為保障第五代移動通信（5G）技術在我國的研發與測試，保護3.5 GHz頻段上衛星固定業務（FSS）的正常工作，運用最新5G系統參數和國際電信聯盟（ITU）相關建議書提供的仿真方法，開展了3.5 GHz頻段上5G系統基站與FSS系統的共存研究。結果表明，3.5 GHz頻段上5G系統基站對FSS地球站同頻干擾較大，難以實現兩系統同頻共存，鄰頻部署時可通過一定的措施實現兩系統共存。

目前，我國正在北京地區開展3 400-3 600 MHz頻段的第五代移動通信（the fifth generation mobile communication，5G）技術研發與測試試驗。然而，C頻段與擴展C頻段（3 400-4 200 MHz）一直是我國和亞洲地區衛星通信產業的傳統核心頻段［1］。與其他頻段相比，我國C頻段衛星系統使用地位更高，部署和應用范圍更廣，并體現在我國重大衛星工程、行業衛星通信應用、航天衛星研制、國際衛星出口等多個領域［2］。為保證5G系統與衛星固定業務（Fixed Satellite Service，FSS）的兼容共用，避免對在軌及計劃使用的衛星系統產生有害干擾，本文開展了該頻段上5G系統基站對FSS地面接收站（地球站）的干擾分析研究，為該頻段未來規劃奠定基礎。

1 干擾場景與分析方法

1.1 干擾場景

由于擴展C頻段是我國固定衛星業務的下行頻段，所以5G系統與FSS系統的干擾主要有4種：5G基站對FSS地球站的干擾、5G用戶對FSS地球站的干擾、FSS衛星對5G基站的干擾、FSS衛星對5G用戶的干擾。本文主要研究在城區和郊區兩種場景下，5G基站對FSS地球站的干擾場景。

3.5 GHz頻段上的5G系統主要用于廣域覆蓋，故3.5 GHz頻段上5G系統基站均采用三扇區宏站，蜂窩組網。共存研究時，5G基站與FSS地球站部署在同一地理區域，假設存在一個FSS地球站，5G系統基站呈環狀部署在地球站周圍［3］，其共存拓撲模型如圖1所示。其中，Dprotection表示兩系統共存時所需的保護距離，Dintersite表示兩個基站之間的距離。

單個5G系統基站發射機對FSS地球站的干擾模型如圖2所示。其中，O為FSS地球站所在位置，OP為地球站主軸方向，A為5G基站發射天線所在位置，AO為5G基站發射機對FSS地球站的干擾方向；α為地球站天線主軸與其在水平面的投影構成的角度，即地球站的仰角；5G5-gs1-x1.gif為干擾方向與地球站主軸方向的空間離軸角［4］。

1.2 干擾分析方法

5G系統基站對FSS系統主要考慮同頻干擾和鄰頻干擾［5］。具體造成干擾的程度主要取決于FSS地球站的仰角、所接收到的5G系統的集總干擾功率等。

若只考慮一個5G基站的干擾時，則地球站接收到的干擾功率可由式（1）計算：

其中，IIMT為FSS地球站接收機輸入端接收到的1 MHz帶寬內的干擾功率（dBm），PIMT為5G系統基站每MHz帶寬的發射功率（dBm），GIMT（γ，β）為5G系統基站的天線增益（dB），GFFS（5G5-gs1-x1.gif）為FSS地球站接收天線增益（dB），L（f，d）為大范圍的路徑損耗（dB），CL（d）為周圍物體的散射損耗（dB），ACLR為鄰信道泄露比（dB）。

5G系統基站對FSS地球站的集總干擾可由式（2）計算：

其中，Iagg為到達衛星地球站接收機輸入端的集總干擾功率譜密度（dBm/MHz），In為第n個5G基站對衛星地球站的干擾功率譜密度（dBm/MHz）。

（1）5G系統天線模型

5G系統將使用大規模多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）天線，大規模MIMO天線利用其波束賦形技術可以形成方向性極強的窄波束，從而在目標方向波束增益最大，而在干擾和無用方向產生零陷，增益最小［6-7］，天線模型參考ITU-R M.2101建議書［8］。

（2）FSS地球站接收天線模型

衛星地球站天線的增益與離軸角的關系參考ITU-R S.465建議書［9］，如式（3）、式（4）所示：

（3）傳播模型