5G干扰卫星电视信号的对策

【摘要】2019年的下半年，3家主要通讯方面的经营者开始启动5G业务，表明中国正式的进入了5G时代。MIIT发行的5G频带使用计划策略是在3399mhz到3588mhz之间，与中国范围内的C波段卫星电视行业产生了冲突。针对这个问题，研究者们分析了5G信号系统地面站对C波段卫星电视接收系统的干扰实例，从而研究出避免同一频率和相邻频率干扰的对策，保证卫星电视在5G时代仍能正常运行。

【关键词】5G干扰;卫星电视;干扰原因分析;对策

中图分类号：G212                文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12.092

中国目前利用最广泛的C波段卫星电视接收的是中国卫星6A和6B所转发的电视节目，主要播放服务的对象是电视台、科研单位、医院、宾馆等场所。比如山东省菏泽市广播电视台的位置是鲁西南的平原地带。它就是接收中星6a、6B电视节目，进行常规电视节目和新闻内容进行广播。2019年中旬，中星6a的卫星接在播放山东卫视电视信号的时候，会时不时的出现马赛克的状况，但是出现的时间并不是非常的固定，但有一定的规律可循，一般为上午十点到中午十二点，晚上18点到23点。其余时间正常。在确认本地接收设备正常后，定位问题是由外部干扰引起的。通过进一步调查走访，发现周边电视台也出现过类似现象，于是就初步推断是由5G信号对卫星信号进行干扰造成的。后来，经过无线电管理委员会协调，在马赛克严重的时候，停掉市政府大楼上的联通公司的5G基站，电视画面恢复正常。停掉三天，三天内没有出现电视画面马赛克现象。打开基站电源，电视画面出现严重马赛克。移动公司的5G基站的频率较低，在3GHz以下，对卫星接收机不构成干扰。

1. 国内5G技术和地方5G技术的相关发展与概述

5G在通讯技术中属于第五代，是对以往4G、3G和2G通讯技术延伸。它也是最新一代研制出的蜂窝移动通信技术。

近年来，我国政府非常的重视数字经济的发展情况，因此提出了“网络力量”战略，推进“互联网+”计划的发展。我国政府在最近这几年的报告中频繁提到，全国必须要推进第五代移动通信的快速发展。所有的升级和通信技术的进一步发展都将给产业的发展带来无穷的变化和机遇。

经过不断的摸索和迅速的发展，就目前来看我国5G的发展是非常迅速的，在世界中的地位也是令人惊叹的;主要表现在以下几个方面：一方面，中国5G技术领先是由于中国企业的创新能力强和各行业之间的优势互补所共同形成的。第二方面，这也是我国顶层通讯企业之间共同努力的最终结果。

5G不同于4G，它不仅仅是一种通讯工具，它可以为当今的各行各业输入新鲜的血液，比如说可以实现实时操控。在2019年的时候，一次亚洲论坛中，5G技术就是其中不可取消的一部分，为论坛的顺利进行提供了通讯保障。再比如2019年上半年的时候，中国电信在海南的分公司与长营环球100梦幻乐园建立了合作，建立了这种合作也标志着5G技术正式被运用到了旅游业当中，从此以后全世界第一个智能游乐园随即产生。再比如2019年大约5月份的时候，中国电信与国安国安体育文化发展有限公司确立了相关的合作，这又在某种程度上意味着5G通讯正式进入了体育运动行业。还有就是迎宾半岛项目还将建设5G示范点，也就是海南首个5G智能体育社区。2020年的下半年，中国电信开通了两个5G基站，它们分别是永暑礁、永兴岛。随即永兴岛“双千兆”网络也正式的投入了使用。截止今年8月来看人们对5G手机的使用率也越来越高。这就说明5G已经踏入了平民百姓的家中。2019年下半年伴随5G出现的项目还有高速公路方面，比如海南率先建立了高速公路网5G示范工程。2020年9月，海南移动5G基站覆盖五指山，中国移动也紧跟时代的步伐将5G网络正式覆蓋海南全部19个县市地区。同时，海南生态软件园5G试点示范园项目启动。

随着5G技术的飞速发展，现在总结了几个重要的时间节点：2017年末，3GPP标准组织提前完成5G非独立组网标准的制定;并在2018年中旬的时候完成了5G独立组网标准，于此同时也正式的下发了首个相对完整的5G通讯国际标准。2020年中下旬的时候，我国政府也提出了必要的要求：推进建设5G网络建设和应用示范区，从而促进5G标准研究和技术试验，确保2020年5G商用的顺利启动。中国联通、中国电信两大通讯公司这时已经得到了中国范围内3399mhz-4789mhz的5G中低频测试频率，包括各频段5G测试频率资源。

但是，同时出现了对广播电视造成了一定的干扰的情况，其中的一些5G信号频段与广播电视的C波段产生了冲突，从而造成同频、饱和以及相邻频率对广播电视地面站的接收产生干扰。导致了地面的广播电视无法进行正常播放的现象。显而易见，5G信号波段对广播电视接收信号的波段产生了严重的不良影响，已经影响到了人们的正常生活。所以，解决这个问题对于研究者来说是必须的，更是任重而道远的。

2. 电视被干扰的原因分析及判断

2.1 原因分析

在我们的日常工作中，遇到各种C波段的干扰是非常常见的。它并不仅仅局限于5G信号频段。

2008年，四川广播电视台遭受了附近气象雷达信号的干扰，后来通过加装低功率带通滤波器使问题得到了完美解决。

2012年，广西县城受到GSM基站信号波的影响就产生了卫星电视不能正常的运转的现象。最后，专家了解到，电视不能正常运转的原因是GSM基站扇区发送装置受到了损坏，从而导致了电视不能正常运转。像这种情况，可以通过交换装置来获得完全解决。

2019年3月，金华广电等两家公司在体育比赛的时候通过5G技术对比赛进行现场直播。就在直播期间，广电总局便接到了群众的相关举报，声称卫星C波电视信号受到了严重的干扰，导致电视不能正常工作。经过调查后分析得知，造成这种现象的根本原因是由于5G现场直播所导致的，从而使电视出现闪屏和不能播放的现象。

通过实际情况我们发现，C波段信号对电视等设备的干扰经常出现。接下来我们就对5G信号干扰和C波段卫星接收进行本质的原理分析。

首先，海南岛的Yaxing-5的等效辐射率约为41dBW，换算下来约为37dBm/52MHz。地面和地面同步卫星之间的距离约为35785km。另外，还有天气原因、云的遮挡、雨对光的折射、电线的质量问题、组件的损失等其他干扰因素，使得通讯信号在路上的损耗就变为了195db，这些都能够直接影响到C波接收器与5G信号之间的信号干扰。

通过对C波信号和5G信号的理论计算，卫星下行信号功率约为-111dbm，而5G基站的发射功率约为58dBm。当干扰信号强度超过干扰防护阈值时，就会出现正常解调失败的现象。这样就会在3499-3587mhz频段形成189db的信号差值，从而对C波段卫星接收信号的过程产生干扰。在3399～3688mhz，可能会形成过饱和的状况，在3688～4199频段，信号差约89db，对C波段卫星接收信号也会形成很不好的影响。

2.2 干扰的现实中的例子

一般对于卫星高频头安装，它工作时候的频率在3.5～4.1ghz之间，这就碰巧在5G通信的干扰范围里，这个时候，当5G信号出现大功率运行情况的时候，则电视端的卫星接收器就会出现马赛克等无法正常播放的情况。我们对这种现象进行调查时发现，像上海广电局、济南电视台、北京广播电视台的卫星车都遇到过这种情况。

3. 抗干扰解决方案

针对上面所讲述的5G对于广电C波段接收干扰问题，技术人员已经进行了非常深入的分析，并进行了大量的实验进行验证，从而制定了一系列的有效措施来解决相关问题，比如下面的几种解决措施：

①使用相关减速机和带通滤波器;

②增加固定地面锅的保护网;

③协调降低地面广电接收器附近5G基站的发射功率;

④通过协调5G系统基站的最大辐射方向和倾角，可以对最大隔离度进行提高;

⑤尽量的去协调5G站的建设方位，使其与C波接收器之间的距离保持在互不影响的安全范围;

⑥ 建立起成熟的协调机制。

以下对上面所述方案的其中几项进行重点解析。

3.1 采用相关减速机和带通滤波器

3.1.1 为c波接受站装上抗5G信号干扰的滤波装置

根据国家的相关规定，现在已经投入使用的5G波段信号范围是3399mhz-3588mhz，恰好位于C波段卫星接收器的干扰范围之内，3399mhz-4183mhz是大部分的广播电视领域使用的电视锅的高频头范围，5G信号的信号强度与C波段卫星信号强度相比，是特别大的，所以5G势必会干扰到卫星信号的正常接受，从而导致电视的播放无法正常进行。3.1.2 使用高质量的抗信号干扰的卫星接受头

抗干扰的卫星电视高频头的使用是为了使3599mhz～4188mhz频段内的5G信号能较好地通过。经过理论的计算，对于3588mhz以下的频率，衰减值能够达到44dB左右，特别是3499mhz以下的频率，衰减的范围甚至可以达到惊人的57db左右，这就说明它能够高效地抑制5G信号的一些干扰。目前在实际中得到明显效果的有：加拿大norsat公司的norsat-3200c（3625～4200mhz）、norsat-5150r和日本NJRC公司的8848。

3.1.3 相关降频器及带通滤波器的技术参数思考

经过研究者们的实际测试，实验数据能够反映出问题，C波频段的卫星电视接收机在做完对高频头的频带范围修改以后，可以正常接收到原始信号。因此，我们得出结论，申请卫星频率时，应该尽量的避免干扰大的频率范围。

3.2 为卫星地面天线加5G信号屏蔽网

在天线周围，设置屏蔽网，锁定镜像网络，选择兼容型比较好的铝网材质的反射器进行干扰，向干扰源添加信号的屏蔽网，从而达到提高绝缘性能的目的。

3.3 建立周全的协调系统

因为抗干扰的问题并不是仅仅由一方面所造成的，所以协调多方面的工作来解决问题是至关重要的。在这一方面我们依照了相关国家规定，梳理出相应的解决方案：相关单位获得了5G信号频段的许可证之后，必须向有关部门上报，并设置防信号干扰装置。各个地方的信号管理有关部门必须为各单位提供本地有干扰防护的卫星地面站，并且能够建立起一个动态的信息更新系统。这就需要各公司之间需要主动的去协调信号干扰的问题，从而避免干扰问题所带来的影响。只有协调好以后，信息通讯服务单位才能获得5G基站设置的许可。

干扰协调区域涉及多个省的，所涉及的地方无线电管理机构应当及时与有关省的各级无线电管理机构进行协调。

根据国家相关政策的一些要求，经过上报并且核实了的5G信号站将依法享有不受有害影响的权利。5G用户在原则上是应该承受抗干扰工作的费用的[7]。根据“先来后到”的原则，卫星地球站建设比5G建设的时间晚的，在原则上这时抗干扰工作的费用就需要由卫星地球站来负责。

最终，由于电视台的地球接收站先于联通公司的5G基站建设，有联通公司出钱，在天线高频头下面安装了一套窄带滤波器，免除了干扰，保证了电视信号的正常播出。

总结：我们的最终目的是为了顺利的解决5G信号与C波冲突的问题，那么就必须要与运营商搞好技术之间的交流，加强相关技术人员的实际探索与研究，及时讨论因为信号干扰所导致的新问题，从而寻求技术进步得到解决，确保广播电视顺利运行。

对于民众和目前的各行各业来说，5G技术不仅仅是下一代的移动通信工具，更是一个全新的网络和全新的时代，它能够以更加有意义、高效的方式连接着城市之中大大小小的物件，实现万物互联和实时操控等。从而使人们无论是在交通、就医，还是在工作、生活等方面都能获得极大的提升。在当今，无论是世界还是国内的大形势下，在全国对5G基站进行快速铺设是首要任务，媒体融合也会在新时代快速发展。相信以电视为主导的传统媒体业态将在短时间内发生一个质的变化。为了不被目前快速更新换代的时代所淘汰，我们必须时刻注重发展技术、学习新思想。并终身学习，多思进取的态度，面对即将全面升级的传统媒体产业。

参考文献：

[1]杨跃华.5G干扰C波段卫星信号接收的成因分析及应对措施研究[J].广播与电视技术，2019，46（06）：134-136.

[2]陈海航，蔡灵伟，范凌峰.5G基站与C波段卫星地球站的干扰协调问题[J].中國无线电，2019（11）：66-67.

[3]胡伟.安徽广播电视总台5g基站对c波段卫星接收的干扰测试分析.[J]卫星通信基础知识，2019，4.5

[4]杨跃华.C波段卫星信号抗5G干扰措施应用的新进展[J].中国有线电视，2019（09）：953-955.

[5]杨光焰.一次5G基站干扰广播电视卫星的案例分析[J].广播电视网络，2020（8）：34-35.

[6]辛静.卫星接收信号的干扰与抗干扰研究[J].数字技术与应用，2016（11）：87.

[7]蔡才君.雷达干扰卫星电视信号的对策[J].广播与电视技术，2016（9）：136-138.

作者简介：张志坚，1974.5 男，汉族，山东省菏泽市，工程师，无线电工程。