C 频段中的 5G 应用和卫星服务共存问题

目前,美国和欧洲正在讨论频率分配规划,以将较低的 C 频段开放用于 5G 应用。与传统的低移动频段相比,C 频段可为 5G 应用提供更高带宽;另外,由于此频段实际用于卫星地面站 (SES) 的卫星下行链路,因此可确保连续性。

频率分配属于国家级事务。因此,以德国和美国为例介绍当前的频率分配现状。(GSA, 2019)。
频率分配属于国家级事务。因此,以德国和美国为例介绍当前的频率分配现状。(GSA, 2019)。

背景

C 频段覆盖各大洲地区,并且分配给固定卫星业务 (FSS)。美国地区分配给下行链路的频率范围为 3.7 GHz 至 4.2 GHz,欧洲地区则为 3.4 GHz 至 4.2 GHz。C 频段非常适用于支持乡村地区和海洋区域的电信与广播电视服务,在这些地区中仅存在很少或甚至不存在地面基础设施。C 频段的另一个优点在于其抗雨衰能力较强,因此可在热带地区建立稳定链路。此外,C 频段中的各项服务在紧急情况和灾难恢复情况下非常重要。但是,与其他方共享相同频谱(参见图 1)会对现有服务造成干扰(参见图 2)。在下行链路中,干扰会导致低噪声块 (LNB) 趋于饱和。固定和移动地面站的现有接收系统中无法应用滤波器。接收的信号从相距 36,000 km 的地球静止轨道传输到地面,并因衰减而非常微弱,无法被检测到。尽管监管限制为蜂窝网络规划提供了指南,但是无法保证信号波的辐射范围不会超出预期。

可能的干扰场景
可能的干扰场景

您的任务

为确保 C 频段中 5G 应用和卫星服务能够无故障共存,必须针对组件和系统测试干扰场景,以测定性能限制。从监管层面而言,必须确定相邻地面站的等效全向辐射功率 (EIRP),并识别任何带外发射。传输辐射功率 (TRP) 数值将用于 5G 等应用中的有源天线系统,而不是使用传统基站的 EIRP 数值。

罗德与施瓦茨解决方案

物理层的共存场景

要在实验室模拟复杂的干扰场景,R&S®SMW200A 矢量信号发生器是理想选择。它提供一系列预定义 5G 波形,并且可进一步设计 5G 新空口波形。通常可使用 R&S®SMW200A 生成 DVB-S2 信号,并将其用作卫星信号。除了生成板载 5G 信号和卫星信号,还可以使用 R&S®WinIQSIM2™ 模拟软件在电脑上设计此类信号。之后,这些设计的信号可以从电脑上传输到用作目标仪器的 R&S®SMW200A 上。R&S®SMW200A 信号发生器具有两个射频路径,能够提供卫星信号和 5G 信号。这种装置可用于激励被测设备,并模拟 5G 信号对 DVB-S2 接收的影响。R&S®SMW200A 还非常适合通过任意波形发生器功能生成其他形式的卫星信号。可以方便地添加不同的噪声类型和衰落。

能够以不同方式分析 5G 信号对 DVB-S2 信号的影响。
能够以不同方式分析 5G 信号对 DVB-S2 信号的影响。

模拟对 DVB-S2 直播信号的影响

如果需要使用专业设备实时生成广播电视信号,R&S®BTC 广播电视测试系统是一个理想之选。该仪器可以馈入来自外部源的 MPEG-2 直播码流,也可以使用内部码流发生器播放直播内容,然后根据 DVB-S2 标准对直播内容进行调制。包含视频或数据内容的 DVB-S2 信号可使用调制解调器进行解码。此外,干扰信号可以添加到目标 DVB-S2 信号。目标信号和无用信号在 I/Q 级进行内部整合,或在射频级进行外部整合。结合使用 R&S®SMW200A 和 R&S®BTC 专业信号发生器:R&S®SMW200A 可用于专业生成 5G 信号,R&S®BTC 可生成包含直播内容的 DVB-S2 广播电视信号。

分析频谱和带外发射

解调 5G 信号和卫星信号,并分析对这两种信号或任一信号的影响时,可以使用 R&S®FSW 高端频谱分析仪。该分析仪提供频谱模板,可用于测量射频信号,并确保射频信号处于定义的频谱和带外发射范围内。图 3 显示使用 R&S®FSW 测量的 DVB-S2 信号和 5G 信号。

前景展望

许多 6 GHz 以上的频率非常适用于 5G 应用。Ka、Q 和 V 卫星频段中预计将出现 5G 共存问题。罗德与施瓦茨仪器支持相关频段和传输技术。

总结

借助多种可用仪器和技术,能够轻松模拟和测试 5G 信号与卫星信号的共存问题。这可为相关频率当局、卫星网络服务提供商和电信工程师节省大量时间,帮助他们专注于正确测试接收机系统、基站以及组件。罗德与施瓦茨解决方案支持更加迅速、简单地模拟复杂的共存场景。

优点

  • 快速轻松地设置复杂的干扰场景
  • 通过 R&S®SMW200A 涵盖完整 C 频段
  • 用户能灵活使用 R&S®SMW200A 自定义配置干扰场景
  • 独特的 R&S®BTC 解决方案支持通过 DVB-S2/S2X 信号实时传输视频和数据内容
  • 满足未来的共存和干扰测试要求

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