FR2920931A1 - Procede d'optimisation des ressources utilisees dans un systeme de telecommunications par satellite ou aeronef - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé d'optimisation des ressources utilisées dans un système de télécommunications par satellite ou aéronef (segment bord). Le procédé comporte au moins les étapes suivantes :▪ exprimer l'écart de consommation EdBentre la consommation en puissance du bord et la consommation en bande passante du bord en fonction des termes suivants :o un indicateur de qualité QaF' dépendant du système antennaire du bord et au sol et des conditions de propagation et d'interférence du medium,o un terme informationnel dépendant des paramètres modem,o un terme K' dépendant des paramètres du bord tels que la densité de flux incident maximum et la bande passante,o un terme correctif CdBcaractérisant la consommation de puissance bord imputable au bruit montant qui est amplifié et transposé à bord ;▪ modifier au moins l'un des paramètres QaF', K', afin de tendre vers l'annulation du terme EdB.
Description
Procédé d'optimisation des ressources utilisées dans un système de télécommunications par satellite ou aéronef
La présente invention concerne un procédé d'optimisation des ressources utilisées dans un système de télécommunications par satellite ou aéronef. L'invention peut notamment être utilisée en phase de planification réseau, lors du déploiement d'un système de communications entre des stations du segment terrestre, le système utilisant un (ou plusieurs) répéteur du bord, c'est-à-dire présent sur un satellite ou un aéronef.
Dans un système de télécommunications par satellite, souvent qualifié de système Satcom, des stations au sol communiquent entre elles via un (ou plusieurs) répéteur de manière transparente. Les stations au sol sont pourvues au moins d'un modem, d'un module de transposition fréquentielle pour chaque sens (en émission, noté Tx et en réception, noté Rx), d'un amplificateur pour chaque sens (Tx et Rx) et d'une antenne, de sorte qu'une station émettrice module les signaux selon une forme d'onde appropriée, envoie des signaux qui modulent une onde porteuse montante vers le répéteur, lequel les amplifie, les transpose et les ré-émet vers le sol sur une onde porteuse descendante, une station réceptrice captant l'onde porteuse descendante pour démoduler les signaux. Afin d'obtenir de bonnes performances pour un coût minimal, l'affectation des ressources employées dans les liaisons Satcom doit être optimisée. Plusieurs critères interviennent dans les performances de ces liaisons et dans leur coût de mise en oeuvre. Pour augmenter la capacité du réseau, il est possible, par exemple, soit d'augmenter la taille des antennes au sol, soit d'augmenter la bande passante (parfois louée) du répéteur ou soit encore d'augmenter la Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente (PIRE) à saturation du répéteur ou son gain opérationnel, chacune de ces options générant également un surcoût financier en contrepartie. L'ajustement de certains éléments du système de communication permet d'optimiser les ressources employées. Un premier élément à minimiser est la consommation de ressources au niveau du segment spatial, autrement dit, la bande passante allouée et la puissance utilisée. Un deuxième élément concerne la dimension des équipements au sol, notamment les tailles d'antennes. Un troisième élément à optimiser est le paramétrage des modems, un bon paramétrage permettant d'augmenter la capacité du système, c'est-à-dire l'efficacité spectrale réseau, notée Il. L'efficacité spectrale du réseau est le ratio capacité/bande passante allouée du répéteur, la capacité étant la somme des débits de données utiles de toutes les porteuses qui partagent cette même bande passante allouée du répéteur. Sachant que la modification de l'un des éléments précités impacte les éléments connexes, le problème d'optimisation des ressources se traduit par l'optimisation globale de ces trois éléments. On dit qu'un système est limité en puissance (respectivement en bande) lorsque 100 % de la puissance (respectivement la bande) disponible à bord est atteinte alors que toute la bande (respectivement la puissance) disponible à bord n'est pas consommée. Il est connu que pour optimiser les ressources spatiales, le système Satcom ne doit être ni limité en bande, ni limité en puissance, ce qui équivaut à équilibrer la consommation spectrale du bord et la consommation de puissance du bord. En pratique, ce principe d'équilibre conduit naturellement à diminuer la taille des antennes pour une efficacité spectrale réseau donnée ou à augmenter l'efficacité spectrale réseau pour une taille d'antennes donnée. Dans le cas d'un parc d'antennes hétérogène, l'optimisation se fait par classe d'antenne c'est-à-dire par groupe de liaisons partageant un même indicateur de qualité (on parlera de classe iso-QaF de liaisons et l'indicateur de qualité QaF est défini plus loin). Pour augmenter l'efficacité spectrale réseau, soit on augmente la capacité à bande constante, soit on diminue la bande louée sur le satellite à capacité constante. Il est également connu que l'efficacité spectrale de modulation est à adapter en fonction de la taille d'antenne des stations réceptrices. On peut notamment mentionner les deux articles suivants publiés par le MILCOM : ^ Jerry Brand, Optimizing the warfighter's non processing satellite transponder utilization , Military Communications Conference, 2002 ; ^ Bruce Bennett, DVB-S2 Technology Development for DoD IP SATCOM , Military Communications Conference, 2006.
Plus généralement, il est connu qu'il existe une relation entre les paramètres modem et les paramètres antennaires, mais cette relation n'est pas exprimée simplement, et actuellement, aucune méthode de l'art antérieur ne permet de planifier simplement de manière optimale les ressources à allouer dans un réseau Satcom. Généralement, les experts en bilan de liaison utilisent des algorithmes itératifs dans lesquels interviennent plusieurs dizaines (voire une centaine) de paramètres. L'expérience de ces experts guide alors leurs choix de paramétrage en vue d'affiner l'allocation des ressources pour chaque équipement du réseau. Les recettes utilisées par ces experts sont multiples, souffrent d'un manque de transparence et ne permettent souvent pas d'obtenir le résultat en seulement quelques opérations simples. En préambule, une liste des notations utilisées par la suite pour 10 désigner des grandeurs physiques est donnée ci-après : o e (adimensionnel), l'efficacité spectrale de modulation (attention à ne pas confondre avec le nombre népérien dans la suite du texte, surtout lorsqu'on écrira 1og10 e); o Eb/N° (en dB), l'énergie moyenne par bit utilisateur Eb sur la densité 15 spectrale de puissance de bruit monolatérale No, au niveau de l'entrée du démodulateur ; o AF (en Hz), la largeur spectrale du canal correspondant à une porteuse modulée; o D (en bps), le débit de données utiles transmises sur le canal; 20 o B (en Hz), la largeur spectrale du répéteur ; o consoPw (%), le pourcentage utilisé par une porteuse de la puissance du répéteur ; o consoBw (%), le pourcentage utilisé par une porteuse de la bande passante du répéteur; 25 o PIREsoldB (en dBW), la Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente émise par une porteuse depuis la station au sol ; o SFD (en dBW/m2), la densité de flux saturant du répéteur ; o IBO (en dB), le recul en entrée du répéteur ; o Aup (en dB), l'atténuation totale de la liaison montante ; 30 o AAUpfs (en dB), le supplément d'atténuation d'espace libre de la liaison montante par rapport à l'atténuation du point sub-satellite (l'indice supérieur correspond à free-space ); o Aupnfs (en dB), l'atténuation et les pertes hors espace libre de la liaison montante (dues par exemple à la pluie, à la scintillation, aux nuages, aux gaz, au dépointage, à la précision de niveau de puissance émise) ; o Msys (en dB), la marge système.
Un but de l'invention est de proposer un procédé simple permettant d'optimiser l'affectation des ressources utilisées dans un système de communication par satellite ou aéronef. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'optimisation des ressources utilisées dans les télécommunications effectuées via un segment bord formé d'un satellite ou d'un aéronef entre des stations du segment terrestre comportant au moins un modem, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : ^ exprimer l'écart de consommation EdB (en dB) entre la consommation en bande passante du bord et la consommation en puissance du bord en fonction des termes suivants : o un indicateur de qualité QaF' (en dBHz/W) dépendant du système antennaire (du bord et au sol) et des conditions de propagation et d'interférence du medium, o un terme informationnel sdB (en dB) dépendant des paramètres modem, o un ternie K' (en dBW/Hz) dépendant des paramètres du bord (densité de flux incident maximum et bande passante), o un terme correctif CdB (en dB) caractérisant la consommation de puissance bord imputable, d'une part, au bruit montant qui est amplifié et transposé à bord, et d'autre part au bruit généré à bord, notamment par produits d'intermodulations ; ^ modifier au moins l'un des paramètres QaF', K', ZdB afin de tendre vers l'annulation de la valeur absolue du terme exprimé en échelle logarithmique EdB.
Selon une mise en oeuvre du procédé d'optimisation, l'écart EdB (en échelle logarithmique) entre la consommation en bande du bord et la consommation en puissance du bord est égal à : QaF' + K' - 3dB - CdB [EO] Selon une mise en oeuvre du procédé d'optimisation, le satellite ou l'aéronef comporte au moins un répéteur, et le paramètre K', exprimé en dBW/Hz, est égal à K'= DFinax +10 loglo (4ird2) -101og10 (B) + margin [EObis] o B étant égal à la largeur spectrale du répéteur, o d étant égal à la distance entre le bord et la station sol émettrice, o DFmax étant égal à densité de flux maximum admissible en entrée du répéteur dans la direction de la station sol émettrice (c'est donc une somme algébrique entre la valeur en bord de zone et l'avantage géographique montant de la station sol) et en prenant éventuellement une marge de respiration du système due aux aléas (ceci est expliqué par la suite), o margin étant un supplément de pertes par rapport aux pertes en espace libre (dont certaines composantes sont compensées par la marge de respiration ) de la liaison montante, K' étant donc homogène à une densité spectrale de PIRE maximum étalée dans la bande B du répéteur et émise depuis le sol.
Selon une mise en oeuvre du procédé d'optimisation, le paramètre dB est égal à N s +101og,o(e) 0 o Eb/No, étant l'énergie moyenne par bit utilisateur Eb sur la densité spectrale de puissance de bruit monolatérale No, au niveau de l'entrée du démodulateur de la station réceptrice, o e étant l'efficacité spectrale de modulation. Selon une mise en oeuvre du procédé d'optimisation, le paramètre QaF, exprimé en dE3Hz/W, est égal à la quantité qu'on retranche à la densité de bruit (C/No) requis en dBHz (ici avec marge système), pour trouver la valeur de PIREsoi (dBW). En effet, on a la relation QaF = (C/No) requis - PIREso1 (voir plus loin) avec par convention de notation (C/No) requis = Nb + 1O1og10 (D) + Msys 0 et avec, par pure convention de notation, les deux valeurs prime suivantes qui sont utilisées dans le texte : QaF'=QaF - Msys et K' = - K+Msys Les stations Satcom du segment terrestre peuvent être placées au sol ou sur un porteur naval ou aérien tel qu'un hélicoptère par exemple.
D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à litre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de 10 dessins annexés qui représentent : la figure 1, un synoptique illustrant le fonctionnement du procédé d'optimisation selon l'invention, la figure 2, un graphique montrant la variation de l'efficacité spectrale réseau, noté 'q, en fonction de l'efficacité spectrale de modulation, 15 notée e, pour différentes valeurs de l'indicateur QaF.
Le procédé selon l'invention repose sur l'utilisation de la relation suivante (équivalente à la relation [EO]) qui sera explicitée par la suite :
20 EdB = Qa.F ù K ù s dB CdB [E16] où. ^ les paramètres .antennaires (la taille et le facteur de mérite de l'antenne réception sol, le gain des antennes Rx et Tx du satellite) sont regroupés dans un indicateur de qualité QaF ; 25 ^ les paramètres du bord, notamment la densité de flux saturant SFD et le recul d'entrée 1E30, auquel est ajoutée ici par convention de notation une marge système, sont regroupés dans le terme K ; les paramètres, informationnels que sont l'efficacité spectrale de modulation e et le rapport Eb/No sont regroupés dans le terme sdB ; 30 • le déséquilibre de consommations en ressources du bord est noté EdB ; ^ CdB est un terme correctif parfois négligeable caractérisant la consommation de puissance bord imputable au bruit thermique (voire au bruit d'interférences) montant qui est amplifié et transposé à bord.
Selon les contraintes techniques, la relation [El 6] peut être utilisée de différentes manières pour optimiser les ressources d'un système Satcom. Dans un premier cas, lorsque les paramètres au sol et les paramètres du bord sont fixés, c'est-à-dire, par exemple lorsque des antennes et le répéteur sont déjà installés, l'utilisation de la relation [E16] permet d'ajuster les paramètres modem pour maximiser la capacité du réseau Satcom. Pour cela, il convient de modifier le couple de paramètres modem (e, Eb/No), jusqu'à ce que l'écart EdB devienne sensiblement nul en valeur absolue.
Un exemple de procédé correspondant à ce premier cas est donné en figure 1. II s'agit d'un procédé itératif exécuté, par exemple, par un processeur de calcul utilisé lors de la phase de planification réseau, le procédé permettant de tendre vers une valeur de EdB souhaitée grâce à des modifications successives des paramètres modem. Une tolérance Toi peut, par exemple, être fixée par rapport à la valeur souhaitée pour que l'écart EdB obtenu à l'issue de l'exécution complète du procédé soit éloigné au plus de la valeur ToI par rapport à cette valeur souhaitée. Avantageusement, la valeur visée de l'écart EdB est nulle, ce qui conduit à stopper les itérations lorsque la valeur absolue de l'écart EdB est inférieure ou égale à la tolérance Toi. II est également possible de faire une recherche de minimum de la valeur absolue de l'écart EdB sur l'ensemble des configurations de couples (e, Eb/No) disponibles pour le modem utilisé. Le procédé selon l'exemple comprend les étapes suivantes : • calculer l'indicateur de qualité QaF (1) • calculer le paramètre K (2), • calculer le terme correctif lié au bruits montants amplifiés (3), • choisir les couples de valeurs pour e et Eb/No, par exemple dans une table de configurations des modems au sol (4) o en déduire une valeur de sdB (5) • calculer l'écart EdB en utilisant la relation [E16] (6), • tant que la valeur de l'écart EdB est supérieure à Tol (7): ^ modifier Iles paramètres modem e et Eb/No, (4) ^ recalculer le paramètre sdB avec les valeurs de e et de Eb/No (5), ^ recalculer une valeur d'écart EdB (6) A l'issue de l'exécution du procédé, la valeur d'écart EdB est proche de zéro et le couple de valeurs de (e, Eb/No) est celui permettant d'atteindre le rendement maximum avec un système antennaire (antennes du bord et au sol) et un répéteur déjà en place.
Ce procédé peut notamment être appliqué lorsqu'on dispose de modems multi-efficacité spectrale, permettant de modifier les paramètres de modulation, par exemple le nombre d'états de la modulation, et les paramètres de codage canal tel que le taux de codage. Dans un second cas, lorsque les paramètres modem et les paramètres du bord dont déjà fixés, la relation [E16] peut être utilisée pour minimiser la taille des antennes au sol. Un procédé itératif agissant sur l'indicateur QaF peut être utilisé pour obtenir ce résultat. Un exemple de ce procédé est donné ci-dessous : • calculer le paramètre K et le paramètre 3dB, • choisir une valeur de diamètre d'antenne sol Rx, en déduire l'indicateur QaF (dont les détails explicatifs sont donnés ci-après), • calculer l'écart EdB en utilisant la relation [E16], • tant que la valeur absolue de l'écart EdB est supérieure à un : modifier la valeur du diamètre d'antenne, ^ recalculer l'indicateur QaF, ^ recalculer une valeur d'écart EdB A l'issue de l'exécution de ce procédé, l'écart EdB est sensiblement nul, ce qui signifie que sous les contraintes de paramètres modem et de répéteur fixés, la taille choisie des antennes est minimale.
Un procédé analogue pourrait être utilisé pour optimiser les caractéristiques du répéteur sous contrainte d'un système antennaire et de paramètres modem fixés, auquel cas, il faudrait agir sur le paramètre K. Plus généralement, il est possible de rechercher une solution optimale en ne fixant qu'un ou deux des paramètres QaF, K et 3dB, le critère correspondant au choix optimum des paramètres demeurant l'annulation de l'écart EdB. L'optimisation globale du réseau est obtenue en procédant à l'optimisation de chaque classe iso-QaF. On appelle ici classe iso-QaF l'ensemble des liaisons qui partagent la même QaF (le même facteur-de-mérite d'antenne réception, sensiblement les mêmes conditions de propagation ù et donc même disponibilité de liaison ù, d'interférences, d'intermodulation et d'avantages géographiques montant et descendant). Pour mieux comprendre la relation [E16], une explication est donnée ci-5 après. Comme exposé en introduction, l'équilibre entre la consommation de puissance du bord et la consommation spectrale du bord correspond à l'optimum en terme d'utilisation des ressources. En désignant le pourcentage utilisé (par une porteuse) de la puissance du bord par le terme consoPW, et le
10 pourcentage utilisé (par une porteuse) de la bande spectrale du bord par le terme consoBW, on peut conditionner cet optimum à la réalisation du critère suivant (pour chaque classe de porteuses iso-QaF) : conso BW conso PW [El]
lequel critère, transposé sur une échelle logarithmique (ici en
15 décibels), équivaut à l'annulation d'un écart EdB entre deux valeurs de consommation consoBWdB et consoPWdB. Un système Satcom est donc optimisé lorsque
E dg = conso dB ù conso dB = 0 [E2] 20 D'une part, la consommation spectrale consoBW est définie comme le rapport de la largeur spectrale AF du canal de communication sur la largeur spectrale du répéteur B : consoBW =_ [E3] B
Par ailleurs, l'efficacité spectrale de modulation e est égale au quotient du 25 débit D de données transmises sur le canal de communication par la largeur spectrale AF dudit canal : D e = [E4] AF ce qui permet d'exprimer la consommation spectrale du bord en fonction du débit D, de la largeur spectrale B du répéteur, et de l'efficacité spectrale e 30 comme suit : consoBW == D • 1 [E5] B e
cette dernière expression transposée en décibels équivalant à la formulation suivante : PIREsoldB 47cdp.Aup .DAufp conso:B == 101ogIo (D) -101ogIo (B) -101ogIo (e) [E6] D'autre part, la consommation de puissance consoPWdB en 5 décibels peut être exprimée en fonction de la puissance émise au sol PIREsoldB et de paramètres du bord comme suit : consodeW == PIREsoldB + K, [E7] avec K1 =IBOùSFDù162.1-AuPs 10 En effet, un satellite géostationnaire est placé à une distance do = 35 786 km de la surface terrestre au point sub-satellite, autrement dit au point de latitude nulle et de même longitude que celle du satellite. Or, l'atténuation de puissance d'un signal émis par une station séparée de do du satellite est proportionnelle à la surface d'une sphère de rayon do, ce qui, sur une échelle 15 logarithmique, se traduit par 10.log(4itdo2) = 162.1 dBm2. En prenant en compte l'écart entre do et la distance réelle duo séparant la station émettrice du satellite, on détermine le supplément d'atténuation d'espace libre AAuPfs = 20 log (duP/do). En exprimant ce supplément d'atténuation d'espace libre, en échelle linéaire, 20 comme suit : AAuPfs = (duP/do)2, le flux D reçu par le satellite correspondant à la porteuse émise à PIREsoldB peut s'écrire en échelle linéaire : et donc la consommation de puissance du bord s'écrit : cr, consoPW = SFD tel que SFD = SFDeoC ù AvGeoup avec : IBO 25 o SFDeoc (en dBW/m2), la densité de flux saturant du répéteur en bord de zone (l'indice inférieur correspond à edge-of-coverage ); o AvGeoup (en dB), l'avantage géographique montant.
On retrouve bien la relation [E7]. 30 On a coutume d'ajouter une marge supplémentaire de recul pour laisser le système respirer en fonction des aléas de pertes. Par exemple, si l'antenne émission n'est pas aussi dépointée que prévu, si la précision du fs up niveau émission est meilleure que prévue, si l'atténuation de scintillation n'est pas aussi élevée que prévue, ou si la pluie n'est pas présente sur le trajet où l'on avait provisionné une marge de pluie statistique, alors le flux reçu à bord est plus élevé que prévu. C'est pourquoi on peut surcharger de quelques décibels le recul IBO dans la formule ci-dessus et par conséquent dans la formule de K . Par combinaison des expressions [E2], [E6] et [E7], l'écart EdB de valeurs de consommation peut donc être exprimé comme suit :
EdB = [l 01og,o (D) -10log,o (B) -101og,o (e)] û [PIREso1dB + K, ] [E8] En ajoutant une marge système Msys et en posant K = Msys + 101og,o (B) + K, l'écart EdB peut être réécrit : EdB =101og,o (D) -10 logo (e) û PIREso1dB + Msys û K [E9] 15
Par ailleurs, une demande de brevet publiée sous le numéro FR2877785 mentionne l'utilisation d'un indicateur de qualité QaF pour faciliter l'établissement d'un bilan de liaison Satcom, le nom QaF étant choisi en référence à l'expression anglo-saxonne Quality Aggregate Figure , 20 pour chiffre de qualité totale . Pour rappel, cet indicateur de qualité QaF est un coefficient de proportionnalité entre la PIREsoi et le rapport puissance du signal sur densité de bruit total C/No à la réception dudit signal. Ainsi, sur une échelle logarithmique, l'indicateur QaF est exprimé comme l'écart entre la PIREso1 et le (C/No)req requis (auquel on incorpore ici une marge système) 25 pour respecter un taux d'erreur binaire permettant d'effectuer une démodulation :
C PIREsold6 =T ùQaF [E10] \ o / req Plus la valeur de cet indicateur QaF est élevée, moins la PIREsoi requise est importante pour obtenir un rapport C/No suffisant pour pouvoir 30 démoduler le signal en réception. L'indicateur QaF dépend des perturbations impactant la liaison et de la surface des antennes utilisées au sol et sur le satellite ou l'aéronef. L'indicateur de qualité égal à l'écart entre le (C/No)req requis et la PIREsoi , sans intégrer de marge système, est noté QaF'.10 En combinant les expressions [E9] et [El0], l'écart EdB des valeurs de consommation peut être exprimé en fonction de l'indicateur QaF : (C EdB =QaFùK+101og10(D)ù N, +Msys -101og10(e) [E11] \,0 / reg Or, la puissance C du signal est égale au produit du débit de données D en 5 bits par l'énergie moyenne par bit utilisateur Eb, ce qui transposé sur une échelle logarithmique, conduit à exprimer cette puissance C comme suit : (C)dB = (Eb)dB +101og10(D) [E12] 10 En divisant cette puissance par la densité de bruit No reçu au niveau du démodulateur de la station réceptrice et en y intégrant la marge système Msys, on en déduit : (C (E b +101ogio(D)+Msys, [E13] \No /req \No /dB Par combinaison des expressions [E11] et [E13], l'écart EdB de 15 consommations s'exprime comme : EdB = QaF ù K ù N -101og10 (e) [E14]
0 Les termes Eb/No et 10 log1o(e) peuvent être rassemblés dans un seul terme SdB, le terme 3dB regroupant ainsi les paramètres informationnels liés au modem. Aussi, l'écart EdB entre la consommation de puissance du bord et la 20 consommation spectrale du bord peut s'exprimer comme suit : EdB =QaFùKù3d, [E15] avec s = -.b +1010 (e) dB ùN g10 0 et avec K = Msys +101og10 (B) - SFD + IBO - 101og10 (4ird2) + ù DAup 25 Connaissant les deux paramètres du filtre passe-haut de Butterworth d'ordre 1, défini dans la demande de brevet susmentionnée de numéro FR2877785, que sont le gain du filtre (noté RI) et le diamètre de coupure à -3 dB dudit filtre, et connaissant le diamètre d'antenne de la station sol réception de la liaison, l'indicateur de qualité QaF peut être calculé en deux opérations. Le calcul des autres paramètres de la relation [E15] étant rapide, on démontre ainsi que le procédé selon l'invention nécessite peu d'opérations de calcul.
Le terme K' (en dBW/Hz), tel que K'= - K+Msys, peut s'interpréter comme la densité spectrale de PIRE maximum qui serait émise depuis le sol dans la bande B, c'est-à-dire celle qui correspondrait à un flux incident au niveau satellite de valeur DFmax =SFD-IBO. On retrouve donc bien les relations [EO] et [EObis] à partir de la relation démontrée [El 5]. Si le bruit montant (bruit thermique et interférence éventuelle et/ou intermodulations bord éventuelles) n'est pas négligeable en terme de consommation de puissance du bord, la relation [E15] est affinée par l'ajout d'un terme correctif CdB : EdB = QaF ù K ù 3dB ù CdB [E16] avec CdB= 101og10 (1 + OF ) (C / No) up où (C/No)Up est le rapport signal à densité de bruit obtenu pour tous les bruits montants (au moins le bruit thermique) et éventuellement les bruits générés à bord, notamment par intermodulations. La figure 2 fournit un exemple d'illustration de la variation de l'efficacité spectrale r1 d'un réseau satcom en fonction de l'efficacité spectrale 20 de modulation e pour différentes valeurs de l'indicateur QaF. A chaque valeur de l'indicateur QaF correspond une courbe différente 11, 12, 13 par ordre de QaF croissante. Plus l'indicateur QaF est élevé, plus la capacité du réseau satcom est importante, puisque l'indicateur QaF augmente avec une amélioration des performances du système 25 antennaire utilisé. En outre, chacune des courbes 11, 12, 13 passe par une valeur d'efficacité spectrale du réseau maximale 1111, 1112, 1113. Chaque valeur maximale 1111, 1112, 1113 est obtenue en choisissant une efficacité spectrale de modulation e optimale eoptll, eopt12, eopt13 correspondant à l'équilibre entre la 30 consommation spectrale et la consommation de puissance. Une valeur d'efficacité spectrale de modulation e éloignée par rapport à la valeur optimale eoptil, eoptl2, eopt13 indique une mauvaise configuration du modem. En effet, lorsque l'efficacité spectrale de modulation e est inférieure à la valeur optimale, le système satcom est limité en bande passante (EdB >0) , autrement dit, une partie de la puissance disponible n'est pas utilisée. C'est pourquoi il faut augmenter le paramètre e donc la quantité sdB , ce qui diminue l'écart EdB. Inversement, lorsque l'efficacité spectrale de modulation e est supérieure à la valeur optimale, le système satcom est limité en puissance (EdB <0), ce qui signifie qu'une partie de la bande passante disponible n'est pas utilisée. C'est pourquoi il faut diminuer le paramètre e donc la quantité SdB, ce qui augmente l'écart EdB . Le procédé selon l'invention permet d'atteindre rapidement ces valeurs optimales eoptll, eoptl2, eoptl3•10
Claims (5)
1. Procédé d'optimisation des ressources utilisées dans les télécommunications effectuées via un segment bord formé d'un satellite ou d'un aéronef entre des stations du segment terrestre comportant au moins un modem, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : ^ exprimer l'écart de consommation EdB entre la consommation en bande passante du bord et la consommation en puissance du bord en fonction des termes suivants : o un indicateur de qualité QaF' dépendant du système antennaire du bord et au sol et des conditions de propagation et d'interférence du medium, o un terme informationnel 3dB dépendant des paramètres modem, o un terme K' dépendant des paramètres du bord tels que la densité de flux incident maximum et la bande passante, o un ternie correctif CdB caractérisant la consommation de puissance bord imputable au bruit montant qui est amplifié et transposé à bord ; ^ modifier au moins l'un des paramètres QaF', K', sdB afin de tendre 20 vers l'annulation de la valeur absolue du terme exprimé en échelle logarithmique EdB.
2. Procédé d'optimisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart EdB entre la consommation en bande du bord et la 25 consommation en puissance du bord est égal à : EdB = conso B ù consodB = QaF' + K' -SdB - CdB
3. Procédé d'optimisation selon l'une des revendications précédentes, le satellite ou l'aéronef comportant au moins un répéteur, caractérisé en 30 ce que le paramètre K', exprimé en dBW/Hz, est égal à K' = Dl max + 101og(47cd 2) -10 loge p (B) + m arg in ,B étant égal à la largeur spectrale du répéteur, d étant égal à la distance entre la station sol Rx et le bord, DFinax étant égal à densité de flux maximum admissible en entrée du répéteur et, margin étant un supplément de pertes par rapport aux pertes en espace libre de la liaison montante.
4. Procédé d'optimisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre 3dB est égal à N +10log,o(e) 0 Eb/No, étant. l'énergie moyenne par bit utilisateur Eb sur la densité spectrale de puissance de bruit monolatérale No, au niveau de l'entrée du démodulateur de la station réceptrice, e étant l'efficacité spectrale de modulation.
5. Procédé d'optimisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre QaF', exprimé en dBHz/W, est égal à la quantité qu'on retranche à la densité de bruit (C/No)reguis en dBHz, pour trouver la valeur de PIREsoi (dBW).
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