频谱共享创新试验台一期试验计划

频谱共享创新测试平台试点计划 第一阶段测试计划 背景 国家电信与信息管理局（NTIA）协调联邦通信委员会（FCC）及联邦机构，共同建立了频谱共享创新试验平台试点计划，旨在考察联邦用户与非联邦用户之间增加共享的可行性。该试点计划为联邦机构提供了与业界、研究人员及学术界合作的机会，以客观地检验能够改进国家无线电频谱管理的新技术。 2006年6月8日，美国国家电信和信息管理局（NTIA）在《联邦公报》上发布了一份咨询通知（NOI）。1 美国联邦通信委员会（FCC）也通过单独的公共通知（PN）征集公众对与测试平台相关问题的意见。2 响应NOI共有14份意见提交，响应PN则有16份意见和9份回复意见提交。3 此外，商业频谱管理咨询委员会（CSMAC）审查了意见，并提交了一份包含其对测试平台建议的报告。4 NTIA还与跨部门无线电咨询委员会（IRAC）进行了磋商，该委员会也对测试平台的发展提供了非正式建议。5 NTIA的NOI、FCC的PN收到的公众回应，以及CSMAC和IRAC提供的意见，被用于开发下文所述的测试平台的联邦部分。 参见总统频谱政策倡议频谱共享创新试验场、咨询通知，第71号联邦公报第33282页（2006年6月8日）。 4.参见《商业频谱管理咨询委员会报告：频谱共享测试平台相关机遇》，可在 http://www.ntia.doc.gov/osmhome/reports/2007/CSMAC_TestBed_Report.pdf 获取。CSMAC的成立旨在就频谱政策和管理所需的改革向商务部通信与信息助理部长提供建议，以促进频谱相关新技术和新服务的引入。 5.由20个联邦机构的代表组成的IRAC，为商务通信和信息助理部长提供咨询意见。IRAC协助助理部长履行其关于电磁频谱使用的职责。 2008年2月5日，美国国家电信和信息管理局（NTIA）在《联邦公报》上发表了一份公告，描述了6兆赫兹的非联邦频谱将用于测试床试点项目，并提供了参与者指导。7根据公告和公告的描述，测试床试点项目将评估采用频谱感知和/或地理定位技术的动态频谱接入（DSA）设备与在410-420兆赫兹联邦频段和470-512兆赫兹非联邦频段运行的陆地移动无线电（LMR）系统共享频谱的能力。8为解决对现有LMR频谱用户潜在的干扰，测试床将包括在三个阶段进行的实验室和现场测量。 第一阶段——设备特性表征。采用DSA技术的设备将被送往科罗拉多州博尔德市的NTIA电信科学研究所，以对设备在模拟环境信号下的DSA功能进行特性表征测量。 第二阶段——能力评估。在第一阶段成功完成后，将在测试床的地理区域内对设备的DSA频谱感知和/或地理定位能力进行检查。 第三阶段——现场运行评估。在第二阶段成功完成后，DSA设备将被允许在实际射频信号环境中进行传输。在测试台运行期间，将使用自动信号记录功能，以帮助解决若发生干扰事件。同时还将建立联系点，若报告有干扰，则停止测试台运行。 十一方提交了参与测试床试点计划的意向书。根据2008年2月联邦公报通知中规定的选择标准，以下各方被选中参与测试床试点计划：Adapt4 LLC、Adaptrum Inc.、BAE Systems、Motorola Inc.、Shared Spectrum Company以及弗吉尼亚理工大学和州立大学。9 2008年12月15日，美国国家电信和信息管理局（NTIA）在《联邦公报》上发表通知，征求公众对测试平台试点项目第一阶段所需测试类型和深度的意见。 10 要求相关方就 draft Phase I test program.plan 提供意见。11 最大服务电视协会（MSTV）和舒尔公司（Shure）根据联邦公报通知提交了意见。 2008年11月14日，美国联邦通信委员会（FCC）发布了一份第二份报告和命令，采纳了相关规则，允许未获授权的无线电发射机在未使用该频谱的广播电视频段内运行。¹³ FCC在此次规则制定程序中进行的测量并未涉及仅限于测试床试点计划中的专用公共安全无线通信（LMR）。美国国家电信和信息管理局（NTIA）认为，试点计划的测量可以补充现有测量，并为开发有效监管采用动态频谱共享（DSA）技术设备的技术基础提供支持。如果测试床试点计划中正在考虑的设备产生了FCC此前未考虑的兼容性问题，则应在现有的监管规则制定程序中加以解决。NTIA认为，随着DSA共享技术的演进，可能需要采用针对现有用户量身定制的测试方法，进行超出试点计划规划的测量，以解决对现有用户潜在的干扰问题。 2. 目标 本文件描述了NTIA计划在第一阶段进行的测试类型和深度，以评估DSA设备是否能在指定的频段内与LMR系统共享频谱。需要注意的是，本文件中描述的所有测试并非都适用于所有DSA设备。此外，可能还会进行额外的测试，以检查DSA设备的任何意外行为。虽然测试平台第一阶段进行的测试最终可能用于合规性测量开发，但这一点需要说明。 采用DSA技术的设备，应认识到可能需要额外的测试。14 3. 缩写词和缩略语 射频LMR：陆地移动无线电均方根：RMS测试设备调频ACPR：邻道功率比DSA：动态频谱接入信噪失真比EIRP：等效全向辐射功率比特错误率GPS：全球定位系统IF: 中频I/Q：同相与正交P25：项目25 15 4. 定义 可用LMR信道：指未被LMR信号占用且非锁定LMR信道。 检测阈值：接收器在LMR信道带宽内能够检测到传输的LMR信号存在的水平。 DUT信道：可用于承载DUT信号的一段频谱。DUT信道由其信道化指定。 DUT 操作信道：一组正在使用的 DUT 信道。DUT 操作信道包含一组可用 LMR 信道。 保护信道：为避免相互干扰而提供频率分离的空闲信道。 隐藏节点：一个基站、移动站或便携式LMR收发器，位于其他LMR收发器的范围内，且无法被处于干扰范围内的DUT检测到。 在役监测：检查DUT工作信道上是否存在LMR信号的过程。 干扰范围：指在电信行业协会标准规定的基准条件下，被测设备（DUT）能够对低噪声接收机（LMR）造成干扰的最大距离。16 LMR频道：指在410-420 MHz频段内，根据NTIA信道化计划中指定的中心频率，或在美国联邦通信委员会（FCC）规则第90部分L分部中为470-512 MHz频段规定的中心频率，宽度为12.5 kHz或25 kHz的频谱段。 LMR信道可用性检查：DUT感知LMR信号频段的过程。 LMR信道清除时间：DUT在检测到高于检测阈值的LMR信号时，停止当前DUT工作信道上所有传输所需的时间。此时间以LMR信号出现的时间为参考。 LMR运营渠道：正在使用的LMR渠道集合。 锁定的LMR频道：在410-420 MHz频段或470-512 MHz频段内，预先确定的、不允许DUT传输的LMR频道。 传感器带宽：指在410-420 MHz或470-512 MHz频段中的一部分，该部分包含多个LMR信道，DUT在任何给定时刻都会监控这些信道。 标准LMR测试信号：指在传感器探测灵敏度、静态同信道LMR信号测试中确定的，比97%探测阈值高10 dB的LMR信号。 不可用LMR信道：LMR业务信道、必要的保护信道以及被锁定LMR信道。 5. LMR信号特性与发射环境 存在多种不同的无线电技术，它们代表了在测试台频率带内运行的LMR系统。NTIA报告06-440中对这些不同的无线电技术进行了描述。18 LMR系统的两个主要信号特征是：信道化（每个频段中频率的分配方式）和邻道功率比。 5.1 信道化 406.1–420 MHz频段中可能分配的LMR中心频率以12.5 kHz的倍数开始，从406.1125 MHz起。虽然LMR系统被要求迁移到12.5 kHz的信道间隔，但仍有一些传统系统按照25 kHz的信道间隔方案进行分配。要迁移到12.5 kHz信道间隔，需要将传输的发射带宽减半至原始带宽的一半，以便新的12.5 kHz信道分配可以插入到原始信道之间。在406.1–420 MHz频段中，25 kHz信道分配在频率为(406.1 MHz) + (N x 0.025)处，其中N = 0至556。新的12.5 kHz信道分配方案在旧的25 kHz信道分配之间插入信道，因此这些信道出现在(406.1125 MHz) + (N x 0.025)处，其中N = 0至555。 同样地，470-512 MHz频段中可能分配的LMR中心频率是12.5 kHz的倍数。FCC规则要求这些电台要么迁移到12.5 kHz技术，要么在2013年1月1日前采用能实现同等效率的技术。19由于该频段内的分配情况因城市而异，应查阅FCC规则以获取具体信息。20 5.2 邻道功率比 (ACPR) ACPR是指其授权信道带宽内的总发射功率与落在相邻信道频率分配中心带宽内的输出功率部分之间的分贝（dB）比（以dBc为单位）。美国联邦无线电频谱管理法规与程序手册（NTIA手册）第5章规定了LMR系统的ACPR标准。 20.See supranote 10. 406.1-420 MHz频段。该频段内模拟和数字宽带（25 kHz信道）及窄带（12.5 kHz信道）发射机的最大发射功率的ACPR标准为70 dB。NTIA的ACPR标准与电信工业协会为模拟式21和数字式LMR系统所规定的标准一致。22 5.3 排放环境 决定测量参数的其他因素是构成发射环境的因素——例如带内信号电平范围、带外信号特性以及射频（RF）噪声的性质。由于LMR系统本质上就是移动的，信号功率可以是时变的，并在高达100 dB的功率范围内变化——最弱的信号通常来自远距离传输，而较强的信号通常来自附近的基站以及接近DUT的移动台和便携式设备。不仅单个频率分配的功率可能随时间变化很大，而且功率在相邻频率之间也可能变化很大。由于信号功率范围很广，根据DUT的灵敏度程度，DUT必须具有很宽的瞬时动态范围（即，能够在不改变系统在整个检测带宽内的灵敏度的情况下分辨出各个信号功率）。 美国国家电信和信息管理局（NTIA）对华盛顿特区的406.1-420 MHz频段进行了测量，以表征该频段的信道占用情况。23 华盛顿特区的LMR信道占用情况与其他大都市地区似乎一致。 6. 测试信号 模拟和数字测试信号将使用以下特性所提供的商用信号发生器来生成。 将产生符合NTIA手册第5.3.5.1节的25 kHz带宽模拟调频（FM）信号，使用1 kHz的调制信号，并将最大频率偏移设置为3 kHz； 将采用1.011 kHz连续波码型，并使用4电平频移键控调制，产生符合NTIA手册第5.3.5.2节规定的12.5 kHz带宽数字信号。 21.电信工业协会，陆地移动FM或PM——通信设备——测量与性能标准，TIA/EIA-603-C（2004年12月）（TIA/EIA-603-C）（文件副本存档于机构） TIA- 23.参见美国国家电信和信息管理局（NTIA）报告TR-07-448，《华盛顿特区地区162-174 MHz和406-420 MHz联邦频段陆地移动信道占用率测量》（2007年7月），可在http://www.its.bldrdoc.gov/pub/ntia-rpt/07-448/获取；NTIA报告TR-08-455，《丹佛科罗拉多地区162-174 MHz和406-420 MHz联邦频段陆地移动信道占用率测量》（2008年9月），可在http://www.its.bldrdoc.gov/pub/ntia-rpt/08-445/获取。 除模拟和数字LMR测试信号外，还将生成带限噪声测试信号。 7. 第一阶段测试概述 在测试台的阶段一，将表征DUT的DSA能力。图1展示了阶段一将要执行的测试用例概述。 8. 责任初步审查 在进行下方所述测试之前，测试平台参与者需向NTIA提供被测设备（DUT）的运行方式描述以及运行参数值。将进行初步检查以验证被测设备（DUT）的关键参数