ITU-R SM 337-6 FRENCH-2008 Frequency and distance separations《频率和距离间隔》.pdf

1、 Rec. UIT-R SM.337-6 1 RECOMMANDATION UIT-R SM.337-6 Sparations en frquence et en distance (1948-1951-1953-1963-1970-1974-1990-1992-1997-2007-2008) Domaine de comptence La prsente Recommandation nonce les procdures suivre pour le calcul des sparations en frquence et en distance pour un niveau accept

2、able de brouillage. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les facteurs primordiaux qui dterminent les critres appropris de sparation en frquence ou en distance sont, dans les cas les plus courants: la puissance et la distribution spectrale du signal requises par le rcepteur; l

3、a puissance et la distribution spectrale des signaux brouilleurs et du bruit capts par le rcepteur; laffaiblissement de transmission entre quipements radiolectriques dpendant de la distance; b) que le rayonnement dun metteur stend gnralement hors de la bande de frquences ncessairement occupe par lmi

4、ssion; c) quun grand nombre dautres facteurs interviennent galement, tels que les proprits du milieu transmissif, qui sont de caractre variable et difficiles dterminer, ainsi que les caractristiques du rcepteur et, dans le cas de la rception auditive, les proprits de discrimination de loreille humai

5、ne; d) que des compromis entre la sparation en frquence et la sparation en distance des quipements radiolectriques sont possibles, recommande 1 que les sparations en frquence ou en distance des quipements radiolectriques soient calcules par la mthode suivante: 1.1 dterminer la puissance et la distri

6、bution spectrale du signal capt par le rcepteur; 1.2 dterminer la puissance et la distribution spectrale des signaux brouilleurs et du bruit capt par le rcepteur; 1.3 dterminer les interactions entre signaux, brouillages et caractristiques du rcepteur pour plusieurs sparations en frquence ou en dist

7、ance en utilisant les quations fondamentales de lAnnexe 1 ou, si ncessaire, des approximations simples des quations intgrales et la notion dcrite dans lAnnexe 2; 1.4 dterminer, laide de ces lments, le degr de sparation en frquence ou en distance qui donne la qualit et la probabilit de service requis

8、es, compte tenu du caractre fluctuant du signal et du brouillage et, sil y a lieu, des proprits de discrimination de lauditeur ou du spectateur; 2 Rec. UIT-R SM.337-6 1.5 dterminer le modle de propagation de lUIT-R appropri utiliser; 2 qu chacune des tapes de ce calcul il soit, autant que possible,

9、procd une comparaison avec les donnes obtenues dans des conditions contrles et reprsentatives des conditions dexploitation, particulirement en ce qui concerne la valeur finalement obtenue pour la sparation en frquence ou en distance des quipements radiolectriques. Annexe 1 Equations de base La prsen

10、te annexe dcrit des mesures permettant de quantifier les effets rciproques des signaux dsirs, du brouillage et des caractristiques du rcepteur, pour diverses sparations en frquence et en distance. Ces mesures portent sur les caractristiques suivantes: le rejet dpendant de la frquence (FDR frequency

11、dependent rejection) qui est la mesure du rejet du spectre de lmission de lmetteur brouilleur rsultant de la courbe de slectivit du rcepteur; la caractristique distance/frquence qui est la mesure de la distance minimale de sparation requise entre un rcepteur et une source de brouillage, en fonction

12、de la diffrence entre leurs frquences daccord; le rapport de protection relatif en radiofrquence, A (voir la Recommandation UIT-R BS.560), qui est la diffrence (dB) entre le rapport de protection lorsque les porteuses de lmetteur utile et de lmetteur brouilleur sont dcales de f et le rapport de prot

13、ection lorsque les deux porteuses ont la mme frquence. La caractristique distance/frquence et le FDR permettent de mesurer le couplage du brouillage entre la source brouilleuse et le rcepteur et elles fournissent les solutions fondamentales ncessaires pour lvaluation du brouillage dans bon nombre de

14、 cas. Le recours ces caractristiques facilite la solution des problmes lis au partage des frquences dans le mme canal et aux brouillages par la bande ou le canal adjacents. En effet, ces caractristiques permettent dtablir des critres pour la sparation minimale en frquence et en distance entre la sou

15、rce de brouillage et le rcepteur, ce qui assure ce dernier une qualit de fonctionnement acceptable. Le niveau de brouillage dans le rcepteur dpend des gains et des affaiblissements qui se produiront dans le signal brouilleur, entre la source et le rcepteur. Ce niveau est exprim par la formule suivan

16、te: I = Pt+ Gt+ Gr Lb(d) FDR(f ) dBW (1) o: Pt: puissance de lmetteur brouilleur (dB) Gt: gain de lantenne de lmetteur brouilleur en direction du rcepteur (dBi) Gr: gain de lantenne du rcepteur en direction de lmetteur brouilleur (dBi) Lb (d ) : affaiblissement de transmission de rfrence pour une di

17、stance de sparation d entre la source de brouillage et le rcepteur (dB) (voir la Recommandation UIT-R P.341) Rec. UIT-R SM.337-6 3 et ff+fHfPffPfFDRd )( )(d)(log10)(200=dB (2) o: P( f ) : densit spectrale de puissance du signal brouilleur la frquence intermdiaire quivalente H( f ) : slectivit du rce

18、pteur f = ft fro: ft: frquence daccord de la source de brouillage r: frquence daccord du rcepteur. La caractristique FDR peut tre divise en deux termes, le rejet la frquence daccord (OTR, on-tune rejection) et le rejet hors frquence (OFR, off-frequency rejection), qui est le rejet supplmentaire rsul

19、tant du dsaccord entre la source de brouillage et le rcepteur. FDR(f ) = OTR + OFR(f ) dB (3) o: =020d )( )(d)(log10ffHfPffPOTR dB (4) +=0202d)()(d)()(log10)(fffHfPffHfPfOFR dB (5) Le rejet la frquence daccord, galement appel facteur de correction, peut faire lobjet de lapproximation suivante: TRRTB

20、BBBKOTR log (6) o: BR: largeur de bande du rcepteur brouill 3 dB (Hz) BT: largeur de bande de lmetteur brouilleur 3 dB (Hz) K = 20 pour les signaux non cohrents K= 20 pour les impulsions. 4 Rec. UIT-R SM.337-6 Annexe 2 Mthode permettant de dterminer la sparation en frquence et en distance entre les

21、systmes de radiocommunication 1 Introduction Nul nignore que le principe de la sparation en frquence et en distance qui sapplique aux systmes de radiocommunication est un lment important du processus de gestion des frquences pour la plupart des services de radiocommunication. Pour les services rgis

22、par des plans de disposition des canaux, ce principe snonce comme suit: des metteurs fonctionnant dans le mme canal doivent tre distants dau moins d0(km); des metteurs fonctionnant dans des canaux adjacents doivent tre distants dau moins d1(km); pour des metteurs spars par deux canaux la distance do

23、it tre dau moins d2(km), etc. Les rgles relatives la sparation en frquence et en distance sappliquant aux technologies moins rcentes sont aujourdhui bien connues mais larrive des technologies nouvelles soulve le problme suivant: quelle rgle frquence/distance le responsable de la gestion du spectre d

24、evrait-il appliquer lorsque des systmes nouveaux et anciens occupent la mme bande de frquences? La mthode permettant de dterminer les rgles de sparation en frquence et en distance appliquer entre systmes analogues et systmes dissemblables est prsente ci-aprs. 2 Mthode Pour laborer une nouvelle rgle

25、de sparation en frquence et en distance, il faut calculer le niveau de brouillage lentre du rcepteur brouill et dfinir un critre de brouillage acceptable. 2.1 Calcul des brouillages Ce calcul fait intervenir deux facteurs essentiels: un facteur spectral et un facteur spatial. Le facteur spectral dpe

26、nd des caractristiques spectrales de lmetteur brouilleur et de la courbe de frquence du rcepteur brouill. Pour les besoins des calculs, il faut avoir une ide prcise de la densit spectrale de puissance du signal brouilleur qui dpend de diffrents paramtres tels que la technique de modulation et la lar

27、geur de bande du signal dinformation dans le cas de systmes analogiques ou bien encore, le dbit des donnes transmises dans le cas de systmes numriques. Pour ce qui est du rcepteur brouill, il faut connatre les caractristiques de la courbe de frquence intermdiaire (FI) quivalente du rcepteur. On peut

28、 utiliser les spcifications du fabricant (largeur de bande de 6 dB et de 40 dB au niveau de la partie FI) comme base pour la modlisation de la courbe de frquence FI du rcepteur. Le facteur spectral est reprsent par le facteur de rejet hors canal (OCR off-channel-rejection), OCR(f ), qui est dfini pa

29、r la relation suivante: +=ffPfffHfPfd)(d)()(log10)(OCR2dB (7) Rec. UIT-R SM.337-6 5 o: P( f ) : densit spectrale de puissance du signal brouilleur (W/Hz) H( f ) : courbe de frquence FI quivalente du rcepteur brouill f : sparation en frquence entre le rcepteur brouill et lmetteur brouilleur. On noter

30、a que lquation (7) ne diffre pas de lquation (2) mme si les limites infrieures dintgration sont diffrentes. Il ressort lvidence de lquation (7) que le facteur OCR(f ) dpend dans une large mesure de limportance du chevauchement entre la bande passante du rcepteur et le spectre de puissance du signal

31、brouilleur: en effet, plus f augmente, plus le chevauchement diminue, ce qui se traduit par une puissance brouilleuse plus faible ou, ce qui est quivalent, par des valeurs plus leves pour OCR(f ). Le facteur spatial concerne le calcul de la distance rapport laffaiblissement du signal; il est troitem

32、ent li au modle de propagation qui sera utilis et la distribution statistique du signal brouilleur sur la partie avant du rcepteur brouill. Il convient dutiliser un modle de propagation appropri recommand par lUIT-R. Le modle de propagation qui sera utilis dans ce cas dpend bien sr de la configurati

33、on du systme ainsi que de la bande de frquences dexploitation, de lenvironnement gographique autour de la zone de service et de la largeur de bande du systme. 2.2 Critre de brouillage Il sagit gnralement dune relation simple base sur ce que lon entend par brouillage prjudiciable ou brouillage tolrab

34、le. Ce critre devrait, en principe, tre li au niveau de dgradation de qualit que le rcepteur brouill peut tolrer mais ce nest pas ralisable ne serait-ce que parce quil existe de nombreux types de systmes et de techniques diffrents qui ne sont peut-tre pas capables de traiter les brouillages de la mm

35、e faon. On adopte donc un critre plus gnrique bas sur un rapport de protection (dB). On considrera que le brouillage est tolrable si lingalit suivante est satisfaite: idPP (8) o: Pd: niveau du signal utile (dBW) Pi: niveau du signal brouilleur (dBW) : rapport de protection (dB). 2.3 Procdure On peut

36、 rsumer comme suit la procdure dlaboration dune rgle de sparation en frquence et en distance: Etape 1: Dtermination du niveau du signal utile Pd(dBW) sur la partie avant du rcepteur brouill. Etape 2: Calcul du niveau rsultant de brouillage sur la partie avant du rcepteur brouill laide de la formule:

37、 ()fLGPPprti+= OCR (9) 6 Rec. UIT-R SM.337-6 o: Pt: puissance isotrope rayonne quivalente (p.i.r.e.) de lmetteur brouilleur (dBW) Gr: gain de lantenne de rception par rapport une antenne isotrope (dBi) Lp: affaiblissement sur le trajet de propagation OCR (f ) : facteur de rejet hors canal pour un es

38、pacement des frquences f exprim par lquation (7). On se place dans lhypothse des valeurs OCR utilises dans la prsente Recommandation, qui a plus pour but de prsenter la mthodologie des valeurs OCR que leur mise au point. Etape 3: Utilisation de Pdet Pides tapes 1 et 2 dans lquation (8) pour obtenir

39、ou calculer numriquement une relation entre la sparation en frquence f et la sparation en distance d de faon ce que le brouillage soit considr comme tolrable. 2.4 Autre procdure Dans lenvironnement rel, le signal reu par le rcepteur brouill subit un vanouissement par occultation, qui est reprsent pa

40、r une distribution log-normale. Pour compenser cet effet dvanouissement, il convient que le niveau du signal reu soit suprieur au niveau de sensibilit. Une autre procdure pour dterminer un isolement requis entre le rcepteur brouill et lmetteur brouilleur, qui tient compte de leffet dvanouissement pa

41、r occultation, est prsente ci-aprs: Etape 1: Calculer lisolement requis pour que lmetteur brouilleur noccasionne pas de brouillages radiolectriques au rcepteur au moyen de la formule suivante: )110log(10)(OCR)(10/+=NrtIfPGPLmin(10) o: LI: isolement requis entre lmetteur brouilleur et le rcepteur bro

42、uill afin dassurer un brouillage tolrable (dB) Pt: puissance isotrope rayonne quivalente (p.i.r.e.) de lmetteur brouilleur (dBW) Gr: gain de lantenne de rception par rapport une antenne isotrope (dBi) Pmin: niveau minimal du signal utile (dBW) : rapport de protection (dB) OCR(f): facteur de rejet ho

43、rs canal pour un espacement des frquences f exprim par lquation (7) N: marge de protection contre les vanouissements suivant une distribution log-normale (dB). Etape 2: Employer un modle de propagation de lUIT-R appropri pour lquation (10) afin dobtenir la sparation en frquence, f, et la sparation e

44、n distance, d, pour lesquelles le brouillage peut tre tolrable. 2.5 Prise en considration de lisolement de lantenne Lorsque plusieurs systmes radiolectriques diffrents sont situs au mme endroit, la notion disolement de lantenne peut entrer dans le calcul du brouillage entre eux. La Fig. 1 donne des

45、exemples gnriques de disposition dantenne qui illustrent lisolement des configurations horizontale (HI), verticale (VI) et oblique (SI). Rec. UIT-R SM.337-6 7 Lisolement dantenne dpend surtout de la sparation en distance et de la longueur donde, , (m). La sparation en distance entre deux antennes es

46、t la distance du centre de lantenne brouilleuse celui de lantenne de rception victime1. Les isolements dantenne antenne sont normalement exprims en dB daffaiblissement. Lisolement entre deux antennes doublets peut tre calcul approximativement au moyen des quations (10a), (10b) et (10c): )/log(2022HI

47、(dB) + x (10a) )/log(4028VI(dB) + y (10b) HI/2HI)(VISI(dB) + (10c) o (rad) est tan1(y/x), x est la distance horizontale et y est la distance verticale. Les quations sont applicables pour x suprieur 10 et y suprieur . Les isolements obtenus partir des quations (10a), (10b) et (10c) peuvent tre substitus laffaiblissement de transmission de rfrence (Lb (d ) de lquation (1) ou laffaiblissement sur le trajet de propagation (Lp) de lquation (9)