當(dāng)前，全球頻譜資源稀缺，無(wú)論星上還是地面頻譜資源稀缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，限制了網(wǎng)絡(luò)性能。經(jīng)頻譜狀態(tài)實(shí)測(cè)，頻譜利用率普遍低，很多頻段上的頻譜利用率甚至不到5%，可見(jiàn)現(xiàn)有的頻譜管理模式存在疏漏。

　　葛寧認(rèn)為，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，亟需提升資源利用率。隨著星地不斷集成，星地頻譜共享網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)星地資源共享，能夠?qū)�共存系統(tǒng)有限資源聯(lián)合優(yōu)化。同時(shí)，降低混合共信道干擾頻譜共享會(huì)帶來(lái)的衛(wèi)星與地面層內(nèi)及層間混合共信道干擾，合理的星地頻譜共享方法可以提升網(wǎng)絡(luò)抗干擾性能。

　　在全球，頻譜的共享引起了廣泛關(guān)注。WRC-19在相關(guān)決議中明確提及在S頻段星地頻譜共享的可能性以及需要采取的技術(shù)和操作措施，為我國(guó)發(fā)射的天通一號(hào)衛(wèi)星在S頻段和地面頻譜共享合法的使用頻率提供了保障。

　　葛寧表示，首先就要對(duì)星地頻譜共享關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。一是干擾模型。通過(guò)仿真分析影響衛(wèi)星上行鏈路干擾大小的因素有保護(hù)區(qū)、地面網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量、終端發(fā)射功率等等，最后提出能夠降低這類干擾的方法。

　　二是干擾機(jī)理分析。可以降低衛(wèi)星上行鏈路干擾的途徑有兩種。一是增大保護(hù)區(qū)。二是限制地面網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)量或發(fā)射功率。其存在的問(wèn)題在于增大保護(hù)區(qū)會(huì)減少地面網(wǎng)絡(luò)的可用頻率資源，降低地面網(wǎng)絡(luò)的容量；其次海回限制地面網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)量或發(fā)射功率同樣會(huì)降低地面網(wǎng)絡(luò)的容量；因 此，需要尋找其他方法來(lái)降低衛(wèi)星上行鏈路的干擾。解決的思路是可以通過(guò)對(duì)衛(wèi)星上行鏈路干擾的特性進(jìn)行研究，從而尋找降低干擾的方法。

　　葛寧指出，通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，主要干擾源個(gè)數(shù)少，靠近保護(hù)區(qū)，有望通過(guò)軟頻率復(fù)用等精細(xì)化的方式抑制干擾。

　　三是基于擴(kuò)頻-擴(kuò)維的天地頻譜共享方法。基于非正交復(fù)用機(jī)制保證衛(wèi)星與地面系統(tǒng)能夠使用同一頻段同時(shí)傳輸信息，其中衛(wèi)星系統(tǒng)使用擴(kuò)頻或擴(kuò)維調(diào)制，地面系統(tǒng)使用傳統(tǒng)OFDM，可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整信號(hào)功率保證系統(tǒng)間干擾對(duì)傳輸性能的影響足夠小。

　　四是基于時(shí)分的天地頻譜動(dòng)態(tài)共享方法。利用時(shí)分動(dòng)態(tài)復(fù)用方式設(shè)計(jì)衛(wèi)星與地面系統(tǒng)的共享機(jī)制，根據(jù)衛(wèi)星星歷調(diào)整不同小區(qū)的時(shí)隙使用方式，同時(shí)對(duì)齊衛(wèi)星和地面系統(tǒng)的參數(shù)更新周期，以保證兩系統(tǒng)嚴(yán)格同步。

　　葛寧稱，圍繞著星地頻譜共享，國(guó)際上做了相關(guān)的研究。一是頻段規(guī)劃。當(dāng)多個(gè)業(yè)務(wù)采用統(tǒng)一頻段進(jìn)行通信時(shí)可以采用頻段分割技術(shù)，但是該方案很難達(dá)成一致的頻譜共享方案。

　　二是空間規(guī)劃。星地頻譜共享提出之初考慮的就是空間規(guī)劃，后來(lái)MSV進(jìn)一步提出的基于EZ的星地一體化系統(tǒng)深化了這個(gè)概念。基于地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的星地頻譜共享方法的提出進(jìn)一步提升了頻譜在時(shí)間和空間上的可用性。

　　三是時(shí)隙分配。利用時(shí)分動(dòng)態(tài)復(fù)用方式設(shè)計(jì)衛(wèi)星與地面系統(tǒng)的共享機(jī)制。

　　四也是最深入的一層是信號(hào)設(shè)計(jì)。基于非正交復(fù)用機(jī)制保證衛(wèi)星與地面系統(tǒng)能夠使用同一頻段同時(shí)傳輸信息，其中衛(wèi)星系統(tǒng)使用擴(kuò)頻/擴(kuò)維調(diào)制，地面系統(tǒng)使用傳統(tǒng)OFDM，可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整信號(hào)功率保證系統(tǒng)間干擾對(duì)傳輸性能的影響足夠小