Memoire Online - Influence de la PIRE sur la transmission par satellite géostationnaire

Dans cette partie nous allons aborder le calcul du bilan de liaison lors d'une communication entre deux stations au sol et un satellite.

Nous appelons « bilan de liaison » l'équation permettant de calculer le rapport signal utile sur bruit en sortie du récepteur en fonction de tous les paramètres qui influent sur la puissance de l'onde émise. Toute liaison satellite se décompose en deux parties : la liaison montante c'est à dire le transfert du signal depuis la station émettrice terrienne vers le satellite, et la liaison descendante c'est à dire le transfert du signal du satellite jusqu'à la station réceptrice terrienne.

Nous avons donc deux bilans de liaisons distincts. Pour chacun des deux nous retrouvons le fameux paramètre G/T qui est le facteur de mérite. Notons également que dans le domaine spatial nous parlons beaucoup de PIRE ou Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente qui est le produit de la puissance fournie à l'entrée de l'antenne d'émission par son gain. Comme les puissances et les antennes utilisées sont très diverses d'une station à une autre, la PIRE fournit un paramètre commun

permettant une vraie comparaison directe et objective entre stations différentes de la même manière que le G/T.

Nous avons donc introduit les deux paramètres fondamentaux d'une station d'émission - réception satellite : le G/T (facteur de mérite) pour la réception et la PIRE pour l'émission. Le satellite est caractérisé de la même façon.

PIREsol = PIRE de la station terrienne émettrice = Puissance fournie à l'antenne Pe multiplié par le Gain de l'antenne Ge

Lm = paramètre dépendant de la longueur d'onde 0 du signal transmis et de la distance Dm entre la station sol émettrice et le satellite.

B = bande passante équivalente de bruit soit en bonne approximation la bande passante des filtres pour le type de modulation utilisée.

Soit (C/N)d le rapport signal sur bruit au niveau de la station de réception

sol.

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23 T?:a@

45^-BC E

Psat peut se déterminer avec (C/N)_m calculé précédemment et le plancher de bruit _Pbruit du transpondeur du satellite dans B. Dans ce cas :

Ld = paramètre dépendant de la longueur d'onde 0 du signal transmis et de la distance Dd entre le satellite et la station réceptrice est égale à

B = bande passante équivalente de bruit soit en bonne approximation la bande passante des filtres pour le type de modulation utilisée.

Ce bilan de liaison ne prend pas en compte le bruit superposé au signal lors de la liaison Terre/Satellite. Nous faisons comme si la liaison montante n'apportait pas de bruit. Il faut donc voir ce bilan de liaison comme indépendant du premier.

L'équipement est peu onéreux et ce mode possède une grande capacité de couverture, avec beaucoup de chaînes disponibles.

Il faut nécessairement une parabole qui génère une pollution visuelle des paysages et qui souvent nécessite des réglages de positionnement. Il n'y a pas de service annexe disponible comme l'internet ou le téléphone. L'abonnement n'est pas facile d'accès et parfois compliqué.

En particulier, une antenne de réception pour les télécommunications par satellite doit avoir des lobes secondaires très faibles afin de ne pas capter le rayonnement de la terre (sensiblement équivalente à celle d'un corps noir à 300°K). La difficulté d'obtenir des premiers lobes secondaires faibles implique de ne pas faire de liaison avec des satellites trop bas sur l'horizon. On utilise en général un angle d'élévation supérieur à 5°.

La qualité audiovisuelle est significativement améliorée, alors qu'en analogique la transmission introduit toujours de légères dégradations (neige, dédoublement, etc.), la qualité du signal numérique reçu ne dépend pas des conditions de transmission.

Les technologies numériques introduisent également une notion nouvelle, le multiplex. Traditionnellement en analogique, une fréquence est utilisée pour un programme. Dans le monde numérique, ce n'est plus le cas et plusieurs services numériques peuvent se partager une même fréquence : par exemple, plusieurs programmes de télévision, les données pour un guide de programmes et un service de diffusion de pages Internet. La combinaison des flux audio numériques, des flux vidéo numériques et des données pour leur permettre de partager une fréquence est appelée multiplexage, et le flux (la suite de 0 et de 1) issu de cette opération est appelé multiplex. Entre 4 et 10 programmes peuvent être diffusés là où un seul était diffusé en analogique : il y a un accroissement très net du nombre de programmes diffusés.

Le signal numérique sera transmis, tout comme l'analogique, par des émetteurs qui propagent autour d'eux des ondes radio. L'onde elle-même ne transmet pas d'information (elle passe ou ne passe pas) mais en modulant son amplitude et sa fréquence, on lui fait transporter l'information numérique faite de 0 et de 1. Comme toute onde radio, elle peut être perturbée par des échos ou des brouillages, et le téléspectateur ou les maisons utilisant l'internet devront orienter correctement leurs antennes. Mais le signal numérique sera nettement moins vulnérable aux brouillages.

En revanche, dans les zones urbaines, il est parfois interdit par des contraintes administratives visant à protéger le paysage. Le satellite dispose d'une capacité importante et permet de recevoir des bouquets de plusieurs centaines de chaînes. Signalons aussi qu'un satellite ne peut être reçu lorsqu'un obstacle important obstrue la trajectoire de ce dernier (montagne, immeuble, etc....).

Influence de la PIRE sur la transmission par satellite géostationnaire

III.7. Calcul du bilan de liaison pour un satellite