中国宇航出版社-通信卫星星座系统频率干扰分析基础

内容简介

前言

无线电频率轨道资源作为空间业务领域发展的重要战略资源，与石油、矿产等资源类似，属于稀缺且不可再生的有限自然资源。随着信息技术在经济发展、国防建设和社会生活各个领域的广泛应用，无线电频谱和轨道的战略价值和基础作用日益突出，已成为影响国民经济和国防建设发展乃至国家安全的重要战略资源。无线电频率轨道资源的申请、协调与使用作为一门综合性专业技术，必须在国际公约、规则框架下合法进行。近年来，以“星链”和OneWeb为代表的大规模低轨星座在全球范围内掀起了快速建设部署的热潮，基于现行国际规则体系中频率轨道资源“先登先占，先占永得”的基本原则，未来必然会面临资源愈发紧张、多星近轨、多星同频等局面。同时，伴随着5G/6G的研发部署，在非地面网络中通信卫星已成为实现天地互联的重要组成部分。未来，在通信卫星星座规划及建设过程中，系统开展频率干扰分析及干扰规避策略设计，综合评估多系统间潜在频率干扰风险，可以有效降低实际运营中的有害干扰概率。

本书是一本系统介绍空间频率轨道资源政策法规，以及低轨通信星座与地球静止轨道卫星通信系统之间、低轨通信星座之间的频率干扰分析方法与干扰规避策略的专著，主要面向国内卫星运营与应用服务提供商、卫星制造部门、地面设备制造部门等卫星产业从事者，可指导读者高效地开展通信卫星星座频率轨道资源的申报、协调与使用工作。全书共8章。第1章绪论，概述本书内容的研究背景与意义。第2章向读者介绍国际无线电管理组织与主要法规，具体包括空间频率轨道资源的基本属性，国际组织以及世界主要航天国家无线电通信部门的组织结构与主要的政策法规。第3章为读者介绍开展频率干扰分析工作需要掌握的卫星通信系统的基础知识，具体包括无线电波传播的基本理论、卫星通信系统的组成、地球非静止轨道卫星系统设计、链路计算方法等，为后续章节中复杂场景下的频率干扰建模仿真方法奠定基础。第4章主要介绍国际电联对卫星通信的各项管理规定，重点围绕低轨通信星座的频率选择、申报、协调和投入使用规定进行详细阐述，给出国际电联公布的典型星座数据库有用信息的提取方法，并与实际建设计划进行对比。第5章深入阐述频率干扰产生机理，详细介绍频率干扰评估指标体系，以及国际现有干扰评估与规避方法，为后续针对低轨通信星座的频率干扰建模及仿真实例构建理论基础。第6章围绕低轨通信星座与地球静止轨道卫星通信系统之间的频率干扰研究，系统梳理干扰场景、干扰分析方法、干扰评价标准，重点围绕关键参数——等效功率通量密度限值国际标准的制定历程及限值合理性进行研究。第7章聚焦低轨通信星座之间的频率干扰研究，在干扰分析方法方面给出基于轨道外推的时域分析法和卫星位置概率分析法，在干扰评估标准方面构建将系统级容量损失作为评价多链路系统受干扰影响的衡量指标，在兼容共用策略方面提出一种基于地球站视场进行空间资源预规划的低轨卫星星座之间的干扰规避策略。第8章是总结与展望。

关于本书对不同卫星轨道的描述，采用工程系统设计与国际电联《无线电规则》两种常用术语体系。工程系统设计术语体系中，按照全国科学技术名词审定委员会《测绘学名词》通常将卫星轨道分为地球静止轨道（Geostationary Earth Orbit, GEO）、中地球轨道（Medium Earth Orbit, MEO）、低地球轨道（Low Earth Orbit, LEO）、倾斜地球同步轨道（Inclined GeoSynchronous Orbit, IGSO）等，本书第3章第3.2.1节采用此术语体系。国际电联《无线电规则》术语体系中，将卫星轨道分为地球静止卫星轨道（GSO，GeostationarySatellite Orbit）与地球非静止卫星轨道（NGSO，nonGeostationarySatellite Orbit），通常简称为地球静止轨道（或静止轨道）与地球非静止轨道（或非静止轨道），本书除第3.2.1节之外的其他章节均采用此术语体系。

本书能够出版，首先感谢国家航天局卫星通信系统创新中心各位领导和专家的悉心指导与大力支持。创新中心自2021年成立起，坚持系统观念，谋划并制定领域发展战略；坚持守正创新，对标并设计先进卫星通信系统；坚持问题导向，研究并解决系统建设中遇到的问题，同时，全面开展空间频率技术领域规划、系统论证及关键技术攻关。在本书撰写成稿过程中，得到了中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部黄普明部长、王作为书记、郑驰研究员、李静涛研究员、白光明研究员、吕红剑研究员等领导、专家的关心支持，同时还要感谢国际电联第四研究组4A工作组主席J.Wengryniuk先生、ITUR S.1503技术建议书工作组主席J.Pahl先生以及国内同行的无私分享，在此一并表示感谢。

本书面向卫星系统总体设计与工程技术人员，可作为通信卫星系统频率政策法规及干扰分析方法的参考书。

由于作者水平有限，加之国际电联卫星频率相关前沿议题研究成果日新月异，难以覆盖周全，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

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