Radiospektrum i markarenan - Geografisk återanvändning och bredbandigt frekvenshopp

Författare:

  • Patrik Eliardsson
  • Erik Axell
  • Peter Johansson

Publiceringsdatum: 2025-04-29

Rapportnummer: FOI-R--5743--SE

Sidor: 44

Skriven på: Svenska

Forskningsområde:

  • Ledningsteknologi

Nyckelord:

  • radio
  • spektrum
  • frekvens
  • spektrumdelning
  • tidsdelning
  • interferens
  • frekvenshopp

Sammanfattning

Det elektromagnetiska spektrumet som kan användas för radiokommunikation är en begränsad resurs och efterfrågan på radiospektrum från både civila och militära användare ökar ständigt med nya tjänster som ställer krav på trådlös dataöverföring. Med en växande armé är det inte möjligt att göra konfliktfri frekvenstilldelning till alla Försvarsmaktens radiosystem. Eftersom behoven av frekvensspektrum överskrider tillgängliga resurser krävs någon form av delning (eng. sharing) av det tillgängliga frekvensutrymmet. Det finns olika tillvägagångssätt för delning av frekvensutrymme, exempelvis genom geografisk återanvändning eller tidsdelning. Målet med denna rapport är att visa vid vilka avstånd geografisk frekvensåteranvändning är möjlig och vid vilka avstånd det finns risk för frekvenskonflikter samt hur det inverkar på störsändares möjlighet att påverka sambandsförmågan. Målet är även att redovisa vinster med geografisk återanvändning och tidsdelning av frekvenser i form av t.ex. ökad teoretisk datatakt. Om radiosystem är nära varandra, så att det kan uppstå kraftig interferens mellan dem, är det ofta bättre att använda tidsdelning. På längre avstånd är det mer fördelaktigt att använda samma frekvensutrymme samtidigt. Vilken strategi som är bäst då systemen utsätts för fientlig störning beror även på mottagen störeffekt. Denna rapport visar att det minsta avståndet mellan två interfererande radiosystem, som krävs för att undvika prestandaförluster, är beroende av systemens design, t.ex. frekvensområde och krav på datatakt eller signalkvalitet. Analyserna visar att det nödvändiga avståndet mellan två radiosystem för geografisk återanvändning av radiospektrum är ca 2-5 gånger större än kommunikationsavståndet inom respektive nät. För frekvenshoppande radiosystem är enbart ortogonalt frekvenshopp inte tillräckligt för att interferensen mellan två radiosystem som tillhör olika nät ska bli tillräckligt liten vid samgruppering. Det krävs ytterligare frekvensseparation mellan frekvenserna som momentant används om radiosystemen ska kunna samgrupperas i närheten av varandra. Att återanvända samma frekvensspektrum i olika geografiska områden bedöms nödvändigt för att uppfylla sambandsbehoven i Försvarsmakten. Återanvändning av frekvensspektrum skapar en oundviklig risk för frekvenskonflikter som måste kunna hanteras, med antingen metod eller teknik. Denna studie har i huvudsak betraktat enskilda länkar, men inte tagit hänsyn till redundans och robusthet som införs i övre lagers protokoll. Inverkan på störskydd i relation till hur det tillgängliga frekvensutrymmet delas på bästa sätt mellan radionät med hänsyn till länk- och nätprotokoll bör studeras vidare.