ITU-R SF 766 FRENCH-1992 METHODS FOR DETERMINING THE EFFECTS OF INTERFERENCE ON THE PERFORMANCE AND THE AVAILABILITY OF TERRESTRIAL RADIO-RELAY SYSTEMS AND SYSTEMS IN THE FIXED-SAT.pdf

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1、 Rec. UIT-R SF.766 1 RECOMMANDATION UIT-R SF.766*MTHODES DE DTERMINATION DES EFFETS DU BROUILLAGE SUR LA QUALIT ET LA DISPONIBILIT DES FAISCEAUX HERTZIENS DE TERRE ET DES SYSTMES DU SERVICE FIXE PAR SATELLITE (1992) Rec 766 LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil est ncessaire

2、dvaluer les effets du brouillage sur la qualit et la disponibilit des faisceaux hertziens de Terre et des systmes du service fixe par satellite; b) quen rgle gnrale, il faut disposer de mthodes de calcul adquates pour dterminer les critres de brouillage; c) que les mthodes de calcul permettant de dt

3、erminer les brouillages causs aux systmes MRF-MF sont assez bien tablies; d) que les mthodes de calcul des brouillages causs la tlphonie MF avec une seule voie par porteuse (SCPC) doivent tre fixes; e) que les mthodes de calcul des brouillages causs la tlvision MF doivent tre fixes; f) que les mthod

4、es de calcul des brouillages causs la tlphonie modulation damplitude (MA) doivent tre fixes; g) que les mthodes de calcul des brouillages causs aux transmissions numriques doivent tre fixes; h) qu lavenir, il faudra peut-tre fixer des mthodes de calcul des brouillages causs aux systmes utilisant les

5、 nouvelles techniques de modulation; j) quil est souhaitable dindiquer les spectres des signaux pour dterminer les brouillages partir de la formulation gnrale, recommande 1. demployer les mthodes dcrites lAnnexe 1 pour calculer les brouillages causs aux systmes MRF-MF; 2. demployer, titre provisoire

6、, les mthodes dcrites lAnnexe 2 pour les signaux utiles autres que MRF-MF en labsence de donnes plus prcises. ANNEXE 1*Mthodes de calcul des brouillages causs aux systmes MRF-MF On trouvera ci-aprs les mthodes de calcul permettant de dterminer les effets des brouillages causs aux systmes MRF-MF dans

7、 les faisceaux hertziens de Terre et dans les systmes du service fixe par satellite. _ *Les Commissions dtudes 4 et 9 des radiocommunications ont apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2000 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44. *Note du Directeur du CCIR Il

8、est prcis, titre dinformation, que le mode dobtention des formules de mme que les antcdents historiques de la prsente Annexe peuvent tre trouvs dans les rfrences bibliographiques figurant dans le Rapport 388 du CCIR (Dsseldorf, 1990). 2 Rec. UIT-R SF.766 1. Mthodes de calcul 1.1 Formulation gnrale L

9、a relation (cette relation linaire nest valable que pour les brouillages peu intenses causs aux signaux tlphoniques MRF-MF) entre la puissance de brouillage en bande de base dans une voie tlphonique et le rapport des puissances porteuses des signaux utile et brouilleur fait intervenir le facteur de

10、rduction du brouillage, B (en dB), dfini comme suit: B = 10 log S/NiC/I(1) o: S : puissance du signal dessai dans une voie tlphonique = 1 mW Ni : puissance non pondre de brouillage dans une voie tlphonique (largeur de bande de la voie: 3,1 kHz) C : puissance de la porteuse du signal utile (W) I : pu

11、issance de la porteuse du signal brouilleur (W). La puissance pondre de brouillage Np(pW) sobtient en tant que puissance non pondre dans 1,75 kHz, ce qui conduit : 10 log Np= 87,5 B 10 log (C/I) (2) Le facteur de rduction du brouillage, B, a pour expression: B = 10 log 2()2 p(/m)b 2 D(, 0)(3) avec:

12、D(, 0) = Gf5Gf3 + S(F) P1( + 0 F) dF + Gf5Gf3+S(F) P1( 0 F) dF + S( + 0) P10+ + S( 0) P10+ S0P1( + 0) + S0P1( 0) + S0P10b( 0) (4) P1() = P() A2() (5) P10 =P0A2(0) (6) ( 0) = 1mmmmmmpourmmmmmm = 0 (6a) ( 0) = 0mmmmmmpourmmmmmm 0o: : valeur efficace de lexcursion du signal dessai (sans praccentuation)

13、 du signal utile (kHz) : frquence centrale de la voie considre, situe dans la bande de base du signal utile (kHz) m: frquence suprieure de la bande de base du signal utile (en kHz) p(/m) : facteur de praccentuation pour la frquence centrale considre, dans la bande de base de la porteuse utile b : la

14、rgeur de bande de la voie tlphonique (3,1 kHz) 0: cart entre frquences porteuses des signaux utile et brouilleur (kHz) S() : partie continue de la densit spectrale de puissance normalise du signal utile avec praccentuation (Hz1)S0: puissance porteuse rsiduelle normalise du signal utile P() : partie

15、continue de la densit spectrale de puissance normalise du signal brouilleur (Hz1)P0: puissance porteuse rsiduelle normalise du signal brouilleur A() : caractristique amplitude/frquence du filtre de rception du signal utile, lorigine des frquences tant la frquence centrale de la porteuse du signal br

16、ouilleur. Rec. UIT-R SF.766 3 Les densits spectrales de puissance sont normalises par rapport lunit et sont supposes tre unilatrales (frquences positives seulement). On dduit des quations (2) et (3) lexpression de Npen fonction du rapport C/I. On constate que la dtermination de Npncessite: la connai

17、ssance du spectre du signal utile (tlphonie analogique), la connaissance du spectre du signal brouilleur. Les expressions de ces spectres sont donnes au 2 ci-aprs et au 3 de lAnnexe 2. 1.2 Brouillage caus par un signal MRF-MF faible indice de modulation un signal MRF-MF grand indice de modulation Ce

18、 cas correspond un systme de faisceaux hertziens de Terre brouillant un systme du service fixe par satellite. Il nest pas facile didentifier la voie de la bande de base qui reoit le plus de brouillage. Cependant, la situation de brouillage la plus dfavorable se produit lorsque lespacement entre la p

19、orteuse utile et la porteuse brouilleuse est gal ou infrieur la frquence la plus leve de la bande de base du signal utile. Le facteur B peut tre dtermin partir de la formule suivante: B = 10 log 1b 2GeeGefGedGefGecGfeGefGfdGefGfc2()2p(/m)P(0 ) + P(0+ )(7) Si lindice de modulation du signal utile est

20、 suprieur 3, la forme du spectre est presque gaussienne et la formule (7) prend la forme: B = 10 log 1b 2GeeGedGecGfeGfdGfc2 2 ()2p(/m) sexp GebGeaGe9GfbGfaGf9 (0 )222s+ exp GebGeaGe9GfbGfaGf9 (0+ )222s(7a) La dfinition des paramtres des formules (7) et (7a) est donne au 1.1 lexception de ce qui sui

21、t: s: valeur efficace de lexcursion multivoie du signal utile (kHz) = 10y (LF) (8)LF : facteur de charge, infrieur lunit en dehors de lheure charge y =(15 + 10 log Nc)/20mmmmmmpour 60 3, la forme du spectre du signal se rapproche beaucoup dune courbe de Gauss. Si les indices de modulation des signau

22、x utile et brouilleur sont suprieurs 3, il faut utiliser pour dterminer le brouillage la formule (7), compte tenu du 1.3. Dans certains cas particuliers, lorsque le signal brouilleur peut tre caractris par la valeur efficace de son indice de modulation et que la frquence suprieure de sa bande de bas

23、e est gale celle du signal utile fm1= fm2= fm), on peut trs facilement calculer la fonction de brouillage D(f, f0) partir des courbes normalises de la Fig. 1. D01-scFIGURE 1 D01 = 11 cm On dfinit lindice de modulation quivalent: m = GebGe9GfbGf9m21+ m22(11) et pour cette valeur de m sur les courbes

24、de la Fig. 1, on trouve les valeurs mS(1) et mS(2), o: 1= (0+ )m1et 2= (0 )m1(12) puis: D(, 0) = 1m1mS(1) + mS(2) (13) Rec. UIT-R SF.766 5 On peut suivre la mme mthode pour calculer approximativement D(f, f0), selon la valeur de lindice de modulation quivalent: m = GebGeaGe9GfbGfaGf9m21+ m22Ge8Ge7Ge

25、6Gf8Gf7Gf6m2m12(14) lorsque: m21: P() = 1s 2e 222s GeeGedGecGfeGfdGfc1 + Ge5n=2II(1)n C2nm2n 2nH2n Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf6s 2 P() 1s 2e 22 2s GeeGefGedGefGec1 + 6,375 102m2H*4Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf6s 2 7,416 103m4H*6Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf6s 2+ P() + Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf62,37 102m4+ 7,16 104 m6H*8Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf6s 2

26、 Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf69,929 103m6+ 5,854 105 m8H*10Ge8Ge7Ge6Gf8Gf7Gf6s 2GfeGfdGfc11(26) o: s: excursion de frquence efficace du signal multivoies H*2n(x) = (1)nn!(2n)!H2n(x) : polynme normalis dHermite. Sur les Fig. 2a 2e sont prsents des graphiques des spectres calculs au moyen des formules (22) et (2

27、6) pour des indices de modulation m, adopts dans des systmes typiques de faisceaux hertziens et de communication par satellite. Les courbes sont approximatives pour les valeurs de /mvoisines de 0 et 1. Les valeurs exactes dpendent de la valeur de . Les courbes exactes, pour plusieurs valeurs de , so

28、nt donnes dans les Fig. 2f 2j pour les valeurs de /mvoisines de zro. (Les courbes en mdaillon dans les Fig. 2d et 2e sont galement assez exactes pour les valeurs de /mvoisines de zro si est gal ou suprieur 0,02.) Pour des indices de modulation suprieurs 1,1, on a constat que la formule empirique ci-

29、aprs est bien ajuste aux courbes P() et constitue une bonne approximation de lquation (26): m P() = 1m 2e x22m2(1 + 0,01337 x 2 m3,367)(26a) o: x = /m. Cette formule empirique est une adaptation de la formule gaussienne applicable aux grands indices de modulation. Rec. UIT-R SF.766 9 D02-scFIGURE 2a

30、 D02 = 12 cm D03-scFIGURE 2b D03 = 11 cm 10 Rec. UIT-R SF.766 D04-scFIGURE 2c D04 = 10,5 cm D05-scFIGURE 2d D05 = 10 cm Rec. UIT-R SF.766 11 D06-scFIGURE 2e D06 = 10 cm D07-sc12 Rec. UIT-R SF.766 D08-scFIGURE 2g D08 = 18 cm Rec. UIT-R SF.766 13 D09-scFIGURE 2h D09 = 18 cm 14 Rec. UIT-R SF.766 D10-sc

31、FIGURE 2i D10 = 18 cm Rec. UIT-R SF.766 15 D11-scFIGURE 2j D11 = 18 cm 16 Rec. UIT-R SF.766 ANNEXE 2*Mthodes de calcul des brouillages causs aux systmes autres que MRF-MF Rec 766 On trouvera ci-aprs la mthode de calcul des signaux utiles autres que MRF-MF. 1. Considrations gnrales Des formules et/ou

32、 des graphiques dans lesquels il est facile de voir la dgradation due au brouillage, sont prsents pour la plupart des cas. On trouvera galement les spectres des signaux permettant la dtermination du brouillage partir de la formulation gnrale, et facilitant les calculs des densits de puissance prsent

33、s dans la Recommandation UIT-R SF.675. Il convient dtudier plus avant les techniques suivantes: tlphonie analogique bande latrale unique (BLU), signaux BLU compression-extension, signaux MRF-MF compression-extension, signaux mixtes donnes au-dessus de la tlphonie (DAV) et donnes au-dessus de la tlvi

34、sion (DAVID), tlvision composantes analogiques multiplexes (TV-MAC), TV haute dfinition (TVHD), accs multiple par rpartition dans le temps (AMRT), accs multiple par rpartition en code (AMRC) avec talement du spectre, etc. Dans le cas de la transmission tlphonique analogique, la dgradation de qualit

35、peut tre exprime en termes de bruit (pW) et dindisponibilit. Dans le cas de la transmission numrique, elle peut sexprimer en termes de taux derreur binaire (TEB), de secondes gravement entaches derreurs, de secondes entaches derreurs, de minutes dgrades et dindisponibilit. Dans le cas de la tlvision

36、 en MF, les expressions donnes dans la prsente Annexe permettent destimer la valeur admissible du rapport des puissances porteuses des signaux utile et brouilleur. On a inclus des remarques destines attirer lattention sur les effets du brouillage quil nest pas possible de dterminer sur la base des s

37、pectres et sur les effets dans les voies non linaires. 2. Formulations du brouillage 2.1 Signal utile: tlphonie MF avec une seule voie par porteuse Ce problme requiert un complment dtude. 2.2 Signal utile: tlvision en modulation de frquence On peut introduire un rapport de protection R qui reprsente

38、 le rapport des puissances porteuses des signaux utile et brouilleur correspondant une dgradation donne. Les essais effectus en France ce sujet conduisent proposer, dans le cas o le signal brouilleur est une porteuse non module, les valeurs de R donnes la Fig. 3 en fonction de lcart de frquences 0en

39、tre les porteuses des signaux utile et brouilleur. La courbe donne la Fig. 3, compose de deux segments de droite et de deux demi-droites, est une courbe empirique dtermine la suite des essais effectus ce sujet (F = excursion de frquence aux basses frquences du signal utile (MHz). On rappelle que le

40、niveau de brouillage subjectif choisi a t celui correspondant au seuil de perceptibilit en labsence de bruit thermique, pour un observateur situ dans un local faiblement clair, une distance de limage gale six fois la hauteur de cette dernire. La valeur admissible (C/I)ade ce rapport est donne par le

41、xpression: Ge8Ge6Gf8Gf6CIa= Gf5Gf3+R( 0) A( ) P( ) + P0 d (27) o P(), P0et A() ont la signification donne au 1.1 de lAnnexe 1. Pour calculer (C/I)a, il faut dterminer le spectre du signal brouilleur (voir le 3). _ *Note du Directeur du CCIR Il est prcis, titre dinformation, que le mode dobtention de

42、s formules de mme que les antcdents historiques de la prsente Annexe peuvent tre trouvs dans les rfrences bibliographiques figurant dans le Rapport 388 du CCIR (Dsseldorf, 1990). Rec. UIT-R SF.766 17 D12-scFigure 3 D01 = (13 cm 508%) 2.3 Signal utile: tlphonie modulation damplitude 2.3.1 Formulation

43、 gnrale Ce problme demande un complment dtude. 2.3.2 Brouillage entre signaux modulation damplitude On dfinit K4comme la quantit (dB) dont le rapport entre la puissance du signal et la puissance du brouilleur dpasse le rapport entre la densit spectrale du signal dans la bande de 4 kHz approprie lent

44、re du rcepteur et la densit du brouilleur dans cette mme bande de 4 kHz. Comme consquence de la proprit que la modulation linaire a de transfrer les signaux brouilleurs directement dans la bande de base, la valeur du facteur K4est simplement de 0 dB pour les missions bande latrale unique (BLU), avec

45、 porteuse supprime, et de 3 dB pour les missions double bande latrale (DBL), avec porteuse supprime. 2.3.3 Brouillage caus par des signaux modulation angulaire des signaux modulation damplitude Les valeurs du facteur K4sont encore 0 dB pour les missions BLU porteuse supprime et 3 dB pour les mission

46、s DBL porteuse supprime. Le spectre du brouillage dans la bande de base sera identique celui du signal brouilleur aux frquences radiolectriques, dans le cas dmissions BLU avec porteuse supprime, et la somme des spectres du signal brouilleur frquence radiolectrique tombant dans les bandes latrales su

47、prieure et infrieure, dans le cas dmissions DBL avec porteuse supprime. Les brouillages causs par des missions modulation angulaire avec porteuse de niveau lev produiront donc, dans la bande de base, du brouillage frquence pure. En rgle gnrale, il conviendra de tenir compte de ce mode de brouillage pour choisir la dispositio