Influence de la PIRE sur la transmission par satellite géostationnaire

REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO

ENSEIGNEMENT SUPERIEUR UNIVERSITAIRE ET
RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Institut Supérieur des Techniques Appliquées

B.P. 773

« INFLUENCE DE LA PIRE SUR LA

TRANSMISSION PAR SATELLITE

GEOSTATIONNAIRE»

Par :

MWANIA KAMATIKI Joseph

Travail de fin de cycle présenté et défendu en vu de l'obtention du diplôme d'Ingénieur Technicien en Radio Transmission

Directeur: DEA Mathieu RUCHOGOZA NKULIZA Master of Engineering

Année académique 2013-2014

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DECLARATION DE L'ETUDIANT

Moi, MWANIA KAMATIKI Joseph, déclare à Goma, à l'Institut Supérieur des Techniques Appliquées que ce travail de fin de cycle est original et n'a jamais été présenté et défendu ailleurs.

Signature

MWANIA KAMATIKI Joseph

Fait à Goma, le / /2014

[ii]

DECLARATION DU DIRECTEUR

Ce travail de fin de cycle a été soumis pour être examiné avec l'approbation du directeur pour l'autorisation de l'Institut Supérieur des Techniques Appliquées, ISTA/Goma.

Fait à Goma, le ...../ /2014

Signature :

DEA Mathieu RUCHOGOZA

NZKULIZA Master of Engineering

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EPIGRAPHE

« On ne fait pas d'omelette sans casser d'oeufs »

MWANIA KAMATIKI Joseph

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DEDICACE

A mes très chers parents MWANIA Damien et ma feue mère KIKA Magdeleine, pour m'avoir donné la vie, l'éducation de base, pour avoir supporté les caprices de mon enfance. Vous êtes pour moi un vrai signe d'amour de Dieu ; vous êtes mon tout.

A vous tous qui me sont chers

Je dédie ce travail

MWANIA KAMATIKI Joseph

[v]

REMERCIEMENT

« C'est à travers des épines qu'on parvienne à accueillir une rose » et « C'est grâce à l'épine que la rose est arrosée. »

Premièrement je remercie mon Dieu le Tout puissant qui m'a donné la force et l'intelligence.

Le présent travail que nous venons de mener à son terme ; n'aurait pas pu se réaliser sans l'aide et la collaboration des nombreuses personnes auxquelles nous devons d'une façon particulière exprimer le sentiment de notre profonde gratitude.

Nos remerciements vont tout d'abord au DEA Mathieu RUCHOGOZA NZKULIZA Master of Engineering qui a bien voulu accepter de diriger ce travail, et dont les observations, les remarques et les conseils ont été d'un concours indispensable ;

Ensuite, nous disons un très grand merci à nos très chers parents : papa MWANIA Damien et Maman KIKA Madeleine pour leur sacrifice et leur soutien, depuis notre bas âge jusqu'à ces jours ;

Au papa LUPANZULA GALUGALU Michel et Maman AKOLA albertine pour leur effort consenti envers nous pour nos études ;

A vous papa Baby Victor pour vos multiples conseils, contributions morales, financières, matériels et effort consentis pour la réalisation de ce présent travail ;

Au couple MULUMBA Gabriel ; pour son soutien moral matériel que financier ;

A nos autorités académiques et corps enseignant de l'ISTA/Goma pour leur service louable ;

Manifestant notre sincère reconnaissance, remercions:

Maman Jeanne KAMETIANGWE, le couple pasteur Alexis, le cap. KESEREKA PATY pour leur affection et leur soutien moral que financier lequel a permis l'aboutissement de notre formation.

A tous nos frères, soeurs, tantes, cousins, cousines, neveux :MPALA Myriam, Madeleine MUPENDA, Detty, ASHA, Lyly, Vicky, Richard SALEH, Léon MULUMBA, Louise, Divine, Furaha, Sylvie, Ange, Mymy, Jeph, Sarah, Emilie, Julie, Gisel, Prince, Jean, Esperance, Mélanie pour votre soulagement et soutien tout au long de nos études.

A nos chers collègues et camarades : Dollars NINDI, MIRADJI , Taylor, John, Richard, Osée, Dido, Noëlla, Mamy, KASNO, Jackson, Pascal, Wani, KIZITO, KASONIA, Serge... pour vos soutiens et conseils que vous n'avez cessé de me prodiguer durant tout mon cursus académique ;et tous ceux qui, de près ou de loin ont d'une manière ou d'une autre à l'aboutissement de ce travail.

Que ce travail soit pour vous un signe de notre profonde gratitude.

MWANIA KAMATIKI Joseph

[vi]

LISTE DES FIGURES

Figure1 : Plan orbitale des satellites 5

Figure 2 : Empreinte du satellite NSS7 7

Figure 3 : Présentation schématique des techniques d'accès au média 8

Figure 4 : Représentation du diagramme de rayonnement d'une antenne 11

Figure 5 : Diagramme de rayonnement et angle d'ouverture 12

Figure 6 : Polarisation verticale et Polarisation horizontale 13

Figure 7 : Schéma présentant quelques montages d'une antenne parabolique 14

Figure 8 : Angle d'élévation 15

Figure 9 : Azimut et Elévation pour un satellite 16

Figure.10. Schéma synoptique d'une émission et réception par satellite 20

Figure.11 : Principe de la couverture globale par 3 satellites géostationnaires 22

Figure.12. Méridien de Greenwich 23

Figure.13: Azimut (a) et élévation (b) du satellite géostationnaire au lieu de réception (vu de

l'espace) 24

Figure 15. L'antenne parabolique 25

Figure 16. La Tête ou LNB (Low Noise Block) 25

Figure 18 : Illustration de la polarisation linéaire 29

Figure 19 : Illustration de la polarisation circulaire. 30

Figure 20 : synoptique d'une liaison via satellite 33

Figure 21 : flux de puissance d'une source isotrope. 39

Figure 22 : Puissance dans un système sans fil 41

Figure 24 : illustration du calcul de la PIRE 42

Figure 25 : surfaces relatives de l'antenne et de la zone réception (vue du satellite). 43

LISTE DES TABLEAUX

Tableau1 : Bandes de fréquences utilisées dans les SFS pour les satellites géostationnaires 7

Tableau 2. Les fréquences utilisées par les satellites 32

Tableau 3 : quelques valeurs normalisé pour la PIRE 45

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SIGLES ET ABREVIATIONS

AMRC : Accès Multiple par Répartition Codée

AMRF : Accès Multiple par Répartition de Fréquence

AMRT : Accès Multiple par Répartition dans le Temps

BUC : Bloc Up Converter

C/N : Rapport porteuse sur bruit (Carrier by Noise)

EUTELSAT : European Telecommunication Satellite

FI : Fréquence Intermédiaire

GEO : Geostationary Earth Orbit

GPS : Global Position System

GSM : Global System of Mobile Communication

IBO : Input Back Off

INTELSAT : International Telecommunication Satellite

ISTA : Institut Supérieur des Techniques Appliquées

LEO : Low Earth Orbit

LNA : Low Noise Amplifier

LNB : Low Noise Block

MEO : Medium Earth Orbit

OBO : Output Back Off

SNG : Satellite News Gathering

PIRE : Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente

QPSK : Quadrature Phase Shift Keying

S/N : Rapport signal sur bruit (Signal by Noise)

SFS : Service Fixe par Satellite

SMS : Service Mobile par Satellite

SRS : Service de Radiodiffusion par Satellite

UIT : Union Internationale des Télécommunications

USAT : Ultra Small Aperture Terminal

VSAT : Very Small Aperture Terminal

Il s'est donc agi pour nous d' étudier de façon globale l'influence de la PIRE sur la transmission par satellite géostationnaire en examinant et

[1]

CHAPITRE.I. INTRODUCTION GENERALE

I.1. Arrière plan du travail

Dans l'ère actuelle, la télécommunication est la chose la plus importante dans la vie des êtres humains. Aujourd'hui, les communications mobiles et cellulaires sont de plus en plus populaires. Les gens veulent être de plus en plus en contact avec d'autres personnes. C'est dans ce cadre que les entreprises utilisent la technologie de diffusion par satellite pour diffuser divers canaux. La télévision a changé la vie des gens et maintenant des thèmes plus interactifs sont à venir sur le chemin dans l'industrie de la télévision, tout cela c'est possible grâce aux satellites tournant autour de la terre sur les orbites différentes. Néanmoins, la transmission des données par satellite qu'utilisent les entreprises de télécommunication pour arriver à destination, subissent des pertes dues aux milieux de transmission. C'est pourquoi chaque antenne est constituée par son gain puissance pour essayer de lever ce défi.

En fait l'évolution de la technologie de l'information et de la télécommunication depuis les années 1957 via les satellites touche le monde du travail de plein fouet.

I.2. Problématique

Puisque les satellites géostationnaire se trouvant à une distance d'environ 36000Km d'altitude, dont pour le temps de propagation, il faut compter environ 250ms pour un aller et un retour de l'information vers le satellite et une en espace libre d'environ 200dB ; non seulement ce délai se montre très gênant lors de la communication téléphonique par exemple (cas d'échos) mais aussi il ya une complication notable de gestion des accusée de réception dans la transmission par paquet, les en-cours se comptant alors par millions. Cela étant, les signaux transmis subissent des pertes qui, grâce aux antennes qui concentrent leur puissance dit PIRE en fournissant un gain, parviennent à lever ces atténuations dues à ces genres de pertes dans les câbles, dans l'air...

La problématique principale qui a guidé notre recherche pour ce travail est celle de l'influence de la puissance isotrope rayonnée équivalente sur la transmission par satellite.

[2]

en analysant attentivement l'ensemble des éléments, les principes théoriques et les méthodes concrètes de fonctionnement et d'organisation qui constituent la transmission par satellite géostationnaire. Ceci afin de définir une batterie d'actions à mener pour améliorer la qualité de service chez les utilisateurs finaux.

Pour optimiser les niveaux de signaux transmis ou reçus, nous avons dans une première partie fait une étude sommaire sur les satellites, puis nous avons dans la deuxième partie évoqué les aspects théoriques sur les systèmes de communications satellitaires qui nous a permis d'avoir des informations précises sur la Transmission par satellite, ensuite nous nous sommes mis à expliquer l'influence de la PIRE sur la Transmission par satellite et enfin, nous avons proposé aux entreprises de télécommunications et d'autres qui gèrent les satellites d'adopter une politique d'optimisation se basant sur le respect des normes établies par l'Assemblée des radiocommunications de l'UIT, aux installations, et choix judicieux des équipements.

I.3. But du travail

Le but de notre travail est d'effectuer une analyse sur l'influence de la puissance isotrope rayonnée équivalente à la transmission par un satellite se trouvant dans l'orbite géostationnaire à une distance d'environ 36000km au-dessus de l'équateur.

I.4. Objectifs.

I.4.1. Objectif global

Nous nous sommes fixé comme objectif global de permettre aux différents fournisseurs de signaux satellitaire à maintenir constante une puissance isotrope rayonnée équivalente max pour une bonne et meilleur transmission.

I.4.2. Objectif spécifique

L'objectif spécifique de notre travail est d'arriver à calculer les différents paramètres de la pire pouvant influencer une quelconque transmission par satellite géostationnaire en vue de son amélioration.

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I.5. Questionnaire de recherche

Dans la perspective de résoudre ce problème, les questions que nous nous sommes posées sont celles de savoir, pourquoi la PIRE dans la transmission par satellite ? Quel est l'influence majeure de la PIRE sur la transmission par satellite ?

I.6. Hypothèse

Pour répondre aux questions ci-haut posées prime à bord nous allons expliquer ce qu'est une puissance isotrope rayonnée équivalente, en deuxième lieu nous allons énumérer différents facteurs pouvant affecter à la transmission des signaux par satellite géostationnaire et en fin nous citerons quelques avantages de la puissance isotrope rayonnée équivalente à la transmission satellitaire.

I.7. Délimitation du travail

Dans ce travail nous allons nous limiter aux calculs de la puissance isotrope rayonnée équivalente en transmission par un satellite géostationnaire et montrer quelle est son influence.

I.8. Méthodes et techniques

Nous utiliserons dans ce travail la méthode analytique et la technique documentaire (documents plus ouvrages) ;

Nos investigations serons basées sur :

La collecte des données (différents document appropriés) ;

Etude : qui est une description minutieuse des certains éléments faisant objet de ce travail ;

Interviews sur la PIRE dans certaines maisons oeuvrant dans la télécommunication.

I.9. Subdivision du travail

Outre la conclusion générale et la recommandation, notre travail est divisé en quatre chapitres portant respectivement sur :

L'INTRODUCTION

L'ETUDE SOMMAIRE DES SATELLITES ;

LA TRANSMISSION PAR SATELLITE ;

L'INFLUENCE DE LA PIRE SUR LA TRANSMISSION PAR SATELLITE.

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CHAPITRE II. ETUDE SOMMAIRE DES SATELLITES