Berbagi Spektrum Lintas Layanan Terestrial dan Non-Terestrial di Pita Menengah Atas FR3

Studi ray tracing interferensi gNB 6G terhadap satelit incumbent di pita 7-24 GHz

Paolo Testolina; Ergest Beshaj; Michele Polese; Tommaso Melodia· 2026· DOI 10.48550/arXiv.2606.13511

Masalah inti

Pita frekuensi antara 7 dan 24 GHz, yang dikenal sebagai pita menengah atas atau Frequency Range 3 (FR3), sedang dipertimbangkan sebagai pemungkin jaringan seluler Generasi Ke-6 (6G). Bagian spektrum ini menunjukkan karakteristik propagasi yang berbeda dibandingkan frekuensi di atas 24 GHz, sekaligus menawarkan potensi alokasi bandwidth yang lebih besar bagi sistem seluler daripada yang tersedia di rentang sub-6 GHz. Namun, teknologi dan kebijakan spektrum 6G perlu menjamin koeksistensi dengan incumbent yang telah menggunakan pita frekuensi ini, termasuk berbagai layanan dari radiolokasi hingga komunikasi berbasis satelit, penginderaan jauh, dan radioastronomi. Makalah ini membahas tantangan koeksistensi antara sistem terestrial 6G dan satelit incumbent di berbagai bagian pita FR3. Penulis mencatat bahwa meskipun FR3 menawarkan propagasi dan bandwidth yang menarik, keberadaan layanan incumbent menciptakan lingkungan interferensi yang kompleks yang harus dikelola dengan hati-hati. Studi ini berfokus pada interferensi yang dihasilkan oleh Next Generation Node B (gNB) terestrial terhadap satelit pada berbagai sudut elevasi, menggunakan model penerapan urban yang realistis.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa sidelobe dan jalur Non-Line-of-Sight (NLoS) dapat berkontribusi signifikan terhadap RFI ke satelit. Bahkan ketika jalur LoS langsung terhalang, refleksi dan difraksi dapat menyebabkan tingkat interferensi yang tidak dapat diabaikan. Studi ini menemukan bahwa interferensi sangat bergantung pada sudut elevasi satelit: sudut elevasi yang lebih rendah cenderung mengalami interferensi lebih tinggi karena jalur yang lebih panjang melalui lingkungan urban dan kemungkinan kontribusi NLoS yang meningkat. Distribusi spasial gNB juga memainkan peran kunci dalam menentukan tingkat RFI. Kluster gNB dapat menciptakan titik panas interferensi lokal, sementara distribusi yang lebih merata dapat mengurangi interferensi puncak. Penulis mengkuantifikasi tingkat RFI untuk berbagai skenario dan membandingkannya dengan kriteria perlindungan tipikal untuk layanan satelit. Hasilnya menunjukkan bahwa dalam beberapa kasus, interferensi dapat melampaui ambang batas, menyoroti kebutuhan teknik mitigasi seperti beamforming, kontrol daya, atau zona eksklusi. Makalah ini juga menunjukkan bahwa direktivitas antena gNB sangat penting: meskipun berkas utama biasanya diarahkan ke tan

Pita frekuensi antara 7 dan 24 GHz, yang dikenal sebagai pita menengah atas atau Frequency Range 3 (FR3), sedang dipertimbangkan sebagai pemungkin jaringan seluler Generasi Ke-6 (6G). Bagian spektrum ini menunjukkan karakteristik propagasi yang berbeda dibandingkan frekuensi di atas 24 GHz, sekaligus menawarkan potensi alokasi bandwidth yang lebih besar bagi sistem seluler daripada yang tersedia di rentang sub-6 GHz. Namun, teknologi dan kebijakan spektrum 6G perlu menjamin koeksistensi dengan incumbent yang telah menggunakan pita frekuensi ini, termasuk berbagai layanan dari radiolokasi hingga komunikasi berbasis satelit, penginderaan jauh, dan radioastronomi. Makalah ini membahas tantangan koeksistensi antara sistem terestrial 6G dan satelit incumbent di berbagai bagian pita FR3. Penulis mencatat bahwa meskipun FR3 menawarkan propagasi dan bandwidth yang menarik, keberadaan layanan incumbent menciptakan lingkungan interferensi yang kompleks yang harus dikelola dengan hati-hati. Studi ini berfokus pada interferensi yang dihasilkan oleh Next Generation Node B (gNB) terestrial terhadap satelit pada berbagai sudut elevasi, menggunakan model penerapan urban yang realistis.

Penulis menggunakan model 3D berskala besar dari penerapan terestrial di Kota Boston dan solusi ray tracing sumber terbuka untuk mengevaluasi tingkat Radio Frequency Interference (RFI) yang dihasilkan puluhan gNB terestrial terhadap satelit pada berbagai sudut elevasi. Model ini didasarkan pada obstruksi, clutter, difraksi, dan refleksi yang realistis, memberikan karakterisasi terperinci lingkungan propagasi. Pengaturan simulasi mencakup beberapa gNB yang tersebar di wilayah urban, dan ray tracing menangkap jalur line-of-sight (LoS) maupun non-line-of-sight (NLoS), serta emisi sidelobe dari antena gNB. Studi ini mempertimbangkan satelit pada berbagai sudut elevasi untuk menilai bagaimana interferensi bervariasi dengan geometri tautan terestrial-ke-satelit. Penggunaan ray tracing memungkinkan evaluasi presisi komponen multipath dan kontribusinya terhadap interferensi keseluruhan. Metodologi ini dirancang agar dapat direproduksi dan memanfaatkan alat sumber terbuka, memastikan transparansi dan memfasilitasi penelitian lebih lanjut. Parameter kunci meliputi jumlah dan lokasi gNB, pola antena, daya pancar, dan posisi orbit satelit. Penulis juga menganalisis dampak distribusi spasial gNB terhadap tingkat RFI, yang menunjukkan bahwa desain dan operasi penerapan terestrial yang cermat dapat menciptakan peluang koeksistensi.

Temuan ini menunjukkan bahwa koeksistensi antara sistem terestrial 6G dan satelit incumbent di pita FR3 dapat dilakukan tetapi memerlukan desain dan operasi yang cermat. Kontribusi signifikan dari sidelobe dan jalur NLoS menyiratkan bahwa mitigasi interferensi tradisional yang hanya mengandalkan penghindaran LoS tidak memadai. Penulis berargumen bahwa kombinasi teknik, seperti berbagi spektrum dinamis, desain antena canggih dengan sidelobe yang berkurang, dan koordinasi spasial penerapan gNB, dapat membantu memitigasi interferensi. Distribusi spasial gNB muncul sebagai faktor kunci: dengan menempatkan gNB secara strategis dan mengendalikan daya pancarnya, mungkin dapat menciptakan peluang koeksistensi tanpa mengorbankan cakupan terestrial. Makalah ini juga menyoroti kebutuhan kerangka regulasi yang memperhitungkan karakteristik propagasi unik pita FR3 dan keberadaan berbagai layanan incumbent. Penggunaan ray tracing dan model 3D realistis disajikan sebagai alat yang berharga untuk menilai interferensi dan menginformasikan kebijakan. Penulis menyimpulkan bahwa penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengeksplorasi strategi mitigasi dan memvalidasi temuan di lingkungan lain. Secara keseluruhan, studi ini memberikan analisis komprehensif tentang tantangan interferensi dan menawarkan wawasan untuk desain jaringan 6G masa depan yang hidup berdampingan dengan layanan satelit.

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…