1、 Rec. UIT-R M.1188-1 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1188-1 Influence de la propagation sur la conception des systmes satellites mobiles non gostationnaires qui nutilisent pas la diversit de satellite et qui assurent un service des quipements portables (Question UIT-R 88/8) (1995-2006) Domaine de comptence
2、 Cette Recommandation indique les facteurs qui doivent tre pris en considration pour la conception des systmes portables du service mobile par satellite (SMS) satellites non gostationnaires (non OSG) qui nutilisent pas la diversit de satellite. Les dgradations de la propagation sont examines dans lA
3、nnexe 1. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la conception dun systme du service mobile par satellite (SMS) doit tenir compte des caractristiques de propagation; b) que les trajets de propagation des satellites non gostationnaires (non OSG) ont des caractristiques diffrentes
4、 de ceux des systmes mobiles de Terre; c) que la fiabilit et la qualit de communication des quipements portables ncessitent une marge de liaison adquate des systmes pour combattre les dgradations de la propagation; d) que la dtermination de la marge de liaison ncessaire est fortement influence par l
5、a nature des dgradations de la propagation et des caractristiques dtailles de la mise en uvre des systmes; e) que langle dlvation exerce une grande influence sur les vanouissements; f) que le taux de variation du niveau du signal (largeur de bande des vanouissements) d aux modifications de la gomtri
6、e entre les deux extrmits de communication semble varier jusqu des taux infrieurs 200 Hz; g) que des vanouissements considrables dus au dplacement de lutilisateur et au brouillage caus par la tte et le corps de celui-ci peuvent se produire, dans des conditions de visibilit directe (LoS, line-of-sigh
7、t), et dans des conditions doccultation svre; h) que la Recommandation UIT-R P.681 dcrit des mthodes de prvision de la propagation pour les systmes mobiles terrestres par satellite et que les travaux se poursuivent au sein de la Commission dtudes 3 des radiocommunications, dans le cadre de la Questi
8、on UIT-R 207/3 pour dvelopper ces renseignements, recommande 1 que, lors de la conception dun systme de communication portable du SMS satellites non OSG qui nutilise pas la diversit de satellite destin fonctionner dans la bande 1-3 GHz: quil soit tenu compte des effets de la variation de la rapidit
9、des vanouissements pour calculer les temps dacquisition des rcepteurs; 2 Rec. UIT-R M.1188-1 que les marges de liaison et la conception des systmes soient convenables dans des conditions dvanouissement considrable d au dplacement de lutilisateur et au brouillage caus par la tte ou le corps de celui-
10、ci ainsi quaux effets doccultation, et que les caractristiques nominales des systmes permettent de compenser la dgradation des canaux; que les renseignements fournis dans la Recommandation UIT-R P.681 soient utiliss comme rfrence, pour ce qui est des informations de propagation. Les renseignements s
11、ur les dgradations de la propagation figurant dans lAnnexe 1 se rapportent un systme propos; que les techniques dentrelacement des donnes et de correction derreur directe sans voie de retour soient efficaces pour combattre les conditions dvanouissement. Annexe 1 Dgradations de la propagation des sys
12、tmes satellites mobiles non OSG assurant des services de communication personnelle nutilisant pas la diversit de satellite 1 Introduction Pour obtenir une qualit de fonctionnement et une efficacit optimales des systmes de communication, il convient, lors de la conception de ces systmes, de prendre e
13、n considration et dattnuer les dgradations du trajet de propagation. 2 Rsum des effets de propagation applicables Les donnes de propagation appropries ces applications figurent dans la dernire rvision de la Recommandation UIT-R P.681. Cette Recommandation donne des renseignements sur les statistique
14、s dvanouissement prvues sur les trajets obstrus par des arbres et dans les zones urbaines pour divers angles dlvation. Elle porte galement sur les effets de blocage causs par la tte de lutilisateur. Lazimut peut avoir une incidence sur ce type de blocage. Dans de nombreux cas, on observera un vanoui
15、ssement plat en fonction de la frquence. Ainsi, des formats de signal bande troite devraient normalement subir certains effets dvanouissement sur leur largeur de bande de fonctionnement. Les vanouissements dans cette bande pourront galement se caractriser par des salves, que ce soit dans des conditi
16、ons de visibilit directe parfaite ou doccultation. Cela tient essentiellement au mouvement du satellite et au dplacement de lutilisateur. Il convient donc, lorsquon spcifie une structure de signal et de bande de base, dans le cadre de la conception dun systme, dexaminer soigneusement ces caractristi
17、ques dvanouissement. 2.1 Evanouissements dans des conditions de visibilit directe Des conditions de visibilit directe parfaite sont des conditions dans lesquelles aucun obstacle ne bloque le signal du satellite. Un terminal de communication portable fonctionnant dans ces conditions doit combattre de
18、ux effets de dgradation qui peuvent ncessiter une marge additionnelle. Il sagit de la rflexion par le sol et du brouillage caus par le corps. Ce dernier peut tre dcrit comme un blocage ou un brouillage caus par la tte de lutilisateur lorsque la station Rec. UIT-R M.1188-1 3 mobile terrienne (STM) po
19、rtable avec antenne intgre est utilise comme un combin tlphonique. Les gomtries de faible angle dlvation introduisent des dgradations plus prononces. Pour des angles arbitraires de la source, le risque est relativement lev que la tte de lutilisateur occulte partiellement le trajet en visibilit direc
20、te de lantenne ou la direction des trajets multiples au sol. Le taux de variation maximal de lvanouissement, galement appel largeur de bande dvanouissement est dtermin par les modifications de gomtrie entre les deux extrmits de communication ainsi que par les types dobjets qui donnent lieu aux vanou
21、issements (par exemple, arbres, collines, etc.). Par exemple, lorsquune extrmit de communication est un satellite non OSG et que lautre est une STM portable stationnaire, la largeur de bande dvanouissement est faible et dpend du mouvement relatif du satellite. En revanche, lorsque les deux points so
22、nt une STM en mouvement qui communique avec un satellite non OSG, la largeur de bande dvanouissement est plus leve et dpend essentiellement de la vitesse du terminal mobile. Lexamen des donnes antrieures a montr que la largeur de bande dvanouissement varie entre 20 Hz et 200 Hz. Les valeurs plus lev
23、es de la largeur de bande dvanouissement influent sur la conception des dispositifs dacquisition des rcepteurs et des systmes qui dpendent de la rgulation de puissance. 2.2 Dgradation due loccultation par des arbres Il y a vraisemblablement peu de diffrence, en termes de dgradations dues aux vanouis
24、sements, entre les gammes dangles dlvation intermdiaires et levs en conditions doccultation par des arbres, tant donn que cest leffet doccultation plutt que celui de langle dlvation qui domine (voir le 4.1 de lAnnexe 1 la Recommandation UIT-R P.681). 2.3 Effets dus aux trajets multiples engendrs par
25、 les structures En prsence de hautes structures, comme dans les environnements suburbains ou urbains, deux effets supplmentaires de dgradation du signal, indiqus ci-aprs, sont possibles: blocage presque total de la composante du signal LoS; et trajets multiples engendrs (autres que ceux de la compos
26、ante spculaire au sol) par les structures importantes (par exemple, btiments ou chteaux deau) par rapport aux signaux LoS. Dans les communications personnelles par satellite, les trajets multiples jouent un rle trs important sils sont prsents un niveau de puissance significatif et sils ont un long t
27、emps de propagation par rapport la dure du symbole, ce qui semblerait indiquer que les vanouissements peuvent tre slectifs en frquence et que des galiseurs peuvent tre ncessaires dans les rcepteurs. Leffet est sensiblement diffrent de celui des systmes de communication cellulaires de Terre ou des sy
28、stmes de communication interurbains de Terre qui ont t conus les uns et les autres de manire rduire cette dgradation par lutilisation dune puissance dmission leve en relation avec la distance oblique. Il y a trs peu de donnes quantitatives sur les trajets multiples pour la gomtrie des trajets de tra
29、nsmission par satellite. Toutefois, un ensemble de donnes dune campagne de mesures, mene dans un environnement urbain dense, a montr que les composantes du signal par trajets multiples enregistres lors de cette campagne de mesures ont toutes un niveau de puissance faible, un niveau de probabilit trs
30、 faible, ou les deux, compars ceux de la composante en visibilit directe parfaite. Ces mesures conduisent donc la conclusion que les trajets multiples induits par les structures ne seront pas prjudiciables dans les communications LoS parfaite des systmes du SMS non OSG. 4 Rec. UIT-R M.1188-1 LAppend
31、ice 1 dcrit un exemple de conception de systme MRT-MRF compte tenu des considrations ci-dessus. Appendice 1 lAnnexe 1 1 Dgradations de la propagation des systmes satellites mobiles non OSG assurant des services de communication personnelle nutilisant pas la diversit de satellite 1.1 Qualit de foncti
32、onnement dans un canal bande troite vocod En utilisant les donnes de propagation limites collectes durant la conception de ce systme particulier (appeles donnes dessai dans la suite de cet Appendice), on a valu la qualit des communications AMRT bande troite en mode paquet pour la fourniture dun serv
33、ice un seul satellite non OSG une STM portable. Le format de salve mettait en uvre la compression temporelle par un facteur de 11 pour former des paquets de transmission de 8 ms afin de communiquer les donnes vocodes pendant chaque priode de 90 ms. Les rsultats dune valuation faite titre dexemple rc
34、apitulent les marges de liaison ncessaires pour une qualit acceptable des communications vocodes. Les dgradations sont caractrises par le niveau dvanouissement (dB) au 90ecentile. Les dgradations incluent des conditions doccultation par les arbres ou des conditions de visibilit directe parfaite. Les
35、 donnes dcrivent une forme de robustesse de signalisation, cest-dire que, dans un environnement o 90% des vanouissements se situent au-dessous dun niveau spcifique et dans une liaison avec un taux derreur binaire (TEB) dfini, la marge ncessaire du vocodeur pour les communications de qualit vocale es
36、t sensiblement infrieure la profondeur dvanouissement maximale. Par exemple, une marge de liaison de 8 dB permettra dtablir une liaison o 90% des vanouissements seront infrieurs 10 dB. On a dtermin, en utilisant des techniques de simulation, quune qualit acceptable des communications vocodes tait ga
37、le au moins 90% de la note de qualit pour une voie idale de vocodeur (par exemple, note moyenne dopinion, valeur MOS). Les valeurs de marge de liaison sont des valeurs en dB dpassant les rapports Eb/N0qui seraient ncessaires pour maintenir un TEB donn pour la signalisation MDP-4 dans un canal statiq
38、ue de type gaussien. On a dtermin les valeurs de cet exemple en appliquant des mesures dvanouissement de canal une liaison vocode avec un taux de codage slectif de 2/3. Le vocodeur utilis pour dterminer ces valeurs tait un vocodeur VSELP 4800. Un vocodeur/ systme de protection contre les erreurs bie
39、n tudi permettra des communications de qualit dans un canal avec un TEB de 1%. La courbe TEB de 1% des donnes est celle de lajustement des moindres erreurs moyennes quadratiques des valeurs des donnes. Il est possible, par des moyens thoriques, de projeter les capacits de performance requises pour d
40、es pourcentages de TEB suprieurs et ceux-ci sont galement reprsents sur la Fig. 1. En particulier, par rfrence une courbe de TEB normale pour la signalisation MDP-4, laccroissement du TEB de 1 5% quivaut une diminution de la puissance du signal de 3 dB. Pour maintenir une qualit vocale constante un
41、niveau dvanouissement donn, la marge de liaison doit augmenter proportionnellement au TEB. Cette condition sapplique aussi aux canaux avec vanouissements de type non gaussien. En gnral, des niveaux dvanouissement induits dans un canal de communication dpassant un TEB de 1 3% ncessitent une protectio
42、n additionnelle des donnes du vocodeur. Une marge de liaison excdentaire est le moyen le plus efficace dassurer une telle protection. Rec. UIT-R M.1188-1 5 Plusieurs facteurs autres que la marge de liaison influent sur la qualit des communications dans une liaison vocode. En particulier, les statist
43、iques de dgradation des canaux, le taux de codage du vocodeur, le codage de protection contre les erreurs et lentrelacement des bits peuvent tous influencer la qualit des communications. Lvaluation de leffet des dgradations des canaux, si elle se fonde sur des donnes temporelles relles, permet de ti
44、rer des conclusions plus prcises. En outre, lvaluation fonde sur des donnes relles ne ncessite aucune hypothse quant la nature statistique du canal (par exemple, stationnaire, non stationnaire, de type Rayleigh, de type Rice, log-normal) et on vite ainsi une justification supplmentaire. Un exemple d
45、e donnes dessai de communication AMRT est donn sur la Fig. 1 qui indique les rsultats dessais pour le niveau dvanouissement au 90ecentile. Le niveau du 90ecentile a t utilis pour une plus grande fiabilit des conclusions. La Figure montre quune marge de dgradation de 16 dB suffit pour des communicati
46、ons de qualit dans le cas particulier de conception de systme du SMS considr ici, lorsque le niveau dvanouissement au 90ecentile est de 18 dB. Si des rsultats similaires taient prsents pour le niveau (moyen) au 50e centile, la profondeur dvanouissement serait elle-mme plus faible, donc la marge de l
47、iaison ncessaire pour compenser ce niveau dvanouissement le serait galement. En gnral, les vocodeurs taux de codage lev sont plus robustes dans les canaux dgrads. En outre, on peut rgler le taux de codage pour assurer une plus grande protection contre les erreurs. Mais, dans les deux derniers cas, d
48、es taux de codage plus levs impliquent une capacit de voie moindre dans un canal largeur de bande limite. Il devient donc ncessaire dtablir un compromis entre la marge de liaison et le taux de vocodage ou entre la marge de liaison et le taux de codage. Il est apparu jusquici que, dans les compromis de ce type, on
