C波段卫星系统受5G信号干扰及解决措施

陈雄伟

（东山电视调频转播台，甘肃 定西 748400）

0 引言

所谓5G通信，就是指最新一代蜂窝移动通讯技术，伴随5G信号步入商用阶段，很多城市都开启了5G基站的布设工作。5G作为新一代的无线通信技术，能够推动互联网+计划，对于我国各行各业发展具有重要的影响。对于5G产业而言，频谱是非常重要的组成部分，截至到2017年年末，工信部颁布的5G系统的频段包括三个，其一是3300～3400MHz（室内）、其二是3400～3600MHz、其三是4800～5000MHz。但是由于C波段卫星信号的频段为3700～4200MHz，扩展频段为3400～3700MHz。C波段卫星信号容易受到5G信号的干扰，影响其卫星信号的传递与接收，导致C波段卫星接收信号载波质量下降，误码率增高，接收的图像信息出现马赛克和声音抖动等现象[1]。针对5G信号干扰C波段卫星信号的问题，需要对其干扰原理以及干扰方式进行分析，从而设计出符合我国C波段卫星信号抗干扰的解决方案，由此为解决C波段卫星信号抗5G干扰的问题提供参考。

1 C波段卫星信号受5G信号干扰剖析

1.1 C波段卫星信号受干扰的实际状况

在2020年一次值班过程中，突然出现电视节目马赛克、花屏，广播节目声音抖动，排查高频头、卫星接收机及其其他附属设备，工作都正常。根据经验，卫星信号接收出现马赛克、声音抖动等现象，一般有以下几点原因：一是天线方位角改变；二是高频头出现故障；三是天线放大器出现故障；四是存在外界信号的干扰等。通过采用频谱仪对C波段卫星下行信号进行测试分析，测试显示载波的功率值以及信号全部正常，所收到的干扰信号不强，干扰功率较低，但是频次较高，由此引发接收信号故障。采用频谱仪观测其频谱情况，也出现画面马赛克以及声音抖动的信号。在对频谱的载波信号进行研究可知，低噪声和载波信号明显出现干扰，产生毛刺等现象。

1.2 排查干扰源

按照经验，重新校对卫星接收天线方位角，更换更新新的高频头，检查天线附属设备，故障现象仍然没有解除，然后又怀疑是不是发射机故障，然后第一时间测试了发射机各项指标情况，所有指标都在技术规定之内。利用电视多画面监测软件，查看卫星接收信源是否正常，通过单独查看卫星信源，电视卫星信源节目出现马赛克和花屏情况。通过以上几点经验排查，初步判断是外界干扰所为。

对于信号而言，下行频带出现明显的干扰，但是由于下行载波功率值以及链路增益正常，表明设备均正常。然后我们就从台站周边寻找干扰源，经过多次、多方询问求证，台站附近有一个5G体验小基站，发射频段为3300MHz～3600MHz，功放功率＞10W以上。最后我们协调相关负责人，让其将小基站略微关停一小会，当关停基站后，台站C波段卫星接收节目全部恢复正常；当基站再次开启后，干扰情况再次出现，画面和声音的干扰明显变强，最终确定C波段卫星接收系统信号是受到5G信号的影响。

2 C波段卫星信号受5G干扰的要素剖析

为掌握5G信号对C波段卫星信号所产生的具体干扰情况，使用有滤波器的普通高频头加以比较检测，剖析5G信号的干扰状况，进而掌握5G信号的有关影响要素。

2.1 C波段下行接收系统

C波段下行接收系统主要是由接收天线、高频头、馈源、卫星接收器、光传输网络等构成，下行接收系统为了防止外界干扰信源下行传出链路，通常具备自我保护功能。通过异地下行接收系统，能够解决本地干扰，以防对信号产生不良影响和播出隐患。C波段下行接收系统中，主要是将通过卫星接收天线，将C波段卫星下行信号反射汇聚到馈源焦点，并且将信号传输到高频头，对相关信号进行放大和变频，从而确保接收信号质量[2]。C波段卫星下行接收系统中，高频头是直接关系到所接收卫星信号质量的关键设备之一。在C波段卫星下行接收系统中，高频头是将接收到的卫星信号进行放大、变频处理，然后经过混频电路得到中频信号，从而选择性地接收某一频率的信号。国内的C波段下行接收系统高频头的频率和接收频率的范围分别是5150MHz、3400MHz～4200MHz。

2.2 高频头测试

采用不同的高频头进行测试，分析5G信号对于不同高频头的影响，从而明确5G信号的干扰原理，测试情况如下：（1）普通高频头测试，在馈源位置装入普通高频头，接上广播电视频谱分析仪，分析经过高频头变频处理的信号，所接收的频率为4200～3000MHz，该天线接收到5G信号，经测试，该信号的噪音功率高达20dBm，比卫星信号要高，信号传送期间会有很多数据丢失，而且致使高频信号达到饱和状态，难以稳定的进行信号接收；（2）窄带高频头测试，将窄带高频头替换普通高频头，接上广播电视信号频谱分析仪，在5G信号的影响下，可知卫星中频信号为－45dBm，高于干扰噪声功率，5G信号对窄带高频头的影响很小，比特误码率明显降低；（3）波导滤波器+普通高频头，将普通高频头与波导滤波器结合在一起，方式在天线中的馈源位置，经过频谱分析仪的分析可知，5G信号依然具有一定的影响，比特率误码率高于窄带高频头，但是5G信号的影响依然有限。

图1 5G信号干扰示意图

2.3 5G信号干扰原理

对当前商用的5G频谱和C波段卫星系统进行分析，不同的运营商的5G频谱依然有所区别，其中中国联通的频谱为3500MHz～3600MHz、中欧移动的频谱为3400MHz～3500MHz、2515MHz～2675MHz与4800MHz～4900MHz。C波段卫星系统中的高频头接收的频率信号4200～3400MHz，能够接收5G信号。虽然具体的信号频率依然存在着一定的间隔，但是由于5G信号功率较大，对C波段卫星系统的信号存在一定的干扰。根据国际电联ITU-RS.2199-0报告，当卫星地球站接收到的干扰信号总功率超过-60dBm时，将会产生饱和干扰[3]。当前市场上常用的宽带高频头在5G基站正常运行时，5G信号强于C波段卫星系统信号，5G信号将会导致信号接收器处于饱和工作状态，影响广播信号传播信号，从而产生干扰现象。

3 C波段卫星系统受5G信号干扰的解决方案

3.1 抗干扰措施的选择

根据工信部印发的《3000～5000MHz频段第五代移动通信基站与卫生地球站等无线电台（站）干扰协议指南》（以下简称指南），该指南中提出了可以采取一些方法减轻5G信号对C波段卫星系统信号的影响。根据指南，可以将C波段卫星系统信号进行调整，或者在C波段卫星系统加装该频段的滤波器，减轻45dB的隔离度；采用卫星接收站加装隔离网的方式，增加隔离度；可以采用调整5G基站选址、5G基站信号辐射方向、降低5G信号隔离度等方式，降低5G信号对C波段卫星系统信号的干扰[4]。

结合实际情况，可以选用以下方案：（1）加装窄带滤波器，选择窄带滤波器，能够有效地减轻干扰情况，从而改善C波段卫星系统信号传输；该方案的缺点是滤波器较重，对于馈源支撑造成较大的负担，而且在外界环境影响下，可能会影响高频头性能；（2）更换窄带高频头，可以将宽带高频头置换为相应的窄带高频头，该方案显示能够起到较好的过滤效果。在综合对比各种方案之后，选用更换高频头的方案。该方案操作简单，适用性强，而且在对高频头的研究可知，更换窄带高频头能够有效减轻5G信号的干扰。

3.2 高频头的选型与安装

综合5G信号以及C波段卫星系统信号等频段，所选择的窄带高频头必须满足频率接收范围为3700-4200MHz，抑制干扰信号能力≥55dB，耐久性好等特点。经过与典型供应厂进行充分沟通，并且对比相关的抗干扰方案，最终选用窄带高频头。窄带高频头安装于下行接收系统的馈源处，安装时，只需要将高频头更换为窄带高频头即可。

通过比较可以知道，窄带高频头可以发挥较为显著的5G信号屏蔽功能。在实际的测试中，采用窄带高频头能够接收到有效信号，电视图像无马赛克，声音无抖动，接收信号良好，5G信号的干扰情况明显减轻。和滤波器比较而言，窄带高频头总体优势突出，有大范围应用的前景[5]。

4 结语

伴随5G信号的发展，其对C波段卫星系统信号的干扰会日渐显著。在本文的卫星接收信号中，经过测试、排查，最终确认干扰源为5G基站信号。由于5G基站的大量商用，其信号强度明显增加，导致C波段卫星系统饱和，无法有效的接收有用的信号。将高频头更换为窄带高频头，能够有效地减少5G型号的干扰，提升C波段卫星系统信号传输质量。但是随着5G基站的增多，对于C波段卫星系统信号的干扰会越来越明显，如何更好的接收C波段卫星系统信号，确保广播电视节目安全、优质播出，需要进一步研究。