卫星地球站抗5G信号干扰的解决方案

苏大海

摘  要：随着我国5G移动通信的大规模部署及网络的快速建设，5G移动通信信号对卫星地球站C波段接收信号的干扰日趋严重。本文根据日常维护中卫星地球站受到5G信号干扰的案例，阐述了干扰源的排查方法，并提出了5G移动通信基站对卫星地球站C波段接收信号干扰的解决方案。

关键词：干扰;5G;卫星地球站

1.引言

2019年6月6日工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通、中国广电四家企业颁发了第五代移动通信运营牌照，标志着我国正式进入5G商用元年。随之而来的是5G通信网络进入大规模部署和建设阶段。

工业和信息化部向三大通信基础运营商发放的5G中低频段使用许可证规定：中国移动5G频段为2515MHz——2675MHz及4800MHz——4900MHz;中国电信的5G频段为3400MHz——3500MHz;中国联通的5G频段为3500——3600MHz。由于5G信号频段与卫星地球站C波段频段较近，甚至部分重叠，3.4GHz——4.2GHz频段范围内的卫星地球站将产生同频干扰和邻频干扰。

本文结合具体工作中的案例，分析卫星地球站受5G信号的干扰现象，干扰问题的排查以及干扰的技术分析，同时提出解决方案。

2.干扰的技术分析及解决方案

2.1干扰现象

本台卫星地球站承担着本台卫视高清节目信号和卫视标清节目信号的传输工作，高清系统和标清系统是两套完全独立的传输系统。这两套独立的传输系统分别有配套的监控系统时时监测其运行状态，包括下行信号在不同场景，通过不同规格天线，在不同地方的接收情况，同时配套相应的抗干扰系统，可以时时通过数据监测系统的下行接收情况。

值班过程中发现，标清系统3米接收天线的监控大屏信号黑场，标清系统9米接收天线的监控大屏信号轻度马赛克，多台下行接收机告警。标清抗干扰系统显示3米接收天线的信号载噪比曲线杂乱无章地跳动，异地3米天线接收信号正常。

与此同时，高清系统3米接收天线的监控大屏信号严重马赛克，高清系统9米接收天线的信号未受影响，多台3米下行接收机告警。高清抗干扰系统显示3米接收天线的信号载噪比接近下限值，异地3米天线接收信号正常。

根据上述现象，初步判断卫星地球站本地下行接收信号收到干扰，标清系统所受干扰情况比高清系统严重。

2.2技术分析

干扰现象出现后，使用定向喇叭天线和频谱仪在天线场位置查找高清系统和标清系统频点附近的频段内的信号情况。因卫星地球站下行接收天线的高频头滤波器的频段范围是3.4GHz——4.2GHz，该频段外的干扰可能性较小，故逐一排查该频段内的信号情况。经过反复测试，最终锁定中心频率为3.449GHz的信号为干扰源。

通过分析，中心频率为3.449GHz的信号应是中国电信5G信号的频点，同时通过定向喇叭天线初步判断5G通信基站的位置。与中国电信沟通协调，关闭相关5G通信基站后干扰消失。至此，可以确定卫星地球站标清系统和高清系统的干扰源来自中国电信的5G通信基站。标清系统下行接收频率是3971MHz，高清系统下行接收频率是4148MHz，标清系统的下行接收频率与中国电信5G信号的频段更接近，所以标清系统受干扰更为严重。卫星接收天线接收的信号来自36000Km外的卫星，其接收的信号已相当微弱，而干扰源的信号强度为-32dBm，其强度远远大于卫星接收信号，也是造成干扰的主要因素之一。

2.3解决方案

卫星下行接收信号是通过卫星接收天线的高频头转换为L波段的信号后传输至接收机。之所以出现干扰也是因为干扰信号进入卫星接收天线的高频头，对卫星下行接收信号造成干扰。所以，解决卫星地球站受5G信号干扰的问题，应该从卫星接收天线的高频头入手。

卫星接收天线的高频头是由微波低噪声放大器、带通滤波器、第一变频器（包括第一本振和第一混频器）、第一中频前置放大器组成。由于卫星电视接收系统中的地面天线接收到的卫星下行微波信号较微弱，通常天线馈源输出载波功率约为-90dBm。第一变频器和带通滤波器的损耗是10dB，第一中频放大器的增益约30dB。所以，若低噪声放大器给出增益（40—50）dB，则下变频器输出端可以输出（-30—-20）dBmW的信号。因此，高频头是在保证原信号质量参数的条件下，将接收到的卫星下行信号进行低噪声放大并变频。

目前，卫星接收天线使用的高频头的带通滤波器的工作频带范围是3.4GHz——4.2GHz，标清系统下行接收频率是3971MHz，高清系统下行接收频率是4148MHz，中国电信5G信号频段处于C波段卫星接收扩展频段内，5G信号的强度要远大于C波段卫星信号，5G信号必定会干扰附近的C波段卫星接收信号。根据高频头的工作原理，需要改变高频头的带通滤波器的工作频带宽度，或者在卫星天线馈源和卫星高频头间加装适当的工作频段的带通滤波器以抑制5G信号引起的带外干扰。卫星带通滤波器可使频带信号进入高频头下变频前起到抑制带外5G信号的作用，防止由带外强信号产生的混频谐波干扰。因此，可以选用如下两种方式解决5G信号对卫星地球站的干扰问题。第一，在卫星接收天线馈源和高频头之间加装适当频带宽度的带通滤波器。第二，更换高品质窄带抗5G干扰的卫星高频头。

在实践中，采取更换卫星接收天线高频头的方式来抗5G干扰，通过将3米接收天线高频头更换成工作频带范围3.7GHz——4.2GHz的窄带抗5G干扰的高频头后，5G移动通信信号对卫星地球站C波段下行接收信号干扰现象消失。

3.结束语

本文较为详细地介绍了5G信号对卫星地球站C波段下行接收信号的干扰现象，技术分析及解决方案。5G信号对卫星地球站C波段下行接收信号干扰不仅受频段范围的影响，同时与5G信号的强度有关，随着5G网络规模、基站的密度逐渐增加，5G信号对C波段下行接收信号的干扰将会日趋严重。因此，需对卫星地球站的相关天线加装带通滤波器，或者更换窄带卫星高频头，并对滤波器及高频头的性能提出更高的要求。

参考文献

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[2]  俞德育.衛星电视下变频器（高频头）的工作原理[J].中国有线电视，2000，10：35-38.

[3]  韩广兴，韩雪涛，吴瑛.数字卫星接收站的安装与调试[M].电子工业出版社，2009.