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軟銀公司成功演示 HAPS + 地面基站頻譜共享的波束零陷技術

2024-06-28科學

軟銀公司(SoftBank Corp)在日本北海道台岐町的北海道航天發射場成功進行了一次實地試驗,使用了該公司為高空平台站(HAPS)平流層無線通訊系統開發的圓柱形天線。

該試驗成功展示了利用波束零陷技術 實作 HAPS 與地面基站之間的頻譜共享。軟銀目前正在進行基礎技術的研發,目的是提供使用 HAPS 的穩定、高質素的通訊網絡。

此次實地試驗是軟銀為加強 HAPS 通訊技術而開展的研發活動的一部份。此次試驗中使用的部份技術正在申請專利。

此次實地試驗的部份內容基於 "空中平台使用 CPS 的動態區域最佳化技術"(JPJ012368C05701) 研究專案,該專案於 2022 年被日本國家資訊通訊技術研究所("NICT")選中並委托開展 "超越 5G 研發推廣專案"。

軟銀正在進行頻譜共享研發,以便部署 HAPS 和地面基站使用相同頻率的通訊服務。雖然為 HAPS 和地面基站分別分配專用頻率可以消除無線電波幹擾,並提供高質素的通訊網絡,但這也意味著要利用有限的多個頻率。

因此,軟銀正在考慮使用圓柱形天線作為 "服務鏈路 "的天線,以處理 HAPS 和通訊器材之間的數據收發,並正在開發一種波束零陷技術,該技術可顯著抑制指定方向的輻射波發射,從而抑制幹擾。

透過防止幹擾,可以實作 HAPS 與地面基站之間的頻譜共享,從而有效利用頻譜。

圖 1:使用波束零陷技術實作 HAPS 與地面基站之間的頻譜共享。

在此次實地試驗中,軟銀公司將一個地面基站置於一個配備圓柱形天線的高空系留航空器 ("機載基站")的通訊區域內。流動通訊器材 A 放置在機載基站的通訊區域內,而流動通訊器材 B 則放置在地面基站通訊區域內地理位置較近的地方。

機載基站和地面基站使用相同的頻率,流動通訊器材 A 和流動通訊器材 B 的通訊速度根據是否采用波束零陷技術進行測量。此外,在根據有無波束零陷技術比較通訊速度時,停止了來自機載基站的無線電波,並在沒有地面基站無線電波幹擾的環境中測量了流動通訊器材 B 的通訊速度。

此外,透過套用波束零陷技術,減少了兩個基站之間的幹擾,並證實當空中基站的無線電波停止以防止幹擾時,流動通訊器材 B 的通訊速度與無無線電幹擾環境下的通訊速度相同。

這次實地試驗證實了在實際室外環境中利用波束零陷技術在機載基站和地面基站之間共享頻譜的可行性和有效性,是在使用現有基站和 HAPS 的網絡中有效利用頻譜方面取得的一項重大成就。

軟銀將繼續利用此次實地試驗獲得的知識和數據,努力實作 HAPS 的實際套用和頻譜的有效利用。

圖 2:實地試驗中使用的高空系留氣球和圓柱形天線。

圖 3:現場試驗結果範例