ITU-R SA 1163-2 FRENCH-1999 INTERFERENCE CRITERIA FOR SERVICE LINKS IN DATA COLLECTION SYSTEMS IN THE EARTH EXPLORATION-SATELLITE AND METEOROLOGICALSATELLITE SERVICES《地球探测卫星和气象卫星业务.pdf

1、 Rec. UIT-R SA.1163-2 1 RECOMMANDATION UIT-R SA.1163-2 CRITRES DE BROUILLAGE APPLICABLES AUX LIAISONS DE SERVICE DES SYSTMES DE COLLECTE DE DONNES DES SERVICES DEXPLORATION DE LA TERRE PAR SATELLITE ET DE MTOROLOGIE PAR SATELLITE (Question UIT-R 142/7) (1995-1997-1999) Rec. UIT-R SA.1163-2 LAssemble

2、 des radiocommunications de lUIT, considrant a) que le systme fictif de rfrence spcifi dans la Recommandation UIT-R SA.1020 dfinit les liaisons de collecte de donnes et dinterrogation des plates-formes de collecte de donnes; b) que lon a besoin de critres de brouillage pour concevoir des systmes off

3、rant une qualit de fonctionnement adquate en prsence de brouillage; c) que les critres de brouillage peuvent tre dtermins laide de la mthodologie dcrite dans la Recommandation UIT-R SA.1022, et des objectifs de qualit de fonctionnement spcifis dans la Recomman-dation UIT-R SA.1162; d) que les critre

4、s de brouillage facilitent la mise au point de critres de partage des bandes entre systmes, y compris les systmes exploits dans dautres services; e) que les systmes du service dexploration de la Terre par satellite (et du service de mtorologie par satellite) doivent admettre un seuil de brouillage a

5、u moins aussi lev que le seuil de brouillage admissible; f) que lAnnexe 1 expose les paramtres de systmes reprsentatifs qui constituent la base de dtermination des niveaux de brouillage admissibles pour les transmissions du service dexploration de la Terre par satellite, recommande 1 dutiliser les n

6、iveaux de brouillage spcifis au Tableau 1 comme niveaux totaux admissibles de puissance de brouillage la sortie dantenne des stations exploites pour les liaisons de service dans les services dexploration de la Terre par satellite et de mtorologie par satellite. TABLEAU 1 Critres de brouillage applic

7、ables aux liaisons de service des stations des services dexploration de la Terre par satellite et de mtorologie par satellite Bande de frquences (MHz) Fonction et type de la station terrienne Station affecte Puissance du signal brouilleur (dBW) qui ne doit pas tre dpasse pendant plus de 20% du temps

8、 dans la largeur de bande de rfrence Puissance du signal brouilleur (dBW) qui ne doit pas tre dpasse pendant plus de p% du temps dans la largeur de bande de rfrence 401-403 Terre-espace Collecte de donnes par satellite non OSG, antenne faible gain Station spatiale 178, 8 dBW par 1 600 Hz(1)174,7 dBW

9、 par 1 600 Hz(1)p = 0,1 137-138 espace-Terre Collecte de donnes par satellite non OSG, station de commande et acquisition de donnes (CAD) Station terrienne 158,3 dBW par 8,32 kHz(1)151,1 dBW par 8,32 kHz(1)p = 0,1 401-403 Terre-espace Collecte de donnes par satellite OSG, antenne faible gain Station

10、 spatiale 187,4 dBW par 100 Hz(2)173,4 dBW par 100 Hz(3)p = 0,1 1 670-1 690 espace-Terre Collecte de donnes par satellite OSG, station CAD Station terrienne 194,0 dBW par 100 Hz(2)181,5 dBW par 100 Hz(3)p = 0,025 2 Rec. UIT-R SA.1163-2 TABLEAU 1 (fin) ANNEXE 1 Base pour les critres de brouillage 1 I

11、ntroduction La prsente Annexe dfinit les paramtres utiliss dans la mthodologie de dtermination des critres de brouillage expose dans la Recommandation UIT-R SA.1022. Bande de frquences (MHz) Fonction et type de la station terrienne Station affecte Puissance du signal brouilleur (dBW) qui ne doit pas

12、 tre dpasse pendant plus de 20% du temps dans la largeur de bande de rfrence Puissance du signal brouilleur (dBW) qui ne doit pas tre dpasse pendant plus de p% du temps dans la largeur de bande de rfrence 2 025-2 110 Terre-espace Collecte de donnes par satellite OSG, station CAD Station spatiale 188

13、,9 dBW par 100 Hz(2)183,7 dBW par 100 Hz(3)p = 0,025 460-470 espace-Terre Interrogation de plate-forme de collecte de donnes par satellite OSG Station terrienne 187,3 dBW par 100 Hz(2)182,1 dBW par 100 Hz(3)p = 0,1 (1) La puissance du signal brouilleur (dBW) dans la largeur de bande de rfrence est d

14、onnes pour une rception des angles dlvation suprieurs 5 . (2) La puissance du signal brouilleur (dBW) dans la largeur de bande de rfrence est donnes pour une rception des angles dlvation suprieurs 3 . (3) La puissance du signal brouilleur (dBW) dans la largeur de bande de rfrence est donnes pour une

15、 rception des angles dlvation suprieurs 0 . NOTE 1 Le niveau de puissance totale du signal brouilleur qui ne doit pas tre dpass pendant plus de x% du temps, avec x infrieur 20% mais suprieur au pourcentage spcifi court terme (p% du temps) peut tre dtermin par interpolation des valeurs spcifies sur u

16、ne chelle logarithmique (base 10) pour le pourcentage de temps et sur une chelle linaire pour la densit de puissance du signal brouilleur (dB). NOTE 2 Les critres de brouillage sont tablis en fonction des systmes dcrits lAnnexe 1, mais ces valeurs sappliquent tous les systmes exploits dans les bande

17、s de frquences vises qui assurent les fonctions de service spcifies. NOTE 3 Les critres de brouillage sont spcifis par rapport au pourcentage de temps de rception par la station terrienne. Ainsi, les statistiques de qualit de fonctionnement du rcepteur associes la rception des signaux issus dun sate

18、llite particulier (cest-dire la distribution cumulative des taux derreur binaire (TEB) sont les mmes que les statistiques relatives la rception de signaux issus de plusieurs satellites analogues. La dure totale de rception comprend les priodes associes lacquisition initiale des signaux (cest-dire av

19、ant et pendant lascension locale du satellite), la synchronisation du rcepteur sur les donnes et la rception synchronise de celles-ci. En consquence, le temps ncessaire pour lacquisition et la synchronisation initiales des signaux peut reprsenter jusqu plusieurs dizaines de secondes sur des priodes

20、totales de visibilit de satellite de lordre de 9 min en moyenne. Toutefois, les analyses de qualit de fonctionnement court terme prsentes en Annexe 1 (cest-dire la qualit de fonctionnement dpasse pendant la totalit sauf un petit pourcentage p du temps, o p 1%) partent de lhypothse que le satellite e

21、st positionn langle dlvation minimal correspondant lobjectif de qualit applicable. On obtient ainsi le TEB dpass pendant la totalit sauf p% du temps puisque le rapport Eb /N0et le TEB sont des fonctions monotones de langle dlvation. NOTE 4 On obtient une bonne approximation de langle dlvation dpass

22、pendant la totalit sauf 20% du temps de rception en se fondant sur langle dpass pendant la totalit sauf 20% du temps de visibilit du satellite au-dessus de langle dlvation minimal spcifi dans lobjectif de qualit de fonctionnement. Cette approximation a t effectue dans les analyses de qualit prsentes

23、 dans lAnnexe 1, puisque lerreur de temps intrinsque cumulative ne peut pas dpasser 1% (cest-dire p% du temps) et que lon peut ngliger lerreur totale sur le gain dantenne du satellite, sur laffaiblissement en espace libre, sur laffaiblissement supplmentaire sur le trajet et sur les valeurs des param

24、tres de la station terrienne. Langle dlvation rsultant qui est dpass pendant la totalit sauf 20% du temps de rception donne le TEB dpass pendant la totalit sauf 20% du temps puisque le rapport Eb /N0et le TEB sont des fonctions monotones de langle dlvation. NOTE 5 Linterrogation de plates-formes de

25、collecte de donnes partir de satellites non OSG sera disponible dans un avenir proche. Rec. UIT-R SA.1163-2 3 2 Service de mtorologie par satellite dans la bande 401-403 MHz pour des liaisons montantes 2.1 Critres dinterfrence pour le systme ARGOS La liaison montante du systme de collecte de donnes

26、(SCD) ARGOS (voir la Fig. 2) transmet des signaux modulation par dplacement de phase (MDP), codage Manchester sous-phase, par lintermdiaire de satellites en orbite terrestre basse, avec un dbit de 400 bit/s. La plate-forme de collecte de donnes (PCD) utilise typiquement une antenne faible gain (5 dB

27、i maximum pour un angle dlvation de 20 ); cette plate-forme peut tre mobile ou fixe. Le processeur du SCD situ dans le satellite rgnre les donnes transmises sur la liaison montante du SCD, multiplexe les donnes avec dautres donnes de tlmesure et transmet les donnes numriques au sol, dans la bande 13

28、7-138 MHz. Etant donn que les donnes du SCD sont rgnres dans le satellite, on peut sparer la qualit de fonctionnement de la liaison descendante de la qualit de fonctionnement de la liaison montante dans le calcul des critres de brouillage. La Fig. 1 donne la courbe reprsentative de la puissance obse

29、rve sur la liaison montante du SCD ARGOS, au niveau du rcepteur du satellite. Le Tableau 2 donne les bases pour dvelopper les critres de brouillage dARGOS. 1163-011009080706050403020100167 165 160 155 150 145 140 138FIGURE 1Liaison montante du SCD ARGOS (mesures)Temps(%)Puissance du signal reu (dBW)

30、FIGURE 1/SA.1163.D01 = 3 CM 4 Rec. UIT-R SA.1163-2 TABLEAU 2 Qualit de fonctionnement du systme pris comme base des critres de brouillage applicables au SCD lors de lutilisation des satellites en orbite basse 2.2 Brouillage des liaisons de transmission des RPCD par satellite GOES Les PCD du SCD tran

31、smettent des signaux MDP-2, codage Manchester (rapports de PCD), dans la bande 401-403 MHz, au satellite GOES, un dbit de 100 bit/s. Le satellite retransmet ces rapports de PCD (RPCD) la station de commande et dacquisition de donnes (CAD) dans la bande 1 670-1 690 MHz. Le rpteur du satellite, dont l

32、architecture permet de recevoir plusieurs centaines de transmissions de RPCD simultanment, a une commande automatique de gain (CAG) qui maintient constante la p.i.r.e. de RPCD sur la liaison descendante indpendamment de la puissance dentre du rpteur. Etant donn que les donnes de RPCD ne sont pas rgn

33、res dans le satellite, ces signaux doivent partager cette puissance fixe avec les signaux brouilleurs reus par le rpteur du satellite dans la bande 401-403 MHz. En outre, les signaux brouilleurs transmis directement dans la station CAD dans la bande 1 670-1 690 MHz occasionnent une autre dgradation

34、de la qualit des liaisons RPCD. Paramtre Valeur Notes Puissance reue sur la liaison montante court terme (0,1%) 167 dBW De la Fig. 1 Puissance reue sur la liaison montante long terme (20%) 161 dBW De la Fig. 1 Temprature de bruit de la liaison montante 600 K C/N0, liaison montante, court terme 33,8

35、dB/Hz C/N0, liaison montante, long terme 39,8 dB/Hz Dbit des donnes 400 bit/s C/N0 requis, liaison montante 38,8 dB/Hz TEB = 1 10-5 Affaiblissement de mise en uvre = 2 dB Affaiblissement d la modulation = 1,0 dB Marge sur liaison montante, court terme 5,0 dB Marge sur liaison montante, long terme 1,

36、0 dB Critre de brouillage sur liaison montante, long terme 178,8 dB(W/1,6 kHz) q = 1/3, Mmin= 1,2 dB Critre de brouillage sur liaison montante, court terme 174,7 dB(W/1,6 kHz) q = 1, Mmin= 1,0 dB p.i.r.e, liaison descendante 17,5 dBW Affaiblissement sur la liaison descendante 145,8 dB G/T, liaison d

37、escendante 5,6 dB(K-1) C/N0liaison descendante 59,7 dB/Hz Dbit des donnes 8,32 kbit/s C/N0requis, liaison descendante 53,4 dB/Hz TEB = 1 10-6Affaiblissement de mise en uvre = 3 dB Affaiblissement de modulation = 0,7 dB Marge sur liaison descendante 6,3 dB Densit de puissance de bruit 195,4 dB(W/Hz)

38、Critre de brouillage sur liaison descendante, long terme 158,3 dB(W/8,32 kHz) q = 1/3 Critre de brouillage sur liaison descendante, court terme 151,1 dB(W/8,32 kHz) q = 1 Rec. UIT-R SA.1163-2 5 La puissance de signal envoye par une PCD et reue la station CAD en passant par le satellite GOES est repr

39、sente par lquation suivante: 21211/ LLGGGECS= o: E1: p.i.r.e. provenant de la PCD G1: gain de lantenne de rception du satellite G2: gain de lantenne de rception de la station CAD L1et L2: affaiblissements sur la liaison montante et descendante GS : gain du satellite (compte non tenu de celui de lant

40、enne de rception du satellite). La densit de puissance de bruit et la densit de puissance de brouillage lentre du rcepteur de la station CAD sont reprsentes, respectivement, par les quations suivantes: +=22210TLGGTkNS0222010ILGGIIS+= o: T1et T2: tempratures de bruit du satellite et de la station I01

41、et I02: densits de puissance de brouillage transmises, respectivement dans le satellite et dans la station CAD k: constante de Boltzmann. Voir le schma de la Fig. 2. 1163-02Brouillage, I1Brouillage, I2Affaiblissement, L1Affaiblissement, L2p.i.r.e., E1p.i.r.e., E2(G/T)1(G/T)2Gain, GSFIGURE 2Paramtres

42、 applicables aux liaisons de transmission des RPCD par satellite GOESGOESCADPCDFIGURE 2/SA.1163.D02 = 3 CM 6 Rec. UIT-R SA.1163-2 Daprs ces quations, on peut dterminer le rapport porteuse/densit de bruit plus densit de brouillage lentre du rcepteur de la station de la faon suivante: Gf7Gf7Gf8Gf6Ge7G

43、e7Ge8Ge6+=+202212101111001)/(1/)/(TkITGGTLTkILkTGEINCSLa p.i.r.e., E2, provenant du satellite tant maintenue constante par la CAG, GSvarie comme suit en fonction de la puissance dentre du rpteur: BIBTkLGPEGS011112+= o le dnominateur est la puissance dentre du rpteur. P est la somme des p.i.r.e. rayo

44、nnes par les PCD et jusquau rpteur du satellite et B reprsente la largeur de bande du rpteur. Pour ne pas avoir prendre en compte plusieurs positions de PCD possibles, on admet que le rapport G1/L1est le mme pour toutes les liaisons de transmission de RPCD. On admet galement que la rpartition du bro

45、uillage au niveau du rcepteur de la station se fait de telle manire quune fraction p est reue par le satellite et une fraction 1 p est transmise directement la station CAD. Ainsi: 2201021LGGIppIS= A partir de la Recommandation UIT-R SA.1022, on peut exprimer le rapport porteuse/densit de bruit plus

46、densit de brouillage comme suit: 000NCMINC q=+o M dsigne la marge sans brouillage et q la fraction de la marge sans brouillage pouvant tre absorbe par le brouillage. On peut dduire des quations prcdentes que lquation: ()()()GfaGfbGf9GeaGebGe9+=BkTGLPTGELLkTGENC112221110/1/reprsente le rapport porteu

47、se/densit de bruit sans brouillage et lquation, et: GfaGfbGf9GeaGebGe9+GfaGfbGf9GeaGebGe9+=BkLTGPTGELTGEBkLpTkIMq11222222101)/()/(1)/(11 reprsente le facteur par lequel le brouillage dgrade le rapport C/N0. La densit de brouillage admissible lentre du rcepteur du satellite est, par consquent, I01= k T1Q1, o: 222112221)/(1)/()/(1)1(TGEBkLpBkLTGPTGELMQq+GfaGfbGf9GeaGebGe9+= pour M MminRec. UIT-R SA.1163-2 7 o Mmindsigne la plus petite marge sans brouillage pour laquelle seule une fraction q de la marge est absorbe par le brouillage. En consquence, la densit de brouillage admissible occa