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    清華大學(xué)教授葛寧:探索星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù) 提高資源利用率

    12月6日消息(樂思)日前,由清華大學(xué)-中國移動聯(lián)合研究院共同舉辦的星地同頻技術(shù)研討會成功召開。清華大學(xué)教授葛寧帶來了題為《星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù)》的演講。

    當(dāng)前,全球頻譜資源稀缺,無論星上還是地面頻譜資源稀缺問題日益嚴(yán)重,限制了網(wǎng)絡(luò)性能。經(jīng)頻譜狀態(tài)實測,頻譜利用率普遍低,很多頻段上的頻譜利用率甚至不到5%,可見現(xiàn)有的頻譜管理模式存在疏漏。

    葛寧認(rèn)為,隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,亟需提升資源利用率。隨著星地不斷集成,星地頻譜共享網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)星地資源共享,能夠?qū)泊嫦到y(tǒng)有限資源聯(lián)合優(yōu)化。同時,降低混合共信道干擾頻譜共享會帶來的衛(wèi)星與地面層內(nèi)及層間混合共信道干擾,合理的星地頻譜共享方法可以提升網(wǎng)絡(luò)抗干擾性能。

    在全球,頻譜的共享引起了廣泛關(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。

    葛寧表示,首先就要對星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。一是干擾模型。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(luò)終端數(shù)量、終端發(fā)射功率等等,最后提出能夠降低這類干擾的方法。

    二是干擾機理分析??梢越档托l(wèi)星上行鏈路干擾的途徑有兩種。一是增大保護區(qū)。二是限制地面網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)量或發(fā)射功率。其存在的問題在于增大保護區(qū)會減少地面網(wǎng)絡(luò)的可用頻率資源,降低地面網(wǎng)絡(luò)的容量;其次?;叵拗频孛婢W(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)量或發(fā)射功率同樣會降低地面網(wǎng)絡(luò)的容量;因 此,需要尋找其他方法來降低衛(wèi)星上行鏈路的干擾。解決的思路是可以通過對衛(wèi)星上行鏈路干擾的特性進(jìn)行研究,從而尋找降低干擾的方法。

    葛寧指出,通過驗證發(fā)現(xiàn),主要干擾源個數(shù)少,靠近保護區(qū),有望通過軟頻率復(fù)用等精細(xì)化的方式抑制干擾。

    三是基于擴頻-擴維的天地頻譜共享方法?;诜钦粡?fù)用機制保證衛(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(dāng)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。

    四是基于時分的天地頻譜動態(tài)共享方法。利用時分動態(tài)復(fù)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(yán)格同步。

    葛寧稱,圍繞著星地頻譜共享,國際上做了相關(guān)的研究。一是頻段規(guī)劃。當(dāng)多個業(yè)務(wù)采用統(tǒng)一頻段進(jìn)行通信時可以采用頻段分割技術(shù),但是該方案很難達(dá)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(jìn)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(jìn)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(fù)用方式設(shè)計衛(wèi)星與地面系統(tǒng)的共享機制。

    四也是最深入的一層是信號設(shè)計?;诜钦粡?fù)用機制保證衛(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(dāng)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。

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    2022-12-06
    清華大學(xué)教授葛寧:探索星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù) 提高資源利用率
    清華大學(xué)教授葛寧:探索星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù) 提高資源利用率,C114訊 12月6日消息(樂思)日前,由清華大學(xué)-中國移動聯(lián)合研究院共同舉辦的星地同頻技術(shù)研討會成

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