Brevet FR2547460A1 — publié le 19841214

La présente invention concerne un dispositif pour mesurer et apprécier la qualité d'une transmission et, en particulier, permettant de connaitre les caractéristiques du milieu de propagation. Des variations du gradient d'indice de réfraction du milieu dues aux variations de température et d'humidité modifient les caractéristiques d'une transmission. Un tel dispositif de mesure s'applique à tous les types de transmission (par câbles par exemple) mais il présente un inté ret tout particulier pour les systèmes de transmission par faisceaux hertziens. Les systèmes de transmission par faisceaux hertziens en visibilité comprennent généralement au moins un émetteur-récepteur en un point A et un émetteur-récepteur en un point B situé à une distance comprisse entre 15 et 250 km du point A. La puissance reçue par l'antenne située au point B dépend de divers paramètres et, en particulier, de l'orientation des antennes dans l'espace. Un procédé habituellement utilisé pour effectuer un tel réglage consiste à enregistrer sur un graphe la puissance moyenne reçue en fonction de l'orientation de l'antenne émission dans l'espace. Un tel enregistrement est très compliqué à mettre en oeuvre car il nécessite un dépouillement assez complexe.De plus, dans le cas d'une liaison longue, par exemple 200 km, de tels enregistrements se révèlent inexploitables car le niveau moyen reçue correspond plus au niveau nominal. Les liaisons longues par faisceaux hertziens sont généralement réalisées en diversité d'espace et (ou) de fréquence, et il est encore plus complexe de dépouiller la puissance reçue par chaque antenne et d'en déduire à fortiori une idée de la qualité de la transmission. De plus, la variation des angles d'arrivée des rayons directs et réfléchis sur les liaisons longues est très importante et on ne peut en déduire de notion de qualité du pointage des antennes. La présente invention concerne un dispositif d'appréciation de la qualité d'une transmission susceptible, soit de fournir une information concernant le milieu de transmission, soit de fournir une information sur la qualité du pointage des antennes en ce qui concerne les systèmes par faisceaux hertziens. Le procédé de l'invention consiste essentiellement à enregistrer le temps pendant lequel un niveau de puissance donné est reçu. Le dispositif de l'invention comporte des moyens pour mesurer, d'une part, le temps pendant lequel un niveau de puissance donné est reçu et, d'autre part, le temps pendant lequel une coupure de durée donnée intervient. En particulier, le dispositif de l'invention comporte des moyens pour classer les niveaux reçus en p classes de niveaux de puissance, des moyens pour cumuler les temps de réception desdits niveaux dans chaque classe, des moyens pour en déduire le niveau de puissance le plus probable, des moyens pour comparer le niveau le plus probable au niveau nominal de puissance calculé. En outre, le dispositif de l'invention comporte des moyens pour classer les interruptions en j classes, des moyens pour cumuler dans chaque classe les temps d'interruptions. L'invention s'applique tout particulièrement à l'optimisa- tion du pointage des antennes pour liaison hertzienne, le dispositif de l'invention comportant des moyens pour mesurer la qualité de la transmission indépendamment pour chaque antenne, des moyens pour en déduire l'antenne pour laquelle la courbe de distribution des niveaux est la plus proche du niveau nominal calculé, des moyens pour en déduire la meilleur orientation des autres antennes. De plus, l'invention permet de vérifier la qualité de pointage d'une liaison établie, les fluctuations des angles d'arrivée en fonction des variations du gradient d'indice de réfraction dans l'espace situé entre les deux antennes ; elle permet de s'affranchir des variations climatiques locales de température, d'humidité, qui modifient l'indice de réfraction de l'air. La présente invention confère de grands avantages, en particulier pour les transmissions par faisceaux hertziens numériques, pour les transmissions longues ou même courtes et pour des transmissions en diversité pour lesquelles le pointage est particulièrement délicat. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure 1 est un schéma de l'équipement de mesure selon l'invention. La figure 2 représente un enregistrement obtenu grace au dispositif de la figure la et de la figure lb. La figure 3 représente un enregistrement en diversité d'ordre 4. La figure 4 représente une réalisation préférée du dispositif de la figure la et de la figure lb. Les liaisons longues par faisceaux hertziens sont généralement réalisées en diversité d'espace et (ou) de fréquence. Ainsi, par exemple, une liaison entre deux points distants de 200 km peut etre réalisée en diversité double (D 4) à 2 Ghz. Dans la suite de la description, on supposera qu'il s'agit d'une liaison numérique par faisceaux hertziens en diversité mais l'invention s'appliquerait également à des transmissions analogiques et à des transmissions autres que les faisceaux hertziens. Le procédé de l'invention consiste essentiellement à ne plus s'intéresser au niveau moyen reçu mais à mettre en mémoire la durée pendant laquelle un niveau de puissance donnée est reçu, le temps de mesure étant prédéterminé. L'invention consiste également à mettre en mémoire la durée pendant laquelle une interruption de grandeur donnée est reçue. Une telle mesure est effectuée pour chaque émetteur-réceptéur. Ainsi, lorsqu'il y a quatre antennes, le dispositif de l'invention effectue indépendamment une mesure de la qualité pour chaque antenne. En se référant aux figures la et lb, un schéma logique du dispositif de l'invention est représenté. La figure la explicite le traitement des niveaux de puissance reçus pour chaque antenne. La figure lb explicite le traitement des pertes de verrouillage de trame (PVT) de la trame hertzienne reçue pour chaque antenne également. Chaque niveau de puissance reçu de la figure la est obtenu à partir d'une tension qui est une fonction linéaire de cette te puissance reçue. Cette puissance reçue est échantillonnée au moyen d'un dispositif 1 puis appliquée à l'entrée de P circuits 2 pour être comparée à des niveaux de puissance prédéterminés. p Ce traitement permet une répartition des échantillons de puissance dans p tranches de puissances jointives. Le tableau sui vant illustre pour différentes applications une telle répartition, exemple pour lequel le nombre p de tranches est égal à12. ( C? (o : ni-eaux : : : e . : FHD 2 000 réC-slicn . FHD 234 . FHD 20 (2 Mit/s) í h O . en dBm g ≈ 1 : -35 à -40 : 6v :. 6v : 3,2V à 2,95 2 2 -40 à -45 : 6 V à 5,48V : 6 à 5,44 : 2,95 à 2,71 ) I 3 : -45 à -50 : 5,48 à 4,95 : 5,44 à 4,89 : 2,71 à 2,46 g ( 4 : -50 à -55 : 4,95 à 4,43 : 4,89 à 4,33 : 2,46 à 2,22 { . . . . 5 : -55 à -60 : 4,43 à 3,90: 4,33 à 3,78 : 2,22 à 1,97 6 . -60 à -65 : 3,90 à 3,38 : 3,78 à 3,22 : 1,97 à 1,73 I 7 7 : -65 à -70 : 3,38 à 2,85 : 3,22 8 2,67 1 1,73 à 1,48 ) (. 8 8 70 à--75 : 2,85 à 2,33 : 2,67 - 2,11 : 1,48 à 1,24 I iL I t ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 9 : -75 - -80 : 2,33 . 1,8 : 2,11 - 1,56 : 1,24 à 0,99 9 : -75 -80 : 2,33 à 1,8 2,11 à 1,56 : 1,24 à 0,99 10 -80 > -85 1,8V 1,56 - 1 0,99 *- 0,75 1: : -85 -90 : - : 1 v : 0,75 o,gv 11 : -85 à -90 : - : 1 V : 0,75 l 0,5V ) I 12 : -90 à -95 : - : - : 0,5 V 1 1 { d3 Puis les échantillons sont extraits de chacun des circuits 22 et totalisés au moyen des circuits d'addition 3k et des mémoires 4 dont la sortie est rebouclée sur ces circuits k d'addition 3k Un circuit 5 fournit des résultats de la mesure pour chaque tronche, pour chaque récepteur le temps de mesure étent conveneblement choisi. Ce circuit 5 peut fournir les résultats de le mesure, soit sous la forme d'un tableau, soit sous la for me d'un histogramme. La courbe d'enregistrement des temps de réception d'un niveau de puissance donné est représenté par la courbe de la figure 2. C'est une courbe de distribution statistique de type Rayleigh, centrée autour d'une valeur No de puissance reçue la plus probable. On constate que cette valeur No est distinc te de la grandeur N du niveau nominal calculé mais relative n ment proche. La puissance reçue se calcule à partir de la puissance d'émission et de quelques paramètres tels que la perte de ligne d'alimentation, le gain d'antenne, et l'affaiblissement d'espace libre. De la même façon, les informations de perte de verrouillage de trame de la trame hertzienne sont reçues au moyen dtun multiplexeur 5 et exploitables, soit sous sa forme directe, soit par son inverse (PVT) comme représenté sur la figure lb. Ces informations en sortie du multiplexeur 5 sont rangées en grandeurs de durées différentes d'interruption en cinq classes, par exemple, par comparaison avec des valeurs mises dans une mémoire 7. Dans chaque classe, par exemple dans la classe j, les durées d'interruptions sont totalisées au moyen d'un circuit d'addition 8j associé à une mémoire 9j. Le résultat de ces adaitions, en sortie de la mémoire 9j, est appliqué à l'en- trée d'un circuit 10 d'édition des résultats. Ce circuit 10 fournit un histogramme des coupures pour chaque récepteur ce qui donne également une appréciation de la qualité de la transmission. La conjugaison des courbes de distribution des niveaux de puissance reçue et des coupures permettent d'en déduire une appréciation de la qualité en fonction de l'orientation de l'antenne. En effet, pour une liaison hertzienne longue, on peut effectuer une mesure pour chacun des récepteurs. Ainsi, en diversité d'ordre 4 on en déduit quatre mesures des pertes de verrouillage de trame et quatre mesures des distributions de niveaux de puissance. La représentation des courbes de distribution peut être effectuée sur le même histogramme. On en déduit alors la meilleure orientation d'antenne. En effet, le niveau nominal peut être calculé en espace libre en fonction des caractéristiques du milieu de transmission. La courbe de distribution des niveaux la plus proche du niveau nominal cor respond à l'antenne la mieux orientée.On peut également vérifier que pour cette antenne et pour ce récepteur la distribu- tion des coupures est également minimisée. il suffit alors de rectifier les orientations des autres antennes par un repérage de l'orientation de l'émetteur de l'antenne la mieux orientée. La figure 3 illustre de telles mesures. L'antenne A1 est la mieux orientée. il suffit alors de corriger l'orientation des autres antennes A2, A3, A4 pour rapprocher leurs courbes de distribution également du niveau nominal. La figure 4 représente une réalisation préférée de l'invention du dispositif de mesure des niveaux et des coupures. il se compose essentiellement d'un convertisseur 11 recevant un niveau de puissance sous forme analogique et le converti s- sant sous forme d'échantillons numériques. Ces échantillons sont appliqués à l'entrée d'un calculateur 13 qui effectue le traitement de la figure la. De la même façon, le multiplexeur 12 reçoit les informations de perte de verrouillage de trame émis par les récepteurs et les fournit à l'entrée du calculateur 13 qui effectue alors le traitement de la figure lb. Ce calculateur 13 reçoit le programme stocké dans une cassette 17 ; en particulier, les valeurs de nombre de tranches de niveaux de puissance et de nombre de classes de pertes de verrouillage de trame (ou encore les valeurs de niveaux définissant une classe de coupure) peuvent de la sorte etre changées ou modifiées en fonction de la liaison considérée. Les résultats du traitement effectués par le calculateur 13 peuvent être imprimés sous forme de tableau ou histogramme au moyen d'une imprimante 16 ou (et) être affichés sur un écran 14. Un clavier 15 alphanumérique permet à l'opérateur de transmettre au calculateur un ordre d'édition des résultats partiels ou définitif.s de la mesure. Des simulations ont été effectuées. Une mesure peut être effectuée dans une période de un mois. Mais à tout moment, il est possible d'éditer des tableaux des valeurs de niveaux et de pertes de verrouillage de trame ainsi que leurs histogrammes. Après édition, le dispositif de l'invention peut reprendre les enregistrements. il est également possible d'exploiter d'autres paramètres comme par exemple le nombre de coupures. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'appréciation de la qualité d'un système de transmission caractérisé par le fait qu'on effectue un enregistrement du temps pendant lequel un niveau de puissance donné est reçu. 2 - Dispositif d'appréciation de la qualité d'un système de transmission caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour mesurer, d'une part, le temps pendant lequel un niveau de puissance donné est reçu et, d'autre part, le temps pendant lequel une coupure de durée donnée intervient. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour classer les niveaux reçus en p classes de niveaux de puissance, des moyens pour cumuler les temps de réception desdits niveaux dans chaque classe, des moyens pour en déduire le niveau de puissance le plus probable, des moyens pour comparer le niveau plus probable au niveau nominal de puissance calculé. 4 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour classer les interruptions en j classes, des moyens pour cumuler, dans chaque classe, les temps d'interruptions. 5 - Application d'un dispositif d'appréciation de la qualité d'un système de transmission à l'optimisation du pointage des antennes pour liaison hertzienne caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour mesurer le temps pendant lequel un niveau de puissance donné est reçu, des moyens pour mesurer le temps pendant lequel une coupure de durée donnée intervient, des moyens pour cumuler les niveaux de puissance en p classes, des moyens pour cumuler les temps de réception desditsniveaux dans chaque classe, des moyens pour en déduire le niveau de puissance le plus probable et ceci pour chaque antenne, des moyens pour comparer le niveau le plus probable au niveau nominal de puissance calculé, lesdits moyens permettant d'en déduire l'antenne pour laquelle la courbe de distribution des niveaux est la plus proche du niveau nominal calculé, des moyens pour en déduire la me il leure orientation des autres antennes.