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4400MHz—4500MHz频段IMT与航空无线电导航业务共存研究

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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 4400MHz—4500MHz 频段 IMT 与航空无线 电导航业务共存研究 作者:王宝聪 张炎炎 李欣 刘娜 石会鹏 来源:《移动通信》2019 年第 02 期 【摘; 要】WRC-15 为国际移动通信系统新增了三段频率,对于其中的 4 400 MHz—4 500 MHz 频段,工作在该频段的 IMT 系统与 4 200 MHz—4 400 MHz 频段的航空无线电导航业务会 存在共存的问题。针对两种业务的邻频共存干扰情况进行研究,研究结果表明:在飞机*稳飞 行状态下二者可以共存,但是在起飞降落状态下需要保证基站距离飞机着陆点至少 2.1 km。 【关键词】IMT-2020;无线电高度计;共存与兼容性研究 1; ;引言 2015 年,国际电信联盟正式定义了 5G 的三大类应用场景和八项能力指标。5G 的愿景是 实现万物互联,未来 5G 对普通用户的改变将体现在社会生活的方方面面。国务院于 2017 年 8 月 24 日发布了《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》,打算进一 步扩大和升级信息消费,充分释放发展活力和内需潜力。其中,重点任务之一即为加快第五代 移动通信标准研究、技术试验和产业*φ 2020 年启动商用,为了实现这一任务,频谱 保证是关键。 在 2015 年世界无线电大会(World Radiocomunica-tion Conferences, WRC-15)中,在 3 GHz—6 GHz 频段范围,国际移动通信(IMT)系统新增加了 3 300 MHz—3 400 MHz、4 400 MHz—4 500 MHz、4 800 MHz —4 990 MHz 这三个频段。在 5G 系统高低频统筹的情况下,低 频段将被用于进行覆盖。 根据 2018 年 7 月 1 日起施行的《中华人民共和国无线电频率划分规定》,4 400 MHz—4 500 MHz 频段的移动业务可用于 IMT 系统。IMT 系统不得对 4 200 MHz—4 400 MHz 频段的航 空无线电导航业务造成有害干扰,在相关兼容共存条件确定前 IMT 系统不能投入使用。因此 本文主要针对 4 400 MHz—4 500 MHz 频段 IMT 系统对航空无线电导航业务的干扰进行分析, 研究该频段用于 IMT 系统的合规性。 2; ;系统参数 2.1; IMT-2020 系统参数 根据 ITU-R M.2101 建议书和 ITU-R M.2292 报告书,参考 5G 系统高频参数和业内最新进 展,3 GHz—6 GHz 频段 IMT 系统参数、部署模型建议如表 1 所示。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.2; 航空无线电导航业务系统参数 在我国,4 200 MHz—4 400 MHz 频段范围内重要的应用之一为无线电高度计。无线电高 度计主要用来测量飞机到地面垂直距离的机载无线电设备,是重要的飞行器仪表之一。 ITU-R M.2059 建议书中给出了模拟无线电高度计和数字无线电高度计的技术参数,用于 共存研究的参数如表 2 所示。 此外,ITU-R M.2319 中给出了无线电高度计的天线方向图模型,如公式(1)所示。 其中,3dB 为无线电高度计天线的 3 dB 波瓣宽度,单位是度;GRA,dBi 为无线电高度计 天线的最大天线增益,单位为 dBi。 3; ;兼容性分析建模与干扰分析方法 3.1; 兼容性分析建模 根据无线电高度计的使用场景,其与 IMT 系统的共存场景可分为两种:*稳飞行场景和 起飞降落场景。 (1)*稳飞行场景 在*稳飞行场景中,飞机处于巡航状态。此时,无线电高度计基本处于同一高度,考虑到 无线电高度计天线为垂直向下的,仅需考虑无线电高度计正下方一定范围内的 IMT 基站的干 扰即可。干扰场景示意图如图 1 所示。 在该场景中考虑飞机巡航高度即为无线电高度计工作高度。地面 IMT 部署区域参照国内 某大城市建成区的面积,考虑半径为 15 km 的圆形区域。 (2)起飞降落场景 起飞降落场景的功勋场景是如图 2 所示: 在图 2 中下滑台是一条通过地面发射的无线电信号对飞机进行指引而建立的一条由跑道指 向空中的虚拟路径,帮助飞机在地面气象条件不佳的情况下*着陆。在飞机降落过程中需沿着 下滑台进行飞行。假设基站部署在下滑台的下划线正下方,基站天线面板背向飞机着陆点。根 据国际民航组织相关说明,下滑台仰角为 3°。 3.2; 干扰分析方法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 根据无线电高度计的自身特点,这里分析三种类型的干扰:接收机前端过载、接收机灵敏 度降低、错误报告高度。接收机前端过载为一个干扰信号的功率大到足以使一个无线电高度计 的前端饱和,进而引起非线性特性的固有效应的时候发生的干扰。接收机灵敏度降低则是由于 干扰信号落入高度计中频带宽内所导致的干扰。错误报告高度干扰则发生在对干扰信号在整个 IF 带宽的频谱频率分析期间被作为频率分量检测的情况下。 对于三种干扰类型,干扰强度可通过下式进行计算: 其中,Pt 表示 IMT 系统的发射功率,单位为 dBm,Gt 表示 IMT 系统发射机发射天线增 益,单位为 dBi,GR 表示无线电高度*邮栈邮仗煜咴鲆妫ノ晃 dBi,Lt 表示 IMT 系统 发射机馈线损耗/人体损耗,单位为 dB,LR 表示无线电高度*邮栈∠咚鸷模ノ晃 dB, PL 表示 IMT 系统与无线电高度*邮栈涞拇ニ鸷模ノ晃 dB,d 表示 IMT 系统与无线 电高度*邮栈涞母衾刖嗬搿CLR 为 IMT 系统发射机的邻频泄露比。在对接收机前端 过载干扰进行分析时,不需要考虑该参数。 4; ;干扰分析结果 4.1; *稳飞行场景干扰分析结果 (1)不考虑 ACLR 时的干扰分析结果 在不考虑 ACLR 等因素的情况下,各系统仿真结



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