WG5航空移动遥测分组最终报告草案

1755-1850兆赫机载作业 航空移动遥测工作组报告 1. 简介： 商业频谱管理咨询委员会（CSMAC）工作组结构旨在探索降低再利用成本和/或改善或促进商业无线行业接入的方法，同时保护联邦运营免受不利影响。工作组5（WG-5）被特别指派研究与1755-1850 MHz频段内的机载运营相关的问题。在工作组5内部，成立了航空移动遥测（AMT）子工作组，以专注于与国防部（DoD）在频段内使用飞行试验遥测相关的问题。根据国家电信和信息管理局（NTIA）提供的工作组结构，工作组5的工作重点预计将是：1）确定联邦运营的保护要求，以及2）了解联邦政府机载运营对商业无线产生的影响。 根据此指导方针，SWG AMT按要求举行会议，通常每两周一次，旨在就AMT的运营和保护要求，在联邦政府和行业之间达成共识，并就分析AMT与商业4G长期演进（LTE）操作之间相互干扰的潜在性，以及从AMT到商业LTE操作和反向干扰的分析方法达成一致并执行。此项分析将为关于频谱共享可行性的建议，以及为促进共享（如果我们认定共享看似可行）所应采取的步骤或需要进一步分析的区域，提供基础。 工作依据NTIA的“快速通道报告”启动。然而，联邦政府代表完成了大量额外工作，以审查适用的政府运营情况，并确保运营区域和信道分配准确无误。SWG还使用了在WG-1部分创建的技术委员会开发的信息，以提供准确的LTE参数信息。最后，SWG AMT由作为WG-5一部分创建的WG-5技术委员会提供信息，以考虑与干扰分析相关的技术问题。SWG AMT得到了来自联邦政府和行业代表广泛参与的支持，这项工作为评估共享影响和机遇奠定了坚实的基础。 下文包含 SWG AMT 中由商业无线行业参与者提供的以**粗体斜体**标示的具体陈述，以及由政府参与者提供的以**粗体**标示的具体陈述。相应的评论将分别以“商业无线行业注释”或“政府注释”为前缀。 商业无线行业 注：工作仅限于完成三个样本地点的最坏情况干扰分析；然而，美国有15个主要测试区域， 报告中提到的AMT天线位置分布在大主要测试区域内及附近。如本报告所述，已提出多项建议并正在考虑修订和完善分析，以更好地理解有害干扰何时发生。这种完善将有助于更准确地评估共享机会。此外，由于关于信道分配或AMT更详细使用的信息未提供给SWG，因此尚未考虑或讨论合作促进共享的方法——无论是基于时间的安排、为满足商业无线行业和政府双方需求的信道使用安排，还是其他促进共享的动态方法。考虑分配信息及相关讨论与实现CSMAC目标高度相关，该目标旨在探索降低再利用成本和/或改善或促进商业无线行业接入的方法，同时保护联邦运营免受不利影响。此类信息和分析本可用于考虑一个优先访问频段1755-1780 MHz部分的过程，同时确保联邦机构不受不利影响。该小组完成的 worst case 分析仅提供了极少关于共享安排的信息，且在不进行额外工作的情况下不足以全面评估机会。 政府备忘录： 1.AMT专家组政府代表反对先前商业无线行业评论，以及本报告中其他类似的商业无线行业评论。首先，这些评论在相关工作尚未完成时就预设并预判了ITS建模和仿真工作的结果。更重要的是，对ITS流程或其最终输出的考虑超出了分配给AMT专家组的任务范围。本报告是根据该任务范围以及各方在开始前同意的一套标准编制的。对该范围的任何变更都需要首先由技术工作组审查和批准，最终由工作组5批准。但这并未发生。 2.在实质性问题上，商业无线行业从一开始就同意使用三个具有代表性的政府频段，并对这些频段的天线进行分析。这些频段需要采用M.1459保护。现在，在收到该分析结果后，看来商业无线行业寻求的是一项更加耗时且劳动密集型的努力，重点关注在众多政府频段中每个频段使用的数百个额外天线，以及每个此类频段是否也需要M.1459保护。这种做法完全超出了AMT工作组范围和本报告的范畴。 3.政府代表进一步反对“迄今为止所做的分析是‘最坏情况’导向”的观点。这根本不是。例如，就UE对AMT地面站的干扰而言，模拟采用了有限的蒙特卡洛技术，这种技术本质上更倾向于预测平均干扰而非最坏情况干扰。就机载AMT发射机对eNodeB的干扰而言，模拟并未在100,000英尺的最大高度模拟空中飞行器，而是考察了两个情况：23,000英尺和85,000英尺。商业无线行业段落也存在其他技术问题，但如需了解详情，可稍后提供。 1.1研究发现的执行摘要： SWG AMT 项目启动了对两项具体工作计划的专项分析，旨在确定以下保护距离：(1) LTE用户设备 (UE) 到 AMT 地面站接收器，以及 (2) 航空移动遥测（AMT）发射机到 LTE eNodeB 基站。联邦政府运营着 300 多个已识别的天线站点，这些站点位于 15 个测试站点（俗称“靶场”）及其周边区域。本次研究选择了三个国防部靶场作为 AMT 接收站点进行分析。这三个靶场站点分别是：佛罗里达州的埃格林空军基地、马里兰州的帕图森特河及其相关的大西洋靶场，以及加利福尼亚州海岸的穆古角靶场。这些站点被选中，以覆盖具有代表性的 AMT 地面站的空间范围，以及地理和运营特征的广泛变化。基于对这三个代表性站点的分析，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 站点。采用了一种“随机真实”模型，该模型旨在代表 UE 的实际部署情况，用于对三个选定靶场中单个 AMT 地面站天线接收到的总干扰进行建模。通过这种方法，并根据附录中确定的详细信息和参数，计算出的保护距离对于所选的三个研究测试靶场的 UE 到 AMT 干扰环境模型而言，超过 75 公里。AMT 机载发射机到 eNodeB LTE 基站相应的保护距离大于 560 公里，略受基站天线方向的影响。需要注意的是，基站天线离地高度的变化对这些预测所需分离距离的影响很小。 商业无线行业 注：在大多数情况下，从孔径中心到孔径中心的场景会导致较大的保护距离。1 本次评估所进行的模拟未考虑网络负载。也就是说，对于每一步模拟，任何代表潜在干扰源的活跃用户设备（UE）都被认为在整个模拟期间都在发射，导致100%的网络负载。认识到这代表了一种极端的最坏情况假设，如果进行进一步分析，可能会对此进行审查。 政府备忘录：政府不认为这代表“一个极端最坏情况的假设”。 然而，AMT地面站使用跟踪天线，在单次试飞或运行过程中，可指向所有方位角。此外，由于特定测试的要求以及空中交通管制和天气带来的限制，该天线可以，并且确实，以不可预测的方式在单个方位角上长时间驻留。 商业无线行业 注：但应注意的是，所研究的三个测试区域的飞行路径在水域上方受限，远离人口密集的都市地区 areas. 政府备忘录：然而，这并不意味着大规模部署的UE（用户设备）并不位于飞行测试区域和AMT地面站区域之间。 政府备忘录：关于下文所述的AMT的ITU既定保护标准，政府认为其是一项事实陈述，并非可争议事项。 AMT保护的研究结果基于ITU-R M.1459文件，该文件定义了航空移动业务中，包含地球静止广播卫星业务和移动卫星业务，遥测系统的保护标准。这份国际公认并批准的文件也已被美国用作地面系统共享研究和协调协议的基础。这包括地面IMT的邻道协议，以及卫星数字音频广播系统（SDARS）的地面部分；并且用于与医疗体域网络的同信道共享。 特别是，这些协议将M.1459的方法扩展到了多个、同时存在的地面干扰的情况。该方法在本报告中被用作处理聚合效应的基础。 政府备忘录：SWG AMT普遍认为，根据已完成模拟和所使用的假设，AMT与商业LTE系统之间的共享并不可行。普遍共识是，协调区的大小将严重限制LTE系统在Top 100市场的部署。如果假设发生重大变化，从而根本性地改变（缩小）协调区的大小，那么这一结论可能会改变。 1.2向CSMAC汇报的观察结果/建议总结 SWG AMT已使用两个工作方案进行了全面分析：第一个方案用于确定用户设备（UE）聚合到AMT地面站的保护距离，第二个方案用于评估飞行测试飞机上机载遥测发射机在飞行过程中对LTE基站产生的干扰。 AMT地面站的防护等级应符合ITU-R M.1459建议书中的定义。3 LTE eNodeB基站防护等级由WG-1内部组建的技术工作组制定。 机载AMT发射机系统的运行特性由M.1459规定。LTE用户设备的运行特性由技术工作组WG-1制定。 下表4提供了相应分析和模拟结果的总结。这些模拟由Alion Science and Technology Corporation进行，使用了Transfinite Systems Visualyse软件来实施地面-地面不规则地形模型（著名的Longley-Rice传播模型的扩展），以及ITU-R建议书P.528中描述的空-地模型。这些模拟不仅包括了地形效应，还模拟了由于动态功率控制实施而导致的LTE用户设备的统计特性。 表1.1 最小和最大防护距离总体概述 表1中的观察结果已由WG-5成员提交并进行了详细讨论。本最终报告中，该小组已审阅并回应了所有成员的评论和反馈。 1.3 下一步/前进方向 1.3.1 正在进行的关于ITU-R M.1459中定义的保护值适用性的讨论。 该文件建议了对卫星（包括地球静止轨道和移动轨道卫星）的AMT系统进行保护的标准，其中主业务（AMT）和干扰源（卫星系统）的运行均为空对地方式。所建议的保护标准源自一个概率函数，该函数描述了卫星传输占用的时段比例。 在AMT天线接收到的最小空气空间中存在。随后表明，PFD保护电平对这类概率性考虑不敏感。进一步了解如何将相同的推导应用于大量基于地面到地面传播而非空地传播的IMT UE干扰器，具有学术意义。然而，由于M.1459的保护电平是针对AMT地面站天线孔径规定的，因此此问题基本上是一个传播模型的问题。 上述内容已用方括号标出。期待 ITS 提供进一步信息。 请告知如何进行。 政府备忘录：政府认为此为陈述事实的声明，无需进一步审查。 1.3.2 事后报告项目：可能需要进一步研究和相关努力，以解决第1.4段中提到的未解决问题。然而，目前开展此类研究的能力将受到当前财政限制的影响。最终决定是否推进将取决于国防部预算和拨款的实际到位情况。 1.3.3 经验教训：在WG-5内部成立一个小型技术小组来处理相关系统的技术特性是有益的。它为所有相关方提供了进行详细技术讨论的平台，而无需无关方的参与或时间和费用投入。由此产生的技术信息，特别是LTE特性、用户设备集合的累积功率分布，以及基站和用户设备随机“部署”的指导，对于能够进行精确模拟至关重要。 1.4 未来研究的有前景课题 SWG AMT专家组确定，存在有希望的机遇，可进行进一步研究，这些研究可能会影响表1中总结的结果。如果时间和资金允许，这些（机遇）可以进行研究。特别是，WG-5分工作组确定了以下可作为考虑对象的主题： 基于C/（I+N）防护而非I/N（或pfd）阈值来减小分离距离的影响。I/N分析作为协调触发因素更为恰当，但C/（I+N）则更适用于更好地理解共享的潜力。[然而，M.1459在其pfd防护等级的推导中已使用C/（I+N）方法，这就是为何建议书中的防护pfd等级取决于AMT地面站天线地平线以上的仰角]。 [上述内容已用方括号标出。期待 ITS 提供进一步信息，请告知应如何进行。] 政府备忘录：政府认为此为陈述事实的声明，无需进一步审查。 失谐调谐可以避免同频直接操作。商业无线行业展示了关于创新频谱共享技术的信息，这些技术能够利用政府频谱使用的动态性质以及LTE标准中的先进特性。这些机制将使商业无线行业牌照持有者能够在政府用户运营的区域和时段内，动态地让渡频谱使用权，同时尽量减少对用户的影响。此类共享的经济可行性将取决于受影响的时间和区域。因此，研究应包括机制，以最小化频道需要为政府运营清空的时间和区域。 3. 在选定频率的无线使用中可能存在的间隙位置——商业无线行业提供了关于创新频谱共享技术的信息，这些