Modelisation de la propagation sur un canal vhf pour le service mobile aeronautique

par BEATRICE CHATEAU

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de PAUL COMBES.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Face a l'essor du trafic aerien, l'organisation de l'aviation civile internationale (oaci) a defini un futur systeme de liaisons de donnees numerique en bande vhf (vhf digital link) pour des applications telles que les communications air-sol. Actuellement deux modulations sont proposees (d8psk et gfsk) et il est necessaire d'evaluer leurs performances en terme d'occupation spectrale et de resistance au bruit, aux multitrajets et aux brouilleurs. Nous avons apprehende la chaine de transmission numerique dans son integralite, en proposant d'une part, des modeles simples de calcul d'occupation spectrale et de taux d'erreur par bit pour les deux modulations retenues, afin d'evaluer les performances du systeme. Nous proposons d'autre part une modelisation du canal de propagation, en prenant en compte les specificites du canal vhf air-sol aeronautique qui resident notamment dans le fait que les antennes de la liaison sont elevees au-dessus du sol. Au vu de ces particularites, la modelisation purement statistique classiquement utilisee pour les communications sol-sol en milieu urbain n'est pas adequate. Nous proposons un modele hybride original de la puissance recue dans le canal vhf aeronautique ou les variations a grande echelle sont modelisees de facon deterministe, et les variations a petite echelle sont modelisees de facon statistique. Dans la plupart des cas, l'optique geometrique a deux rayons en atmosphere homogene fournit une modelisation satisfaisante des evanouissements a grande echelle. Dans des cas plus particuliers (antennes peu elevees, relief de terrain), des modeles plus raffines peuvent etre utilises (modele d'onde de sol, theorie geometrique de la diffraction). Nous avons etudie l'influence de l'environnement terrestre (sol et obstacles). Des experimentations au sol et en vol ont permis de valider le modele hybride propose. L'influence des conduits atmospheriques a ete modelisee en utilisant l'optique geometrique en atmosphere heterogene et la methode de l'equation parabolique. Nous avons determine le domaine de validite respectif des deux methodes et nous suggerons une hybridation de celles-ci afin de couvrir l'integralite du domaine d'etude. Nous discutons des implications operationnelles de la presence de ces conduits atmospheriques sur des liaisons vhf sol-air et sol-sol.

Titre traduit

Modelling propagation in a vhf channel for aeronautical mobiles

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