执行摘要
NTIA 认为将 1675-1680 MHz 频段用于传输时效性卫星数据与商用无线服务共享在技术上可行。该频段目前用于 NOAA 卫星传输至关重要的、时间敏感的数据,包括高速信息传输(HRIT)、地球静止轨道气象卫星重播(GRB)和数据采集系统(DCS)。SPRES 报告分析了共享对这三个方面的潜在影响,并建议进一步研究以确定技术限制和共享的可行性。
本报告得出结论,通过在五个 DCS 地面站周围设立“协调区”,并随后将剩余的 DCS 地面站转换到另一种分配方法,频谱共享是可行的。协调区是指在该区域内,地面无线商业运营商在部署基站之前需要与 NTIA 进行协调。商业运营商仅需对特定基站进行一次协调。
SPRES 报告发现,共享对 HRIT 的影响风险较低,对 GRB 信号存在一定程度的射频干扰(RFI)风险,而 DCS 面临的最大挑战来自于下行链路商业操作对 DCS 地面站的 RFI。本报告建议通过协调区保护 DCS 站点,并将剩余站点转换为替代分配方法。
为了充分保护联邦系统,NTIA 建议在 NTIA 网站上标识协调区。如果非联邦业务用途发生变化,允许未来修改联邦协调区。
联邦频谱使用
1675-1695 MHz 频段主要用于联邦政府目的,包括:
- 静止轨道气象卫星(GOES):在该频段运行,传输气象及其他气象数据。
- 数据采集系统(DCS):工作在 1679.7-1680.1 MHz 频段,从各种类型的传感器获取数据,并重新传输至美国各地的地面站。
- 气象、潮汐、河流和水库水位、野火及其他条件的数据:被收集并用于管理数十亿美元的关键基础设施。
- GOES 重传播(GRB):工作在 1681.15-1692.05 MHz 频段,用于向广泛用户群体分发关键的实时信息。
- 高速率信息传输(HRIT):工作在 1693.5-1694.7 MHz 频段,通过卫星传输近实时的天气预报和警报。
工程模型
本报告使用工程模型来确定保护关键 DCS 站点以及某些 GRB 和 HRIT 站点的商业移动运营所需的技术限制。模型包括:
- SPRES 链路预算:用于计算联邦接收机接收功率与干扰发射机功率之间的关系。
- 基本传输损耗:使用不规则地形模型(ITM)计算传播损耗。
- 杂波损耗:使用 ITU-R P.2108 计算手机/用户设备的杂波损耗。
- 频率相关抑制:使用 FDR 衡量接收机中频选择性曲线对不需要的发射机发射光谱产生的拒绝程度。
- 商业部署:使用 CSMAC 工作组的“随机现实”方案模拟基站位置,并假设基站天线高度为 30 米。
协调区域分析
本报告考虑了协调区作为共享机制的应用。协调区的目的是避免对受保护的联邦操作和任务造成有害干扰,同时加快进入频谱并最大化商业使用。协调区方法包括:
- 使用联邦系统的地理位置计算模拟区域。
- 在仿真区域内部署基站/UE。
- 计算路径损耗和聚合干扰。
- 关断算法根据干扰源对联邦系统的贡献对其进行排序,并尝试最小化需要关断的基站/UE数量。
- 协调区是由两个复合多边形创建的:一个在接收器周围创建的 1 公里圆形区域,另一个围绕需要关闭的基站位置创建的圆形区域。
增加频谱共享的途径
本报告提供了增加频谱共享选项的方法,包括:
- 商用发射器缓解措施:例如基站天线指向配置、基站杂波内/屋顶以下高度、物理资源块(PRB)消隐和基站活动因子和网络负荷。
- 联邦地球站接收机改进:例如无源旁瓣天线的改进、场地改善和射频屏障、DCS 接收机改进。
监测讨论
从射频监测和位级监测两个方面都存在一些监控挑战,包括:
- 射频监测挑战:总干扰问题、不同的系统特点、不同的灵敏度水平、监控责任、监测天线位置。
- 位级数据监测挑战:成本和复杂性、责任、现有能力。
研究结论
NTIA 的技术评估表明,共享 1675-1680 MHz 频段与非联邦无线服务在技术上可行。通过在五个 DCS 地面站周围设立“协调区”,并随后将剩余的 DCS 地面站转换到另一种分配方法,可以保护联邦地球站免受有害干扰。据估计,以这种方式,可以为美国大陆约 80-90% 的人口提供商业服务。