ITU-R SM 1271 FRENCH-1997 EFFICIENT SPECTRUM UTILIZATION USING PROBABILISTIC METHODS《使用概率方法的有效频谱利用》.pdf
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1、Rec. UIT-R SM.1271 1RECOMMANDATION UIT-R SM.1271UTILISATION EFFICACE DU SPECTRE ET MTHODES PROBABILISTES(Question UIT-R 45/1)(1997)Rec. UIT-R SM.1271LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que la technologie des tlcommunications a progress rapidement au cours de la dernire dcennie et
2、que lesadministrations ont utilis de plus en plus les services de radiocommunication, ce qui a cr de nouveaux besoins defrquences radiolectriques;b) que le partage des frquences est un des lments importants qui interviennent dans lefficacit dutilisation duspectre;c) que de nombreux principes directe
3、urs et critres de partage sont fonds sur les hypothses les plusdfavorables concernant les brouillages;d) quune plus grande efficacit dutilisation du spectre peut dpendre de ladoption de critres de qualit defonctionnement labors partir de mthodes probabilistes;e) quil serait ncessaire davoir les cara
4、ctristiques statistiques des signaux utile et brouilleur pour tudier lesdiffrents cas de partage des frquences et valuer lutilisation du spectre par rapport des normes de qualit defonctionnement,recommande1 aux administrations denvisager dadopter une mthode probabiliste dans ltude des brouillages et
5、 de leurincidence sur la qualit de fonctionnement des systmes pour parvenir une meilleure efficacit dans lutilisation duspectre;2 dadopter une mthode probabiliste dans ltude des brouillages imputables plusieurs sources et dutiliser destechniques comme celles dcrites lAnnexe 1 pour valuer tous les ri
6、sques de brouillage lis lexploitation dunnouveau systme et pour calculer la probabilit de brouillage station de base-station mobile et station mobile-station debase dans un systme duplex mobile terrestre, la mthode qui figure dans lAnnexe 2 doit tre utilise.NOTE 1 Dautres exemples seront prsents pou
7、r expliquer comment utiliser les mthodes probabilistes pour valuerles caractristiques des signaux utile et brouilleur, lobjectif tant damliorer lefficacit dutilisation du spectre.ANNEXE 1(Exemple 1)Calcul de la tension reue due aux rayonnements provenantde plusieurs systmes fonctionnant sur la mme f
8、rquence1 IntroductionDans de nombreux scnarios de partage des frquences on peut observer un brouillage. Dans certains cas, le nombre etlemplacement des sources brouilleuses possibles ne sont pas connus (lorsque le brouillage est caus par des metteursdu service mobile terrestre); il est alors possibl
9、e dvaluer les brouillages en utilisant des mthodes probabilistes.Dans lexemple qui nous intresse, la mthode dcrite permet de montrer clairement comment calculer le niveau desbrouillages imputables plusieurs sources en utilisant des mthodes probabilistes. Dans un souci de simplicit, prenonsle cas dun
10、 rcepteur embarqu bord dun avion survolant une zone urbaine. Dans ce cas particulier, on peut ngligerles effets de la courbure de la Terre. On supposera que lantenne du rcepteur est une antenne doublet demi-ondeprsentant un diagramme de rayonnement en cosinus. On suppose que les N sources brouilleus
11、es sont uniformmentrparties dans la zone suppose circulaire de rayon R (voir la Fig. 1).2 Rec. UIT-R SM.12711271-01rRhdiFIGURE 1Rcepteur embarqu bord dun avion survolant une zone urbaine;sources de brouillage uniformment rpartiesRcepteur embarqu bord dun avionFIGURE 11271-01 = 12 cmLobjectif sera do
12、btenir une expression simple de la fonction de densit de probabilit de la tension efficace reue auxbornes de lantenne de rception. Cet exemple repose sur plusieurs hypothses simplificatrices: le nombre dmetteurs brouilleurs N est important; les metteurs brouilleurs sont rpartis uniformment, (dun poi
13、nt de vue gographique) dans une zone circulaire derayon R; tous les metteurs brouilleurs ont la mme puissance rayonne; le rcepteur, qui est brouill par tous les mobiles, est embarqu bord dun avion une altitude h, directement au-dessus du centre de la zone circulaire qui contient toutes les sources d
14、e brouillage; on adopte en premire approximation la loi de propagation en espace libre pour reprsenter la loi de propagationdepuis un systme brouilleur jusquau rcepteur aroport.2 MthodeSi lon considre que le rcepteur aroport survole la zone urbaine, la tension aux bornes de lantenne de rceptionscrit
15、 comme suit:( )VCAdKAiijiNi=e1(1)Rec. UIT-R SM.1271 3CAest la relation entre lintensit du champ au niveau dune antenne et la tension entre bornes lorsquon ladapte uneimpdance de charge rsistive de 50 :CA=pi25073(2)A(di) est le facteur dantenne complexe qui est li la distance disparant le systme brou
16、illeur et lantenne par larelation suivante:( ) ( )Ad adiija di= e()(3)Kiet isont respectivement lamplitude et la phase du champ au niveau de lantenne de rception dues au brouilleur i; ilssont dfinis comme suit:KEddKiLLs=1(4)o ELest la limite de lintensit du champ spcifie (MV/m) une distance dL(m) pa
17、r rapport une source de brouillageunique. Ksest le facteur du diagramme de rayonnement du systme brouilleur qui tient compte de la rduction du niveaumoyen par rapport au niveau maximal. diest la distance (m) qui spare le systme brouilleur de lantenne.( )piiid=+02(5)o est la longueur donde et (0) la
18、phase initiale du signal lorsquil quitte la source i.Lquation (1) peut tre rcrite comme suit:VvijiNi=e1(6)o:VCEdaddiALLii=()(7)( )piiiidd=+ +()02(8)o iest uniformment rparti entre 0 et 2pi.On peut facilement montrer que | v | suit une distribution de Rayleigh telle que:( )pvvv=2222exp (9)o 2= (N/2).
19、 E(v2i) est la valeur desprance de v2i. La tension efficace est veff= 2.A partir des variables dj indiques, il est possible de calculer la tension efficace comme suit:vNCEKdEaddeff A L S Lii=()2(10)4 Rec. UIT-R SM.1271Il est possible de calculer le facteur antenne/distance:Eaddii()2d leffet combin d
20、u diagramme de rayonnement de lantenne de rception et de la distribution des sources debrouillage dans une zone donne, en tenant compte de la densit de probabilit des sources brouilleuses. Si, dans unsouci de simplicit, on suppose une distribution uniforme (voir la Fig. 1) la fonction de densit de p
21、robabilit delocalisation r des sources brouilleuses est donne par:prrRrR()()()=2222pipi(11)tant donn que la courbure de la Terre est ngligeable, la distance qui spare le systme brouilleur de lantenne derception est donne par:drhi=+22(12)tant donn galement que nous avons pris pour hypothse une loi en
22、 cosinus pour lantenne,( )ad h dii/ (13)le facteur dantenne est donn par:( )ad d h d h r hii i()/ / /= +222(14)dont la valeur attendue est:EaddhrhrRrRhiiR()=+=+2222202221d (15)Lexpression ci-dessus permet de calculer le rayonnement conjugu de plusieurs sources sur une zone relativementpetite, par ex
23、emple de petites villes o la courbure de la Terre peut tre nglige. Pour de grandes villes, lorsque lacourbure de la Terre ne peut pas tre nglige, la formule est relativement plus complexe.3 ConclusionLexemple considr nous permet de constater que pour valuer leffet de plusieurs sources de brouillage
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