6G试验频率6425至7125 MHz的EEIRP要求

上一篇我们了解了6G试验频段6425-7125 MHz的同频业务，其中包括工作在6425-7075MHz频段的FSS（地对空）业务，今天我们就来看一下针对这段业务的保护要求。

01、EEIRP的定义

首先，对于EIRP的概念，我们在前面反复讲过，等效全向辐射功率。在ITU-R和3GPP中，两个英文名称略有不同，但意思是一样的：

ITU-R：（e.i.r.p.） equivalent isotropically radiated power；3GPP：（EIRP）Effective Isotropic Radiated Power；

那么，EEIRP是什么意思呢？

EEIRP：Expected EIRP 期望EIRP

期望EIRP的内涵又是什么呢？实际上就是平均EIRP。那为什么要定义这个指标，又该如何平均呢？

先来看下面这张图，无论基站处于什么样的倾角范围，正或者负（下图中为负倾角，即向下倾斜），其辐射形成的上半球面，都会对FSS的上行产生干扰，当基站的倾角为正时，这个干扰一定会更大。

所以定义了一个在球面不同正角度θ范围EEIRP的谱密度要求如下表，其中θ为球面点到球心的连线与水平面的夹角，范围从0°～90°：

垂直角度范围 θHLi ≤ θ < θHHi	期望的e.i.r.p. （dBm/MHz）
0° ≤ θ < 5°	27
5° ≤ θ < 10°	23
10°≤ θ < 15°	19
15°≤ θ < 20°	18
20°≤ θ <30 °	16
30°≤ θ < 60°	15
60°≤ θ ≤ 90°	15

如下图所示的带状区域，即在水平角度φ（-180°~+180°）及某个θ角范围（根据上表），EEIRP就是要考察这个带状区域范围内的平均EIRP的值是否满足上表中对应的限值要求，如下图所示。所以总共需要测量并计算得到7个蓝色带状区域的平均EIRP的数值。

那么从下到上，考虑到对卫星的上行干扰，随着垂直角度θ不断增加，限值就变得越来越严，如下图所示：

02、EEIRP的计算方法

EERIP的离散化计算公式如下：

其中，

所以替换一下，得到下面的式子：

注意，以上所有EIRP的数值都是要取线性单位，再进行平均的。下面这张图再把式中的两个角度详细说明一下：φ是水平方向的夹角，范围是-180°到+180°；θ是垂直方向的夹角，也可以叫仰角，范围从0°到90°，但θ被划分了7个区域范围，要分别进行计算。

接下来最重要的就是M和N的取值，也就是采样的间隔了。对于仰角（即垂直）方向上的采样间隔，由于某些仰角区间的角度范围非常有限，尤其是前四个区间，每个区间仅有5度的角度范围，为确保EEIRP在仰角方向上的测量精度符合WRC-23决议的要求，3GPP RAN4一致同意采用1度作为仰角方向上的采样步长；对于方位角方向上的采样步长，RAN4同意采用与5G毫米波基站TRP测量类似的方法。具体间隔如下：

其中l为波长，D用下式计算，w和h分别为IMT基站阵列天线的宽和高：

03、不同波束的考虑

说到上面貌似应该已经结束了，实则不然。在ITU-R的决议中，还要针对给定水平和垂直控制角度范围内的AAS基站，对N个波束成形方向(αn, βn) n = 1 ... N进行充分采样，来准确评估期望e.i.r.p.。波束成形方向(αn, βn)在IMT基站的控制范围内具有均匀的角度分布。即：

其中，wn指的是第n个波束成形方向的权重，假设N个均匀等间距波束分别位于方位角和仰角上，并且每个波束覆盖相等的角度范围，则wn= 1/N。所以对于基站厂家来说，需要声明符合期望e.i.r.p.限值的一组基站配置，并且在真实场景的使用中也须在这些配置之一中使用该基站。对于测试而言，最严格的做法是，对基站生成的所有波束的EEIRP进行平均。

但3GPP认为：这种方法不切实际，会导致过高的测试工作量。因此RAN4通过评估，给出了一个简化的测量方法：使用基站的最大载波功率以及所支持的最窄波束，从而产生最大EIRP。但即便是这样，由于基站天线阵列包含大量阵元，在转向范围内可以生成的窄波束数量也很大。

所以具体如何选择呢？通过Huawei、ZTE、Nokia、Ericsson厂家的仿真结果，RAN4决定采用21个beam来进行平均，如下图所示：在5×5网格中去掉四个角波束（即25 – 4 = 21）构成的21个波束的配置，用于一致性测试的测试波束集。