你一定見過“5G是否會導致飛機墜毀？”這類駭人聽聞的標題。航空管理局警告稱，5G新業務可能會干擾飛行員用于確保安全著陸的雷達高度儀，此后便開始出現類似報道。

最近，向Wi-Fi設備開放點對點微波系統長期使用的6千兆赫頻段來用于傳輸關鍵安全數據的決定引發了有關公共安全的爭議。微波運營商認為Wi-Fi設備將會對其系統造成干擾；Wi-Fi利益群體則堅持不會產生干擾。

基于無線電的新業務是否會干擾同頻段的現有業務，這似乎純屬物理問題。但持反對意見的各方往往有不同的技術分析結果。工程師們無法達成一致，讓公共安全成為了諸多競爭性利益之一。我深度參與了此類爭論，在此想分享這些問題是如何產生、又是如何解決的。

并非所有的無線電頻譜都是相同的。低頻電波傳播距離更遠，在建筑中和地面上的穿透力更強。高頻電波的帶寬便于傳輸更多數據，使用小尺寸天線時效果很好。基于無線電的各項應用皆有其自身需求和最適合的頻段。

移動數據的適用頻段（4G、5G、Wi-Fi、藍牙等）從幾百兆赫到幾千兆赫不等。電話、平板電腦、筆記本電腦、智能音箱、帶Wi-Fi功能的電視和其他應用、物聯網設備、諸多商用及工業用設備所需的頻率同樣為幾百兆赫到幾千兆赫。

問題在于，這一頻段數十年來已被嚴重占用。因此，出現5G這樣的新業務或需要擴展Wi-Fi等舊業務時，現在有兩個選擇。對于5G等許可類業務，通常的做法是清除一系列頻段的現有用戶，要么轉而使用鄰近頻段，要么徹底遷移至其他頻段，然后拍賣已騰空的頻段，將其出售給新業務的提供商。對于Wi-Fi等非許可類業務，通常在功率較低的頻率將現有業務與新業務疊加。

新業務提供商常常表示干擾并非由自己造成，而是由于現有業務所用的接收器性能不佳，無法篩除干擾信號。這樣的論點往往站不住腳。新業務必須考慮頻譜問題和所需頻譜的當前使用方。完成此任務的策略多種多樣。

更復雜的問題是，有爭議的研究和測試并未對干擾給出非黑即白的結論，而是提出了不同程度干擾的可能性。就特定干擾水平是否有害或是否會造成受影響的接收器失靈，相關各方往往無法達成一致。要就干擾問題形成結論，在錯綜復雜、相互排斥的種種不確定性中找到出路。以下是一些具體的問題，說明了這種極其普遍的動態。

鐵塔和樓宇上隨處可見、朝向某一側的碟狀物就是固定微波天線。自20世紀50年代起，這類設備就穩定地發揮著作用。在如今可用的微波頻段中，頻率最低的是6 千兆赫頻段，它也是唯一能夠實現百公里跳頻的頻段，因而不可或缺。除一般用途外，此頻段還承載關鍵安全信息，用于列車間的協調、油氣管道的壓力控制、電網平衡、供水設施管理和緊急呼叫的路由等。

4年前，人們提議在6千兆赫頻段新增Wi-Fi應用，各方皆同意絕大多數Wi-Fi設備不會帶來問題。統計數據表明，大多數設在微波天線高方向性主波束的范圍之外，或者工作頻率不同，或者被建筑、地形、地面雜波屏蔽。

爭議的核心問題在于一小部分設備，這些設備可能會在已被使用的頻率上傳輸，且位于微波天線的視距范圍內。Wi-Fi業務支持方預測，僅有10億臺設備在10萬個微波接收器之間運行。反對方則指出，即便是眾多新發射器中極小的一部分，也可能造成麻煩的干擾事件。

為緩和這一問題，美國采用了自動頻率控制（AFC）系統規則。Wi-Fi設備必須向中央AFC數據庫報告位置，由數據庫為該位置分配無干擾頻率，或在AFC引導設備控制下在其周邊工作。AFC系統近一兩年內還不會全面運行，人們對其最終的運營細節依舊爭論不休。

更具爭議的是，無AFC的Wi-Fi設備的授權，這些設備可從任意地理位置、在任意6千兆赫頻率上隨意發射，但僅限于室內，且功率不得高于AFC控制功率的1/4。Wi-Fi支持方的技術研究表明，建筑物墻壁造成的衰減將避免干擾。微波運營商的研究結果則相反：無控制的室內設備實際存在干擾。

為什么工程師運用相同的方程組卻得出如此不同的結論？其分析在以下幾個方面有所不同。

Wi-Fi設備功率：Wi-Fi設備以短脈沖進行傳輸，平均約1/250的時間處于活動狀態。Wi-Fi支持方將功率降低了類似數值，將間歇性傳輸的設備視為連續傳輸的設備，比如將250 毫瓦間歇性傳輸視為1毫瓦連續傳輸。微波運營商則認為，只有在設備實際傳輸時才會發生干擾，因此使用全功率進行計算。

建筑物衰減：混凝土建筑墻壁和隔熱窗會導致6千兆赫信號產生很大的衰減，木墻造成的衰減較少，普通玻璃窗則幾乎不會造成衰減。Wi-Fi支持方采用了幾種建筑材料的加權平均值來計算典型的墻壁衰減。微波運營商則推斷，干擾最有可能來自普通玻璃后的非典型Wi-Fi設備，他們會據此計算并假設最小衰減量。

路徑損耗：在估算從裝有Wi-Fi設備的建筑物到微波接收天線的信號損耗時，Wi-Fi支持方使用了標準傳播模型，該模型包含了其他建筑物、地面雜波等因素造成的衰減。微波運營商最關心的則是位于建筑物和天線之間的露天設備，因此在計算中采用了自由空間傳播。

Wi-Fi支持方使用其首選的初始假設證明，Wi-Fi設備在廣泛的典型情況下均不存在干擾風險。微波運營商則使用了一組不同的假設，證明一小部分Wi-Fi設備在非典型位置存在很大的干擾風險，將其占比乘以近10億臺Wi-Fi設備后，則確定存在干擾。

人們希望自己的智能手機和平板電腦在任何地方都能快速上網，這需要很多頻譜。該頻段附近的4.2~4.4 千兆赫頻段會為雷達高度儀（也稱為無線電高度儀）提供服務，這些儀器會告訴飛行員或自動著陸系統飛機距離地面的高度。高度儀的工作原理是向下發射無線電波，這些電波經地面反射后會返回設備的接收器。根據無線電波往返的時間可知海拔高度。大型飛機會同時運行兩個或三個高度儀以實現冗余。

即使高度儀使用的頻率與5G頻段分離，它仍然會受到5G的干擾。因為包括用于5G的發射器在內的每個發射器都會在其指定頻率外發射多余的信號。每個接收器對超出其預期范圍的信號同樣敏感，有些比其他接收器更為靈敏。如果來自5G發射器的能量處于高度儀接收器的靈敏度范圍內，則可能發生干擾。

航空利益群體擔心C波段5G的推出會產生不良后果，其中一個理由便是可能“給地面造成災難性影響，導致多人死亡”。與6千兆赫Wi-Fi的情況一樣，5G提供商和航空倡導者以不同假設為切入點，就干擾做出了不同預測。以下是一些關鍵的分歧領域：

5G帶外發射：在航空集團工作的無線電工程師假設的發射水平高于無線運營商，表示航空研究的結果超出了美國聯邦通信委員會限制。

高度儀接收器的信道外靈敏度：目前應用的高度儀品牌和型號有若干種，其接收器特性不同，導致研究中存在分歧。

同一架飛機或附近其他飛機上的高度儀：機場中運行的高度儀有很多。無線運營商表示，這些會消除5G干擾的影響。航空利益群體則反駁稱，多個高度儀會消耗彼此的干擾余量，更易受到5G的干擾。

飛機俯仰和橫滾：航空倡導者認為，飛機在接近跑道時的角度變化可能會導致高度儀接收器暴露于更多5G信號下。

地面反射率：航空團體傾向于使用較低反射率值進行建模，這會降低高度儀的接收信號強度，從而增加其對5G干擾的敏感度。

為了充分保護6千兆赫微波運營，使其免受微波接收器視距范圍內的小部分Wi-Fi設備的干擾，需要對為大量用戶提供的Wi-Fi服務進行降級。同樣，要消除因5G干擾造成的任何高度儀災難性故障發生的可能性，可能需要在部分人口稠密地區關閉C波段5G。

編輯：黃飛