ITU-R SM 443-4 FRENCH-2007 Bandwidth measurement at monitoring stations《监测站中带宽的测量》.pdf

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1、 Rec. UIT-R SM.443-4 1 RECOMMANDATION UIT-R SM.443-4 Mesure de la largeur de bande dans les stations de contrle des missions (Question UIT-R 26/1) (1966-1978-1995-2005-2007) Domaine de comptence La prsente Recommandation propose des mthodes permettant aux stations de contrle des missions de dtermine

2、r la largeur de bande occupe pour diffrentes classes dmission. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les stations de contrle doivent mesurer la largeur de bande des missions afin dencourager une utilisation efficace du spectre des frquences radiolectriques; b) que les mesures

3、de la largeur de bande faites dans les stations de contrle doivent tre uniformes, faciles raliser et fiables afin de pouvoir comparer les rsultats obtenus avec diffrentes stations de contrle; c) les dfinitions des diffrentes largeurs de bande donnes dans le Rglement des radiocommunications (RR) et d

4、ans la Recommandation UIT-R SM.328, notamment les dfinitions de la largeur de bande occupe et de la largeur de bande x dB; d) lexistence dun nombre croissant dquipements permettant de mesurer directement la largeur de bande occupe, notamment les quipements utilisant les techniques de traitement du s

5、ignal numrique et de la transforme de Fourier rapide (TFR); e) le Chapitre 4.5 sur la mesure de la largeur de bande du Manuel de lUIT-R Contrle du spectre, (dition de 2002), recommande 1 dutiliser, dans les stations de contrle des missions, la mthode % directe dcrite dans lAnnexe 1 pour mesurer la l

6、argeur de bande occupe; 2 dutiliser, dans les stations de contrle des missions, la mthode x dB dcrite dans lAnnexe 2 pour mesurer la largeur de bande x dB; 3 destimer la largeur de bande occupe partir de la largeur de bande x dB en procdant comme indiqu dans lAnnexe 3 lorsque les conditions pour une

7、 mesure exacte de la largeur de bande occupe ne sont pas remplies ou lorsquon ne dispose pas dquipements pouvant effectuer des mesures %. 2 Rec. UIT-R SM.443-4 Annexe 1 Mthode de mesure de la largeur de bande occupe (mthode %) 1 Introduction Le numro 1.153 du RR et la Recommandation UIT-R SM.328 dfi

8、nissent la largeur de bande occupe comme suit: Largeur de bande occupe: Largeur de la bande de frquence telle que, au-dessous de sa frquence limite infrieure et au-dessus de sa frquence limite suprieure, soient mises des puissances moyennes gales chacune un pourcentage donn /2 de la puissance moyenn

9、e totale dune mission. En labsence de spcifications dans une Recommandation de lUIT-R pour la classe dmission considre, la valeur de /2 doit tre prise gale 0,5%. Conformment au 2 de la Recommandation UIT-R SM.328, lmission est considre comme optimale du point de vue de lutilisation efficace du spect

10、re lorsque sa largeur de bande occupe est gale la largeur de bande ncessaire pour sa classe dmission, telle quelle est donne dans la Recommandation UIT-R SM.1138 qui est incorpore par rfrence dans le RR. Conformment la dfinition indique ci-dessus, la largeur de bande occupe peut tre mesure laide dun

11、 analyseur de spectre numrique balayage ou dun rcepteur de contrle numrique permettant de stocker les courbes enregistres en mmoire en vue dun traitement graphique ultrieur ou laide danalyseurs utilisant la TFR. 2 Conditions gnrales pour les mesures de la largeur de bande Les conditions gnrales pour

12、 les mesures de la largeur de bande sont les suivantes: La ligne de visibilit directe (LoS) entre lantenne dmission et lantenne de rception, compte tenu du phnomne des courbes de Fresnel, ne doit pas tre occulte afin dobtenir une discrimination leve des sources dmission. Il convient dutiliser une an

13、tenne directive prsentant une directivit et un rapport avant/arrire levs afin de rduire au strict minimum lincidence des effets des vanouissements dus la propagation par trajets multiples. On peut utiliser nimporte quel analyseur de spectre ou rcepteur de contrle numrique appropri. Il ne doit pas y

14、avoir de brouillage impulsionnel (par exemple, des brouillages provoqus par lallumage dquipements). 3 Procdure de mesure Lanalyseur de spectre ou le rcepteur de contrle numrique est rgl comme suit: Frquence: frquence centrale estime de lmission. Plage de frquences: 1,5 2 fois la largeur de bande est

15、ime de lmission. Largeur de bande de rsolution: moins de 3% de la plage de frquences. Largeur de bande vido: 3 fois la largeur de bande de rsolution ou plus. Niveau/affaiblissement: rgl de faon que le rapport S/N soit suprieur 30 dB. Dtecteur: valeurs crte ou chantillon. Rec. UIT-R SM.443-4 3 Temps

16、de balayage ou temps dacquisition: auto (pour des missions dimpulsions suffisamment longues de faon pouvoir enregistrer une impulsion pour chaque pixel sur lcran). Courbe: MaxHold (pour la modulation analogique), ClearWrite (pour la modulation numrique). Dans la plupart des systmes numriques, la lar

17、geur de bande occupe ne varie pas avec le temps car, en rgle gnrale, un train de donnes est transmis avec un dbit de symboles constant. Dans ces cas, la valeur momentane de la largeur de bande calcule sera relativement constante pour chaque courbe enregistre. Pour lisser les rsultats des diffrentes

18、mesures ultrieures, on peut choisir un temps de balayage plus long, ce qui facilitera la lecture du rsultat. Dans les systmes analogiques, en particulier lorsque les signaux transmis sont des signaux audio (F3E, A3E, J3E), la valeur momentane de la largeur de bande occupe varie rapidement avec la mo

19、dulation. Dans ces cas, le seul paramtre intressant pour les stations de contrle des missions est la largeur de bande maximale occupe pendant un certain temps dobservation (par exemple une heure). Pour obtenir ce rsultat, il faut utiliser la fonction MaxHold (gel sur la valeur maximale). Une fois la

20、 courbe enregistre, le spectre affich est analys mathmatiquement et la largeur de bande occupe est calcule comme suit: On fait la somme de la puissance spectrale (ou niveau spectral) associe chaque raie spectrale de la courbe enregistre sur lensemble de la plage de frquences pour obtenir la puissanc

21、e de rfrence 100%. Dans un second calcul, en partant de la frquence enregistre la plus basse, on fait de nouveau la somme de la puissance spectrale associe chaque raie jusqu ce que cette somme atteigne 0,5% de la puissance totale prdtermine. On insre une marque en ce point. On effectue ensuite le mm

22、e calcul en partant de la frquence enregistre la plus leve (bord droit de lcran) jusqu ce que la somme atteigne, l aussi, 0,5% de la puissance totale et on insre une seconde marque. La largeur de bande occupe est la diffrence de frquence mesure entre ces deux marques. 4 Conditions de mesure et prcis

23、ion des mesures La prcision relative dpend des lments suivants: La forme du spectre du signal La prcision est dautant plus grande que lintensit du signal augmente ou chute brusquement vers les bords du canal utilis. La largeur de bande de rsolution La prcision est dautant plus grande que la largeur

24、de bande de rsolution est petite, car le calcul de la largeur de bande est bas sur la forme graphique de la course affiche qui est toujours largie par le filtre de mesure. La plage de frquences Si la plage de frquences est trop grande, le processus de calcul intgrera de plus en plus de bruit, ce qui

25、 affectera la prcision du calcul. Toutefois, cette plage doit tre suffisamment grande pour inclure au moins certaines composantes spectrales au-dessous des points 0,5% (ou 26 dB). Le niveau de bruit et le niveau de brouillage Etant donn que le processus de calcul intgre le bruit et le brouillage en

26、dehors du canal utilis, la prcision est dautant meilleure que la diffrence entre le signal utile et le signal brouilleur est importante. Par consquent, une valeur de 30 dB est recommande pour le 4 Rec. UIT-R SM.443-4 rapport de puissance dans le canal adjacent minimum ou pour la diffrence minimale e

27、ntre le niveau de crte et le niveau des frquences extrmes pour que lerreur de mesure soit infrieure 10% (voir la Fig. 1 et la Fig. 2). Essais de mesure La fluctuation du signal numrique lie la variation du signal de modulation peut introduire une incertitude quant au rsultat de la mesure. Il est don

28、c recommand de rpter les mesures au moins 400 fois pour obtenir la valeur moyenne de la largeur de bande occupe. La prsence dun signal brouilleur lintrieur de la plage de mesure est proscrire car ce signal serait trait comme une partie du signal utile, ce qui pourrait introduire une erreur important

29、e dans la mesure. Rec. UIT-R SM.443-4 5 Annexe 2 Mthode de mesure de la largeur de bande x-dB (mthode x-dB) 1 Introduction La largeur de bande x dB (Recommandation UIT-R SM.328 ( 1.14) est dfinie comme tant la largeur dune bande de frquences lextrieur de laquelle toute composante spectrale dun spect

30、re discret ou toute densit spectrale de puissance dun spectre continu est infrieure dau moins une valeur donne x dB par rapport un niveau de rfrence 0 dB prdtermin. Dans les cas o lon a absolument besoin de cette valeur, par exemple pour dterminer la limite du domaine des missions hors bande dun rad

31、ar, la largeur de bande x dB peut tre mesure laide de nimporte quel analyseur de spectre ou rcepteur de contrle numrique. Par ailleurs, conformment au point 2 de la Recommandation UIT-R SM.328, une mission est considre comme optimale du point de lutilisation efficace du spectre lorsque sa largeur de

32、 bande occupe est gale la largeur de bande ncessaire pour sa classe dmission donne dans la Recommandation UIT-R SM.1138 qui est incorpore par rfrence dans le RR. 2 Procdure de mesure Tout dabord, le niveau de rfrence 0 dB doit tre dtermin. Ce niveau correspond habituellement au niveau le plus lev de

33、 la raie spectrale lorsque le spectre affich correspond une largeur de bande de rsolution troite. Dans lhypothse o, pendant la dure de lenregistrement, la puissance de lmetteur est au moins une fois celle de la porteuse, ce niveau est gal la puissance totale mise. Toutefois, avec des signaux modulat

34、ion numrique, cette hypothse est impossible. Le niveau de rfrence 0 dB correspond toujours au niveau le plus lev de la raie spectrale, mais il nest pas gal la puissance totale mise et cest la raison pour laquelle les valeurs de x pour obtenir des rsultats comparables sont diffrentes selon quil sagit

35、 dmissions analogiques ou dmissions numriques. Lanalyseur de spectre/le rcepteur numrique devraient tre rgls comme suit: Frquence centrale: f0(frquence porteuse ou frquence centrale estime de lmission) Plage de frquences: 1,5 fois la largeur de bande estime de lmission Largeur de bande de rsolution:

36、 moins de 3% de la plage de frquences Largeur de bande vido: 3 fois la largeur de bande de rsolution ou plus Dtecteur: dtecteur de valeurs crtes Courbe: MaxHold. Une fois la courbe trace, on recherche le niveau de crte. La valeur de la largeur de bande x dB, lue sur lcran de lquipement, correspond l

37、a largeur dune bande de frquences lextrieur de laquelle toute composante spectrale dun spectre discret ou toute densit spectrale de puissance dun spectre continu est infrieure dau moins une valeur x dB par rapport un niveau de rfrence 0 dB prdtermin. Si plus de deux raies spectrales ont ce niveau, o

38、n prend les frquences extrmes. La diffrence de frquence entre les deux marques est la largeur de bande x dB. 6 Rec. UIT-R SM.443-4 3 Conditions de mesure et prcision des mesures La prcision de la mthode x-dB dpend des lments suivants: La forme du spectre du signal La prcision est dautant meilleure q

39、ue lintensit du signal augmente ou chute trs brusquement vers les bords du canal utilis. La largeur de bande de rsolution La prcision est dautant meilleure que la largeur de bande de rsolution est petite car la forme affiche du signal est toujours largie par le filtre de mesure. La plage de frquence

40、s Si la plage de frquences est trop large, le nombre de raies affiches moins important ne permet pas de reprsenter le signal et de positionner les marques. Lincertitude de mesure est dautant plus grande que la rsolution est faible. Le niveau de bruit et le niveau de brouillage Le rapport S/N doit tr

41、e suffisant conformment lmission analyse. Une valeur minimale de x + 5 dB est recommande pour que lerreur de mesure soit infrieure 10%. Lorsque la dynamique du signal nest pas suffisante au niveau de la station de contrle, le mieux est de faire la mesure avec une station mobile qui peut tre situe pr

42、oximit de lmetteur. Des signaux brouilleurs peuvent tre tolrs lintrieur de la plage de frquences affiche; ils nauront pas dincidence sur le rsultat dune mesure manuelle de la valeur x dB si la largeur de bande x dB est troite par rapport la largeur de bande du signal utile et si la frquence brouille

43、use ne tombe pas sur lun des points x dB. 4 Mesure de la largeur de bande dB lorsque le brouillage a une influence sur la mesure Dans certains cas, les valeurs de la largeur de bande dB peuvent tre mesures ou au moins estimes en prsence de signaux brouilleurs dont les niveaux sont suprieurs aux nive

44、aux mesurs dB. Comme indiqu la Fig. 4, dans le cas o les limites de la largeur de bande dB par rapport chaque bord du spectre dune mission considre ne sont pas masques par des signaux brouilleurs (spectres 1 et 2), la largeur de bande de ce spectre particulier est mesure sans tenir compte des spectr

45、es des signaux brouilleurs. En dautres termes, dans le cas illustr la Fig. 4, la largeur de bande dB, , est gale met non B. Rec. UIT-R SM.443-4 7 Lorsquon ne sait pas si les spectres 1 et 2 concernent des signaux brouilleurs, on peut identifier les metteurs brouilleurs laide dun corrlomtre deux cana

46、ux, indiquant une valeur faible pour le coefficient de corrlation entre le signal correspondant au spectre de lmission considre et le signal du brouilleur potentiel ( 4.9.5.1 du Manuel de lUIT-R Contrle du spectre (dition de 2002). Mme lorsquune limite de la largeur de bande dB est masque par un spe

47、ctre brouilleur comme illustr la Fig. 5 (spectre 3), si le spectre du signal utile est symtrique, ce qui est le plus souvent le cas, lestimation de la valeur de la largeur de bande peut se faire partir dune demi-largeur de spectre, cest-dire = 2 k. 8 Rec. UIT-R SM.443-4 Il est normal que les mesures effectues en prsence de signaux brouilleurs soient entaches derreurs plus importantes que les mesures faites en labsenc