Les communications par satellite
Un bilan de liaison est un calcul de l’équilibre de puissance entre l’émetteur et le récepteur d’une liaison SATCOM. Il tient compte des gains et des pertes de l’antenne, de l’amplificateur, du câble, du filtre et des effets atmosphériques. Le bilan de liaison détermine le rapport signal sur bruit (SNR) au niveau du récepteur, ce qui affecte le taux d’erreur binaire (BER) et la qualité de service (QoS) de la liaison SATCOM. Un SNR plus élevé signifie un BER plus faible et une meilleure QoS.
In my Experience, protect your link with Nominal Margin and availability to increase power to compensate for attenuation of rain.
L’atténuation et l’affaiblissement de la pluie sont les principales sources de dégradation du signal dans les liaisons SATCOM fonctionnant à des fréquences supérieures à 10 GHz. L’atténuation de la pluie est la réduction de la puissance du signal due à l’absorption et à la diffusion par les gouttes de pluie le long du trajet de propagation. La décoloration de la pluie est la variation de la puissance du signal due aux fluctuations de la taille et de la distribution des gouttes de pluie. L’atténuation et la décoloration dues à la pluie peuvent être modélisées à l’aide de méthodes empiriques ou statistiques, telles que le modèle UIT-R, le modèle Crane ou le modèle lognormal. Ces modèles utilisent des données telles que la fréquence, la polarisation, l’angle d’élévation, le taux de pluie et la longueur du trajet pour estimer les statistiques d’atténuation et d’évanouissement.
La marge de liaison est la différence entre le SNR au niveau du récepteur et le SNR minimum requis pour un schéma de BER et de modulation donné. La marge de liaison indique la quantité de puissance excédentaire disponible pour surmonter les effets de l’atténuation et de la décoloration de la pluie. Une marge de liaison plus élevée signifie une plus grande disponibilité de la liaison SATCOM. La disponibilité est le pourcentage de temps pendant lequel la liaison SATCOM répond à l’exigence SNR minimale. La disponibilité dépend de la marge de liaison et des statistiques d’atténuation et d’évanouissement de la pluie.
Pour optimiser le budget de liaison et la disponibilité des liaisons SATCOM dans des scénarios d’évanouissement de la pluie, vous pouvez envisager plusieurs stratégies. Par exemple, l’utilisation d’une bande de fréquences plus basse telle que la bande C ou la bande Ku est moins affectée par l’atténuation et la décoloration de la pluie. Le choix d’une polarisation circulaire est plus résistant à la dépolarisation de la pluie que la polarisation linéaire, tandis qu’un angle d’élévation plus élevé réduit la longueur du trajet à travers la couche de pluie et l’atténuation. De plus, l’augmentation du gain de l’antenne augmente la puissance et le SNR émis et reçus, tandis que la réduction du débit de données ou l’utilisation d’un schéma de modulation plus robuste réduit l’exigence minimale de SNR et de BER. De plus, une puissance d’émission plus élevée ou un amplificateur plus grand augmente la marge de liaison et la disponibilité. Enfin, les techniques de diversité telles que la diversité de fréquences, la diversité de polarisation ou la diversité spatiale combinent plusieurs signaux provenant de différentes sources ou chemins pour atténuer les effets de la décoloration de la pluie.
Pour évaluer les performances de différentes stratégies d’optimisation du budget de liaison, vous pouvez utiliser divers outils de simulation, tels que le calculateur de budget de liaison satellite. Cet outil en ligne vous permet de calculer le budget de liaison et la disponibilité d’une seule liaison SATCOM à l’aide du modèle UIT-R. Le Satellite Link Budget Tool (SLBT) est un autre outil logiciel qui vous permet de calculer le budget de liaison et la disponibilité de plusieurs liaisons SATCOM avec différents modèles et techniques de diversité. En outre, la boîte à outils MATLAB pour les communications par satellite fournit un ensemble de fonctions et de scripts qui permettent une analyse et une optimisation avancées des liaisons SATCOM avec divers modèles et techniques.
Link margin analysis involves calculating the extra link budget required to counteract signal degradation due to rain fade, ensuring reliable communication. In a commercial SATCOM deployment, we conducted a detailed link margin analysis to determine the additional power needed to maintain link quality during heavy rain. This proactive approach allowed us to design a robust system capable of withstanding severe weather conditions, thereby ensuring high service availability. Redundant satellite paths involve using multiple satellites to provide alternative communication routes when the primary link is affected by rain fade. For a global financial services company, we set up redundant satellite paths to ensure uninterrupted data transmission.