites non OSG sur diverses orbites. Des valeurs de puissance surfa-ciq