美国5G风波，究竟是咋回事？
发布时间：2022-05-10 11:14:39 所属栏目：通讯 来源：互联网
导读：这段时间，美国两大权威机构联邦通信委员会(FCC)与联邦航空管理局(FAA)，爆发了激烈的矛盾冲突，引发行业关注。 首先是去年年底，2021年12月7日，FAA发布飞行警示，认为C波段的5G信号对飞机的雷达高度计存在重大干扰风险。FAA要求，直升机和客运飞机的飞行员
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这段时间，美国两大权威机构——联邦通信委员会(FCC)与联邦航空管理局(FAA)，爆发了激烈的矛盾冲突，引发行业关注。 首先是去年年底，2021年12月7日，FAA发布飞行警示，认为C波段的5G信号对飞机的雷达高度计存在重大干扰风险。FAA要求，直升机和客运飞机的飞行员在进入5G信号覆盖的情况下，不得使用自动降落系统。 FAA通告发出后，引起了FCC的强烈不满。六位前FCC大佬，联名发出邮件，谴责FAA不讲武德。大佬们声称，FCC花了两年时间，进行了详细的技术分析，已经得到了“5G对飞行高度计雷达不存在干扰”的结论，而FAA却对此视而不见，实属无理取闹。 两大机构互怼，倒霉的是运营商。花了几百亿美元拿下3.7GHz频谱的AT&T和Verizon，在美国交通部的强烈要求下，延迟了5G的开通，等待进一步的结论。 雷达高度计，一般用于飞机降落时的高度测量，以及警告飞行员高度过低或者前方有上升地形。根据ITU无线电规则的频谱分配，这个雷达高度计的工作频率为4.2~4.4 GHz。 3GPP n77频段的上限是4.2GHz，但在各国的实际规划中，为了保证不对这一系统产生干扰，n77最多只用到4.1GHz (100 MHz作为保护带)。 2020年，FCC拍卖了3.7~3.98GHz频谱，用于5G的使用。当时，总计拍卖价格高达809亿美元。 拍卖前，FCC邀请了各个相关行业、公司提出意见。当时，航空业并没有对这个频谱拍卖提出异议。然而，在拍卖结束后不久，航空业开始发声，说5G的频率距离飞行高度雷达使用的频率很近，担心未来5G对其高度计雷达系统的射频干扰。(典型的马后炮) 如果基站高度更高，飞机即将降落的情形下，雷达甚至能接收到基站天线主瓣辐射的功率。 干扰源Massive MIMO 5G基站天线辐射方向图(横坐标是水平角度扫描) 支持Massive MIMO、16x16天线阵列的5G大功率宏站，具备最大的干扰风险。 在最坏情况下，5G带内信号超过了雷达能容忍的干扰门限47dB。而带外杂散，超过了干扰门限27dB。 5G基站在飞机不同飞行高度下的功率谱密度以及高度计雷达的抗干扰门限 如果说5G的带外杂散还能通过滤波器抑制来改善，那么让带内信号降低47dB，就基本等于关闭基站了。这一点，是运营商和FCC不可接受的。 不久后，在FCC的牵头下，通信行业做了相应的研究，批判了RTCA这份报告的不合理性。 第一，RTCA在各个环节的分析中，都加入额外的“设计裕量”。甚至在“设计裕量”上，再额外添加“安全裕量”。 同时，对5G基站辐射和飞机起降的情况，RTCA也采用了各种最坏情况假设的组合，并不符合实际可能出现的情况。 最后，在测试时，RTCA的报告又引入了比FAA的最低性能标准更为严苛的指标，很不合理。 在FCC之后，CTIA、5G Americans等组织，也都发布了相应的研究报告，驳斥RTCA报告中的不科学、不严谨。 事情当时告一段落，两年来，在其它已经商用5G的国家中，也没有听说过任何一起干扰飞机的事件发生。于是，AT&T和Verizon两大运营商，斥巨资购买了频谱，兴高采烈地准备推出3.7GHz的5G服务。 然而，FAA却没有因此作罢。他们将事情闹到了美国交通部，认为如果不对5G的部署进行限制，会对波音787，777，737等飞机造成影响。严重情况下，甚至会在2022年导致大量的航班延误和取消。 其实，这就要“归功”于高度计雷达的射频设计了。 第一部分，是5G带外杂散直接落在雷达接收机接收频率4.2~4.4GHz中的同频干扰。 第二部分，也是最主要的部分，是5G带内有用信号对雷达接收机产生的阻塞影响。 高度计雷达接收机，很多是基于90年代的设计。在那个时候，移动通信最多也在2GHz以内。3GHz以上，只有微弱的卫星下行信号。 高度计雷达在当年设计时，并没有考虑临近会有无处不在的大功率移动通信。 因此，接收机的设计，普遍没有考虑使用高性能的波导滤波器来滤除带外干扰。 上面的图中，绿色虚线为雷达接收机的频率响应，可以看出接收机对带外的抑制能力非常差。 缺少了带外抑制，雷达接收机因为其低噪声放大器，混频器等器件的非线性，很容易在大信号下出现ACLR临道泄露、阻塞、n阶交调、压缩等非线性响应。 这里的基础射频知识，我就不再累述，具体可以参考教材。引用一张来自Analog Device公司的图片，给大家一个接收机在大信号干扰下响应的直观印象。 就在截稿前，AT&T和Verizon两大运营商最终做出让步，在机场附近将不部署3.7GHz以上的5G基站。总统拜登也赞许了运营商这一顾全大局的举动。 美国的问题，引来了澳洲、日本、欧盟等多各个频谱监管和航空管理机构的关注。 你一定会问，这个高度计雷达问题，对中国的5G部署会产生影响吗?已经部署的C band 5G，会威胁国内的飞行安全吗? 事实上，受制于C波段卫星下行的影响，中国的C band 5G牌照只发到了3.6GHz，距离高度计雷达工作的4.2~4.4GHz，还有600MHz的保护带。所以，我们国家没有这个问题。 鉴于美国的经验教训，未来飞机高度计雷达的设计也一定会更新。 （编辑：东莞站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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