ITU-R SM 853-1 FRENCH-1997 NECESSARY BANDWIDTH《必要频带宽度》.pdf

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1、Rec. UIT-R SM. 853-1 1RECOMMANDATION UIT-R SM.853-1LARGEUR DE BANDE NCESSAIRE(Question UIT-R 77/1)(1992-1997)Rec. UIT-R SM. 853-1LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que le concept de largeur de bande ncessaire ainsi quil est dfini au numro 146 (S1.152) du Rglementdes radiocommunic

2、ations est utile pour dterminer, de la manire la plus simple possible, les caractristiques spectralesdune mission donne ou dune classe dmission;b) que, dans loptique dune utilisation efficace du spectre des frquences radiolectriques, les largeurs de bandencessaires aux diffrentes classes dmission do

3、ivent tre connues, que, dans certains cas, les formules numres dansla Recommandation UIT-R SM.1138 ne peuvent servir que de lignes directrices et que la largeur de bande ncessaire certaines classes dmission doit tre value en fonction dune norme dmission et dune qualit requise spcifies;c) que lvoluti

4、on des technologies est lorigine dajouts et de variations dans les modulations utilises pour lesradiocommunications;d) que les paramtres numriques utiliss dans les formules de calcul des largeurs de bande ncessaires peuventchanger du fait de variations dans les caractristiques des signaux (par exemp

5、le, niveau de la puissance moyenne pour lapersonne qui parle),recommandeque lon remplace les formules de calcul des largeurs de bande ncessaires figurant dans la Recomman-dation UIT-R SM.1138, par les formules suivantes:1 Emissions multivoies MRF-MF (multiplexage par rpartition en frquence modulatio

6、n de frquence)Afin de pouvoir tenir compte des ventuels changements qui, avec le temps, pourraient toucher le niveau de la puissancemoyenne pour la personne qui parle, la formule retenue pour le calcul de la largeur de bande Bnncessaire aux missionsmultivoies MRF-MF est la suivante:Bn= 2M + 2 d 3,76

7、 antilog X + Y log Nc20Ko:M : frquence de modulation maximale (Hz)d : excursion par voieNc: nombre de voies dans la charge de message multiplexeK : unitX = 2 +2,6 pour 12 Nc 60 et pour Y = 2X = 5,6 1,0 pour 60 Nc 240 et pour Y = 4X = 19,6 15,0 pour Nc 240 et pour Y = 10.Le terme entre crochets est l

8、excursion de crte D. Le numrateur (X + Y log Nc) de la fraction reprsente la puissancemoyenne du signal composite lentre du modulateur de lmetteur.Les fondements de cette formule figurent au 1 de lAnnexe 1. Celle-ci indique notamment comment dterminer lavaleur approprie de la variable X dans la form

9、ule.2 Rec. UIT-R SM. 853-12 Emissions par impulsions non modulesLe Tableau 1 donne la largeur de bande ncessaire dans les cas dimpulsions non modules, rectangulaires outrapzodales.TABLEAU 1Emissions par impulsions non modulesLa mthode utilise pour dterminer la largeur de bande ncessaire pour des imp

10、ulsions non modules est donne danslAnnexe 2.3 Modulation numriqueDans le Tableau 2 figurent la largeur de bande ncessaire et un certain nombre de valeurs de K donnes titre dexemplepour plusieurs modulations numriques.Les mthodes utilises pour dterminer les largeurs de bande ncessaires en cas de modu

11、lation numrique sont donnesdans lAnnexe 3.DescriptionLargeur de bande ncessaireDsignationde lmissionFormule Exemples de calculde lmissionEmission enimpulsions nonmodulesCas 1: 4M00P0NBn= 1,79t trHzt = 3 10 6str= 0,06675 10 6s 20 dB au-dessous de la valeur de crte delenveloppe du spectre dune impulsi

12、ontrapzodaleLargeur de bande: 4 106HzCas 2: 3M36P0NBn= 1,27 1tr+ 1tftt = 3 10 6str= 0,06675 10 6stf= 0,167 10 6s 20 dB au-dessous de la valeur de crte delenveloppe du spectre dune impulsiontrapzodale dissymtriqueLargeur de bande: 3,36 106HzCas 3: 4M50P0NBn= 6,36tHzt = 1,41 10 6sBn= 4,5 106Hz 20 dB a

13、u-dessous de la valeur de crte delenveloppe du spectre dune impulsionrectangulaire (idale)Rec. UIT-R SM. 853-1 3TABLEAU 2Modulation numriqueModulation et conditionsFormule pour la dterminationde la largeur de bandencessaireValeur de K donne titre dexemplePourcentage deconfinement dans lalargeur de b

14、ande(1)MDP-2 (non filtre)S = 2 (calcule)Bn= 2 RKlog2S10,282,09995MDP-2 (filtre, TEB = 1 103)S = 2 (calcule)Bn= 2 RKlog2S1,0(2)0,75(3)100100MDM (non filtre)S = 2 (calcule)D = 0,25 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,363,529999,9MDM avec filtrage gaussien (MDMG)Largeur de bande 3 dB du filtregaussien de prmodulation =

15、 0,25 RS = 2 (calcule)D = 0,25 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,280,189999,9MF numrique (MDF phase continue)impulsions rectangulairesS = 2 (calcule)D = 0,35 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,89 99MAQ-mHyperfrquence modulationnumriqueS = 2n(n 2)Pente: 0 1Ventilation 50% entre missionet rception avec filtrage optimal(calcul)(4),(

16、5)Bn= 2 RKlog2SVoir la Fig. 1 Voir la Fig. 1MAQ: modulation damplitude en quadratureMDF: modulation par dplacement de frquenceMDM: modulation par dplacement minimalMDP: modulation par dplacement de phaseTEB: taux derreur binaire.(1)Il est prvu, dans la Recommandation UIT-R F.1191, que pour le servic

17、e fixe modulation numrique, la largeur de bandencessaire soit dfinie pour un pourcentage de concentration de la puissance gal 99%.(2)Dans ce cas Eb /N0= 7,5 dB.(3)Dans ce cas Eb /N0= 9,3 dB.(4)Dans la pratique, le filtrage peut produire une lgre diffrence de la valeur de K en fonction de la relation

18、 de concentrationcalcule.(5)Les formats MAQ-4 et MAQ-8 concident avec les formats MDP-4 et MDP-8 filtrs.4 Rec. UIT-R SM. 853-10853-01FIGURE 1Valeur de K en fonction de la pente pour formats de modulation MAQ-mParamtres: facteur de concentration de puissance 0,450,550,650,750,850 0,2 0,4 0,6 0,8 1Val

19、eurdeKPenteConcentration de puissance (%):959799ANNEXE 1Calculs des largeurs de bande ncessaires pourles missions multivoies MRF-MF1 Emissions multivoies MRF-MFLa Recommandation UIT-R SM.1138 Dtermination des largeurs de bande ncessaires, exemples de calculs de lalargeur de bande ncessaire et exempl

20、es connexes de dsignation des missions indique, au Tableau III-B delAnnexe 1, les facteurs de multiplication utiliser pour calculer lexcursion de frquence de crte dans les missionsmultivoies MRF-MF. Lexcursion de frquence de crte est un facteur critique dans la rgle de Carson Bn= 2M + 2DK,qui est ut

21、ilise pour calculer la largeur de bande ncessaire aux fins dattribution du spectre des frquences. LeTableau III-B est reproduit ci-aprs en tant que Tableau 3.Dans ce Tableau, les facteurs 2,6, 1 et 15 qui reprsentent les valeurs de puissance moyenne (dBm0 (voir la Note 1),ont t mesurs sur un circuit

22、 du rseau public tlphonique commercial commutation. Les valeurs sont en fait fondessur des mesures du volume pour la personne qui parle effectues en 1960 et dj approuves par lex-CCIR et aussilors de la Confrence administrative mondiale des radiocommunications, Genve, 1979, aux fins du calcul des lar

23、geursde bande ncessaires.NOTE 1 dBm0 dsigne la puissance (dB) par rapport 1 mW rapport un point de niveau de transmission relatifzro.Rec. UIT-R SM. 853-1 5TABLEAU 3Emissions multivoies MRF-MFEntre 1975 et 1976, dautres mesures portant sur la puissance du signal vocal ont t effectues sur les mmes cir

24、cuits etles mmes rseaux, en utilisant une mthodologie similaire, de manire permettre une comparaison directe des rsultatsaux travaux antrieurs. Les dernires mesures ont t tudies la fois dans les secteurs de lindustrie et du gouver-nement, depuis cette poque, conduisant finalement des modifications d

25、applications domestiques typiques sur lesrseaux tlphoniques publics avec commutation.FACTEURS DE MULTIPLICATION UTILISER POUR CALCULER D,EXCURSION DE FRQUENCE DE CRTE, DANS LES MISSIONSMULTIVOIES MODULATION DE FRQUENCE ET MULTIPLEXAGEPAR RPARTITION EN FRQUENCE (MF-MRF)Pour les systmes MF-MRF, la lar

26、geur de bande ncessaire est:Bn= 2 M + 2 DKOn calcule la valeur de D, ou excursion de frquence de crte dans les formules pour Bn en multipliant lavaleur efficace dexcursion par voie par le facteur multiplicatif appropri indiqu ci-dessous.Dans le cas o une onde pilote de continuit de frquencefpest prs

27、ente au-dessus de la frquence maximalede modulation M, la formule gnrale prend la forme suivante:Bn= 2 fp+ 2 DKDans le cas o lindice de modulation de la porteuse principale produit par londe pilote est infrieur 0,25 eto la valeur efficace de lexcursion de frquence de la porteuse principale produite

28、par londe pilote estinfrieure ou gale 70% de la valeur efficace de lexcursion par voie, la formule gnrale prend celle desdeux formes ci-aprs qui donne la valeur la plus grande:Bn= 2 fpou Bn= 2 M + 2 DKFacteur multiplicatif(1)Nombre de voiestlphoniques Nc(Facteur de crte) antilogvaleur en dB au-dessu

29、sdu niveau demodulation de rfrence203 Nc 12 4,47 antilogune valeur en dB spcifiepar le constructeur delquipement ou parlexploitant de la station,sous rserve de lapprobationde ladministration2012 Nc 60 3,76 antilog2,6 + 2 log Nc2060 Nc 240 3,76 antilog1 + 4 log Nc20Nc 240 3,76 antilog15 + 10 log Nc20

30、(1)Dans ce Tableau, les facteurs multiplicatifs 3,76 et 4,47 correspondent respectivement des facteurs decrte de 11,5 dB et 13,0 dB.6 Rec. UIT-R SM. 853-1Pour rsumer ltude de 1975-1976, qui indiquait les raisons pour lesquelles il existait des diffrences par rapport ltude antrieure, on a constat que

31、 des changements considrables se sont accumuls pour se traduire par unediminution moyenne denviron 4,6 dB du niveau de la puissance moyenne pour la personne qui parle. Ces changementsont contribu augmenter luniformit du service dans les rseaux publics commutation, du point de vue des volumesde conve

32、rsation. Parmi ces changements, on peut signaler une diminution de la proportion de systmes interurbains batteries, des amliorations du plan daffaiblissement, lutilisation dappareils tlphoniques plus perfectionns et uneaugmentation de la rpartition directe. La numrotation automatique est devenue de

33、pratique courante avec les nouvellestechniques appliques la conception des lignes dabonns et des circuits de jonction. Par ailleurs, une techniqueamliore pour lacquisition numrique des donnes a facilit la mesure (en 1975-1976) de la puissance du signal vocalavec une prcision meilleure que celle de 1

34、960 lorsquon utilisait des vumtres pour cette tude. Par rapport aux mesureseffectues en 1960, lcart type de toutes les mesures effectues en 1975-1976 a t rduit en moyenne denviron 1/3,passant de 7 4,6 units de volume. On a utilis un plan dchantillonnage statistique plusieurs tapes (extrmitrapproche

35、et extrmit loigne) pour mesurer la puissance pour la personne qui parle sur plus de 10 000 appelsprovenant denviron 2 500 lignes dabonns. La puissance moyenne du signal de conversation (moyenne tablie surlensemble de la priode dobservation) et une nouvelle mesure du niveau de la parole appel niveau

36、quivalent de crte(EPL) ont t utilises pour caractriser les signaux pour la personne qui parle. Le courant continu de la boucle, lacatgorie de service, le type du commutateur et la destination de lappel ont t enregistrs en tant que partie de ltudede 1975-1976.NOTE 2 Lunit de volume est un moyen de me

37、surer le niveau de la parole avec un indicateur de niveau de puissancetalonn en dB pour une tension sinusodale uniforme, avec une rfrence de 1 mW sur 600 . La rponse delindicateur nest pas pondre en frquence. Les lectures sur vumtres sont des moyennes obtenues grce un ensembleparticulier de caractri

38、stiques balistiques (mcaniques) de lappareil de mesure.Ltude ultrieure a montr quavec des systmes du rseau public commutation (1975 et 1976), la puissance du signalvocal dpendait peu de la destination de lappel ou de la classe de service dorigine (rsidence, affaires, local, interurbainet combin). Le

39、s lgres diffrences taient pour la plupart expliques par des caractristiques de la ligne dabonn. Ilexiste peu de variation (sinon aucune) dans la puissance du signal vocal qui soit attribue, selon les conclusions deltude, des facteurs psychologiques tels que la distance de lappel ou la perception du

40、volume reu. Les valeursmoyennes mesures montrent que le rseau de tlcommunications commutation en 1975-1976 tait essentiellementtransparent aux abonns en ce sens que la puissance du signal pour la personne qui parle ne dpendait pas de la distancede lappel, de la classe de lappel (local ou interurbain

41、) ou dautres facteurs indpendants des conditions de la bouclelocale. En rsum, on estime que les dernires mesures du niveau pour la personne qui parle montrent les mmesniveaux de conversation normaux que pour les sujets qui nutilisent pas le tlphone. En conclusion, on prvoit qulavenir il y aura peu d

42、e changements dans le niveau reprsentatif pour la personne qui parle dans le rseau tlphoniquepublic commutation qui a fait lobjet des mesures. Par consquent, on devrait tenir compte de ce fait dans un examendes formules permettant dobtenir les largeurs de bande ncessaires pour les systmes MRF-MF lor

43、sque la tlphonieutilise une partie importante du circuit MRF-MF total.Dans la formule de Bn, telle quelle est reprsente au Tableau 3, les trois facteurs 2,6, 1 et 15 sont des composantesdu facteur de multiplication utilises pour dterminer D, cest-dire lexcursion de frquence de crte. Les consquencesp

44、ratiques dune rduction de la puissance pour la personne qui parle dans le circuit tlphonique alimentant un circuitradiolectrique MRF-MF se traduisent par une diminution de lexcursion de crte. Il existe trois paramtres indpendantsqui dterminent lexcursion de crte du signal MF: ils sont tous limits pa

45、r la conception du systme, la valeur maximalede chacun de ces paramtres est aussi limite de manire que D ne dpasse pas une valeur prdtermine (dans lessystmes MRF-MF). Ces paramtres sont les suivants: valeur efficace de lexcursion par voie, puissance moyenne dans une voie de message, nombre total de

46、voies dans la charge de message multiplexe.Si la puissance moyenne des signaux vocaux peut tre rduite, comme la montr ltude de 1975-1976, un compromispourrait tre tabli avec les deux autres paramtres et ce de la manire suivante: en augmentant le nombre de voies tout en maintenant la mme largeur de b

47、ande ncessaire, en augmentant lefficacit dutilisation du spectre par rduction de la largeur de bande tout en maintenant le mmenombre de voies, en combinant ces deux mthodes.Par exemple, dans les systmes utilisant des voies de message de qualit tlphonique 4 kHz, on peut faire varier lerapport trafic de donnes/trafic tlphonique. Un utilisateur peut choisir de se maintenir dans la bande RF spcifie etalors prendre un niveau moyen de puissance de voie de message qui sera utilis pou