ITU-R SM 337-6 SPANISH-2008 Frequency and distance separations《频率和距离间隔》.pdf

1、 Rec. UIT-R SM.337-6 1 RECOMENDACIN UIT-R SM.337-6 Separaciones en frecuencia y en distancia (1948-1951-1953-1963-1970-1974-1990-1992-1997-2007-2008) Alcance En la presente Recomendacin se describen los procedimientos para calcular las separaciones en frecuencia y en distancia a fin de lograr un niv

2、el de interferencia aceptable. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que los factores primordiales que determinan los criterios apropiados de separacin en frecuencia o en distancia son, en los casos ms usuales: la potencia y la distribucin espectral de la seal requerida en el

3、 receptor; la potencia y la distribucin espectral de las seales interferentes y el ruido captado por el receptor; la dependencia de la distancia de las prdidas de transmisin entre equipos radioelctricos; b) que por lo general, un transmisor emite radiaciones fuera de la banda de frecuencias necesari

4、amente ocupada por la emisin; c) que intervienen tambin gran nmero de otros factores, tales como las propiedades del medio de transmisin, que son de carcter variable y difciles de determinar, las caractersticas del receptor y, en el caso de recepcin auditiva, las propiedades de discriminacin del odo

5、 humano; d) que es posible llegar a soluciones de compromiso con respecto a la separacin de frecuencia o en distancia de los equipos radioelctricos, recomienda 1 que las separaciones en frecuencia y en distancia entre equipos radioelctricos se calculen segn el mtodo siguiente: 1.1 determinacin de la

6、 potencia y la distribucin espectral de la seal captada por el receptor; 1.2 determinacin de la potencia y la distribucin espectral de las seales interferentes y del ruido captados por el receptor; 1.3 determinacin de los efectos interactivos entre seales deseadas, interferentes y las caractersticas

7、 del receptor para varias separaciones de frecuencia o distancia usando las ecuaciones bsicas del Anexo 1 y en caso necesario aproximaciones simples de la expresin integral, as como el concepto descrito en el Anexo 2; 1.4 determinacin, con ayuda de estos elementos, de la separacin en frecuencia o en

8、 distancia que asegure la calidad y la probabilidad de servicio necesarias para el tipo de comunicacin requerido, teniendo en cuenta el carcter fluctuante de la seal y de la interferencia y, en su caso, las propiedades de discriminacin del oyente u observador; 1.5 determinar los modelos de propagaci

9、n UIT-R apropiados que deban ser utilizados; 2 Rec. UIT-R SM.337-6 2 que, en cada fase de este clculo se haga una comparacin, en la medida de lo posible, con los datos obtenidos bajo condiciones de trabajo controladas y representativas de las condiciones de explotacin, particularmente en lo que se r

10、efiere al valor finalmente obtenido para la separacin de frecuencia o en distancia entre equipos radioelctricos. Anexo 1 Ecuaciones bsicas El presente Anexo indica las ecuaciones bsicas que cuantifican los efectos recprocos entre las seales deseadas, las interferentes y las caractersticas del recept

11、or para distintas separaciones en distancia y en frecuencia. Las medidas son: el rechazo dependiente de la frecuencia (FDR frequency dependent rejection) que es una medida del rechazo del espectro de emisin de un transmisor interferente proporcionada por la curva de selectividad del receptor; la car

12、acterstica distancia en frecuencia (FD frequency distance) que es la medida de la distancia mnima que debe existir entre un receptor interferido y una fuente de interferencia en funcin de la diferencia entre sus frecuencias de sintona; el valor relativo de la relacin de proteccin en radiofrecuencia,

13、 A, que es (vase la Recomendacin UIT-R BS.560) la diferencia (dB), entre la relacin de proteccin cuando las portadoras de los transmisores deseado e interferente tienen una diferencia de frecuencia, f, y la relacin de proteccin cuando las portadoras de esos transmisores tienen la misma frecuencia. L

14、a caracterstica distancia en frecuencia y el rechazo dependiente de la frecuencia son medidas del mecanismo de acoplamiento de interferencia entre la fuente interferente y el receptor y constituyen soluciones bsicas necesarias para la evaluacin de numerosos casos de interferencia. Contribuyen a la s

15、olucin de los problemas de comparticin cocanal de frecuencias y de interferencia en las bandas o canales adyacentes al proporcionar estimaciones de los criterios de separacin mnima en frecuencia y en distancia que debe existir entre la fuente de interferencia y el receptor para que el funcionamiento

16、 de ese ltimo sea satisfactorio. El nivel de interferencia en el receptor es funcin de las ganancias y prdidas que la seal interferente experimenta entre la fuente de interferencia y el receptor y se expresa por: I = Pt+ Gt+ Gr Lb(d) FDR(f ) dBW (1) donde: Pt: potencia del transmisor interferente (d

17、BW) Gt: ganancia de la antena del transmisor interferente en direccin del receptor (dBi) Gr: ganancia de la antena del receptor en direccin de la fuente de interferencia (dBi) Lb (d ) : prdida bsica de transmisin para una distancia de separacin, d, entre la fuente de interferencia y el receptor (dB)

18、 (vase la Recomendacin UIT-R P.341) Rec. UIT-R SM.337-6 3 y ff+fHfPffPfFDRd )( )(d)(log10)(200=dB (2) donde: P( f ) : densidad espectral de potencia de la seal de frecuencia intermedia (FI) equivalente interferente H( f ) : respuesta de frecuencia del receptor f = ft frdonde: ft: frecuencia sintoniz

19、ada de la fuente de interferencia r: frecuencia sintonizada del receptor. El FDR puede constar de dos trminos: el rechazo en sintona (OTR on-tune rejection) y el rechazo fuera de frecuencia (OFR off-frequency rejection), es decir, el rechazo adicional que se produce cuando la frecuencia de interfere

20、ncia es diferente de la de sintona del receptor. FDR(f ) = OTR + OFR(f ) dB (3) donde: =020d )( )(d)(log10ffHfPffPOTR dB (4) +=0202d)()(d)()(log10)(fffHfPffHfPfOFR dB (5) A menudo, el rechazo en sintona, llamado tambin factor de correccin, puede expresarse aproximadamente por: TRRTBBBBKOTR log (6) s

21、iendo: BR: anchura de banda del receptor afectado por la interferencia a 3 dB (Hz) BT: anchura de banda del transmisor interferente a 3 dB (Hz) K = 20 para seales no coherentes K = 20 para seales de impulsos. 4 Rec. UIT-R SM.337-6 Anexo 2 Metodologa para determinar las separaciones en frecuencia y e

22、n distancia aplicables a los sistemas radioelctricos 1 Introduccin Es bien sabido que las reglas de separacin en frecuencia y en distancia son un elemento importante del proceso de gestin de frecuencias en la mayora de los servicios radioelctricos. En los servicios canalizados estas reglas son las s

23、iguientes: los transmisores cocanal deben estar separados en al menos d0(km), en los transmisores en canales adyacentes deben estar separados en al menos d1(km), y entre los transmisores separados por dos canales debe haber como mnimo una distancia de d2(km), etc. Se conocen muy bien las reglas de s

24、eparacin en frecuencia y en distancia aplicables a las tecnologas ms antiguas. No obstante, la introduccin de nuevas tecnologas lleva a preguntarse qu tipo de reglas debe aplicar el gestor del espectro en el caso de que la misma banda de frecuencia est ocupada por sistemas nuevos y antiguos. La meto

25、dologa aplicable a la hora de determinar las reglas de separacin en frecuencia y en distancia entre sistemas similares y diferentes se presenta a continuacin. 2 Metodologa La elaboracin de una nueva regla frecuencia-distancia exige calcular el nivel de interferencia a la entrada del receptor interfe

26、rido, y hace necesario tambin definir un criterio de interferencia aceptable. 2.1 Clculo de la interferencia Este clculo se basa en dos factores esenciales, a saber: un factor espectral y un factor espacial. El factor espectral depende de las caractersticas espectrales del transmisor interferente y

27、de la respuesta de frecuencia del receptor interferido. Para realizar los clculos, hay que conocer exactamente la densidad espectral de potencia de la seal interferente, que depende de elementos tales como la tcnica de modulacin subyacente y la anchura de banda de la seal de informacin en el caso de

28、 sistemas analgicos o de la velocidad de transmisin de los datos, cuando se trata de sistemas digitales. Por lo que al receptor interferido respecta, hay que conocer las caractersticas de respuesta de frecuencia en FI equivalente del receptor. Como modelo de base de la respuesta de frecuencia en FI

29、del receptor, pueden utilizarse las especificaciones del fabricante, por ejemplo, la anchura de banda en la fase FI a 6 dB y 40 dB. El factor espectral viene representado por el factor de rechazo fuera de canal, OCR(f ), que se define con arreglo a la siguiente relacin: +=ffPfffHfPfOCRd)(d)()(log10)

30、(2dB (7) Rec. UIT-R SM.337-6 5 donde: P( f ) : densidad espectral de potencia de la seal interferente (W/Hz) H( f ) : respuesta de frecuencia equivalente en FI del receptor interferido f : separacin de frecuencia entre el receptor interferido y el transmisor interferente. Hay que sealar que la ecuac

31、in (7) no difiere de la ecuacin (2), aun cuando los lmites inferiores de la integracin sean diferentes. De la ecuacin (7) se desprende claramente que OCR(f ) depende en gran medida de la magnitud de la superposicin entre la banda de paso del receptor y el espectro de potencia de la seal interferente

32、. Cuando f aumenta, la magnitud de la superposicin disminuye, lo que se traduce en una potencia de interferencia ms baja o, dicho de manera equivalente, en valores ms elevados para OCR(f ). El factor espacial de la metodologa se refiere al clculo de la atenuacin de la seal en funcin de la distancia;

33、 este factor se encuentra estrechamente relacionado con el modelo de propagacin que ha de utilizarse y con la distribucin estadstica a la seal interferente en la etapa de entrada del receptor interferido. Habra que utilizar un modelo de propagacin apropiado, como el recomendado por el UIT-R. Huelga

34、decir que el modelo de propagacin que ha de utilizarse con este procedimiento depende de la configuracin del sistema, as como de la banda de frecuencias de trabajo, del entorno geogrfico de la zona de servicio y de la anchura de banda del sistema. 2.2 Criterio de interferencia Este criterio es norma

35、lmente una relacin sencilla que se basa en la opinin de que la interferencia sea perjudicial o tolerable. Idealmente, dicho criterio debera vincularse al nivel de degradacin de la calidad de funcionamiento que el receptor interferido sea capaz de tolerar. Sin embargo, esto puede no ser prctico, al m

36、enos si se considera que existe un gran nmero de diferentes tipos de sistemas y tecnologas que tal vez no puedan tratar la interferencia del mismo modo. En consecuencia, se ha adoptado un criterio ms genrico, basado en una relacin de proteccin (dB). La interferencia se considerar tolerable si se sat

37、isface la siguiente desigualdad: idPP (8) donde: Pd: nivel de la seal deseada (dBW) Pi: nivel de la seal interferente (dBW) : relacin de proteccin (dB). 2.3 Procedimiento El procedimiento que debe seguirse para elaborar una regla de separacin en frecuencia y en distancia puede resumirse como sigue:

38、Etapa 1: Determinar el nivel de la seal deseada, Pd(dBW), en la etapa de entrada del receptor interferido. 6 Rec. UIT-R SM.337-6 Etapa 2: Calcular el nivel de interferencia resultante en la etapa de entrada del receptor interferido aplicando la frmula: ()fOCRLGPPprti+= (9) donde: Pt: potencia istrop

39、a radiada equivalente (p.i.r.e.) del transmisor interferente (dBW) Gr: ganancia de la antena receptora con respecto a una antena istropa (dBi) Lp: prdida en el trayecto de propagacin OCR (f ) : factor de rechazo fuera de canal para una separacin de frecuencia f expresada por la ecuacin (7). Se toman

40、 como hiptesis los valores OCR utilizados en la presente Recomendacin. El objeto de la presente Recomendacin es ms presentar el mtodo que obtener los valores de OCR. Etapa 3: Sustituir Pdy Pide las Etapas 1 y 2 en la ecuacin (8) para derivar o calcular numricamente una relacin entre la separacin de

41、frecuencia, f, y la separacin en distancia, d, de forma tal que la interferencia se considere tolerable. 2.4 Procedimiento alternativo En un entorno real, la seal recibida en el receptor vctima experimenta una atenuacin en la zona de sombra que responde a una distribucin log-normal. Para compensar e

42、ste efecto de desvanecimiento, el nivel de la seal recibida debe ser mayor que el nivel de sensibilidad. A continuacin se describe un procedimiento alternativo para determinar el aislamiento necesario entre el receptor vctima y el sistema interferente, que responde al efecto de ensombrecimiento. Eta

43、pa 1: Se calcula el aislamiento necesario para impedir que el sistema interferente cause interferencia al receptor vctima, mediante la siguiente frmula: )110log(10)()(10/+=NmnrtIfOCRPGPL (10) siendo: LI: el aislamiento necesario entre el sistema interferente y el vctima para garantizar un nivel de i

44、nterferencia aceptable (dB) Pt: potencia istropa radiada equivalente (p.i.r.e.) del transmisor interferente (dBW) Gr: ganancia de la antena receptora con respecto a una antena istropa (dBi) Pmn: mnimo nivel de seal deseado (dBW) : relacin de proteccin (dB) OCR(f): factor de rechazo fuera de canal pa

45、ra una separacin de frecuencia f expresado por la ecuacin (7) N: margen de desvanecimiento log-normal (dB). Etapa 2: Se utiliza el modelo de propagacin adecuado del UIT-R en la ecuacin (10) a fin de obtener la separacin en frecuencia f y la distancia de separacin d para las que la interferencia resu

46、lta aceptable. Rec. UIT-R SM.337-6 7 2.5 Consideraciones sobre el aislamiento de antena Cuando varios sistemas de radiocomunicaciones distintos estn coubicados, debe tenerse en cuenta el concepto de aislamiento de antena a la hora de calcular la interferencia entre ellos. La Fig. 1 representa ejempl

47、os genricos de disposiciones de antena que ilustran los aislamientos de las configuraciones de antena horizontal (HI), vertical (VI) e inclinada (SI). El aislamiento de antena depende fundamentalmente de la separacin en distancia y de la longitud de onda , (m). La separacin en distancia entre dos an

48、tenas es la distancia entre el centro de la antena interferente y el centro de la antena receptora que sufre esa interferencia1. Los aislamientos de antena a antena normalmente se expresan en dB de atenuacin. El aislamiento entre dos antenas de dipolo puede calcularse aproximadamente utilizando las siguientes ecuaciones (10a), (10b) y (10c): )/log(2022HI(dB) + x (10a) )/log(4028VI(dB) + y (10b) HI/2HI)(VISI(dB) + (10c) donde (rad) es tan1(y/x), x es la distancia horizontal e y es la distancia vertical. Las ecuaciones son aplicables