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联邦通信委员会选择令人惊得掉下巴的干扰GPS标准

添加时间:2020-05-20 来源:斗室智库 作者:曹 冲
  为了让力嘎多网络(Ligado Networks)使用卫星频率进行地面无线服务,美国联邦通信委员会(FCC)为该公司的运营设定了条件,但仅限于最末端。这些条件可以帮助保护GPS接收机免受干扰,但是FCC仍然承认很有可能发生干扰。这些          要求是必要的,因为FCC忽视了已建立的保护GPS的标准准绳,而是基于有害的干扰来保护GPS。也就是说,在干扰严重到接收机无法正常工作之前,还允许进行干扰。换句话说:只要没有问题,干扰可以照常不误。一旦开始干扰破坏事件,再将研究如何防止它们破坏。
 


 
  长期以来,全球公认的保护GPS的标准是C / N0(载噪功率密度比)下降1分贝(1 dB)。这也称为干扰保护标准。这是描述GPS信号相对于周围噪声的强度的一种方式。GPS信号的强度自然会有所变化(信号来自移动的卫星),周围的噪声也会变化。 GPS专家使用此易于测量的组合标准来确定您可以增加多少信号噪声,并且仍然使接收机可靠地工作。
 
  这是我们之前所做的。FCC写道:“在确定一项新服务是否会对现有服务造成有害干扰时,我们开始并依靠我们规则中体现的委员会长期定义:'有害干扰'是'[i]干扰,危害无线电导航服务或其他安全服务的功能,或严重降低,阻碍或反复中断根据[ITU]无线电规则运行的无线电通信服务。'我们将该定义用于评估对所有服务的潜在干扰和分配,包括与GPS运作所在的1559-1610 MHz频带中的RNSS相关的分配。”FCC权衡了政府和Ligado进行的若干测试,并确定“ 1 dB C / N0降级指标不评估GPS设备的实际性能是否受到影响,因此,不直接解决是否存在委员会定义的任何“有害干扰”。这项决定尤其重要,因为GPS接收机只能正常工作,直到不能工作为止。洛根·斯科特(Logan Scott)在2016年的一次采访中说,众所周知,即使受到严重干扰,GPS接收机也可以提供准确的位置信息。斯科特是GPS信号专家和顾问,专门从事通信、导航和其他系统的射频信号处理和波形设计。他说,只要GPS接收机跟踪卫星,它们就可以提供相当准确的定位信息,直到干扰使它们失去对卫星的锁定为止。用位置误差代替C / NO降级可以有效消除安全冗余度。斯科特说:“ GPS绝对是一种生命安全系统。”GPS接收机制造商天宝公司在4月16日致电FCC员工时说,1 dB标准是“最容易识别和预测的度量,它将确保避免有害干扰水平。” “这是确保对GNSS接收机进行充分保护的唯一可靠机制。考虑到GNSS接收器和应用的多样性,替代性指标(例如关键性能指标)在管理上不切实际,并且仅在有害干扰已经发生之后才揭示问题,从而使GPS用户获得不准确或误导性的信息。”
 
  一系列条件。选择降低门槛后,FCC为力嘎多提供了一系列条件,以帮助防止出现问题。它采纳了力嘎多的较早提议,即不将最接近GPS频段的频谱用于地面服务。FCC还使用+/- 45度交叉极化基站天线将1526-1536 MHz的下行链路功率限制为9.8 dBW(10 W)。 FCC写道:“基于FAA分析,六边形网格中的最小站间分隔距离应为433米。”该机构还规定了其他位置限制和带外发射限制以及报告和通知要求。力嘎多还必须更换或维修“受到或可能会受到力嘎多运营的有害干扰的联邦政府设备”。为了做到这一点,他们必须有一种方法,至少要在下行链路频带中部署基站之前至少30天与当地政府交换信息,这是一小段可用的力嘎多频谱,最接近GPS,这对运营构成了最大的风险。在开始该频段的操作之前,他们必须向联邦机构详细说明基站的位置和技术操作参数,并与受影响的机构一起确定可能受影响的设备。他们还必须制定程序来修理或更换那些设备。如果无法修复或更换设备,该公司“应与受影响的政府机构协商,以确定军事设施可接受的接收功率水平。”
 
  可靠性是关键。C / N0方法包括一些余量,以允许自然波动和挑战(如沉重的树木覆盖物)带来的挑战,削弱信号接收能力。为什么?您不希望依赖于不可靠接收器的基本或生命安全系统。积极的火车控制使用GPS来帮助防止火车之间的碰撞并保护在铁轨旁工作的人。在美国注册的无人机超过150万个,基于GPS的地理围栏自动使它们远离机场并避免与载人飞机相撞。根据国土安全部的说法,GPS是一项国家关键职能,绝大多数关键基础设施都依赖GPS。因此,就像土木工程师利用一定的余量来确保驾驶员在被强风吹袭的吊桥上安全一样,频谱工程师也要通过在GPS干扰测量中建立安全余量来确保人们的安全。根据FCC的决定,这一余量将在很大程度上消失。
 
  民用用户又如何应对呐?民用用户接受者的情况尚不清楚。力嘎多必须保留免费电话号码,以使公众能够有机会报告干扰。该公司不仅负责接听电话和调查报告情况,还必须在一小时内通知FCC存在干扰。人们一定会对这种安排感到好奇,因为这使力嘎多和FCC都处在必须解决原本不会出现的问题的困境中。力嘎多还必须提前六个月通知GPS接收机制造商,让他们逐个县地了解基站所在的位置,并每六个月更新一次覆盖图。这表明即使只是回答客户的问题,接收机制造商也应在处理干扰问题上发挥一定作用。不清楚是谁为非政府所有的接收机进行维修或更换。由于力嘎多明确表示了使用现有基础架构部署其无线服务的意图,因此该公司可以很快开始运营。但是,FCC依然命令说,力嘎多至少要90天后才能开始运作。因此,有一些时间来考虑下一步。FCC要求的功率限制,预先通知和纠正机制的组合将如何有效地保护GPS,还有待观察。实际上,FCC似乎正在预料到存在一些问题。因此,FCC写道:“我们的分析不应被解释为不会对当前正在运行或在市场中的任何GPS设备造成有害干扰。” 欧盟委员会确实表示,它承认即使由力嘎多支持的测试也表明“对某些设备,特别是高精度设备,存在潜在的有害干扰”。该机构充满信心地得出结论,“基于力嘎多与多家GPS设备制造商的承诺,提前通知和其他条件……将解决(基于地面的)网络运营开始之前对GPS的任何潜在有害干扰。”应该说,只有时间和可能痛苦的经历才能证明一切。
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