清華教授葛寧： 探討星地頻譜共享可能性，提升資源利用率

（CWW）“當前，星上和地面頻譜資源稀缺，限制了網(wǎng)絡性能，且頻譜利用率普遍低，很多頻段上的頻譜利用率不到5％，現(xiàn)有的頻譜管理模式也存在疏漏。”近日，清華大學教授葛寧在參加業(yè)內(nèi)某會議時表示，行業(yè)提升頻譜資源利用率，可利用星地頻譜共享網(wǎng)絡實現(xiàn)星地資源共享，對共存系統(tǒng)有限資源聯(lián)合優(yōu)化，但需采用合理的星地頻譜共享方法提升網(wǎng)絡抗干擾性能。

據(jù)了解，星地頻譜共享的可行性在全球引起了廣泛關(guān)注，WRC-19在相關(guān)決議中明確提及在S頻段星地頻譜共享的可能性以及需要采取的技術(shù)和操作措施，為我國發(fā)射的天通一號衛(wèi)星在S頻段和地面頻譜共享合法的使用頻率提供了保障。圍繞星地頻譜共享探討關(guān)鍵技術(shù)，葛寧從四個方面進行了分析。

一、干擾模型。通過仿真分析影響衛(wèi)星上行鏈路干擾大小的因素有保護區(qū)、地面網(wǎng)絡終端數(shù)量、終端發(fā)射功率等等，提出能夠降低這類干擾的方法。

(資料圖)

二、干擾機理分析。有兩種方式可以降低衛(wèi)星上行鏈路干擾，即增大保護區(qū)和限制地面網(wǎng)絡終端的數(shù)量或發(fā)射功率。但這兩種方式仍存在問題。其一，增大保護區(qū)會減少地面網(wǎng)絡的可用頻率資源，降低地面網(wǎng)絡的容量。其二，限制地面網(wǎng)絡終端的數(shù)量或發(fā)射功率同樣會降低地面網(wǎng)絡的容量。因此需要通過對衛(wèi)星上行鏈路干擾的特性進行研究，尋找降低干擾的方法。驗證顯示，主要干擾源個數(shù)少，靠近保護區(qū)，則有望通過軟頻率復用等方式抑制干擾。

三、基于擴頻-擴維的天地頻譜共享方法?；诜钦粡陀脵C制保證衛(wèi)星與地面系統(tǒng)能夠使用同一頻段同時傳輸信息，其中衛(wèi)星系統(tǒng)使用擴頻或擴維調(diào)制，地面系統(tǒng)使用傳統(tǒng)OFDM，可通過適當調(diào)整信號功率保證系統(tǒng)間干擾對傳輸性能的影響足夠小。

四、基于時分的天地頻譜動態(tài)共享方法。利用時分動態(tài)復用方式設(shè)計衛(wèi)星與地面系統(tǒng)的共享機制，根據(jù)衛(wèi)星星歷調(diào)整不同小區(qū)的時隙使用方式，同時對齊衛(wèi)星和地面系統(tǒng)的參數(shù)更新周期，以保證兩系統(tǒng)嚴格同步。

通過關(guān)鍵技術(shù)分析，葛寧表示，實現(xiàn)星地頻譜共享有四種方式。

一是頻段規(guī)劃。當多個業(yè)務采用統(tǒng)一頻段進行通信時可以采用頻段分割技術(shù)，但是該方案很難達成一致的頻譜共享方案。

二是空間規(guī)劃。星地頻譜共享提出之初考慮的就是空間規(guī)劃，后來MSV進一步提出的基于EZ的星地一體化系統(tǒng)深化了這個概念?；诘乩硇畔?shù)據(jù)庫的星地頻譜共享方法的提出進一步提升了頻譜在時間和空間上的可用性。

三是時隙分配。利用時分動態(tài)復用方式設(shè)計衛(wèi)星與地面系統(tǒng)的共享機制。

四是信號設(shè)計?；诜钦粡陀脵C制保證衛(wèi)星與地面系統(tǒng)能夠使用同一頻段同時傳輸信息，其中衛(wèi)星系統(tǒng)使用擴頻/擴維調(diào)制，地面系統(tǒng)使用傳統(tǒng)OFDM，可通過適當調(diào)整信號功率保證系統(tǒng)間干擾對傳輸性能的影響足夠小。

關(guān)鍵詞： 地面網(wǎng)絡 星地頻譜共享