第五工作组最终报告1755-1850兆赫机载作战

1755-1850 MHz 机载作业空中作战训练系统、小型无人机系统、精确制导武器、航空移动遥测 Final Report(9/16/2013) 1. 简介 通过商业频谱管理咨询委员会（CSMAC），国家电信和信息管理局（NTIA）设立了五个工作组（WGs），“以促进1695-1710 MHz和1755-1850 MHz频段的商业无线宽带实施。”1 每个工作组都被指示“探索降低再利用成本和/或改善或促进行业准入的方法，同时保护联邦运营免受不利影响”2，并被赋予任务，要求产出书面材料，向CSMAC就频段的共享、过渡和/或搬迁方法提出建议，这些方法将决定必须采取的步骤以及任何可能降低预期成本、或频谱可用性的限制或限制的因素。3 通过CSMAC，NTIA成立了四个工作组，负责评估商业LTE系统与在1755-1850 MHz频段运行的联邦系统之间的共享兼容性；特别是，成立了工作组5，专注于在1755-1850MHz频段运行的联邦机载系统的多样性，工作重点预计将集中于4个方面以及“联邦运营保护要求”和“对商业无线业务影响的联邦政府机载运营的周期性及影响的理解”。由于联邦机载系统的范围广泛，工作组5设立了四个分工作组（SWG）——SWG-1航空移动遥测（AMT）；SWG-2小型无人机系统（SUAS）；SWG-3空中作战训练系统（ACTS）；以及SWG-4精确制导武器（PGMs）和其他机载系统。工作组5及其每个分工作组均包括来自联邦政府和业界的代表（主要是无线及其他技术制造商、商业无线服务提供商及其他利益相关者的代表）。本报告总结了各分工作组的报告（这些报告全文作为本报告的附件附上）。 1.1 所有SWG发现的总执行摘要 SWGs 对商业长期演进（LTE）移动系统与联邦机载系统共享 1755-1850 MHz 频段的可行性进行了分析，并提出了以下总结性发现，详细信息载于作为附件附上的 SWGs最终报告中。 总体而言，工作组5的专项工作组（SWGs）基于在工作组5层面商定的方法和假设完成了电磁兼容（EMC）分析；此外，在当前专项工作组工作的结束时，提出了完善基线分析的方法以及后续工作中可能采用的干扰缓解技术。除针对功率控制组（PGMs）的研究外，所有专项工作组的研究均假设采用由行业提供的随机真实网络布局，该布局在工作组5层面被同意用于确定手机功率的聚合值。6 功率控制组的分析采用了“网格方法”，其中基站位置被假定为位于由行业提供的规范化网格模式中，该模式用于确定LTE手机参数，并包含在CSMAC工作组1提供的LTE基线技术参数文档中。 迄今为止，SWGs开展的信息共享分析结果表明，为确保联邦LTE系统和商业LTE系统之间不会相互产生有害干扰，需要数百公里的隔离距离。基于这些分析结果，几个SWGs得出结论，频段共享存在问题。在下一步/前进方向部分（第1.3节），WG-5汇总了一份清单，该清单在SWG层面制定，列出了潜在的研究主题和可执行的分析，以便在集体确定进一步调查可能有益的情况下，完善可行性评估。国防部确定，由于信息的安全级别以及保护信息的法规和行政命令要求，某些国防部系统数据无法发布，这限制了行业和政府参与者之间进行充分互动讨论和分析的能力。WG-5还指出，CSMAC工作组是根据联邦咨询委员会法案在CSMAC下设立的，其重点是公开委员会内的所有信息。同时指出，所有工作组都对任何人开放，包括外国公民。国防部首席信息官已告知CSMAC，国防部与NTIA、FCC和行业合作，建立了一个机制，以便国防部与行业共享敏感但非机密信息，以及行业在可行范围内与国防部共享专有信息。信息共享将根据与国防部签订的保密协议（NDAs），从12名根据NDAs选定的行业人士开始。国防部已签署NDAs，行业正在完成签署。 行动：SWG 行动项目进行了分析，以确定以下保护距离：(1) LTE 用户设备 (UE)到行动项目和 (2) 行动项目到 LTE 基站。针对所分析每个位置计算出的隔离距离要求汇总于表 1。 地面以上基站天线高度的变化对预测所需隔离距离的影响很小。WG5未根据分析结果得出ACTS与LTE之间共享安排是否可行的结论。第1.3节列出了拟议的潜在项目清单，用于完善EMC分析，以及评估共享机会的潜在替代方法。 PGM和杂项系统：SWG PGM分析了PGM以及各种国防部机载数据链系统。针对这些系统进行的两种分析类型是：国防部系统接收器作为可能受到LTE用户设备干扰的受害者，以及国防部系统发射器作为可能对LTE基站造成干扰的潜在干扰源。SWG PGM工作评估中涉及的各类国防部系统的估计保护距离如下表2所示： 根据分析结果，SWG PGM得出结论：在所提供的站点和保护距离内，除非开发出双方均能接受的技术和操作缓解方案，否则LTE系统与这些国防部系统共享1755-1850MHz频段并不可行。 SUAS：SUAS 工作组的主要目标是对 SUAS 与 LTE 设备之间的电磁兼容性 (EMC) 进行评估。研究考虑了 LTE 用户设备 (UE) 对机载和地面基于的 SUAS 接收器的干扰，以及 SUAS 机载发射器对 LTE 基站的干扰。 在工业部门和国防部（DOD）的初步会议上，工业界代表要求就每个无人机系统（SUAS）提供以下信息：(1) 频率分配；(2) 分配地点。然而，由于信息属于机密，国防部（DOD）无法公开发布该信息（见下文第2.5.3段）。 SWG SUAS 对同信道运行进行了分析，以确定 SUAS 与商业 LTE 运行之间所需的分离距离。SWG SUAS 重点关注识别以下所需的保护距离：(1) LTE 用户设备 (UE) 到SUAS 的距离，以及 (2) SUAS 到 LTE 基站的距离。该分析使用 WG-5 技术工作组在讨论并达成一致后决定采用的行业提供的随机真实聚合数据来模拟 LTE 网络，而不是采用网格网络方法。需要注意的是，基站天线离地高度的变化对预测所需分离距离的影响很小。表 3 列出了所评估位置的分离距离结果摘要。 AMT：SWG AMT 针对两项具体工作计划启动了分析，以确定以下保护距离：(1) LTE用户设备至 AMT 地面站接收器的距离；(2) AMT 发射器至 LTE 基站的距离。基于对三个代表性场址的分析，开发了模型和仿真，其结果适用于美国全境相似的国防部 AMT 场址。根据 SWG AMT 报告附录中确定的详细信息和参数，计算出的保护距离汇总于下表 4。SWG AMT 得出结论，鉴于保护这两种服务所需的大量地理距离，这两项截然不同的应用之间的共享存在问题是困难的。 5.2 WG-5 向CSMAC提交的建议总结 以下部分总结了 WG-5 的建议。有关具体 SWG 建议的更多细节，请参阅各个 SWG报告（见第 3 节）。 近期达成的、关于在适当保护信息的前提下，通过特定机制向行业代表及政府官员双方释放敏感非机密联邦系统信息的协议，需要得到落实，以便行业与政府能够获取相同信息，从而就下一步行动方案进行讨论评估。 2.若认定有必要完善SWGs（技术工作组）进行的技术可行性分析，则应针对下一步/前进方向部分（第1.3节）中概述的进一步研究主题开展评估，以确定哪些项目需要进行评估。 3.需要考虑将部分联邦机载系统（这些系统无法与商业用户共享）迁至替代频段。然而，识别和评估任何特定频段对系统迁移的影响（即共享、成本和系统性能）并不在工作组（WG）的范围内。 1.3 下一步/前进方向 SWGs能够识别出一些可进行后续工作和研究的项目，以及可供未来评估时参考的“经验教训”。下文列出了由各SWG确定的项目和观察结果。总的来说，WG-5尚未对这些项目进行优先排序，且每个项目都需要进一步研究以确定其可行性以及具体方案的经济学可接受性。 就“经验教训”而言，ACTS和AMT工作组发现，组建一个小型技术小组来处理相关系统的技术特性非常有帮助。它为所有利益相关方提供了进行详细技术讨论的平台，而无需无关方参与，也无需其投入时间或费用。由此产生的技术信息，特别是LTE特性、用户设备（UE）集合的累积功率分布，以及基站和用户设备随机真实聚合的指导，对于执行更精细的模拟至关重要。 1. 杂乱和地形可能产生的影响 WG-5开展的地对地分析考虑了地形效应，该分析结合了不规则地形模型（ITM）中的特征以及美国地质调查局（USGS）的地形数据库。而使用ITU-R建议书P.528进行的空对地分析则未考虑地形效应。正如WG-5在初期工作中讨论并达成一致，由于无法就如何应用杂波和地形效应达成及时共识，因此所有基线干扰分析均未考虑杂波和地形效应。7 未来分析是否应这样做，以及如何这样做，仍处于讨论中。特别是，对杂波和地形对传播的影响进行进一步研究，特别是在空对地分析中，将有助于提高分析的置信度，并可能影响保护距离。 为将地形和杂波效应纳入分析，需要采用经过验证的模型。技术工作组一直在考虑如何体现地形和杂波效应的提案，其中包括一项提案：将LTE聚合功率的测量数据与当前用于分析的机载系统数据进行对比，以了解损耗差异。该提案认识到，此类测量必须基于该频段实际LTE网络部署的真实情况以及在该频段实际运行的机载系统。但该流程尚未完成。 2.基于时间的共享——商业无线行业介绍了关于拟议的创新频谱共享技术（例如基于时间的共享或通过授权共享接入进行实时监控）的信息，这些技术可以利用LTE标准中的高级功能，在不对政府用户分配的频谱运营造成影响的情况下，实现对该频谱的使用。这些机制有可能通过使商业无线牌照持有者能够动态地放弃其对共享频谱的使用来促进共享。 在政府用户使用频段期间，该频谱对用户影响最小。该提案未包含实施细节，需要进一步研究。政府及行业整体利益应共同努力，进一步研究这些方法，包括尽可能提供关于计划共享的系统及运营方面的信息，以及预期的经济可接受条件，以确定在不影响政府及商业运营的情况下共享的可行性。此项研究应包括基于时间的共享授权监管结构的可行性。此项研究还应包括该频段对政府运营和拟议的商业运营的潜在影响，以及关于政府及商业无线牌照持有者实时/近实时信息需求的具体实施细节，无论是通过数据库还是其他安全方式。此外，研究应考虑该提案的经济可接受性。 3.频率偏移的影响——频率偏移可以避免商业系统在政府系统使用的频道上进行同频道操作。通过动态技术（例如上述第1项所述）或静态方法实现频率偏移的细节，以在确保联邦运营保护的同时，使该频段可用于商业用途并减少保护距离的幅度，需要进行研究。 4.在选定地点无线使用频率时可能存在的干扰——商业无线行业提供了有关创新频谱共享技术的信息，这些技术利用LTE技术的先进功能，在政府机构使用频谱的时间和地点，将部分LTE用户上行信道“滤除”（notch out）。该机制可用于在政府信号相对于LTE信道较窄的情况下，避免同信道操作，从而对私营部门用户产生潜在的最小影响。LTE技术如何“滤除”频谱以实现该频段的商业使用，同时确保联邦运营的保护以及因“滤除”导致的分离距离任何减少的程度，其实现细节需要研究。此外，此类共享的经济可行性也需要考虑。如果考虑采用这种方法，则应制定政府与商业运营之间协调的要求和机制，以促进“滤除”操作。 5.考虑基于所需信噪比加干扰电平，而非将干扰定义为噪声底线的升高——当前WG-5分析采用ITU长期建立的标准干扰准则。虽然无意修改国际公认标准，但无线行业认为，研究相对于所需载波、考虑实际系统运行的干扰情况，将有助于理解政府与LTE系统在用户紧密协调的共享环境中如何交互，并相信这能显著减少所需隔离距离。国防部指出，机载系统通常在其地面站的最大范围内运行，因此相应接收器处于噪声受限条件。国防部认为当前干扰标准适用于所有 正在该频段内运行的系统。此外，国防部认为，以系统为单位考虑干扰保护标准（IPC）变更的问题是冒险且不恰当的。这是因为IPC是经过长期发展形成的，旨在确保保护标准基于基础物理现象，而非个别系统的短期技术规格。因此，这些长期存在的IPC成功地为许多国家和国际频谱使