Faisceau hertzien - Définition

Bilan de liaison

Le schéma synoptique typique d'un faisceau hertzien est donné ci-dessous :

Calcul du bilan de liaison

Les caractéristiques des équipements d'extrémité à prendre en compte pour le calcul du bilan énergétique sont :

Puissance d'émission : C'est la puissance du signal que l'équipement hertzien peut délivrer. Elle est couramment comprise entre 20 et 30dBm.

Seuils de réception : Définis par rapport à un taux d'erreur binaire donné (TEB=10-3 ou 10-6), ils traduisent la capacité pour le récepteur à traiter le signal affaibli après propagation (vis-à-vis du bruit thermique). Dépendant de la bande de fréquence, du débit et du type de modulation, ils sont généralement compris entre -70 et -95dBm

Pertes de branchement (guide d'onde, connectique…) : Pour les équipements ne présentant pas d'antennes intégrée, il est nécessaire de relier par un câble coaxial ou un guide d'onde l'émetteur/récepteur à l'antenne. Ces déports induisent des pertes linéiques de 1 à plusieurs dB, auxquels s'ajoutent les pertes dues aux connecteurs et autres éléments de branchements.

Gain de l'antenne : Les antennes, principalement paraboliques, apportent un gain de puissance (de l'ordre de 25 à 45dB) d'autant plus grand que leur diamètre est important. La directivité du faisceau augmente avec la bande de fréquence et les diamètres de l'antenne.

L'obtention du bilan de liaison repose sur le constat simple : la station distante doit recevoir un signal tel qu'elle puisse le retranscrire avec un taux d'erreur acceptable, au regard des exigences de qualité de la liaison. Le bilan de liaison, sommation de la puissance émise et de tous les gains et les pertes rencontrés jusqu'au récepteur, doit donc être tel que le niveau de signal reçu soit supérieur au seuil de réception.

Cependant, si les caractéristiques d'émission/réception du FH jusqu'à l'antenne peuvent être connus avec précision, il est en revanche impossible de connaître à tout instant les caractéristiques du milieu traversée par les ondes.

Définition des marges

Les critères de performance d'une liaison définissent les pourcentages de temps alloués au cours desquels le signal doit être reçu avec une qualité et une disponibilité suffisantes.

Les objectifs de qualité se réfèrent au mois quelconque et se traduisent par les critères suivants : Seconde Erronée et Seconde Gravement erronnée (TEB<10-3). La qualité d'une liaison est principalement affectée par les phénomènes de trajets multiples.

Les objectifs de disponibilité se rapportent à une période d'observation plus longue : TEB>10-3 pendant au moins 10 secondes consécutives. En dehors des avaries matérielles et des opérations de maintenance, la disponibilité d'une liaison est principalement affectée par les phénomènes de guidage et les atténuations dues aux hydrométéores.

Etant donné les conditions fluctuantes de propagation qui peuvent dégrader voire interrompre occasionnellement la liaison, on définit en réception les marges de fonctionnement permettant de remplir ces critères.

La marge au seuil : Pour compenser la majorité des pertes occasionnelles de puissance (évanouissements non sélectifs) que subit le signal, la réception se fait avec une marge appelée marge uniforme ou marge au seuil. C’est la puissance que l’on pourra perdre par dégradation des conditions de propagation sans perdre pour autant affecter les performances la liaison.

La marge sélective : Comme on l'a vu, le signal ne subit pas qu’un affaiblissement au cours de la propagation. Il subit également des distorsions. Ceci complique encore la tâche de réception. Pour traduire la capacité d’un équipement à traduire correctement un signal entaché de distorsion (superposition du signal direct avec ses répliques retardées), on introduit une marge dite sélective, qui découle de la caractéristique de signature du récepteur.

La présence d’un perturbateur (par exemple une autre liaison émettant sur une fréquence trop proche) peut également amener une dégradation du seuil effectif du récepteur, et réduit par conséquent ces marges.