1.研究背景

近年来，随着卫星互联网热潮兴起，ITU相继收到大批NGSO卫星网络资料申请，呈现出大规模NGSO星座系统快速发展的趋势。同时，以美国Starlink和OneWeb为代表的NGSO卫星互联网星座已进入快速部署阶段。此时，大规模星座系统不仅仅像以往只是落实到纸面上，而是覆盖全球规模的系统部署状态已基本成为现实。轨道和频率是通信卫星能够正常运行的先决条件，不断增加的NGSO大规模星座系统，会对使用相同频率的其他NGSO星座系统造成潜在干扰，最终导致更严峻的频率轨道资源分配问题。因此，在NGSO星座系统规划设计前开展干扰分析已经成为卫星网络建设的重要环节。

由于GSO系统的链路空间位置相对固定，与GSO系统的干扰分析研究时间长，目前频率协调规则相对成熟，技术标准清晰，干扰模式、分析方法、保护机制相对统一。例如OneWeb提出的渐进倾斜技术，通过隔离角的方式消除对高轨卫星的干扰。但是，NGSO星座系统之间的干扰场景十分复杂，干扰行为实时变化，传统的干扰建模场景和评价体系难以刻画NGSO星座间的干扰。目前国际电联正在开展议题研究，探讨仿真场景和干扰评估方法处于初级阶段，大多为针对特定干扰场景的系统参数开展干扰仿真分析，一旦改变低轨星座场景特性，则需要重新分析。因此迫切需要建立低轨星座系统之间统一的频率兼容评价体系。

在目前实践中，NGSO系统间频率干扰分析通常参考NGSO星座与静止轨道卫星的分析方法，采用链路级干扰评价指标作为判断有害干扰的标准，但对于存在多链路的星座系统，单链路级的指标不能够全面反映整个系统受干扰程度。本文在容量损失评估指标这一系统级干扰评估方法相关研究的基础上，通过引入自适应编码和调制后的频率利用效率参考值，构建多链路系统容量评估方法，在不同规避措施，例如空域隔离角、地面站地理隔离条件下，给出了混合构型星座间干扰仿真结果，并针对性地提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

2.文章梗概

NGSO星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰，但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题，设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度，并对混合构型NGSO星座系统间容量损失概率分布进行了建模仿真。在典型星座共存场景下，若大规模星座主动采取空间隔离干扰规避措施，最大系统容量损失将从35%降低为0；若小规模星座主动采取相同规避措施，最大系统容量损失将从78%恶化为100%。结果表明，随着星座规模增大，主动规避措施可有效缓解频率干扰带来的容量损失，反之当星座规模减小，主动规避措施会增加链路中断风险，造成系统容量恶化。最后，针对性提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

3.总结与展望

本文以容量损失作为评价星座系统间同频干扰分析的系统级干扰评估指标，依据ITU-R公布的卫星网络资料参数对星座系统间同频干扰场景进行了建模，通过采取不同的规避措施对容量损失进行了评估。最后，给出了大、中、小规模星座系统干扰规避的策略建议。

针对小规模星座系统，当小规模星座系统主动规避大规模星座系统时，会对小规模星座系统的容量造成较大损失，甚至会导致无法连续覆盖，产生断链场景。但反过来，若大规模星座系统采取规避措施，不但不会对自身的容量造成损失，小规模星座系统的性能也会比不采取任何规避措施时有所提升。

针对卫星数量较多、能够满足多重覆盖的大规模和中规模星座系统，建议两个星座系统间进行频轨协调时，需知晓对方卫星系统星历、链路参数，主动采取规避措施，这能够保证自身系统容量性能不受损失。

针对地面站，不同NGSO星座系统地面站采取一定的隔离间距，能够保证自身系统容量性能不受损失。同时，提升地面站点部署数量，对于减缓容量损失有积极作用。

二、作者简介

彭菲，中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部高级工程师，研究方向为无线电频率轨道资源兼容共用。

刘慧梁，中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部高级工程师，研究方向为卫星通信系统设计、频率兼容性分析及建模仿真。