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

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1、Rec. UIT-R SM. 853-1 1RECOMENDACIN UIT-R SM.853-1ANCHURA DE BANDA NECESARIA(Cuestin UIT-R 77/1)(1992-1997)Rec. UIT-R SM. 853-1La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) que el concepto de anchura de banda necesaria definido en el nmero 146 (S1.152) del Reglamento deRadiocomunicacion

2、es permite especificar de la manera ms simple posible las propiedades espectrales de cada emisin oclase de emisin;b) que, desde el punto de vista de la utilizacin eficaz del espectro de frecuencias radioelctricas, es imperativoconocer las anchuras de banda necesarias de las distintas clases de emisi

3、n, que en ciertos casos las frmulas indicadasen la Recomendacin UIT-R SM.1138 slo pueden servir de orientacin, y que la anchura de banda necesaria de ciertasclases de emisin debe evaluarse en relacin con una norma de transmisin especificada y con la calidad requerida;c) que, debido a la evolucin de

4、la tecnologa se han introducido adiciones y variaciones en los mtodos demodulacin utilizados en el mbito de la radiocomunicacin;d) que los parmetros numricos de las frmulas relativas a la anchura de banda necesaria pueden cambiar con eltiempo debido a ciertas modificaciones de las caractersticas de

5、la seal (por ejemplo, nivel medio de la persona quehabla),recomiendaque las frmulas relativas a la anchura de banda necesaria (que aparecen en la Recomendacin UIT-R SM.1138) secompleten con las frmulas indicadas a continuacin.1 Emisiones multicanal de multiplexin por divisin de frecuencia y modulaci

6、n defrecuencia (MDF-MF)Para tener en cuenta los cambios del nivel medio de la persona que habla que pueden producirse con el tiempo, laanchura de banda necesaria, Bn, de una emisin multicanal MDF viene dada por la frmula:Bn= 2M + 2 d 3,76 antilog X + Y log Nc20Kdonde:M : frecuencia mxima de modulaci

7、n (Hz)d : excursin de frecuencia por canalNc: nmero de circuitos en la carga de mensajes multiplexadosK : unidadX = 2 a +2,6 para 12 Nc 60 y para Y = 2X = 5,6 a 1,0 para 60 Nc 240 y para Y = 4X = 19,6 a 15,0 para Nc 240 y para Y = 10.El trmino entre parntesis corresponde a la desviacin de frecuencia

8、 de cresta, D. El numerador (X + Y log Nc) de lafraccin representa la potencia media de la seal compuesta aplicada a la entrada del modulador del transmisor.El fundamento de esta frmula se expone en el 1 del Anexo 1. En particular, en el Anexo 1 se indica la manera dedeterminar el valor de la variab

9、le X de la frmula.2 Rec. UIT-R SM. 853-12 Emisiones por impulsos no moduladosEn el Cuadro 1 se indica la anchura de banda necesaria de los impulsos no modulados de forma trapezoidal orectangular.CUADRO 1Emisiones por impulsos no moduladosEn el Anexo 2 se expone el mtodo utilizado para determinar la

10、anchura de banda necesaria de los impulsos nomodulados.3 Modulacin digitalEn el Cuadro 2 se indica la anchura de banda necesaria y se dan ejemplos del valor de K para diversos mtodos demodulacin digital.En el Anexo 3 se exponen los mtodos utilizados para determinar las anchuras de bandas necesarias

11、de la modulacindigital.DescripcinAnchura de banda necesariaDenominacinde la emisinFrmula Ejemplo de clculode la emisinEmisin deimpulsos nomoduladosCaso 1: 4M00P0NBn= 1,79t trHzt = 3 10 6str= 0,06675 10 6sa 20 dB por debajo del valor de cresta de laenvolvente del espectro para un impulsotrapezoidalAn

12、chura de banda: 4 106HzCaso 2: 3M36P0NBn= 1,27 1tr+ 1tftt = 3 10 6str= 0,06675 10 6stf= 0,167 10 6s20 dB por debajo del valor de cresta de laenvolvente del espectro para un impulsotrapezoidal asimtricoAnchura de banda: 3,36 106HzCaso 3: 4M50P0NBn= 6,36tHzt = 1,41 10 6sBn= 4,5 106Hza 20 dB por debajo

13、 del valor de cresta de laenvolvente del espectro para un impulsorectangular (ideal)Rec. UIT-R SM. 853-1 3CUADRO 2Modulacin digitalTipo de modulacin y condicionesExpresin de la anchurade banda necesariaEjemplo de valorde KPorcentaje de confina-miento de potenciafraccional en laanchura de banda(1)Mod

14、ulacin por desplazamientode fase binaria (MDP-2) (sin filtrar)S = 2 (calculado)Bn= 2 RKlog2S10,282,09995MDP-2 (con filtro, BER = 1 103)S = 2 (calculado)Bn= 2 RKlog2S1,0(2)0,75(3)100100Modulacin por desplazamientomnimo (MDM) (sin filtrar)S = 2 (calculado)D = 0,25 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,363,529999,9MDM co

15、n filtro gaussiano (MDMG)Anchura de banda a 3 dB del filtrogaussiano de premodulacin = 0,25 RS = 2 (calculado)D = 0,25 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,280,189999,9MF digital (MDF con fase continua)impulsos rectangularesS = 2 (calculado)D = 0,35 RBn= Rlog2S+ 2 DK0,89 99MAQ-mDigital microondasS = 2n(n 2)Cada = 0 a

16、 1Divisin Tx/Rx de 50% con filtradoptimo (calculado)(4),(5)Bn= 2 RKlog2SVase la Fig. 1 Vase la Fig. 1BER: proporcin de bits errneos.MAQ: modulacin de amplitud en cuadratura.MDF: modulacin por desplazamiento de frecuencia.(1)En la Recomendacin UIT-R F.1191 se prev que para el servicio fijo con modula

17、cin digital, la anchura de banda deberdefinirse para un porcentaje de confinamiento de potencia fraccional igual a 99%.(2)Para este caso Eb /N0= 7,5 dB.(3)Para este caso Eb /N0= 9,3 dB.(4)El filtrado utilizado en la prctica puede producir una ligera diferencia en la relacin calculada entre el valor

18、de K y elconfinamiento.(5)Los formatos MAQ-4 y MAQ-8 coinciden con los formatos MDP-4 y MDP-8 con filtrado.4 Rec. UIT-R SM. 853-10853-01FIGURA 1Valor de K en funcin de la cada para formatos de modulacin MAQ-mPrametros: Factor de confinamiento de potencia0 0,2 0,4 0,6 0,8 10,450,550,650,750,85Valorde

19、KCadaConfinamiento de potencia (%):959799FIGURE SM.0853-1 = 10 CMANEXO 1Clculos de las anchuras de banda necesarias MDF-MF1 Emisiones multicanal MDF-MFLa Recomendacin UIT-R SM.1138 Determinacin de las anchuras de banda necesarias, con inclusin de ejemplos declculo de las mismas y ejemplos conexos de

20、 denominacin de emisiones, incluye en el Cuadro III-B del Anexo 1, losfactores necesarios para su utilizacin en el clculo de la excursin de frecuencia de cresta en las emisiones multicanalcon MDF-MF. La excursin de frecuencia de cresta es un factor crtico en la regla de Carson, Bn= 2M + 2DK, utiliza

21、dapara calcular la anchura de banda necesaria para los fines de atribucin del espectro de frecuencias. A continuacin sereproduce el Cuadro III-B como Cuadro 3.Los factores 2,6, 1 y 15 del Cuadro representan los valores medios de potencia (dBm0 (vase la Nota 1) que seencontraron en un circuito normal

22、izado de la red telefnica conmutada pblica comercial. Los valores se basaban, dehecho, en mediciones del volumen de la persona que habla llevadas a cabo en 1960 que se aceptaron previamente enel ex CCIR y eventualmente en la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones (Ginebra, 1979),

23、comoaplicables para el clculo de la anchura de banda necesaria.NOTA 1 dBm0 se refiere a la potencia (dB) relativa a 1 mW referida a un punto de nivel de transmisin relativocero.Rec. UIT-R SM. 853-1 5CUADRO 3Emisiones multicanal MDF-MFEn 1975 y en 1976, se realizaron ulteriores mediciones de la poten

24、cia de la seal de conversacin en los mismoscircuitos y redes, utilizando una metodologa similar, para permitir de esta forma realizar una comparacin directa de losresultados con los del trabajo anterior. Desde aquel momento, se han estado estudiando las ltimas mediciones tanto enel sector de la indu

25、stria como del gobierno, llevando finalmente a ciertas modificaciones en las aplicaciones domsticastpicas en las redes telefnicas pblicas conmutadas.FACTORES DE MULTIPLICACIN QUE DEBEN UTILIZARSE PARA CALCULARLA EXCURSIN DE FRECUENCIA DE CRESTA D EN LAS EMISIONESMULTICANAL CON MODULACIN DE FRECUENCI

26、A Y MULTIPLAJEPOR DISTRIBUCIN DE FRECUENCIA (MF-MDF)Para los sistemas MF-MDF, la anchura de banda necesaria es:Bn= 2 M + 2 DKEl valor de D, excursin de frecuencia de cresta, que aparece en estas frmulas de Bn se calcula multiplicandoel valor eficaz de la excursin por canal, por el factor de multipli

27、cacin apropiado que se indica ms abajo.En el caso en que exista una seal piloto de continuidad, de frecuencia fp por encima de la frecuencia demodulacin mxima M, la frmula general pasa a ser:Bn= 2 fp+ 2 DKEn el caso en que el ndice de modulacin de la portadora principal producido por la seal piloto,

28、 sea inferiora 0,25 y la excursin de frecuencia eficaz de la portadora principal producida por la seal piloto sea inferior oigual al 70% del valor eficaz de la excursin por canal, la frmula general pasa a ser:Bn= 2 fpo Bn= 2 M + 2 DKadoptndose el valor que sea mayor.Factor de multiplicacin(1)Nmero d

29、e canalestelefnicos, Nc(Factor de cresta) antilogValor en dB por encimadel nivel demodulacin de referencia203 Nc 12 4,47 antilogValor en dB especificadopor el fabricante del equipoo por el concesionario dela estacin, y sujetoa la aprobacinde la administracin2012 Nc 60 3,76 antilog2,6 + 2 log Nc2060

30、Nc 240 3,76 antilog1 + 4 log Nc20Nc 240 3,76 antilog15 + 10 log Nc20(1)En este Cuadro, los factores de multiplicacin 3,76 y 4,47 corresponden a factores de cresta de 11,5 dB y13,0 dB respectivamente.6 Rec. UIT-R SM. 853-1Para resumir el estudio de 1975-1976, que inclua las razones por las cuales se

31、haban producido las diferencias respectodel estudio anterior, se encontr que a lo largo del tiempo se haban acumulado variaciones substanciales hasta producirun decrecimiento medio en el nivel real de la potencia media de la persona que habla de aproximadamente 4,6 dB. Lasvariaciones haban tendido a

32、 aumentar la uniformidad del servicio en las redes conmutadas pblicas desde el punto devista de los volmenes de conversacin. Estas incluyen una disminucin en la proporcin de sistemas interurbanos conbateras, mejoras de los planes de atenuacin, aparatos telefnicos actualizados y un aumento de las con

33、exiones directas.La marcacin directa se ha transformado en una prctica normal con nuevas tcnicas puestas en prctica para el diseode los bucles y de los enlaces. Adems una tecnologa avanzada de adquisicin digital de datos facilit las medicionesdurante el periodo 1975-1976 de la potencia de seal de co

34、nversacin con una precisin mayor de lo que era posibleen 1960 cuando para este anlisis se utilizaron medidores de unidad de volumen (VU volume unit). Se redujo ladesviacin tpica de todas las mediciones entre los estudios de 1960 y de 1975-1976 en un valor medio prximo a 1/3,desde 7 a 4,6 VU. Se util

35、iz un esquema de muestreo estadstico multietapa (extremo prximo y extremo distante) de lasmediciones de la potencia de la persona que habla en ms de 10 000 llamadas, procedentes de aproximadamente2 500 bucles. La potencia media de la seal de conversacin (promediada a lo largo del intervalo completo

36、deobservacin), y una nueva medida del nivel de la palabra, conocida como el nivel de cresta equivalente, fueron lasmedidas utilizadas para caracterizar las seales de la persona que habla. Como parte del estudio de 1975-1976 seregistraron la corriente c.c. de bucle, la clase de servicio, el tipo de c

37、onmutador y el destino de la llamada.NOTA 2 La VU constituye una manera de medir el nivel de la palabra con un indicador del nivel de potencia calibradoen trminos de dB para un voltaje sinusoidal permanente, tomando como referencia 1 mW sobre 600 . La respuesta delindicador no est ponderada en frecu

38、encia. Las lecturas del VU son valores medios conseguidos mediante un conjuntodeterminado de caractersticas (mecnicas) del medidor balstico.El ltimo estudio indicaba que con los sistemas de las redes conmutadas pblicas (1975 y 1976), exista una bajadependencia de la potencia de la seal de conversaci

39、n respecto del destino de la llamada o de la clase de servicio queoriginaba la llamada (residencial, negocios, local, interurbano y combinado). Las pequeas diferencias se explican en sumayor parte por las caractersticas del bucle. Existe una pequea variacin, si la hay, en la potencia de la seal deco

40、nversacin atribuida, por las conclusiones del estudio, a factores sicolgicos como la distancia de la llamada o lapercepcin del volumen recibido. Los valores medios medidos indican que la red conmutada de telecomunicaciones de1975-1976 era esencialmente transparente a los usuarios en el sentido de qu

41、e se puso de manifiesto que la seal de lapersona que hablaba era insensible a la distancia de la llamada, a la clasificacin de llamada local o interurbana, o a otrosfactores que eran ajenos a las circunstancias del bucle local. En resumen, se cree que las ltimas mediciones del niveltelefnico de la p

42、ersona que habla indican los mismos niveles normales de conversacin de la poblacin cuando sta noutiliza el telfono. Se concluye que es de esperar que en el futuro se produzcan pocos cambios o ninguno en el nivelrepresentativo de la persona que habla en la red telefnica pblica conmutada donde se toma

43、ron las medidas. Enconsecuencia, debera tener en cuenta este hecho en un examen de las frmulas de la anchura de banda necesaria para lossistemas MDF-MF donde la conversacin telefnica constituye una parte significativa del circuito total de MDF-MF.En la frmula para obtener Bnque figura en el Cuadro 3

44、, los tres factores 2,6, 1 y 15 son componentes del factormultiplicativo utilizado para determinar D, o la excursin de frecuencia de cresta. Las consecuencias de una reduccinen la potencia del abonado que habla en el circuito telefnico que alimenta un circuito radioelctrico de MDF-MF setraducen en u

45、na excursin de cresta menor. Existen tres parmetros independientes que determinan la desviacin decresta de una seal de MF, todos ellos estn restringidos por el diseo del sistema de forma a limitar su valor mximo demanera que D no exceda un valor predeterminado (en los sistemas MDF-MF). Estos parmetr

46、os son: el valor medio cuadrtico de la excursin por canal, el valor medio de la potencia en un canal de mensajes, el nmero total de canales en la carga de mensajes multiplexados.Si se reduce la potencia media de las seales vocales, como se ha indicado en el estudio de 1975-1976, podraestablecerse un

47、 compromiso con los otros dos parmetros, de la manera siguiente: aumentando el nmero de canales en la misma anchura de banda necesaria, consiguiendo un mejor aprovechamiento del espectro mediante la reduccin de la anchura de banda para el mismonmero de canales, mediante una combinacin de ambos mtodo

48、s.Por ejemplo, en los sistemas que utilizan canales de 4 kHz para mensajes de tipo vocal, la relacin entre el trfico dedatos y el telefnico puede variar. Un usuario puede permanecer dentro de la anchura de banda de radiofrecuencia (RF)especificada y seleccionar despus un nivel medio de potencia del canal de mensajes, que podra utilizarse para lograr uncompromiso entre el incremento del nmero de canales de mensaje y la excursin de frecuencia de cada uno. Para unarelacin dada entre el trfico de datos y