3 Méthode de simulation du système SPW - ITU

RAPPORT UIT-R SM.2022 EFFETS SUR LES SYSTÈMES DE TÉLÉCOMMUNICATION NUMÉRIQUES DES
BROUILLAGES PRODUITS PAR D'AUTRES SYSTÈMES DE MODULATION (Question UIT-R 202/1) (2000)
Rap. UIT-R SM.2022 TABLE DES MATIÈRES PARTIE A Examen théorique Page 1 Introduction 2
2 Objectifs et plan du projet 3
2.1 Objectifs du projet 3
2.2 Protocole d'essai 3
2.3 Travaux additionnels apparus en cours de projet 4
3 Méthode de simulation du système SPW 4
3.1 Configuration de simulation pour le système SPW 4
3.1.1 Liaison fixe utile à modulation MDP-4, avec récepteur
(système SPW) 4
3.1.2 Liaison fixe utile à modulation MAQ-16, avec récepteur
(système SPW) 7
3.1.3 Conception SPW pour la modulation MDF, avec récepteur
8
3.2 Mesure du taux SER ou TEB par la méthode de Monte-Carlo 9
3.2.1 Choix d'une méthode d'évaluation du niveau TEB/SER des
liaisons fixes 9
3.2.2 Incertitude au sujet de la mesure du TEB/SER 10
3.3 Validation des configurations de simulation SPW pour les
liaisons fixes utiles à modulation MDP-4, MAQ-16 ou MDF 10
3.3.1 Méthodologie 10
4 Résultats 12
4.1 Taux TEB/SER des liaisons fixes utiles à modulation MDP-4, MAQ-
16 ou MDF 12
4.2 Courbes de densité spectrale de puissance des sources utile et
brouilleuse 18
4.3 Diagrammes en oeil et diagramme de dispersion des liaisons fixes
MDP-4 et MAQ-16 affectées par du brouillage et du bruit 21
5 Résumé et conclusions 29
5.1 Amélioration obtenue en matière d'assignation et de
planification des fréquences par un environnement à brouillage
limité relativement à l'environnement à bruit limité 29
5.1.1 Liaison fixe utile à modulation MDP-4 29
5.1.2 Liaison fixe utile à modulation MAQ-16 29
5.1.3 Liaison fixe utile à modulation MDF 29 PARTIE B Mesures Page 1 Introduction 30 2 Détecteurs existants - Présentation 30
2.1 Caractéristiques du détecteur de quasi-crête (QP) du Comité
international spécial des perturbations radioélectriques (CISPR)
30
2.2 Caractéristiques d'autres détecteurs 31
2.3 Répartition de probabilité des amplitudes 32 3 Services de radiocommunication numérique 32
3.1 Considérations générales 32
3.2 Caractéristiques du système 32 4 Pondération des perturbations des systèmes de télécommunication
numérique 33
4.1 Principe de mesure 33
4.2 Signaux brouilleurs 34
4.3 Exemple expérimental 1: radiodiffusion vidéonumérique par câble
35
4.4 Exemple expérimental 2: radiodiffusion audionumérique 35 5 Conclusions 37 Références bibliographiques et Bibliographie 37 PARTIE A Examen théorique 1 Introduction
La Partie A examine la situation dans laquelle une liaison fixe numérique
est exposée aux brouillages provoqués par le bruit radioélectrique
(naturel) et par un signal brouilleur d'une puissance établie à 6 dB au-
dessus du bruit naturel. Les programmes d'assignation de fréquence aux liaisons fixes tiennent
généralement compte des limitations imposées par le bruit. Cela signifie
que le niveau minimal au-dessous de l'évanouissement du signal au récepteur
est fixé à une valeur donnée par rapport au bruit de fond et au bruit
ambiant du système. Les assignations sont ensuite planifiées de manière à
fixer le niveau maximum d'un signal brouilleur au moyen d'un rapport de
protection qui situe généralement les signaux brouilleurs à 6 dB environ au-
dessous du bruit. Cette manière de procéder est relativement sûre et simple à définir mais
elle a pour inconvénient de ne pas être optimale. Elle a pour avantage de
permettre d'introduire un nombre maximal de liaisons dans une bande et une
zone géographique données sans exposition excessive aux brouillages.
Autrement dit, c'est le niveau des signaux brouilleurs, et non celui du
bruit naturel, qui fixe le niveau du bruit de fond ambiant. Une telle manière de procéder oblige à évaluer la qualité de fonctionnement
des récepteurs de liaison fixe en présence de signaux brouilleurs produits
par d'autres systèmes de modulation et par du bruit gaussien. La présente étude porte sur trois types de modulation de liaison fixe
numérique, à savoir la modulation par déplacement de fréquence (MDF), la
modulation par déplacement de phase quadrivalente (MDP-4) et la modulation
d'amplitude en quadrature à 16 états (MAQ-16) affectés par le bruit et par
le brouillage produit par une source de modulation, MDF, MDP-4, MDP-8
ou MAQ-16. L'examen théorique a été effectué au moyen du système opérationnel de
traitement des signaux spéciaux (SPW, signal processing work system). Le rapport conclut, par l'analyse des résultats des simulations sur
ordinateur, que la planification et l'assignation des fréquences aux
liaisons fixes dans un environnement peu exposé aux brouillages (brouillage
de 6 dB au-dessus du bruit) permettront de rapprocher les assignations de
fréquence aux liaisons fixes, avec une efficacité accrue. 2 Objectifs et plan du projet
Ce projet avait pour objectif de faire une étude théorique, répondant aux
objectifs et au plan de travail fixés dans le temps avec le commanditaire;
la nécessité de procéder à des tâches supplémentaires est toutefois apparue
au cours d'un examen approfondi. 2.1 Objectifs du projet
L'étude a pour objet de simuler les effets d'une liaison hertzienne typique
d'énergie brouilleuse constituée de bruit et de brouillage (causé par un
autre système de modulation), ayant un rapport de niveaux donné, et
d'évaluer ensuite, par analyse, le potentiel des programmes de
planification et d'assignation des fréquences sur la base de scénarios à
faible brouillage susceptibles d'être plus efficaces. Pour les besoins du présent projet, on a mesuré ou calculé le taux d'erreur
sur les symboles (SER, symbol error rate) ou le taux d'erreur sur les bits
(TEB) pour diverses valeurs du rapport signal/bruit + brouillage
(S/(N + I)) où le bruit correspond au bruit blanc gaussien additif (BBGA)
et où le brouillage provient des autres systèmes de modulation spécifiés.
Sauf indication contraire, le niveau de brouillage a été systématiquement
fixé à 6 dB au-dessus de celui du bruit. 2.2 Protocole d'essai
Les diverses tâches qui doivent répondre aux objectifs spécifiés au § 2.1
sont énumérées dans le Tableau 1. TABLEAU 1
Cas qu'il est convenu de considérer |N° de |Système de |Bruit et type de système de modulation de|
|tâche |modulation de |liaison fixe |
| |liaison fixe |brouilleuse pour divers niveaux du signal|
| |utile | |
|1 |Modulation MDP-4 |BBGA pour un taux SER de 1 × 10-6 |
|2 |Modulation MDP-4 |Bruit + brouillage de modulation MDP-4 de|
| | |6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|3 |Modulation MDP-4 |Bruit + brouillage de modulation MAQ-16 |
| | |de 6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|4 |Modulation MDP-4 |Bruit + brouillage de modulation MDF de 6|
| | |dB au-dessus du niveau |
| | |du bruit |
|5 |Modulation MAQ-16|BBGA pour un taux SER de 1 × 10-6 |
|6 |Modulation MAQ-16|Bruit + brouillage de modulation MDP-4 de|
| | |6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|7 |Modulation MAQ-16|Bruit + brouillage de modulation MAQ-16 |
| | |de 6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|8 |Modulation MAQ-16|Bruit + brouillage de modulation MDF de 6|
| | |dB au-dessus du niveau du bruit |
|9 |Modulation MDF |BBGA pour un taux SER de 1 × 10-6 |
|10 |Modulation MDF |Bruit + brouillage MDF de même niveau que|
| | |le bruit |
|11 | |Bruit + brouillage de modulation MDF de 6|
| | |dB au-dessus du niveau du bruit |
|12 | |Bruit + brouillage de modulation MDP-4 de|
| | |6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|13 | |Bruit + brouillage de modulation MDP-8 de|
| | |6 dB au-dessus du niveau du bruit |
|14 | |Bruit + brouillage de modulation MAQ-16 |
| | |de 6 dB au-dessus du niveau du bruit |
2.3 Travaux additionnels apparus en cours de projet
Pendant l'exécution du projet, il est apparu qu'il était nécessaire de
préciser deux points: premièrement, la manière dont les liaisons fixes
utiles des systèmes de modulation MDP-4, MAQ-16 et MDF sont affectées par
le brouillage résul