面向6GHz试验的动态频谱共享（DSS）干扰建模与评估

当中国成为全球首个批复6G试验频率的国家，6425-7125MHz的U6G频段被推上技术验证的前沿。这片“黄金频谱”并非空置——卫星地球站、点对点微波链路等既有业务早已在此运行多年。动态频谱共享(DSS)技术使5G-A/6G系统能够与这些存量业务共存，但其核心前提是对干扰的精确建模与评估。在6GHz频段，建模的复杂性远超传统Sub-6GHz共享场景：更高的频率带来更陡峭的传播衰减，更宽的带宽引入更复杂的聚合干扰机制，而移动无人机等新形态设备的加入，使干扰场景从静态变为动态。

干扰建模的物理基础与关键参数

干扰模型的本质是预测发射机对接收机产生的额外噪声功率。在6GHz频段的DSS场景中，干扰链路需要同时考虑三个层次的物理因素。

**路径损耗模型**是干扰计算的第一层。6GHz信号的传播特性介于传统Sub-6GHz与毫米波之间：绕射能力弱于2.6GHz，但强于28GHz。3GPP TR 38.901中定义的UMi(城市微小区)和UMa(城市宏小区)模型在6GHz频段仍适用，但需要修正穿透损耗参数。中国信通院的测量研究表明，6GHz信号穿透混凝土外墙的损耗约为28dB，比3.5GHz高出8-10dB。这意味着室外基站对室内卫星地球站的干扰风险相对较低，但视距路径上的干扰仍不可忽视。

**天线辐射特性**是第二层关键因素。卫星地球站配备高增益定向天线，其波束指向距地约35,786公里的静止轨道卫星，对来自地平面方向的信号极度敏感。干扰计算需同时考虑发射天线的离轴辐射和接收天线的旁瓣响应。ITU-R S.465-6标准给出了地球站天线参考方向图，旁瓣增益在离轴角超过10°后以25-35dB/decade的速率下降。基站天线的下倾角配置则决定了有多少能量向水平甚至向上方向辐射——这是干扰控制的重要工程杠杆。

**聚合干扰效应**是6GHz DSS建模中最复杂的维度。单个基站的发射功率有限，但当一片区域内密集部署的数十甚至数百个基站同时工作时，它们在卫星接收机输入端产生的噪声功率累加起来，可能远超单站贡献。美国联邦通信委员会在6GHz频段规则制定中明确提出，聚合干扰是评估频段内免许可设备与既有业务共存可行性的核心指标。聚合干扰的计算需要对区域内所有潜在干扰源的空间分布、发射功率谱密度和活动因子进行统计分析，蒙特卡洛仿真成为标准工具。

面向不同场景的干扰评估框架

6GHz频段的DSS干扰评估需要根据具体场景选择不同的建模方法。

**静态场景**以固定卫星地球站与周边蜂窝网络的共存为代表。评估方法基于地理空间数据库，首先确定地球站的位置坐标、天线指向、接收机噪声系数和保护准则(典型为I/N ≤ -10dB，即干扰功率不超过接收机噪声功率的十分之一)。然后查询周边半径数公里内所有基站的位置、天线高度、发射功率和扇区方向。逐站计算干扰路径损耗，累加聚合干扰功率。如果聚合干扰超出保护门限，需识别主要贡献基站并制定缓解措施——降低发射功率、调整天线下倾角、或在地球站周边划设“协调区”禁止新基站部署。

**动态场景**则针对无人机中继、车载基站等移动发射设备。IEEE TON期刊2023年发表的SwarmShare框架给出了系统性的解决方案。该框架的创新在于采用数据驱动的三阶段方法：初始功率强制确保基础兼容性，离线数据集引导的在线功率适配根据实时环境调整发射，强化学习模块则在缺乏精确信道信息的条件下优化无人机轨迹和功率分配。仿真结果表明，SwarmShare可将无人机群对既有系统的聚合干扰有效控制在目标阈值以下。

**室内-室外混合场景**是6GHz频段最具规模的应用场景。Wi-Fi 6E/7设备将在室内大量部署，其发射功率虽低，但密集程度可能极高。WInnForum的报告指出，当前的6GHz共享机制基于“慢速动态”频谱接入，次用户对既有业务变化的响应时间为24小时量级。而面向6G的“高度动态频谱共享”要求将响应时间压缩至秒级，这需要专用感知、基站侧感知和混合模型的协同。

干扰建模的先进方法

传统干扰评估高度依赖传播模型，但模型预测与实测之间总是存在偏差。WInnForum的报告提出了闭环干扰报告机制，通过终端设备实际测量并上报干扰水平，反向修正传播模型参数，从而逐步减少对模型的依赖。

论文提出的异构自动频率协调网络为6GHz频段的精准干扰管理提供了新的架构。其核心创新在于选择性软信息融合方案：频谱感知信息并非全部上报至中央协调器，而是在边缘节点进行预处理，仅上传关键统计量。数学推导和仿真结果均显示，该方案在保持检测性能的同时显著降低了协调器的计算负载。

建立6GHz频段DSS干扰评估模型的工程意义体现在三个层面。**合规性验证**是基础层面，通过仿真证明干扰风险可控，是申请试验频率和获取型号核准的前置条件。**缓解策略优化**是操作层面，利用模型可定量评估不同缓解措施的收益，在保证频谱利用率的前提下选择成本最优方案。**标准制定参考**是宏观层面，中国6GHz频段的技术试验数据将为国际电联制定全球共享规则提供中国方案。

6GHz频段的动态频谱共享，本质是一场“存量与增量”的精细化博弈。精确的干扰模型是在博弈中找到平衡点的核心工具。当仿真结果中的聚合干扰曲线稳稳落在保护门限之下、当协调区的划设既保护了既有业务又不至于过度浪费频谱资源时，意味着动态频谱共享已经完成了从理论到工程的关键跨越——而这正是6GHz试验频段技术验证的重要使命之一。