FCC part25.213-1.6/2.4 GHz 衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)對(duì)射電天文的干擾

我們?cè)贔CC衛(wèi)星通信頻率劃分-Part25.202中提到過，衛(wèi)星所使用的頻率范圍相當(dāng)廣泛，從1GHz頻段到90GHz頻段，但使用頻段更為廣闊的業(yè)務(wù)是射電天文，根據(jù)ITU-R，它的頻段范圍從13MHz到275GHz均有劃分。所以說(shuō)，無(wú)線電通信所使用的頻段，無(wú)可避免與射電天文頻段重合或者相鄰。

在前面的有關(guān)無(wú)人機(jī)、汽車?yán)走_(dá)、5G毫米波等標(biāo)準(zhǔn)中都提及了對(duì)射電天文業(yè)務(wù)的保護(hù)，也是源自于此。今天我們來(lái)看一下1.6/2.4 GHz衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)對(duì)哪些射電天文頻段會(huì)產(chǎn)生影響以及FCC有哪些保護(hù)規(guī)定。

01、射電天文

射電天文業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)稱RAS。射電天文的定義如下：

射電天文：radio astronomy 基于接收源于宇宙無(wú)線電波的天文學(xué)。射電天文業(yè)務(wù)：radio astronomy service 涉及射電天文使用的一種業(yè)務(wù)。

為什么要對(duì)射電天文進(jìn)行保護(hù)？

我們對(duì)宇宙的理解，是通過射電天文觀測(cè)得來(lái)的。它作出了根本性的貢獻(xiàn)，并且提供了研究某些宇宙現(xiàn)象的唯一途徑。在過去的五十年中，許多最基本的天文學(xué)進(jìn)展，例如射電星系、類星體和脈沖星的發(fā)現(xiàn)、中性氫的直接測(cè)量、某些外部星系距離的直接測(cè)量等都是通過射電天文取得的。射電天文的發(fā)展也帶來(lái)了重大的技術(shù)進(jìn)步，特別是在接收和成像技術(shù)方面，增進(jìn)了對(duì)無(wú)線電通信至關(guān)重要的基本無(wú)線電噪聲限制的了解，并有望取得進(jìn)一步的重要成果。

免受干擾對(duì)射電天文和相關(guān)測(cè)量的發(fā)展至關(guān)重要。射電天文觀測(cè)大多使用高增益天線或陣列進(jìn)行，以提供盡可能高的角度分辨率，因此在大多數(shù)情況下不需要考慮主波束干擾，除非在有可能損壞接收機(jī)的情況下。導(dǎo)致天文數(shù)據(jù)質(zhì)量下降的大部分干擾是通過望遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)旁瓣接收的。但在許多頻段，特別是那些與其他無(wú)線電業(yè)務(wù)共用的頻段，可能仍然需要仔細(xì)規(guī)劃其保護(hù)問題。

ITU-R中分配的射電天文使用頻段如下：

在FCC part25.213中提到的1.6/2.4 GHz衛(wèi)星移動(dòng)所影響的射電天文頻段主要有：1610.6-1613.8 MHz和4990-5000 MHz。

02、25.213的保護(hù)規(guī)定

(a)?對(duì)1610.6-1613.8 MHz和4990-5000 MHz頻段射電天文業(yè)務(wù)的干擾保護(hù)

(1) 首先要求所有 1.6/2.4 GHz 移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)要具備定位功能。要么通過內(nèi)部radiodetermination計(jì)算，要么通過外部（如 LORAN-C 或GPS）定位系統(tǒng)來(lái)確定。GPS我們都已熟知，有關(guān)LORAN-C的信息如下：

LORAN-C：俗稱羅蘭系統(tǒng)Loran（long range navigation），是美國(guó)在二戰(zhàn)期間研發(fā)的遠(yuǎn)程陸基無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。當(dāng)BD/GPS導(dǎo)航信號(hào)變得極為脆弱時(shí)，羅蘭C 可作為他們的備份。相對(duì)于BD/GPS，羅蘭的特點(diǎn)是：陸基而非天基、低頻和高信號(hào)電平。因此，兩種系統(tǒng)因?yàn)橥瑯拥脑蛲瑫r(shí)失效的可能性很小，可以用于備份。

確定位置的目的，就是要知道是否衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)的設(shè)備進(jìn)入到以下保護(hù)區(qū)域：

(i) 在 1610.6-1613.8 MHz頻段，在下列射電天文學(xué)站點(diǎn)半徑 160 公里范圍內(nèi)：

下圖是位于北緯 38°25′59″ 西經(jīng) 79°50′24″的Green Band觀測(cè)臺(tái)圖片：

(ii) 在 1610.6-1613.8 MHz頻段，以下地點(diǎn)半徑 50 公里范圍內(nèi)：

(iii) 如果移動(dòng)地面站工作在1610.0-1626.5 MHz，那么要保證在上述所列任何射電天文學(xué)觀測(cè)點(diǎn)1610.6-1613.8 MHz頻帶內(nèi)產(chǎn)生的PFD（功率通量密度）不能超過在適用于該觀測(cè)點(diǎn)的保護(hù)區(qū)邊緣1610.6-1613.8 MHz頻帶內(nèi)運(yùn)行的移動(dòng)地面站的發(fā)射。

或者，作為替代方法，工作在1613.8-1615.8MHz頻段的移動(dòng)地面站在射電天文學(xué)觀測(cè)期間不得在(i)段所列射電天文學(xué)站點(diǎn)100公里范圍內(nèi)的內(nèi)和(ii)段所列站點(diǎn)30公里范圍內(nèi)運(yùn)行，但對(duì)在1615.8-1626.5MHz運(yùn)行的移動(dòng)地面站沒有限制。

(iv) 如果是在1610.0-1626.5MHz頻帶內(nèi)運(yùn)行的機(jī)載移動(dòng)地球站，其間隔距離應(yīng)為上述(i)、(ii)或(iii)段規(guī)定的距離或下列公式給出的距離d中，取較大者（視適用情況而定）：

d (km) = 4.1，其中 h 為飛機(jī)離地面的高度（米）。

(v) 如經(jīng)移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)許可證持有者和華盛頓特區(qū)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)電磁頻譜管理單位（Electromagnetic Spectrum Management Unit：ESMU)同意，并經(jīng)移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)許可證持有者表明移動(dòng)地面站的運(yùn)行在觀測(cè)期間不會(huì)對(duì)射電天文學(xué)觀測(cè)站造成有害干擾，則可使用較小的地理保護(hù)區(qū)代替上述(i)、(ii)、(iii)和(iv)段規(guī)定的區(qū)域。

(vi) ESMU 應(yīng)將射電天文學(xué)觀測(cè)的時(shí)段通知經(jīng)授權(quán)在 1610.0-1626.5 MHz 頻帶運(yùn)行移動(dòng)地球站的移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)空間站持證者。移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)能在移動(dòng)地球站傳輸前或在移動(dòng)地球站首次傳輸時(shí)根據(jù)其在保護(hù)區(qū)內(nèi)的位置，在上述(i)至(iv)段規(guī)定的頻帶和保護(hù)區(qū)內(nèi)（如適用）終止操作。一旦移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)確定移動(dòng)地球站位于RAS保護(hù)區(qū)內(nèi)，移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)立即啟動(dòng)程序，將移動(dòng)地球站的運(yùn)行轉(zhuǎn)移到非RAS頻率。

(vii) 在 1610.6-1613.8 MHz 頻段，如果移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)許可證持有者與 ESMU 就信標(biāo)操作的具體細(xì)節(jié)達(dá)成協(xié)調(diào)協(xié)議，可以使用信標(biāo)（beacon）啟動(dòng)保護(hù)區(qū)來(lái)代替固定保護(hù)區(qū)。

(viii) 不在美國(guó)人口普查局當(dāng)時(shí)界定的 100 個(gè)人口最多的城市化地區(qū) 100 英里范圍內(nèi)的其他射電天文學(xué)站址，可在FCC發(fā)布公告通知移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)持證人一年后獲得類似保護(hù)。

(2) 在1613.8-1626.5 MHz頻帶內(nèi)發(fā)射的移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)空間站應(yīng)采取一切必要步驟，避免在觀測(cè)期間對(duì)上述(i)和(ii)段所列射電天文學(xué)設(shè)施造成有害干擾。

(3) 在2483.5-2500 MHz頻帶內(nèi)運(yùn)行的移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)空間站應(yīng)限制4990-5000 MHz頻帶內(nèi)的雜散發(fā)射電平，使其在地球表面不超過-241 dB（W/m2/Hz）。

(4) 射電天文學(xué)服務(wù)應(yīng)在實(shí)際可行的最大限度內(nèi)避免將射電天文學(xué)觀測(cè)安排在 MSS/RDSS 通信高峰期。

MSS：Mobile-Satellite Service，移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)RDSS：radiodetermination-satellite service，無(wú)線電測(cè)定-衛(wèi)星服務(wù)

(b) 如果在 2496-2500 MHz 頻帶上的移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)空間站運(yùn)營(yíng)者打算以超過第 25.208(v)節(jié)中 PFD 限制的功率水平運(yùn)營(yíng)，或者如果實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)常超過這些 PFD 限制，要求移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)運(yùn)營(yíng)者獲得受影響地理區(qū)域內(nèi)每個(gè)運(yùn)行中的 BRS 系統(tǒng)的批準(zhǔn)。