Sändningsklasser och emissionsbeteckningar
Så läser du koder som 16K0F3E och 2K70J3E: ITU:s emissionsbeteckning enligt Radioreglementets bilaga 1, med komplett tecken-tabell, regler för nödvändig bandbredd, upptagen bandbredd, utomkanalsemission och spektrummask.
Innehåll
Varje radiosändare har ett ”kroppsmått”: hur bred den är och hur den är modulerad. Internationellt anges det med en kort kod, emissionsbeteckningen, som 16K0F3E för FM-telefoni eller 2K70J3E för SSB-tal. Den står i tillstånd, tekniska villkor och typgodkännanden, och den som kan läsa den ser direkt vilken sorts signal det handlar om. Reglerna kommer från ITU:s Radioreglemente, bilaga (appendix) 1.
Så läser du en beteckning#
Ta ett konkret exempel: 16K0F3EJN, ITU:s räkneexempel på FM-telefoni. Koden delas i tre delar (figur 1).
- Nödvändig bandbredd (16K0 = 16,0 kHz).
- Sändningsklassen med tre tecken: F (frekvensmodulation), 3 (en kanal med analog information) och E (telefoni).
- Valfria tecken 4 och 5: J (ljud av kommersiell kvalitet) och N (ingen multiplexering).
Tecknen 4 och 5 utelämnas ofta, så 16K0F3E är den vanliga skrivningen. Ordningen är fast: bandbredd först, sedan klass. Beteckningen beskriver bara signalens bandbredd och karaktär, så helt olika system kan få samma beteckning.
Nödvändig bandbredd#
Radioreglementet definierar nödvändig bandbredd (eng. necessary bandwidth) som den minsta bandbredd som precis räcker för att överföra informationen med den hastighet och kvalitet som krävs under givna förhållanden. Den räknas fram ur modulationens egenskaper och är alltså ett teoretiskt mått, inte något som mäts på sändaren.
Hur siffrorna skrivs#
Bandbredden skrivs med tre siffror och en bokstav. Bokstaven står där decimaltecknet skulle stå och anger enheten: H för hertz, K för kilohertz, M för megahertz och G för gigahertz. Det första tecknet får inte vara en nolla eller någon av bokstäverna K, M eller G. Tabell 1 ger exempel.
Tabell 1. Så skrivs bandbredder enligt Radioreglementet. Tre signifikanta siffror används, och värdet avrundas.
| Bandbredd | Skrivs | Anmärkning |
|---|---|---|
| 0,002 Hz | H002 | |
| 400 Hz | 400H | |
| 2,4 kHz | 2K40 | |
| 6 kHz | 6K00 | AM-telefoni med 3 kHz tal |
| 12,5 kHz | 12K5 | |
| 180,4 kHz | 180K | |
| 180,5 kHz | 181K | Avrundas uppåt |
| 1,25 MHz | 1M25 | |
| 10 MHz | 10M0 | |
| 202 MHz | 202M | |
| 5,65 GHz | 5G65 |
Så räknar man#
Radioreglementet och ITU-R SM.1138 anger formler för vanliga fall. Symbolerna är: = symbolhastighet i baud, = högsta modulerande frekvens, = frekvenssvingens topp (hälften av topp-till-topp) och = en erfarenhetsfaktor som beror på hur mycket spektrum man kan tolerera utanför huvudloben och på fädning1.
Tabell 2. Formler för nödvändig bandbredd (ur ITU-R SM.1138).
| Typ | Formel | Exempel och beteckning |
|---|---|---|
| Telegrafi (CW) | Bd, : 100 Hz → 100HA1AAN | |
| AM-telefoni (DSB) | Hz: 6 kHz → 6K00A3EJN | |
| AM-rundradio | Hz: 8 kHz → 8K00A3EGN | |
| SSB (undertryckt bärvåg) | 3 000 − 300 Hz: 2,7 kHz → 2K70J3EJN | |
| FM-telefoni | kHz, kHz, : 16 kHz → 16K0F3EJN | |
| FM-rundradio (mono) | kHz, kHz: 180 kHz → 180KF3EGN | |
| FSK-telegrafi | Bd ( Hz), Hz, : 304 Hz → 304HF1BBN | |
| Pulsradar | = pulslängd: 3M00P0NAN |
FM-formeln är Carsons regel (se Frekvens- och fasmodulation), med ungefär 1. AM- och SSB-formlerna förklaras i Amplitudmodulation.
Klasstecknen: komplett tabell#
Sändningsklassen anges med tre obligatoriska tecken (1–3) och två valfria (4–5). Tabellerna 3–7 är en svensk sammanställning av Radioreglementets appendix 13.
Första tecknet: modulationstyp#
Tabell 3. Första tecknet: huvudbärvågens modulation.
| Tecken | Betydelse | Exempel |
|---|---|---|
| N | Omodulerad bärvåg | Fyrsignal, testbärvåg |
| A | Amplitudmodulation, dubbelt sidband (DSB), full bärvåg | AM-rundradio, flygradio, morse (på/av) |
| H | Enkelt sidband (SSB), full bärvåg | AM-kompatibel SSB |
| R | SSB, reducerad eller variabel bärvågsnivå | |
| J | SSB, undertryckt bärvåg | SSB-telefoni på kortvåg, digitala trafiksätt via SSB |
| B | Oberoende sidband (ISB) | Två talkanaler på en bärvåg |
| C | Restsidband (VSB) | Analog tv, bildsignalen |
| F | Frekvensmodulation | FM-telefoni, FM-rundradio, FSK |
| G | Fasmodulation | Fasmodulerad data. Där F anges är G också tillåtet. |
| D | Amplitud- och vinkelmodulation samtidigt eller i fast följd | Kombinerade metoder, till exempel LTE (D7W) |
| P | Följd av omodulerade pulser | Pulsradar |
| K | Pulser, amplitudmodulerade | |
| L | Pulser, modulerade i bredd (varaktighet) | |
| M | Pulser, modulerade i läge (position eller fas) | |
| Q | Pulser där bärvågen är vinkelmodulerad under pulsen | Radar med frekvenssvep (chirp) |
| V | Pulser, kombination av ovanstående eller annat sätt | |
| W | Kombination av två eller flera av amplitud, vinkel och puls | GSM, UMTS, LTE (G7W) |
| X | Övriga fall |
Andra tecknet: den modulerande signalen#
Tabell 4. Andra tecknet: typ av modulerande signal.
| Tecken | Betydelse | Exempel |
|---|---|---|
| 0 | Ingen modulerande signal | Omodulerad bärvåg (N0N), radar (P0N) |
| 1 | En kanal med digital information, utan underbärvåg (ej tidsmultiplex) | Morse (A1A), RTTY med FSK (F1B) |
| 2 | En kanal med digital information, med underbärvåg (ej tidsmultiplex) | Tonad morse (A2A), data via SSB (J2D) |
| 3 | En kanal med analog information | Tal (A3E, J3E, F3E) |
| 7 | Två eller flera kanaler med digital information | DAB (X7E), DVB-T (X7F), GSM (G7W) |
| 8 | Två eller flera kanaler med analog information | FM-stereo (F8E), VOR (A8W), ISB (B8E) |
| 9 | Sammansatt system med både digitala och analoga kanaler | |
| X | Övriga fall |
Tredje tecknet: typ av information#
Tabell 5. Tredje tecknet: informationstyp.
| Tecken | Betydelse |
|---|---|
| N | Ingen information sänds |
| A | Telegrafi för hörbar mottagning (morse) |
| B | Telegrafi för automatisk mottagning (till exempel RTTY) |
| C | Faksimil |
| D | Dataöverföring, telemetri, fjärrstyrning |
| E | Telefoni, inklusive ljudrundradio |
| F | Television (video) |
| W | Kombination av ovanstående |
| X | Övriga fall |
Fjärde och femte tecknet: detaljer#
De två sista tecknen är valfria. Tecken 4 beskriver signalen närmare, tecken 5 om flera kanaler multiplexas.
Tabell 6. Fjärde tecknet (valfritt): signalens detaljer.
| Tecken | Betydelse |
|---|---|
| A | Tvåtillståndskod med element av olika antal eller längd (morse) |
| B | Tvåtillståndskod med element av samma antal och längd, utan felrättning |
| C | Som B, men med felrättning |
| D | Fyratillståndskod där varje tillstånd är ett signalelement (en eller flera bitar) |
| E | Flertillståndskod där varje tillstånd är ett signalelement |
| F | Flertillståndskod där varje tillstånd eller kombination av tillstånd är ett tecken |
| G | Ljud av rundradiokvalitet (mono) |
| H | Ljud av rundradiokvalitet (stereo eller kvadrafoni) |
| J | Ljud av kommersiell kvalitet (utom K och L) |
| K | Ljud av kommersiell kvalitet med frekvensinversion eller bandindelning |
| L | Ljud av kommersiell kvalitet med separata frekvensmodulerade signaler som styr nivån på demodulerad signal |
| M | Monokrom (svartvit) bild |
| N | Färgbild |
| W | Kombination av ovanstående |
| X | Övriga fall |
Tabell 7. Femte tecknet (valfritt): multiplexering.
| Tecken | Betydelse |
|---|---|
| N | Ingen multiplexering |
| C | Kodmultiplex (inklusive bandspridning) |
| F | Frekvensmultiplex |
| T | Tidsmultiplex |
| W | Kombination av frekvens- och tidsmultiplex |
| X | Annan typ av multiplexering |
Vanliga exempel#
Tabell 8 samlar beteckningar för vanliga tjänster. Några är beräknade i ITU-R SM.1138, andra hämtade från tillståndsvillkor eller utbildningsmaterial; källan anges i varje fall4.
Tabell 8. Exempel på emissionsbeteckningar.
| Beteckning | System | Källa och anmärkning |
|---|---|---|
| N0N | Omodulerad bärvåg | Klassens definition |
| 100HA1AAN | Morse (CW), 20 Bd | SM.1138 |
| 150HA1A | Morse på 60 m-bandet (USA) | 47 CFR 97.307 |
| 2K10A2AAN | Tonad morse | SM.1138 |
| 6K00A3EJN | AM-telefoni, DSB, 3 kHz tal | SM.1138 |
| 8K00A3EGN | AM-rundradio, 4 kHz | SM.1138 |
| 3K00H3EJN | SSB med full bärvåg | SM.1138 |
| 2K70J3EJN | SSB-telefoni, 300–3 000 Hz | SM.1138 |
| 2K80J3E | SSB-telefoni, övre sidband, 60 m (USA) | 47 CFR 97.307 |
| 2K80J2D | Data via SSB-sändare | 47 CFR 97.307 |
| 60H0J2B | Smalbandig automattelegrafi via SSB | 47 CFR 97.307 |
| 304HF1BBN | FSK-telegrafi (RTTY), 100 Bd, 170 Hz skift | SM.1138 |
| 11K2F3E | Smalbands-FM-telefoni, ±2,5 kHz | RadioReference (sekundär) |
| 16K0F3EJN | FM-telefoni, ±5 kHz, 25 kHz-kanal | SM.1138 |
| 180KF3EGN | FM-rundradio, mono, ±75 kHz | SM.1138 |
| 300KF8EHF | FM-rundradio, stereo | SM.1138 |
| 8K10F1E | P25 fas 1 (C4FM, 12,5 kHz) | RadioReference (sekundär) |
| 7K60FXE | DMR, två tidluckor | RadioReference (sekundär) |
| 4K00F1E | NXDN, 6,25 kHz | RadioReference (sekundär) |
| 22K0DXW | TETRA, terminal | RadioReference (sekundär) |
| 1M54X7EXF | DAB (T-DAB), ca 1,5 MHz | ComReg 01/90; X7E enligt ITU |
| X7F / X7FXF | DVB-T och DVB-T2 | ITU utbildningsmaterial |
| G7W | GSM, UMTS, LTE (LTE även D7W) | ITU utbildningsmaterial |
| A8W | VOR (flygnavigering) | ITU utbildningsmaterial |
| 3M00P0NAN | Pulsradar | SM.1138 |
| 6M25C3F | Analog tv, bild (625 linjer) | SM.1138 |
Figur 2 visar nödvändig bandbredd för ett urval av systemen på en logaritmisk skala. Bredden spänner över nästan fem tiopotenser, från 100 Hz för morse till 6 MHz för tv.
Sambanden mellan modulation och bandbredd förklaras i Vad är modulation? och Digital modulation.
Upptagen bandbredd och oönskade emissioner#
Nödvändig, upptagen och kanalbredd#
Nödvändig bandbredd räknas fram. Den upptagna bandbredden (eng. occupied bandwidth) mäts: det är bredden på det frekvensband utanför vilket 0,5 % av den totala medeleffekten ligger på varje sida, så att 99 % av effekten ryms inom bandet (om inte annat anges för klassen). En spektrumanalysator beräknar den ur det uppmätta spektrumet. För en välgjord sändare är upptagen bandbredd av samma storleksordning som den nödvändiga, ofta något smalare eftersom de yttersta flankerna innehåller mycket lite effekt: i figur 3 blir den 1,17 gånger symbolhastigheten mot 1,35 för den nödvändiga. En förvrängande sändare ger en bredare signal.
Det tredje begreppet är kanalbredden (kanalavståndet), som är en förvaltningsfråga: avståndet mellan kanalernas mittfrekvenser enligt bandplanen. Kanalbredden måste vara större än den upptagna bandbredden, annars störs grannkanalerna. Figur 3 visar förhållandet för en digital signal med rotupphöjd cosinus-pulsformning.
Utomkanalsemission och spuriösa emissioner#
Allt en sändare strålar ut utanför sin nödvändiga bandbredd kallas oönskade emissioner (eng. unwanted emissions). Radioreglementet delar in dem i två slag:
- Utomkanalsemission (eng. out-of-band emission): emission strax utanför nödvändig bandbredd som är en följd av själva moduleringen, till exempel de sidolober en digital signal alltid har.
- Spuriös emission (eng. spurious emission): emission som kan minskas utan att informationen påverkas, som övertoner, parasitiska svängningar, intermodulation och blandningsprodukter.
Gränsen mellan de två områdena läggs i ITU-R:s rekommendationer ungefär 2,5 gånger nödvändig bandbredd från mittfrekvensen5. Närmast kanalen styrs allt av modulationen och pulsformningen (se Digital modulation). Längre bort avgörs nivån av sändarens filter och övertonsdämpning (se Sändare). Hur övertoner och blandningsprodukter uppstår beskrivs i Linjäritet och intermodulation.
Spektrummasken#
För att begränsa de oönskade emissionerna anger myndigheter och standarder en spektrummask (eng. spectrum emission mask): en gränskurva som visar högsta tillåtna nivå vid varje frekvensavstånd från mitten, vanligen i dBc eller relativt toppnivån. Sändaren ska ligga under masken hela vägen. Masken blir strängare ju närmare man kommer en känslig granntjänst.
Den vanligaste orsaken till att masken överskrids är att slutsteget överstyrs. En digital signal med varierande amplitud (se Digital modulation) som klipps i förstärkaren får bredare sidlober, så kallad spektral återväxt (eng. spectral regrowth), eftersom klippningen skapar intermodulationsprodukter. Figur 4 visar effekten i en simulering.
Mobilsystemen anger kravet som ett förhållande mellan effekten i den egna kanalen och effekten som läcker in i grannkanalen, grannkanaleffektförhållande (ACLR, eng. adjacent channel leakage ratio). Principen är densamma.
Kontrollfrågor#
Vad betyder beteckningen 2K70J3E?
Nödvändig bandbredd 2,70 kHz (2K70). J = enkelt sidband med undertryckt bärvåg, 3 = en kanal med analog information, E = telefoni. Det är SSB-tal.
Hur skrivs bandbredden 12,5 kHz respektive 180,5 kHz?
12,5 kHz skrivs 12K5. 180,5 kHz skrivs 181K, eftersom tre siffror används och värdet avrundas uppåt.
Beräkna nödvändig bandbredd för FM-telefoni med frekvenssvingen 4 kHz, talbandet 3 kHz och K = 1. Vilken beteckning blir det?
kHz, alltså 14K0F3E.
Vad skiljer A1A från A3E?
Båda är AM med dubbelt sidband och full bärvåg (A). A1A bär digital information (1) i en kanal, utan underbärvåg, och är telegrafi för hörbar mottagning (A), alltså morse. A3E bär en analog kanal (3) med telefoni (E), alltså AM-tal.
Vilken skillnad finns mellan nödvändig och upptagen bandbredd?
Nödvändig bandbredd räknas fram ur modulationen och är en designstorhet. Upptagen bandbredd mäts på den verkliga signalen som den bredd som rymmer 99 % av effekten. En sändare med dålig linjäritet har bredare upptagen än nödvändig bandbredd.
Varför blir en QAM-sändares spektrum bredare om slutsteget överstyrs?
Överstyrning klipper amplitudtopparna. Det är en olinjär process som skapar intermodulationsprodukter, vilket sprider effekt utanför nödvändig bandbredd (spektral återväxt) och kan bryta mot spektrummasken.
Vad betyder X7E och varför används den för DAB?
X = övrigt modulationssätt (DAB är OFDM med flera bärvågor), 7 = två eller flera kanaler med digital information, E = telefoni (ljudrundradio). Hela beteckningen för DAB är ofta X7EXF, där de två sista tecknen anger övriga detaljer (X) respektive frekvensmultiplex (F).
-
ITU-R SM.1138 ger formler och exempel för nödvändig bandbredd, och faktorn beror på hur stor del av spektrumet utanför huvudloben som kan tolereras. Värdena i tabell 2 är de som ITU använder i sina exempel. ↩
-
Beteckningen 11K2F3E för smalbands-FM redovisas av RadioReference (sekundärkälla); den är inte räknad ur ITU:s formel med ovan, vilket ger ca 11 kHz. ↩
-
Tabellerna är en svensk sammanställning av Radioreglementets appendix 1 (Rev. WRC-12). Texten i Radioreglementet är normerande; vid tvekan gäller den engelska originaltexten. ↩
-
Beteckningarna 150HA1A, 2K80J3E, 2K80J2D och 60H0J2B är hämtade från den amerikanska regeln 47 CFR § 97.307 och visar hur beteckningar används i en nationell reglering. Svenska regler anger inte nödvändigtvis samma värden. ↩
-
Gränsen följer ITU-R:s rekommendationer om oönskade emissioner. Exakt gräns och mätmetod bestäms av respektive standard och tjänst. ↩