CN114422057A - 全球大规模部署imt基站对卫星集总干扰的简便计算方法 - Google Patents

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CN114422057A CN202210021530.9A CN202210021530A CN114422057A CN 114422057 A CN114422057 A CN 114422057A CN 202210021530 A CN202210021530 A CN 202210021530A CN 114422057 A CN114422057 A CN 114422057A
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Abstract

本发明公开全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，该方法通过对仿真各环节进行均匀抽样生成了拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率、IMT基站天线主瓣方位角和俯仰角分布概率；根据贝叶斯公式计算出各条干扰链路天线增益的分布概率；计算出各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率之后，使用蒙特卡洛法从样本空间中抽样仿真，并计算每次蒙特卡洛仿真的集总干扰功率，根据干扰判定准则，确定地面IMT基站集总干扰卫星空间站的干扰概率，从而确定两系统是否可以兼容。本发明方法根据大规模仿真的特点，既能够保证进行大规模基站部署对卫星干扰的精确仿真，又节约了仿真时间，具有较强的实用性。

Description

全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法
技术领域
本发明涉及系统级频谱兼容仿真技术领域，尤其涉及一种全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法。
背景技术
与地面移动通信系统相比，卫星移动通信系统具有覆盖范围广和不受地形条件限制的显著优势，在服务空中、海上、沙漠、山地和偏远、无人区域用户方面以及应对地震、洪水等自然灾害导致地面通信基础设施损坏方面，发挥着不可替代的作用。
同时，为了满足不断增长的无线宽带数据和覆盖需求，以及IMT产业和移动运营商与日俱增的新业务所需频谱需求，多个国家希望在中、低频段增加IMT标识。IMT业务与现有业务的兼容性是决定某频段是否可以标识的关键。在当前研究周期重点考虑的6425-7125MHz频段，重点需研究IMT业务与卫星固定业务(FSS)和固定业务(FS)的兼容性。
ITU-RM.2101-0建议书《用于共用和兼容性研究的IMT网络和系统建模与模拟》详细说明了在进行兼容性分析时IMT系统建模时的部署情形、发射功率控制、高级天线技术与特性、天线高度和环境结构、电台的密度和分布、传播模型。在分析全球范围大规模部署IMT系统对卫星的干扰情况时，目前各国的研究报告所使用的都是按Monte Carlo仿真方法进行撒点，该仿真方法，计算量巨大，在每1个仿真的snapshot中需进行约7万-30万次链路计算。每个链路计算包括撒放终端位置，计算基站到终端的方位角/仰角、计算基站指向卫星的干扰方向天线增益，根据路径损耗、卫星接收端天线增益等计算该基站对卫星的干扰，最后计算卫星波束覆盖范围内所有基站对卫星的集总干扰。常规的Monte Carlo仿真至少需要1000个snapshot。目前使用通用计算机系统进行一次完全仿真需要若干天才能完成一种配置的计算。
为了能够较快速、准确地计算出全球范围大规模部署IMT系统对卫星的干扰情况，有必要对上述仿真过程按照一定规律进行抽样、聚合。
发明内容
本发明提供了一种全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，解决现有技术中仿真方法计算量巨大的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，包括以下步骤：
确定各仿真聚簇区域指向卫星空间站的方位角、仰角；
确定各仿真聚簇区域内部署的IMT系统基站的概率；
确定拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率；
计算IMT基站天线主瓣俯仰角分布概率；
计算IMT基站天线主瓣方位角分布概率；
计算基站天线主瓣的分布概率；
计算各条干扰链路的天线增益；
计算各条干扰链路天线增益的分布概率；
计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率；
计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰集总功率。
进一步的，确定各仿真聚簇区域指向卫星空间站的方位角、仰角，具体为：
根据拟仿真面积的大小和可提供的计算能力确定仿真的采样精度，将拟仿真区域划分成N个聚簇格子；确定每个聚簇格子的中心位置的经度、纬度；
根据聚簇格子的中心位置的经度、纬度计算该区域指向某GSO卫星的方位角和仰角；
计算方位角的公式如下：
Figure BDA0003462574010000021
计算仰角的公式如下：
Figure BDA0003462574010000022
上式中，β＝cos-1(cos X*cos Y)；
Figure BDA0003462574010000023
观测点指向卫星的仰角；
X：观测点与卫星的经度差；
Y：观测点的纬度差；
Const：如果为同步地球卫星，Const＝0.1513＝r/R，r为地球半径6378km，R为卫星轨道半径42218km；如果是非同步地球卫星，根据卫星轨道半径R进行计算。
进一步的，确定各仿真聚簇区域内部署的IMT系统基站的概率，具体为：
根据ITU-R WP5D的仿真假设，除了连续的大面积无人居住区域，全球的其他陆地面积均被纳入仿真区域，仿真区域内部署的IMT基站总数可由以下公式确定：
NIMT＝A*Ds*Ra*Rb：
上式中：
A：待评估区域的面积，即聚簇区域的面积；
NIMT：待评估区域内部署的IMT基站总数；
Ds：室外热点区域的部署密度，即每平方千米内同时处于发射状态的IMT基站总数；
Ra(％)：热点区域与建成区之间的面积比值；
Rb(％)：建成区面积与仿真总面积之间的比值；
用对数形式表示集总干扰因子：
Q＝log10(NIMT)；
各聚簇的部署概率等于该聚簇的面积在总拟评估区域的面积中所占的比例；
基站部署在某聚簇的概率的计算公式如下：
Figure BDA0003462574010000031
其中，
P(deploymenti)是部署在第i块聚簇区域的概率；
Areai是第i块聚簇区域的面积；
Areatotal是拟评估范围的总面积；
确定拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率，具体为：
因为各聚簇区域指某GSO卫星的方位角和仰角是一对确定的常数，所以拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率等于P(deploymenti)，即：
Figure BDA0003462574010000032
进一步的，计算IMT基站天线主瓣俯仰角分布概率，具体为：
根据基站高度Hbs、终端高度Huser、基站最大覆盖半径Rmax和最大俯角
Figure BDA0003462574010000033
基站物理下倾角downtilt，确定基站指向终端的天线主瓣
Figure BDA0003462574010000034
分布概率；
基站天线主瓣俯仰角
Figure BDA0003462574010000035
的分布概率公式表示如下：
Figure BDA0003462574010000036
其中，
Figure BDA0003462574010000037
Figure BDA0003462574010000041
k为仿真计算的步径，不大于1。
进一步的，计算IMT基站天线主瓣方位角分布概率，具体为：
基站天线主瓣方位角是在基站覆盖范围内均匀分布的，分布概率公式表示如下：
Figure BDA0003462574010000042
k为仿真计算的步径，不大于1；
目前基站分为单扇区和三扇区两种，此处120适用于三扇区基站，单扇区基站此处取360。
进一步的，计算基站天线主瓣的分布概率，具体为：
基站天线主瓣的分布概率计算公式如下：
Figure BDA0003462574010000043
进一步的，计算各条干扰链路的天线增益，具体为：
根据基站天线的8个参数：天线阵列配置、水平辐射单元间隔、垂直辐射单元间隔、下倾角、元件增益、单个单元的水平3dB带宽、单个单元的垂直3dB带宽、前后比，计算主瓣方向是
Figure BDA0003462574010000044
干扰链路方向是
Figure BDA0003462574010000045
的天线增益；8.根据权利要求7所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算各条干扰链路天线增益的分布概率，具体为：
因为指向GSO卫星的方位角θs，俯仰角
Figure BDA0003462574010000046
的概率分布与指向终端的方位角θi，俯仰角
Figure BDA0003462574010000047
的概率分布是两个独立事件，独立事件同时发生的概率等于各事件概率的乘积，所以指向某GS0卫星干扰链路上的天线增益的分布概率等于
Figure BDA0003462574010000048
与
Figure BDA0003462574010000049
的乘积，即：
Figure BDA00034625740100000410
其中，
Figure BDA00034625740100000411
表示在确定天线的8个参数后天线主瓣指向θi、
Figure BDA00034625740100000412
时干扰θs、
Figure BDA00034625740100000413
方向的概率；θi、
Figure BDA00034625740100000414
是天线主瓣的方位角和俯仰角，θs、
Figure BDA00034625740100000415
是旁瓣的方位角和俯仰角；
干扰链路的总数量如下：
T＝N×K1×K2；
T：干扰链路的总数量；
N：仿真聚簇区域的个数；
K1：基站天线主瓣俯仰角的仿真个数；
K2：基站天线主瓣方位角的仿真个数。
进一步的，计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率，具体为：
根据
Figure BDA0003462574010000051
上式中：
It：第t条干扰链路到达卫星端的干扰功率,dBm/MHz，共有T条；
PDbs：干扰源基站的发射功率,dBm/MHz；
Figure BDA0003462574010000052
第t条干扰链路的发射天线增益,dBi；
PL：传播损耗，其中应包括地物损耗，穿透损耗和极化损耗,dB；
Grx：受扰接收机的天线增益,dBi；
T：集总因子，
Figure BDA0003462574010000053
进一步的，计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰集总功率，其特征在于，具体为：
Figure BDA0003462574010000054
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明为在全球大规模部署(拟部署面积大于30,000,000km2)IMT基站对同邻频卫星系统可能造成干扰的计算方法，该方法根据大规模仿真的特点，既能够保证进行大规模基站部署对卫星干扰的精确仿真，又节约了仿真时间，具有较强的实用性。
2.本发明方法根据地面基站的部署及基站天线主瓣的分布特征，计算生成干扰链路的分布概率函数，保证了仿真的准确性。
3.本发明方法计算过程适合计算机编程快速实现，具有较强的实用性。
当然地，实施本发明的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本发明实施例的整体流程示意图；
图2为本发明实施例步骤S1的输入输出图；
图3为本发明实施例步骤S2的输入输出图；
图4为本发明实施例基站天线俯仰角分布比例的示意图
图5为本发明实施例步骤S4的输入输出图；
图6为本发明实施例步骤S5的输入输出图；
图7为本发明实施例步骤S6的输入输出图；
图8为本发明实施例干扰链路示意图；
图9为本发明实施例步骤S7的输入输出图；
图10为本发明实施例步骤S8的输入输出图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
如图1所示，为本发明提供的是仿真大面积部署IMT基站对同频卫星的干扰情况的一种简便计算方法；该方法通过对仿真各环节进行均匀抽样生成了拟仿真区域指向某GS0卫星的方位角和俯仰角的分布概率、IMT基站天线主瓣方位角和俯仰角分布概率；根据贝叶斯公式计算出各条干扰链路天线增益的分布概率；计算出各干扰链路到达GS0卫星空间站的干扰功率之后，使用蒙特卡洛法从样本空间中抽样仿真，并计算每次蒙特卡洛仿真的集总干扰功率，根据干扰判定准则，确定地面IMT基站集总干扰卫星空间站的干扰概率，从而确定两系统是否可以兼容。
本实施例具体包括以下步骤：
步骤S1，根据拟仿真区域的大小，按照一定规则将拟仿真区域切分成N个聚簇区域。
例如对于全球波束的卫星，可将仿真区域按每个聚簇为1经度1纬度的格子进行切分，约有6000-8000左右的聚簇，在以下说明中按7000计。计算每个区域的中心点指向某GSO卫星的方位角和仰角。本步骤的输入是各聚簇区域中心位置的经纬度(7000×3维的数组)和某GSO卫星的轨位(1个常数)，输出是各聚簇位置指向该卫星的俯仰角和方位角(7000×3维的数组)。输入输出表示如图2。
步骤S2，确定各仿真聚簇区域内部署的IMT系统基站的概率。
基站在拟部署区域按城区、郊区、农村等不同环境按不同的密度撒放，在本发明方法中，将仿真区域聚簇分格，每个格子里城区、郊区、农村的比例与整个仿真区域相同，所以，某一次仿真的snapshot的某一个基站落在某个仿真聚簇区域的概率等于该聚簇区域在总仿真区域中的面积占比。本步骤的输入是各聚簇的面积(7000×2维的数组)，输出是各聚簇的部署概率(7000×2维的数组)。输入输出表示如图3。
步骤S3，将步骤S2计算得到的聚簇区域的部署概率与步骤S1计算得到的方位角和俯仰角关联。
步骤S4，计算IMT基站天线主瓣俯仰角分布概率。
在ITU-R WP5D工作组讨论通过的参数中，设定了IMT基站天线主瓣的俯仰角范围，有0-10或0-30不等。如图4所示，在俯仰角的取值范围内，基站天线主瓣的大小取决于终端与基站的距离。基站天线主瓣俯仰角的分布概率等于所指向的同心圆占基站总覆盖面积的比例。举例，基站天线俯仰角步进按1度计算，取值范围为0-10，此步骤的输入参数有：基站高度Hbs、终端高度Huser、基站最大覆盖半径Rmax和最大俯角
Figure BDA0003462574010000071
基站物理下倾角downtilt、采样步进(6个常数)，输出参数是基站指向终端的天线主瓣
Figure BDA0003462574010000072
分布概率(10×2)维的数组。输入输出表示如图5。
如果考虑宏站、小站等混合仿真，需要考虑不同基站在同一聚簇内的比例。
步骤S5，计算IMT基站天线主瓣方位角分布概率。
假设终端在地面是随机移动均匀分布的，如图4所示，基站天线主瓣的方位角也是均匀分布的。举例，普通3扇区基站的某一个扇区覆盖共120度，采样步进按1度计，此步骤的输入参数有：扇区覆盖方位角范围，采样步进(2个常数)，输出参数是基站指向终端的天线主瓣θi分布概率(120×2)维的数组。输入输出表示如图6。
步骤S6，计算基站天线主瓣的分布概率。
因为假设终端的位置是随机均匀的，所以主瓣的分布概率是方位角分布概率和俯仰角分布概率的乘积。按上述例子中的参数，此步骤的输入参数有：主瓣方位角的分布概率P(θi)，是一个(120×2)维的数组；俯仰角的分布概率
Figure BDA0003462574010000081
是一个(10×2)维的数组。输出是主瓣方向的分布概率
Figure BDA0003462574010000082
是一个(1200×3)维的数组。输入输出表示如图7。
Figure BDA0003462574010000083
步骤S7，计算各条干扰链路的天线增益。
具体计算方法根据3GPP TR 37.842以及3GPP TR 37.840第5.4.4.1节的公式，确定IMT基站(BS)波束成形天线方向图，如下表1与表2。
表1天线阵列模型的单元方向图
Figure BDA0003462574010000084
表2说明了复合天线方向图
Figure BDA0003462574010000085
的推导。
Figure BDA0003462574010000086
是从阵列增益
Figure BDA0003462574010000087
和单元增益
Figure BDA0003462574010000088
的对数和得到的波束成形天线方向图。如果阵列服务于具有一个或多个波束的一个或多个用户设备(其中每个波束用参数i表示)，则应使用基站天线的复合方向图。
表2用于基站和用户设备波束成形的复合天线方向图
Figure BDA0003462574010000089
Figure BDA0003462574010000091
如图8所示，根据基站、正在与基站通信的终端、被干扰卫星这三者的位置关系，计算出某一时刻基站O服务某一终端E时对某一轨位卫星S的干扰链路的天线增益。图8中，O、E点分别是基站和用户终端所在位置，OS是基站天线指向卫星的干扰链路，OE是基站天线指向终端的主瓣链路，OS’是OS在水平面的投影，OE’是OE在水平面的投影，
Figure BDA0003462574010000092
是干扰链路0S的方位角，θs是干扰链路OS与Z轴的夹角(即90°减OS的仰角)，
Figure BDA0003462574010000093
是主瓣链路的方位角，θi是主瓣链路OE与OE’的夹角(即OE的俯角)。
计算前先确定基站天线的参数。
例如，基站天线的各参数可以取以下数值。
天线阵列配置：8×16
水平辐射单元间隔：0.5
垂直辐射单元间隔：0.5
下倾角：0
元件增益：5dB
单个单元的水平3dB带宽：65
单个单元的垂直3dB带宽：65
前后比：30/30
此步骤的输入参数除了上述8组数据，还有天线主瓣的方位角、俯仰角(1200×3维的数组)和干扰链路的方位角、俯仰角(7000×3维的数组)。在计算对卫星的干扰时，上述4个角度需要进行坐标转化。转化公式如下：
Figure BDA0003462574010000094
Figure BDA0003462574010000095
其中，
θ，
Figure BDA0003462574010000096
是转化前的方位角和俯仰角
θ′.
Figure BDA0003462574010000097
是转化后的方位角和俯仰角
此步骤的输出参数是各干扰链路上的天线增益(8400000×3维的数组)。输入输出表示如图9。
步骤S8，计算各条干扰链路天线增益的分布概率。
根据图9可知，决定干扰链路的天线增益的参数中，前8组参数都是确定的常数，只有天线主瓣的俯仰角、方位角和干扰链路的俯仰角、方位角是按一定概率分布的，所以干扰链路天线增益的分布概率可由天线主瓣的俯仰角、方位角的分布概率乘以干扰链路的俯仰角、方位角的分布概率得到。此步骤的输入参数是天线主瓣方向的分布概率(1200×3维的数组)、干扰链路方向的分布概率(7000×3维的数组)，输出参数是干扰链路天线增益的分布概率(8400000×3维的数组)。输入输出表示如图10。
步骤S9，计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率。
此步骤的输入是干扰链路天线增益的分布概率(8400000×3维的数组)、基站发射功率，传播损耗，卫星接收增益。此处考虑的是计算地面业务对卫星干扰的最基本要素，实际应用中可能会有馈线损耗、极化损耗等其他不同参数，需根据实际情况确定。输出是各干扰链路对卫星的干扰功率(8400000×3维的数组)。
步骤S10计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰集总功率。
由以上实施方式可以看出，本发明将整个大规模仿真过程中天线主瓣的角度计算量由千万次级降至千次级，将角度转化和干扰链路天线增益的计算由千万次级降至百万次级，在不影响计算精度的同时，将整体仿真速度加快5-10倍，具有较强的实用性。
以上为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定各仿真聚簇区域指向卫星空间站的方位角、仰角；
确定各仿真聚簇区域内部署的IMT系统基站的概率；
确定拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率；
计算IMT基站天线主瓣俯仰角分布概率；
计算IMT基站天线主瓣方位角分布概率；
计算基站天线主瓣的分布概率；
计算各条干扰链路的天线增益；
计算各条干扰链路天线增益的分布概率；
计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率；
计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰集总功率。
2.根据权利要求1所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，确定各仿真聚簇区域指向卫星空间站的方位角、仰角，具体为：
根据拟仿真面积的大小和可提供的计算能力确定仿真的采样精度，将拟仿真区域划分成N个聚簇格子；确定每个聚簇格子的中心位置的经度、纬度；
根据聚簇格子的中心位置的经度、纬度计算该区域指向某GSO卫星的方位角和仰角；
计算方位角的公式如下：
Figure FDA0003462574000000011
计算仰角的公式如下：
Figure FDA0003462574000000012
上式中，β＝cos-1(cosX*cosY)；
Figure FDA0003462574000000013
观测点指向卫星的仰角；
X：观测点与卫星的经度差；
Y：观测点的纬度差；
Const:如果为同步地球卫星，Const＝0.1513＝r/R，r为地球半径6378km，R为卫星轨道半径42218km；如果是非同步地球卫星，根据卫星轨道半径R进行计算。
3.根据权利要求2所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，确定各仿真聚簇区域内部署的IMT系统基站的概率，具体为：
根据ITU-R WP5D的仿真假设，除了连续的大面积无人居住区域，全球的其他陆地面积均被纳入仿真区域，仿真区域内部署的IMT基站总数可由以下公式确定：
NIMT＝A*Ds*Ra*Rb；
上式中：
A:待评估区域的面积，即聚簇区域的面积；
NIMT:待评估区域内部署的IMT基站总数；
Ds:室外热点区域的部署密度，即每平方千米内同时处于发射状态的IMT基站总数；
Ra(％):热点区域与建成区之间的面积比值；
Rb(％):建成区面积与仿真总面积之间的比值；
用对数形式表示集总干扰因子：
Q＝log10(NIMT)；
各聚簇的部署概率等于该聚簇的面积在总拟评估区域的面积中所占的比例；
基站部署在某聚簇的概率的计算公式如下：
Figure FDA0003462574000000021
其中，
P(deploymenti)是部署在第i块聚簇区域的概率；
Areai是第i块聚簇区域的面积；
Areatotal是拟评估范围的总面积；
确定拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率，具体为：
因为各聚簇区域指某GSO卫星的方位角和仰角是一对确定的常数，所以拟仿真区域指向某GSO卫星的方位角和俯仰角的分布概率等于P(deploymenti),即：
Figure FDA0003462574000000022
4.根据权利要求3所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算IMT基站天线主瓣俯仰角分布概率，具体为：
根据基站高度Hbs、终端高度Huser、基站最大覆盖半径Rmax和最大俯角
Figure FDA0003462574000000023
基站物理下倾角downtilt，确定基站指向终端的天线主瓣
Figure FDA0003462574000000024
分布概率；
基站天线主瓣俯仰角
Figure FDA0003462574000000025
的分布概率公式表示如下：
Figure FDA0003462574000000026
Figure FDA0003462574000000031
其中，
Figure FDA0003462574000000032
Figure FDA0003462574000000033
k为仿真计算的步径，不大于1。
5.根据权利要求4所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算IMT基站天线主瓣方位角分布概率，具体为：
基站天线主瓣方位角是在基站覆盖范围内均匀分布的，分布概率公式表示如下：
Figure FDA0003462574000000034
k为仿真计算的步径，不大于1。
6.根据权利要求5所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算基站天线主瓣的分布概率，具体为：
基站天线主瓣的分布概率计算公式如下：
Figure FDA0003462574000000035
7.根据权利要求6所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算各条干扰链路的天线增益，具体为：
根据基站天线的8个参数：天线阵列配置、水平辐射单元间隔、垂直辐射单元间隔、下倾角、元件增益、单个单元的水平3dB带宽、单个单元的垂直3dB带宽、前后比，计算主瓣方向是
Figure FDA0003462574000000036
干扰链路方向是
Figure FDA0003462574000000037
的天线增益；
8.根据权利要求7所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算各条干扰链路天线增益的分布概率，具体为：
因为指向GSO卫星的方位角θs，俯仰角
Figure FDA00034625740000000317
的概率分布与指向终端的方位角θi，俯仰角
Figure FDA00034625740000000316
的概率分布是两个独立事件，独立事件同时发生的概率等于各事件概率的乘积，所以指向某GSO卫星干扰链路上的天线增益的分布概率等于
Figure FDA00034625740000000314
与
Figure FDA00034625740000000315
的乘积，即：
Figure FDA0003462574000000038
其中，
Figure FDA0003462574000000039
表示在确定天线的8个参数后天线主瓣指向θi、
Figure FDA00034625740000000310
时干扰θs、
Figure FDA00034625740000000311
方向的概率；θi、
Figure FDA00034625740000000312
是天线主瓣的方位角和俯仰角，θs、
Figure FDA00034625740000000313
是旁瓣的方位角和俯仰角；
干扰链路的总数量如下：
T＝N×K1×K2；
T：干扰链路的总数量；
N：仿真聚簇区域的个数；
K1：基站天线主瓣俯仰角的仿真个数；
K2：基站天线主瓣方位角的仿真个数。
9.根据权利要求8所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，其特征在于，计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰功率，具体为：
根据
Figure FDA0003462574000000042
上式中：
It：第t条干扰链路到达卫星端的干扰功率,dBm/MHz，共有T条；
PDbs：干扰源基站的发射功率,dBm/MHz；
Figure FDA0003462574000000043
第t条干扰链路的发射天线增益,dBi；
PL：传播损耗，其中应包括地物损耗，穿透损耗和极化损耗,dB；
Grx：受扰接收机的天线增益,dBi；
T：集总因子，
Figure FDA0003462574000000044
10.根据权利要求9所述全球大规模部署IMT基站对卫星集总干扰的简便计算方法，计算各干扰链路到达GSO卫星空间站的干扰集总功率，其特征在于，具体为：
Figure FDA0003462574000000041
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180103381A1 (en) * 2016-10-11 2018-04-12 Verizon Patent And Licensing Inc. Mitigating interference between satellite systems and mobile wireless systems
CN109672469A (zh) * 2018-11-30 2019-04-23 航天科工空间工程发展有限公司 一种gso与ngso卫星频谱共存规避角计算方法
CN113114397A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 卫星移动通信系统天地同频共用集总干扰估计方法
CN113630173A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 天津(滨海)人工智能军民融合创新中心 Imt系统对gso移动通信卫星系统mes的集总干扰确定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180103381A1 (en) * 2016-10-11 2018-04-12 Verizon Patent And Licensing Inc. Mitigating interference between satellite systems and mobile wireless systems
CN109672469A (zh) * 2018-11-30 2019-04-23 航天科工空间工程发展有限公司 一种gso与ngso卫星频谱共存规避角计算方法
CN113114397A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 卫星移动通信系统天地同频共用集总干扰估计方法
CN113630173A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 天津(滨海)人工智能军民融合创新中心 Imt系统对gso移动通信卫星系统mes的集总干扰确定方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张国良: "IMT-2020系统对卫星固定业务干扰共存研究", 硕士电子期刊2018年第10期, pages 5 - 67 *
张磊;韩锐;刘春花;李伟;: "27～29.5GHz频段IMT-2020(5G)系统对卫星固定业务系统干扰分析研究", 电波科学学报, no. 05 *
施艳, 谢卓辰, 刘会杰: "国际移动通信地面基站对低轨卫星的细化干扰建模与分析", 激光与光电子学进展, vol. 59, no. 03, 17 November 2021 (2021-11-17) *
曲至诚: "天地融合低轨卫星物联网体系架构与关键技术", 博士电子期刊2021年第03期, 15 March 2021 (2021-03-15) *
钱肇钧;王坦;康龙;李博;: "25.25～27.5GHz频段卫星间业务与IMT系统兼容性研究", 电信科学, no. 12 *
韩锐;张磊;李伟;刘珊杉;王冠;刘春花;: "24.65～25.25GHz频段IMT-2020(5G)系统对卫星广播系统干扰分析", 电信科学, no. 07 *
魏萌: "5G系统与卫星固定业务干扰共存研究", 硕士电子期刊2019年第09期, pages 15 - 52 *

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