工程15（2022）6新闻亮点美国监管机构就5G部署和飞机安全问题发生冲突米奇·莱斯利高级技术作家2021年底，美国无线公司将大幅提高其第五代（5G）网络的性能。尽管他们自2019年以来一直在提供5G服务，但他们在电磁频谱中传输数据，这些电磁频谱通常不快于第四代（4G）或提供有限的覆盖范围[1，2]。2021年12月5日，AT T和Verizon这两家最大的公司计划扩展到C波段，这是一系列中频频率，通常被称为但是，改进的5G服务的首次亮相遇到了严重的动荡，因为担心C波段传输会干扰一种称为无线电高度计的飞机仪器，该仪器测量飞机由于无线公司、航空公司和两个美国政府机构--联邦通信委员会（FCC）和联邦航空管理局（FAA）--就风险问题争论不休，推出推迟了近两个月[4]。负责监管电信的联邦通信委员会确信5G不会构成危险。但负责监管飞机安全的美国联邦航空局非常担心，就在重新安排的5G部署开始前六天，它禁止飞行员进出100个机场使用依赖无线电高度计的系统，包括一个在能见度差时帮助飞机降落的系统。无线公司最终于2022年1月19日推出了升级的5G服务。但他们也同意在六个月内不打开50个机场3.2公里（2英里）范围内的C波段塔，包括洛杉矶，纽约市，芝加哥和迈阿密的繁忙设施。这一暂停使研究人员、监管机构、航空公司和无线行业能够收集数据并探索潜在的解决方案。然而，专家警告说，冲突的长期解决方案可能需要数月或数年的时间[7，8]。 他们补充说，这场争端提供了一个警告，即在日益拥挤的频谱上进行分配的困难。美国印第安纳州圣母大学电气工程教授J·尼古拉斯·兰尼曼说：“我们将看到更多这类冲突。”“我们能否利用它们来开发新技术和政策选择，并就允许不同用途的解决方案进行谈判，更好地共存？当美国无线公司推出5G服务时，他们坚持使用低于1千兆赫（GHz）的低频段频谱和毫米波频段，该频段介于24和300 GHz之间[2，9，10]。但Fig. 1.像这样的5G塔现在正在以接近飞机高度计使用的频率进行传输。将服务扩展到这些频率为手机用户提供了更好的性能，但可能会干扰某些高度计的正常功能。Credit：Fabian Horst（CC BY-SA 4.0）.这两种选择对5G用户都有限制。由于带宽较窄，低频段信号可能不会比4G长期演进（LTE）更快，而毫米波频段的传输可能会在几个城市街区（0.4-0.6 km）后消失这就是为什么这些公司愿意在2021年支付810亿美元来获得C波段的运营权，C波段允许比低波段频谱更宽的带宽，从而实现更快的性能，以及比毫米波频率更大的范围[2，11]。然而，飞机无线电高度表已经使用C波段，发送和接收4.2和4.4GHz之间的信号[2]。无线电高度表并不是飞机高度数据的唯一来源，但它通常是760米以下最重要的数据来源（图1）。（2）[12，13]。此外，它还向十几个系统提供数据，这些系统警告飞行员他们离地面太近，帮助他们以正确的方向起飞，在着陆后启动推力反向器以减慢飞机速度，并控制其他功能[13，14]。干扰可能导致高度表提供错误的读数或空白，这两种情况都可能是危险的，特别是在低能见度着陆时[14]。干扰可能会影响客机、私人飞机和货机，以及直升机和军用飞机。为了抑制潜在的干扰，FCC允许无线公司仅在3.70和3.98 GHz之间传输，从而创建了220 GHz的https://doi.org/10.1016/j.eng.2022.06.0022095-8099© 2022 THE CONDUOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/engM. 莱斯利工程15（2022）67图二. (a)无线电高度表在飞机处于低空时非常重要，特别是在低能见度条件下着陆时。(b)飞机驾驶舱内的平视显示器将飞行高度和空速等关键飞行信息投射到飞行员视线范围内的屏幕上。它是依赖无线电高度计的系统之一，可能会受到5G干扰。Credits：Vincent Albos（CC0）; Jobalki（CC BY-SA 3.0）.兆赫（MHz）缓冲器，称为保护带[15]。该波段是飞机制造商波音公司建议的两倍[15]。为了提供额外的保护，高度计通常采用波段滤波器来筛选可能产生干扰的相邻频率[12]。其他40多个已经在C波段开通5G的国家采取了各种预防措施来防止干扰。例如，英国只允许C波段传输高达3.8 GHz，因此创建了400MHz的保护频带，大约是美国的两倍[16]。英国政府还进行了理论分析，得出的结论是，在允许范围内的5G传输不会干扰高度计，总部位于伦敦的技术咨询组织Access Partnership的首席技术官William Webb表示。然而，韦伯说，英国政府并没有要求进行飞行测试，也没有限制机场周围的5G塔。其他国家则采取了更为激进的措施。法国和加拿大分别要求400和500 MHz的保护频段，并在限制5G传输的主要机场周围建立缓冲区[16，17]。例如，在加拿大的26个机场，9140米范围内禁止使用室外5G基站每一条跑道的每一侧和每一端的2.1公里范围内[18]。为了引导5G波束远离飞行中的飞机，加拿大还要求传输塔向下倾斜[18]。在部署5G服务之前，加拿大并没有要求进行真实世界的试验来检查飞行期间的干扰，但这些试验正在进行中。法国和挪威在其服务推出后进行了此类研究，并没有发现直升机和客机上的高度计受到干扰[19]。然而，正如一篇文章所说，只有在美国，一个政府机构才专家们谴责这种分歧是如何发展出来的.韦伯说：“这是一个完全失败的过程。”“没有理由这件事不应该在很久以前就解决。”美国华盛顿大学电子和计算机工程副教授克里斯·鲁德尔说，这也是昂贵的美国在5G部署方面已经落后于许多国家，因此任何进一步的中断都会对经济和竞争产生巨大的FAA承担了大部分责任，并被指控夸大风险，其管理员于2022年3月辞职[21，22]。Rudell说，充分的证据表明5G是安全的。欧洲大部分地区、中国和世界其他大部分地区他说：“我认为这是不可能的。“我坐飞机会很舒服一架飞机飞过了一个基站但是，网络安全教授、该组织执行董事路易斯·达席尔瓦（Luiz DaSilva）位于美国弗吉尼亚州阿灵顿的弗吉尼亚理工大学的联邦网络倡议组织说，他理解联邦航空局的反应。他们非常谨慎，但在这里你不能容忍太大的风险。即使风险是百万分之一，也是不可接受的。Laneman说，一个挑战是FAA没有足够的信息来评估风险。他说，该机构需要知道正在使用的高度计型号，每种型号的普遍程度，以及它们如何响应5G C波段传输。然而，FAA因此，“当时没有人能做详细的风险分析，”Laneman说。专家表示，FAA、FCC、无线和航空业现在正在更好地合作，并正在收集更多关于5G影响的数据。正在进行的测试包括实验室分析和现场试验，以确定飞机在靠近活跃的5G塔时是否会受到干扰。使用来自无线供应商和航空电子公司的数据，FAA也一直在检查哪些高度表容易受到干扰[23]。该机构已经批准了高度计发现在超过90%的美国飞机上，允许它们在低能见度条件下降落在可能受到5G干扰的机场。然而，研究还显示，一些高度计没有过滤掉干扰频率，可能会被5G干扰[25]。这些设备要么缺乏过滤器，要么过滤器不充分，不要筛选出正确的频率。达席尔瓦说：“这不是全部，但百分比还不清楚。”为什么在这些测试中发现了这些不足之处，而在其他国家的测试中却没有发现，目前还不清楚。哪些步骤将在保护飞机安全的同时实现快速的5G服务仍不确定。需要解决的一个问题是如何处理不适当的高度计。FAA计划为这些设备制定新的标准，但规则要到2023年才能准备好。更换不合格的高度表可能会花费数亿或数十亿美元，谁来支付升级费用尚不清楚。另一个问题是，某些机场附近的5G传输限制是否应该继续。无线公司只同意在2022年7月之前削减服务，这些限制损害了包括纽约市和洛杉矶在内的一些城市的大量人群的5G服务。Laneman说，随着FAA、FCC和无线行业制定出5G的最佳方法，他们还需要考虑如何解决下一个关于频谱分配的争议。‘‘It is veryimportant that we take a collaborative, scientific, and data-drivenapproachM. 莱斯利工程15（2022）68引用[1] 海尔韦尔河为什么5G会导致航班取消？纽约市：Vox; 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