ITU-R SM 1134-1 SPANISH-2007 Intermodulation interference calculations in the land-mobile service《陆地移动业务中互调干扰的计算问题 ITU R 44 1》.pdf

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1、 Rec. UIT-R SM.1134-1 1 RECOMENDACIN UIT-R SM.1134-1*Clculos de la interferencia de intermodulacin en el servicio mvil terrestre (Cuestin UIT-R 44/1) (1995-2007) Alcance La presente Recomendacin sirve de base para calcular un mximo de tres interferencias de intermodulacin que aparecen a la salida de

2、 un receptor bajo la influencia de seales no deseadas intensas a la entrada del mismo, debida a la no linealidad de la respuesta en amplitud del receptor. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que, en los casos ms caractersticos, los factores principales que determinan la int

3、erferencia en el servicio mvil terrestre son los siguientes: productos de intermodulacin en banda generados por dos (o varias) seales interferentes de alto nivel; emisiones no deseadas que se pueden producir en un transmisor cuando una seal procedente de otro transmisor tambin est presente en la ent

4、rada de las etapas de RF del transmisor afectado; los niveles de las seales deseada e interferente son variables aleatorias; b) que dos (o varias) seales no deseadas deben tener frecuencias especficas tales que los productos de intermodulacin caigan en la banda de frecuencias de un receptor; c) que

5、la probabilidad de que se produzca una interferencia de intermodulacin debida a ms de dos seales no deseadas de alto nivel es muy pequea; d) que el procedimiento de clculo de la interferencia de intermodulacin ofrecer un medio til de promover la utilizacin eficaz del espectro por el servicio mvil te

6、rrestre, recomienda 1 que para el clculo de la interferencia de intermodulacin en el servicio mvil terrestre se utilice el modelo de intermodulacin en el receptor que figura en el Anexo 1; 2 que para calcular la interferencia de intermodulacin se siga el procedimiento siguiente, cuyos detalles figur

7、an en el Anexo 1; 2.1 que se determine el valor medio y la dispersin de la potencia de una seal aleatoria deseada en la entrada del receptor; 2.2 que se determine el valor medio y la dispersin de la potencia de una seal aleatoria de interferencia de intermodulacin en la entrada del receptor; 2.3 que

8、 se determine la probabilidad de que los productos de intermodulacin generados en el propio receptor y los ocasionados por la intermodulacin en el transmisor se produzcan durante la recepcin; *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 8 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-

9、R SM.1134-1 3 que las zonas afectadas por la interferencia de intermodulacin y la separacin geogrfica necesaria entre los transmisores y receptores interferentes se determinen sobre la base de un valor dado de la probabilidad de interferencia, como se describe en el Anexo 1. Anexo 1 Modelos de inter

10、modulacin En este Anexo, dividido en cinco puntos, se describen dos modelos de intermodulacin: el modelo de intermodulacin en el receptor (RXIM) y el modelo de intermodulacin en el transmisor (TXIM). En el 1 se describe la frmula general para calcular la interferencia de intermodulacin en el recepto

11、r. En el 2 se indica el procedimiento de medicin de la RXIM. En el 3 se describe un procedimiento para evaluar la interferencia de intermodulacin en el receptor utilizando la frmula general. En el 4 se indica la frmula para calcular la interferencia de intermodulacin en el transmisor y en el 5 se in

12、dica cmo se calculan las probabilidades de interferencia de RXIM y TXIM. 1 Modelo de anlisis de la intermodulacin en el receptor La potencia de interferencia de intermodulacin de tercer orden de dos seales se calcula con la siguiente frmula (Informe 522-2 del ex CCIR, Dsseldorf, 1990): ()( )1,222112

13、 KPPPino+= (1) donde: P1y P2: potencias de las seales interferentes a las frecuencias f1 y f2, respectivamente Pino: potencia del producto de intermodulacin de tercer orden a la frecuencia f0(f0= 2f1 f2) K2,1: coeficiente de intermodulacin de tercer orden y se puede calcular con las mediciones de in

14、termodulacin de tercer orden u obtener a partir de las especificaciones del equipo 1y 2: parmetros de selectividad de frecuencia de RF a las desviaciones de frecuencia f1y f2con respecto a la frecuencia de funcionamiento f0, respectivamente. Los valores de 1y 2, por ejemplo, se pueden obtener median

15、te la ecuacin para calcular la atenuacin de una seal a una frecuencia fuera de sintona. +=221 log 60)(RFBff (2) donde BRFes la anchura de banda de RF del receptor. Rec. UIT-R SM.1134-1 3 Cabe sealar que para una determinada serie de mediciones de intermodulacin de tercer orden en receptores radioelc

16、tricos analgicos del servicio mvil terrestre en las bandas de ondas mtricas y decimtricas, se puede obtener la siguiente frmula McMahon, 1974 derivada de la ecuacin (1): ()fPPPino+= log6010221(3) donde es la desviacin de frecuencia media (MHz) y es igual a: 221ff +2 Caractersticas de la interferenci

17、a de intermodulacin en el receptor En la Fig. 1, Gsrepresenta el generador de la seal deseada y GI1y GI2son los generadores de las seales interferentes que constituyen el producto RXIM. Estas seales se aplican a la entrada del receptor. Cuando se mide la caracterstica de intermodulacin del receptor,

18、 hay dos seales interferentes de igual nivel procedentes de los generadores GI1 y GI2y la seal deseada de nivel Psrprocedente del generador Gs, que se aplican a la entrada del receptor. La desintonizacin de frecuencia de la primera seal interferente se hace igual a f0; en cuanto a la segunda seal in

19、terferente, es aproximadamente igual a 2f0. El nivel de ambas seales interferentes a la entrada del receptor se aumenta hasta que alcanza PI(IM), nivel en que la calidad de recepcin de la seal deseada no debe ser inferior a un valor determinado. La calidad de recepcin est, pues, vinculada con la rel

20、acin de proteccin cocanal A. Obsrvese que: Psr: sensibilidad del receptor radioelctrico (dBW) PI(IM): sensibilidad a la intermodulacin, que fue medida en el receptor (dBW). Se obtiene, pues, conforme a la ecuacin (1): () ()( )1,200223 KffIMPPIino= (4) 4 Rec. UIT-R SM.1134-1 Este nivel tiene la relac

21、in siguiente con Psr: inosrPAP = (5) Por tanto K2,1es: () ()( ) APffIMPKsrI+=001,2223 (6) 3 Procedimiento para el anlisis de la intermodulacin en el receptor 3.1 Modelo general La interferencia causada por productos de intermodulacin en el receptor se produce cuando se da las dos condiciones siguien

22、tes: FIRIMPFIRBFfBF + 5,05,0 (7) y APPinos+ (9) donde: 1,22102 KAR += (10) 3.2 Mtodo de clculo del producto de intermodulacin basado en puntos de intercepcin 3.2.1 En los casos en que no se pueda medir el factor 2,1 del receptor, para determinar el producto de intermodulacin conviene emplear parmetr

23、os tales como el IPi(puntos de intercepcin de i-simo orden, siendo i = 2, 3 y 5) y factores Iide idntico orden de los microcircuitos empleados en las etapas de entrada (preselectores y mezcladores) de los receptores modernos. El valor de los parmetros IPie Iifigura en las correspondientes especifica

24、ciones. El parmetro ms conocido es el IP3(Manual de comprobacin tcnica del espectro de la UIT, 2002, 6.5), punto de intercepcin de tercer orden que es un nivel terico para el que el nivel del producto de intermodulacin de tercer orden es igual a los niveles de cada seal de entrada (dos seales idntic

25、as que generan el producto de intermodulacin tales como 2f1 f2y 2f2 f1) recalculado a la salida de un elemento no lineal (vase la Fig. 2). Rec. UIT-R SM.1134-1 5 Los parmetros IPirepresentan el grado de linealidad de las etapas de entrada del receptor en el sentido de su capacidad para generar produ

26、ctos de intermodulacin del orden correspondiente. Cuanto mayor sea el nivel de IPi, mejor ser la linealidad del receptor y ms amplia su gama dinmica y, por consiguiente, mayores sern los niveles de las seales de entrada en los que se produce el producto de intermodulacin y mejor ser la proteccin del

27、 receptor contra la interferencia de intermodulacin. Los factores Iirepresentan la susceptibilidad del receptor al producto de intermodulacin de orden correspondiente. Estos factores dan una idea de la relacin entre el nivel de intermodulacin a la salida del receptor y el nivel de las seales a la en

28、trada del mismo (dos seales idnticas que generan el producto de intermodulacin a la salida). FIGURA 2 Punto de intercepcin de tercer orden IP3En el Cuadro 1 se indican los valores medios y los lmites de variacin de los parmetros de los microcircuitos que se utilizan en las etapas de entrada de los r

29、eceptores (preselectores y mezcladores), segn los datos facilitados por los fabricantes ms conocidos. Cada uno de los valores de estos parmetros figura en las especificaciones tcnicas del equipo de que se trate. El parmetro G en el Cuadro 1 representa el factor de amplificacin del preselector y las

30、unidades dBc son decibelios respecto a la potencia de la portadora sin modular la emisin. CUADRO 1 Parmetros de los microcircuitos que se utilizan en las etapas de entrada de los receptores G (dB) IP3(dBm) IM2(dBc) IM3(dBc) IM5(dBc) 12 5 28 5 24 5 30 5 35 5 6 Rec. UIT-R SM.1134-1 En el Cuadro 2 apar

31、ecen las frmulas para calcular los componentes del producto de intermodulacin que se encuentran en la banda de paso de FI del receptor, siendo: fIMP: frecuencias del producto de intermodulacin de 2, 3 y 5 orden generados por dos o tres seales entrantes Pe-in: la potencia de la seal entrante equivale

32、nte a la entrada del receptor; por dos o tres seales entrantes a la entrada del receptor con niveles de Pe-inidnticos generan el mismo producto de intermodulacin que las seales con niveles P1, P2, P3distintos PIMP: niveles del producto de interferencia de 2, 3 y 5 orden generados por dos o tres seal

33、es a la entrada, siendo P1, P2, P3la potencia de dichas seales entrantes a las frecuencias f1, f2, f3, respectivamente. Los valores de PIMP se expresan en funcin de IPie IMi. CUADRO 2 Interferencia del producto de intermodulacin de 2, 3 y 5 orden en el caso de 2 3 seales entrantes no deseadas Frecue

34、ncia, fIMPfg fh(fg fh) 2fg fhfk+ fl fm3fg 2fh2fk 2fl+ fmOrden y tipo de productos 2 (1; 1) 3 (2; 1) 3 (1; 1; 1) 5 (3; 2) 5 (2; 2; 1) Pe-in(dBm) (Pg+ Ph)/2 (2Pg+ Ph)/3 (Pk+ Pl+ Pm)/3 (3Pg+ 2Ph)/5 (2Pk+ 2Pl+ Pm)/52 (Pe-in+ G) IP23 (Pe-in+ G) 2.IP33 (Pe-in+ G) 2.IP3+ 6 5 (Pe-in+ G) 4.IP55 (Pe-in+ G) 4.

35、IP5+ 9,5 PIMP(dBm) IM2+ Pe-inIM3+ Pe-inIM3+ Pe-in+ 6 IM5+ Pe-inIM5+ Pe-in+ 9,5 En el Cuadro 2, las frecuencias fIMPy los niveles Pe-indel producto de intermodulacin de diversos subndices se determinan del modo siguiente. En el caso de dos seales entrantes: cada ndice g y h toma uno de los dos valore

36、s 1 2 con la condicin: g + h = 3 En el caso de tres seales entrantes: cada ndice k, l y m toma uno de los tres valores 1, 2 3 con la condicin: k+ l + m = 6 Los clculos de los niveles Pe-indel producto de intermodulacin para diversos componentes del mismo debe efectuarse para la misma distribucin de

37、ndices utilizada al calcular las frecuencias fIMPde dichos componentes. En el Cuadro 2 tambin se indica el nmero de componentes fIMPy el nmero posible de niveles distintos Pe-inde diferente orden para seales entrantes de varios niveles. De las frmulas Pe-inse desprende que para niveles de seales ent

38、rantes diferentes, los distintos componentes del producto de intermodulacin a la salida para el mismo orden tienen tambin niveles diferentes, que pueden calcularse mediante este mtodo. Rec. UIT-R SM.1134-1 7 La relacin entre los niveles IPie Iipuede calcularse sustituyendo los valores de PIMPen el C

39、uadro 2: IP2= Pe-in+ 2G IM2IP3= Pe-in+ 0,5 (3G IM3) IP5= Pe-in+ 0,25 (5G IM5) El nivel equivalente del producto de intermodulacin recalculado a la entrada del receptor Pinoes igual a: Pino= PIMP G Para atenuar las seales entrantes interferentes no deseadas se instalan generalmente filtros diplexores

40、 o paso banda a la entrada de los receptores, antes de los preselectores. Los parmetros de los filtros (con caractersticas de forma trapezoidal) son: la banda de paso BRF1, el extremo de la banda de atenuacin BRF2y la atenuacin de las seales entrantes (f) fuera de la banda de paso (a f 0,5 BRF2la at

41、enuacin se considera constante e igual a LFdB). En ese caso, las prdidas de insercin del filtro en dB, son: ()+=fB,LB,fB,cfaB,ffRFFRFRFRF221150para5050para50para0siendo: |f | el desplazamiento de frecuencia de la seal entrante a la entrada del receptor: a = LF/0,5 (BRF2 BRF1) c = 0,5 a BRF1La potenc

42、ia de la seal a la entrada del preselector Pja la frecuencia fj(j = 1; 2; 3) es: Pj= Pj-in (f) siendo Pj-inla potencia de la seal entrante a la entrada del receptor. 3.2.2 Procedimiento de clculo de la interferencia de intermodulacin Paso 1: Se determina la atenuacin de las seales entrantes que apar

43、ecen a la entrada del receptor debida a los filtros de entrada (fj), j = 1; 2; 3. Paso 2: Se calculan los niveles de las seales entrantes que aparecen a la entrada del preselector Pj. Paso 3: Se determinan los niveles del producto de intermodulacin a la salida del mezclador PIMP. Paso 4: Se obtiene

44、el nivel de intermodulacin equivalente recalculado a la entrada del receptor Pino. Paso 5: Se calcula la relacin seal/interferencia a la entrada del receptor R. Paso 6: Se compara la relacin seal/interferencia, R, con la relacin de proteccin, A, para determinar las condiciones de compatibilidad del

45、receptor con los otros sistemas radioelctricos en el entorno electromagntico del caso. 8 Rec. UIT-R SM.1134-1 3.2.3 Ejemplo de clculos Supngase que se desea calcular la interferencia de intermodulacin del tipo f1+ f2 f3en el receptor y determinar su efecto perjudicial. Datos disponibles: IP3= 24 dBm

46、; G = 15 dB; P1-in= 50 dBm; P2-in= 10 dBm; P3-in= 15 dBm; Ps= 114 dBm; A = 9 dB; LF= 30 dB. Supngase adems que los desplazamientos de frecuencia |fj| = |FR fj | de las seales entrantes a la entrada del receptor son los siguientes: |f1| 0,5 BRF1; |f2| 0,5 BRF2y |f3| 0,5 BRF2, Es decir, una de las sea

47、les entrantes se encuentra en la banda de paso del filtro situado a la entrada del receptor y las otras dos fuera de dicha banda. En este caso: (f1) = 0; (f2) = (f3) = 30 dB Pj= Pj-in (fj); P1= 50 dBm; P2= 40 dBm; P3= 45 dBm A continuacin se calculan Pe-iny PIMPmediante las frmulas del Cuadro 2: Pe-

48、in= (50 40 45)/3 = 45 dBm PIMP= 3 (45 + 15) 2.24 + 6 = 132 dBm Pino= PIMP G = 132 15 = 147 dBm R = Ps Pino= 114 (147) = 33 dBm R A, por lo que de conformidad con la frmula (8) existe compatibilidad. 4 Potencia de los productos de intermodulacin en el transmisor La potencia Pidel producto de intermodulacin que se produce en el transmisor y que posteriormente llega a la entrada del receptor, se puede expresar de