ITU-R SM 856-1 FRENCH-1997 NEW SPECTRALLY EFFICIENT TECHNIQUES AND SYSTEMS《新光谱效率技术及系统》.pdf

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1、Rec. UIT-R SM.856-1 1RECOMMANDATION UIT-R SM.856-1NOUVELLES TECHNIQUES ET NOUVEAUX SYSTMESCONOMES DE SPECTRE(Questions UIT-R 18/1 et UIT-R 203/1)(1992-1997)Rec. UIT-R SM.856-1LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que le spectre des frquences radiolectriques est une ressource limite;

2、b) que certaines bandes de frquences du spectre sont encombres dans des zones densment peuples;c) que, lorsque les paramtres de conception du systme et la rpartition gographique des stations sont toutesdeux connues, une amlioration de la planification technique permet daugmenter lutilisation du spec

3、tre des frquences;d) quen raison de lvolution rapide des diffrents services de radiocommunication, lutilisation en partage denombreuses bandes de frquences est de plus en plus difficile;e) que, dans de nombreux cas, il est difficile ou impossible dassurer le partage au moyen de la rpartitiongographi

4、que ou en frquence;f) que les progrs technologiques ont permis dutiliser de nouvelles techniques et de nouveaux systmesconomes de spectre;g) que le recours des annuleurs de brouillage pourrait permettre des liaisons, qui autrement se brouilleraient,de fonctionner simultanment;h) que les crans spciau

5、x amliorent la slectivit spatiale de lantenne;j) que les systmes dantenne auto-adaptable rduisent les brouillages sur les frquences partages,recommande1 quon envisage demployer des annuleurs de brouillage, des crans et des antennes auto-adaptables (on trouveraun exemple lAnnexe 1) comme des mthodes

6、supplmentaires pour rduire le brouillage et amliorer lutilisation duspectre en permettant des liaisons, qui autrement se brouilleraient, de fonctionner simultanment avec un minimum debrouillage.NOTE 1 Dautres exemples seront prsents, lobjectif tant damliorer lutilisation du spectre.ANNEXE 1Rduction

7、de la distance de rutilisation des frquences entre stationsde base fonctionnant dans le mme canal en utilisantdes antennes auto-adaptablesDans un plan de frquences classique, les distances de rutilisation des frquences entre stations de base du servicemobile terrestre fonctionnant dans le mme canal

8、doivent tre suffisamment grandes pour quil ny ait pas de brouillage.Des tudes ont permis de constater que si lon utilise des antennes auto-adaptables, il est possible dimplanter dans unezone de service dautres stations de base fonctionnant dans le mme canal, de sorte que les distances sparant toutes

9、 lesstations de base peuvent tre rduites dun facteur denviron 0,625, sans incidence majeure sur leurs zones de couverture.Cette rduction de la distance de rutilisation des frquences permet daccrotre sensiblement la capacit de service duspectre des frquences car il est possible dutiliser plus souvent

10、 les mmes canaux dans une zone de service, laissant ainsidautres canaux libres pour desservir dautres zones. Une tude a t faite pour montrer que lutilisation dantennesauto-adaptables est une technique favorisant une utilisation efficace du spectre.2 Rec. UIT-R SM.856-11 Rduction de la distance de ru

11、tilisation des frquencesEn gnral, une distance suffisante (environ 120 km) spare des stations de base simplex fonctionnant dans le mmecanal, de sorte quil ny ait pas de brouillage et que chaque station puisse fonctionner comme un systme autonome.Dans la prsente tude, ces stations sont volontairement

12、 rapproches, la distance les sparant tant denviron les deuxtiers de la distance normale, soit 80 km, de sorte que chaque station brouille lautre, ce qui rduit sensiblement leurzone de couverture. Une antenne-rseau auto-adaptable est alors dploye au niveau de chaque station de base pourrevenir un fon

13、ctionnement normal malgr la distance de sparation rduite.2 Caractristiques des antennes auto-adaptablesLantenne auto-adaptable utilise est un simple annuleur de lobes latraux avec des antennes auxiliaires (AUX) couples lantenne principale classique par le biais de coefficients adaptatifs complexes (

14、pondrations, voir les Figs. 1 et 2). partir des entres de chaque lment du rseau dantennes auxiliaires et de la somme du signal de lantenne principaledune part, et des diffrents lments du rseau dantennes auxiliaires dautre part, un algorithme dtermine lescoefficients servant pondrer le signal de chaq

15、ue lment du rseau dantennes auxiliaires. Lantenne-rseauauto-adaptable nest active que lorsque le brouillage dpasse un certain niveau de puissance par rapport au signal utile,par exemple 6 dB. Cette activation ne fait pas lobjet de la prsente tude mais pourrait se fonder, par exemple, sur ladmodulati

16、on de signaux de service.3 Calcul de la zone de couvertureLes valeurs types des paramtres utilises dans ltude pour la modlisation de la distance minimale de rutilisation desfrquences applicable la bande des ondes mtriques sont rsumes dans le Tableau 1.0856-01AUX 1AUX NAUX 1AUX 2 TRxw yFIGURE 1Schma

17、dun annuleur de lobes latraux dune antenne auto-adaptable propos pour des stations de radiocommunicationde base du service mobile terrestre fonctionnant en mode simplex avec rutilisation des frquencesPRINCIPALEPRINCIPALEFIGURE 1/856-01.D01 = 8.5 CMRec. UIT-R SM.856-1 30856-02u(t)Aud(t)Mcd m(t)n(t)a(

18、t)AUXdy(t)FIGURE 2Schma des diagrammes de rayonnement de lantenne principale et des antennes auxiliaireset emplacement des signaux utiles et brouilleursPRINCIPALEFIGURE 2/856-02.D02 = 13 CMTABLEAU 1Paramtres par dfaut dune station de radiocommunication de basedu service mobile terrestre fonctionnant

19、 en mode simplexdans la bande des ondes mtriquesEn utilisant un modle de propagation simple sous petit angle pour une Terre sans relief, on calcule le rayonapproximatif R de la zone de couverture de la station de base laide de la formule:PPg g hhRrttr tr=()24o:Pr: puissance minimale reue pour le mob

20、ilePt: puissance de lmetteurgt, gr: gain dantenne respectivement de la station de base et des stations mobilesht, hr: hauteur de lantenne respectivement de la station de base et des stations mobiles.Puissance delmetteurPuissance minimale reuepour le mobile, PrAntenne dmission/de rceptionde la statio

21、n de baseAntenne de lastation mobilePt= 30 W 10 log 10 Pr= 139 dBW ht= 45 m gt= 0 dB hr= 2 m gr= 0 dBAffaiblissement de variabilit local dans la bande des ondesmtriques = 14 dBAffaiblissements sur laligne = 0 dBAffaiblissements sur laligne = 0 dB4 Rec. UIT-R SM.856-1La zone de couverture a t tablie

22、laide dune base de donnes topographiques et dun programme de modlisation dela propagation qui calcule la puissance du signal brouilleur partir de calculs point point entre deux stations de basechoisies. Un signal utile dune station mobile est appliqu tous les angles dazimut de la zone de couverture

23、suivantdiffrents contours de puissance du signal correspondant aux diffrentes puissances de porteuse reues au niveau durcepteur de base afin de dlimiter les diverses zones de couverture. La zone de couverture autonome est dfinie parles contours de puissance minimale du signal. Le contour de la zone

24、de couverture brouille correspond une puissancedu signal de 6 dB suprieure la puissance la plus leve du signal brouilleur provenant dune autre station de base.Lantenne auto-adaptable de la station de base serait active uniquement lorsque la station mobile se trouve entre cescontours, cest-dire dans

25、une zone o le rapport porteuse/brouillage de la station de base est infrieur 6 dB, ce qui setraduit par une perte de couverture. Lutilisation dune antenne auto-adaptable permet de rtablir la couverture dans cettezone, sauf dans les secteurs angulaires en direction de la station de base brouilleuse.4

26、 ConclusionsDans le scnario pris titre dexemple, la distance de rutilisation des frquences a t rduite dun facteur moyende 0,625. Dans la prsente tude, lorsquon a ajout une autre station de base dans le mme canal, les calculs de zones decouverture ont montr quen labsence dune antenne auto-adaptable,

27、chaque station de base perdrait un tiers de sa zonede couverture en raison des brouillages quelle subirait des autres stations. Par contre, avec une antenne auto-adaptable,chaque station ne perd que 7,6% de sa zone de couverture. On peut donc amliorer sensiblement la distance derutilisation des frqu

28、ences en utilisant des antennes auto-adaptables simples pour les stations de radiocommunication debase du service mobile terrestre fonctionnant dans la bande des ondes mtriques. Ce type dantenne-rseauauto-adaptable a t mis au point pour des stations de base de services cellulaires. Les rsultats prom

29、etteurs obtenusmontrent que ce type dantenne peut tre galement utilis pour des systmes de radiocommunication du service mobileterrestre. Il est donc possible de rduire la distance de rutilisation des frquences entre stations de base fonctionnantdans le mme canal avec les techniques dont on dispose aujourdhui. On a choisi des systmes de radiocommunicationmobiles terrestres fonctionnant en mode simplex car une antenne-rseau auto-adaptable est un moyen rentable courtterme qui permet de supprimer les brouillages dans le mme canal et directement applicable des systmes de ce type._