25.5-27GHZ频段卫星地球探测业务数传接收站隔离保护方法浅析

Digital Communication World - - 目次 Contents - 顾 娜,田 伟,林 源

顾 娜,田 伟,林 源(国家无线电频谱管理研究所,西安 710061)

摘要:本文通过分析恶劣情况下单个IMT基站对EESS数传接收站的干扰情况,采用划定隔离保护距离的方法,实现了对现有及规划数传接收站的充分保护。

关键词:国际移动通信(IMT)系统;卫星地球探测业务(EESS) d o I:10.3969/J.ISSN.1672-7274.2018.08.004

中图分类号:TN92 文献标示码:A 文章编码:1672-7274(2018)08-0014-03

1 研究背景

在国际移动通信(IMT )系统飞速发展的大背

景下,为了满足IMT系统的频谱需求,在世界无线电大会(WRC-15)及大会筹备会议(CPM19-1)上确立了议题1.13,旨在从24.25-86GHZ频段范围的11个子频段内为未来国际移动通信(IMT)系统发展

寻求可用的频谱资源。

在1.13议题候选的25.5-27GHZ频段,主要包括卫星间业务(ISS)、卫星地球探测业务(EESS)、空间研究业务(SRS)以及卫星标准频率和时间信号等四种空间业务类型。其中SRS (空对地)已部

署探月系统,EESS(空对地)有我国气象等多个系

列卫星的数传接收站,后续还将有更多的系统规划部署,这些应用对国家安全和发展具有重大的战略

意义。考虑到IMT系统部署范围广,用户数量巨大,如果在相关频段部署地面IMT系统,将会对关键卫

星系统的用频安全产生严重的潜在影响。因此需要在该频段开展深入的技术分析和规则研究。

本文主要分析了相对恶劣情况下,25.5-27GHZ

频段单个IMT基站对EESS数传接收站的干扰情

况,采用划定保护距离的方法,实现对现有及规划数传接收站的充分保护。

2 干扰场景

目前,25.5-27GHZ频段内的EESS数传接收站

主要包括固定站和车载站两类,其中固定站主要为北京站、喀什站和佳木斯站,车载站的数量若干。

25.5-27GHZ频段的数传接收站不仅接收静止轨道(GSO)卫星的数据,也接收从非静止轨道卫

星下传的数据。考虑到星地几百至近四万千米的 传输距离,信号损耗很大,到达卫星地球站的接收信号非常微弱,链路比较敏感,受干扰的可能性也

大大增加。根据国际电联ITU-R P.2108建议书[1],在计算IMT基站集总干扰时,需根据基站的地域百

分比叠加由于地形、建筑物等造成的遮挡损耗,即

clutter loss,从而完全忽略了imt基站到数传接收

站之间无遮挡的直射路径情况。事实上,无遮挡直射路径并非绝对不存在,而是出现概率很小,我们

将单个IMT基站到数传接收站之间无遮挡的直射

路径定义为相对恶劣场景,本文重点分析相对恶劣

场景下,单个IMT基站对GSO卫星数传接收站的干扰情况,如图1所示。 图1单个IMT基站对GSO卫星数传接收站的干扰情况

3 系统特性

系统参数分为GSO卫星数传接收站参数、GSO卫星系统参数和相应的链路设置参数。

3.1 EESS系统特性参数

在国际电联7B工作组(WP7B )提供给TG5/1任务组的联络函(5-1/28)中,指出在开展1.13议题IMT与EESS之间兼容性分析时,EESS和GSO系统的特性参数可参考WP7B正在制定的研究报告ITU-R SA.[EESS-METSAT CHAR][2]。我国EESS数传接收站既包括固定站,也包括车载站,本文参考已在国际电联注册的地球站信息,选取北京、喀什和佳

木斯站作为研究对象。表1是本文兼容性分析选用的GSO卫星系统及其地面数传接收站特性参数。

表1兼容性分析中选用的GSO卫星和EESS地球站特性参数

其中,EESS数传接收站的天线口径在3米到7.3米之间,本文选择的天线口径是6m ,且始终指向GSO卫星。IMT基站天线主瓣水平方向指向EESS地球站,垂直方向固定机械下倾角-10度,电子下倾角在0-15度的范围内随机变化,因仿真考虑相对恶劣情况,参考欧空局(ESA)的仿真设置[5],IMT基站下倾角在-2至-3度范围内随机取值。

3.2 干扰保护标准

根据ITU-R SA 1160建议书[6],EESS静止轨道卫星空对地数据传输链路的干扰保护标准如表2所示。表2 GSO EESS系统的干扰保护标准 3.3 IMT系统特性参数

根据ITU-R M.2101建议书[7],仿真过程中IMT 基站的参数设置如表3所示。

表3 IMT基站参数设置 3.4 传播模型

基站地面链路传播模型选择ITU-R P.452[8]和大气损耗模型ITU-R P.676[9],不考虑clutter loss。星地链路传播模型采用自由空间模型ITU-R P.525[10]、大气损耗模型ITU-R P.676和雨衰模型ITU-R P.618[11]。

4 分析方法

以IMT基站发射链路为干扰链路,以GSO卫星对EESS地球站的下行链路为被干扰链路,分析EESS数传接收链路受IMT基站的单入干扰情况。

采用Visualyse软件中的area Analysis工具,

以某一固定位置的EESS数传接收站为分析对象,考虑在其周边区域即“Area Analysis”区域内存在惟一IMT基站,通过遍历IMT基站的位置,对应计算在不同位置时, IMT基站对EESS数传接收站的

干扰强度,绘出满足EESS数传接收站干扰保护门

限的区域边界,取该边界到EESS数传接收站的最

远距离为保护距离。

在该保护距离内,任一满足直射路径的IMT基站对EESS数传接收站的干扰都是不可容忍的。其中,计算IMT基站对EESS数传接收站的干扰强度时,考虑最恶劣情况,即基站主瓣水平方向指向EESS数传接收站,且无clutter loss的直射路径情况。

5 分析结论

根据仿真结果,分别得出北京、佳木斯和喀什数传接收站的保护距离如表4所示。

6 结束语

综上,根据卫星数传接收站的地理位置和系统参数,通过划定相应的隔离保护距离,可实现在25.5-27GHZ频段内EESS数传接收站与IMT系统的共存。■ 参考文献

[1] ITU-R P.2108, “Prediction of Clutter Loss”, 20 June 2017.

[2] ITU-R SA.[EESS-METSAT CHAR], “Characteristics to be used for assessing interference to systems operating in the Earth explorationsatellite and meteorological-satellite services, and for conducting sharing studies”.

[3] ITU-R S.580, “Radiation diagrams for use as design objectives for antennas of earth stations operating with geostationary satellites”,6 January 2004.

[4] ITU-R S.672, “Satellite antenna radiation pattern for use as a design objective in the fixed-satellite service employing geostationary satellites”, 18 September 1997.

[5] Document 5-1/406-E,task Group 5/1 Chairmanÿs REPORT-“SHARING AND COMPATIBILITY STUDIES OF IMT SYSTEMS IN THE 24.25 27.5 GHZ FREQUENCY RANGE”, 22 May 2018.

[6] ITU-R SA.1160, “INTERFERENCE CRITERIA FOR DATA DISSEMINATION AND DIRECT DATA READOUT SYSTEMS IN THE EARTH EXPLORATION-SATELLITE AND METEOROLOGICALSATELLITE SERVICES USING SATELLITES IN THE GEOSTATIONARY ORBIT”, 5 July 2017.

[7] ITU-R M.2101, “Modelling and simulation of IMT networks and systems

for use in sharing and compatibility studies”, 9 February 2017.

[8] ITU-R P.452, “Prediction procedure for the evaluation of interference between stations on the surface of the Earth at frequencies above about 0.1 GHZ”, 29 July 2015.

[9] ITU-R P.676, “Attenuation by atmospheric gases”, 30 September 2016. [10] ITU-R P.525, “CALCULATION OF FREE-SPACE ATTENUATION”,

23 November 2016.

[11] ITU-R P.618, “Propagation data and prediction methods required for the

design of Earth-space telecommunication systems”, 4 December 2017.

EESS地球站 IMT基站 图2单入干扰分析场景(采用Area Analysis分析工具)

图4区域分析结果——佳木斯站(长期干扰保护标准(A),短期干扰保护标准(B))

图3区域分析结果——北京站(长期干扰保护标准(A),短期干扰保护标准(B))

图5区域分析结果——喀什站(长期干扰保护标准(A),短期干扰保护标准(B))

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China

© PressReader. All rights reserved.