FCC Part 25.203 衛(wèi)星地球站站址和頻率的選擇-協(xié)調(diào)距離

Part 25.203關(guān)于衛(wèi)星地球站站址和頻率的選擇宗旨，就是要盡量減少共享業(yè)務(wù)之間有害干擾的可能性?？偣舶?a)～(n)的19條，主要內(nèi)容就是申請人應(yīng)該提前做哪些干擾分析，給FCC提交哪些資料來闡明相關(guān)情況，以及對一些重點地區(qū)業(yè)務(wù)的保護(hù)和協(xié)調(diào)等等。我們先從協(xié)調(diào)距離的基本概念學(xué)起。

01

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協(xié)調(diào)距離

(a)：針對在地面和空間業(yè)務(wù)平等共享的頻段內(nèi)運行的地球站，但ESV除外。ESV：earth stations on vessels（船上的衛(wèi)星地球站），地球站的站址和頻率，應(yīng)盡量選擇在周圍地形和現(xiàn)有頻率使用情況良好的地區(qū)，以盡量減少共享業(yè)務(wù)之間有害干擾的可能性。

(b) 在與地面微波服務(wù)平等共享的頻段內(nèi)申請地球站授權(quán)，申請人得提交哪些材料呢？

首先得提交一些類似地圖一樣的圖紙：根據(jù)ITU的規(guī)定，想在哪里建站，就要提供那些站址的大圓協(xié)調(diào)距離等值線（the great circle coordination distance contour）。這是個啥呢？我們看看下面的圖，先感受一下，圖中左邊藍(lán)色區(qū)域線就是一個大圓協(xié)調(diào)距離等值線。

什么意思呢？根據(jù)ITU的無線電規(guī)則，需要在發(fā)射或接收地球站周圍的所有方位上確定一個距離，超過此距離則在所規(guī)定的幾乎全部時間內(nèi)所預(yù)測的路徑損耗將超過某規(guī)定值。這一距離被稱為協(xié)調(diào)距離。當(dāng)對進(jìn)行協(xié)調(diào)的地球站周圍的所有方位均確定協(xié)調(diào)距離時，便形成了一個距離等值線，這一等值線叫做協(xié)調(diào)等值線。所包含的區(qū)域便是協(xié)調(diào)區(qū)（Coordination Area）。下面，我們來了解“協(xié)調(diào)區(qū)”的概念：

協(xié)調(diào)區(qū)的確定應(yīng)建立在地面收信電臺或接收地球站天線終端容許干擾功率的概念基礎(chǔ)之上。因此，將地面發(fā)信電臺或發(fā)射的地球站與地面收信電臺或接收地球站之間的干擾從程度在p%的時間內(nèi)限定在一個容許干擾功率水平所要求的損耗被稱作“最小所需損耗”，在除p%的時間以外的其他所有時間內(nèi)預(yù)定路徑損耗應(yīng)等于或高于該損耗。當(dāng)p為較小的時間百分比，范圍為0.001%至10%時，干擾稱為“短期”，如果p大于等于20%，則稱為“長期”。

很重要的一點是，雖然協(xié)調(diào)區(qū)的確定是基于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的，但它所代表的是一個管制意義上的概念。其目的是確定一個區(qū)域，在此區(qū)域之內(nèi)需要對潛在的干擾進(jìn)行詳細(xì)的評價，以確定進(jìn)行協(xié)調(diào)的地球站或任何地面電臺，或在雙向分配的情況下共用同一頻段的任何接收地球站中是否會出現(xiàn)不可接受的干擾電平。因此，協(xié)調(diào)區(qū)并非一個禁止在地球站和地面電臺或其他地球站之間共用頻率的排他區(qū)域，而是用來確定某一區(qū)域以便進(jìn)行更詳細(xì)計算的一種手段。在多數(shù)情況下，由于確定協(xié)調(diào)區(qū)的程序以對于潛在干擾的不利推測為基礎(chǔ)，因此更詳細(xì)的分析將表明在協(xié)調(diào)區(qū)內(nèi)共用頻段是可行的。確定協(xié)調(diào)區(qū)時，需要考慮兩種情況：①處在發(fā)射狀態(tài)的地球站，因此可能干擾接收地面電臺或地球站，②處在接收狀態(tài)的地球站，因此可能受到來自發(fā)射地面電臺的干擾。

那么什么又是大圓協(xié)調(diào)距離呢？如下圖所示，協(xié)調(diào)距離的確定，有兩種機制，Mode1：即大圓（great circle）傳播機制，Mode2：即水汽散射（Hydrometeor scatter）。使用這兩種模式，可以分別得出兩個協(xié)調(diào)距離。

02

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協(xié)調(diào)距離的計算

關(guān)于協(xié)調(diào)距離的計算，即上圖中顯示的最小損耗公式，對于Mode1，即大圓協(xié)調(diào)距離的公式：

L(%)=Pt +Ge + Gx -Pr（%）

公式中的各參量解釋如下：

L(%)：在p%的時間內(nèi)傳播方式1的最小傳輸損耗（dB）：在除p%的時間之外的其他所有時間內(nèi)，傳播方式1的預(yù)定路徑損耗必須要超過該值。p是容許干擾功率可被超出的最大時間百分?jǐn)?shù)。

Pt：在發(fā)射地面電臺或地球站天線終端的基準(zhǔn)帶寬中的可用發(fā)射功率電平（dBW）的最大值。

Pr（%）：在可能會受到干擾且該干擾發(fā)射來自于單一干擾源的接收地面電臺或地球站天線終端的基準(zhǔn)帶寬內(nèi)干擾發(fā)射（dBW）在p%的時間內(nèi)可被超過的容許干擾功率。

Ge（Gt）：發(fā)射地面電臺或地球站的天線增益（相對于各向同性增益的dB）。對于發(fā)射地球站而言，應(yīng)使用既定方位上物理水平方向的天線增益。而發(fā)射地面電臺則應(yīng)采用主波束軸最大天線增益。

Gx（Gr）：可能會受干擾的接收地面電臺或地球站的天線增益（相對于各向同性增益的dB）。對于接收地球站而言，這是指既定方位上物理水平方向的增益；而接收地面電臺則應(yīng)采用主波束軸最大天線增益。

對接收地球站而言，容許干擾功率Pr（%）應(yīng)根據(jù)接收機實際操作時間進(jìn)行具體規(guī)定，而不是根據(jù)總歷時加以確定。

所以這個Mode1的大圓協(xié)調(diào)距離公式跟我們平常經(jīng)常使用的自由空間路徑損耗公式，是基本一致的。

但對于Mode2，涉及到體積散射過程，因此需要對上面的公式進(jìn)行修訂。當(dāng)協(xié)調(diào)地球站天線波束與雨區(qū)相交時，會與地面電臺波束或地球站波束（在雙向劃分頻段內(nèi)與發(fā)射方向相反）形成一個公共體積。對于地面電臺，假定其波束寬度相對于協(xié)調(diào)地球站較大，且該地面電臺與公共體積之間有一定的距離，這樣，就可以假定地面電臺波束能照亮整個雨區(qū)（一個充滿水汽且形成各向同性散射信號的垂直柱體所代表）。此散射過程可造成協(xié)調(diào)地球站與地面電臺或其他通過公共體積在雙向劃分頻段內(nèi)操作的地球站之間形成無用耦合。地球站的天線增益及其波束寬度是相互聯(lián)系的。公共體積的大小以及該體積內(nèi)形成的散射信號的多少是隨著發(fā)射或接收這些信號的地球站天線增益的降低而增加的。即一種效應(yīng)補償另一種效應(yīng)。因此，對Mode2的可能出現(xiàn)的干擾進(jìn)行評估時，可以做一個簡化的假定：即假定路徑損耗與地球站天線增益無關(guān)。所以在Mode2的公式中去掉了Ge（Gt）。

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