5G 基站对C 波段卫星信号干扰的分析与应对措施

张 鹏

（贵州省广播电视局七六一台，贵州 贵阳 550000）

0 引 言

随着5G 基站建设步伐加快，5G 信号对C 波段卫星下行信号的干扰严重影响了发射机的正常播出，成为急需解决的问题。由于中国电信、中国联通采用的5G 信号频率与C 波段频率有重叠，会对卫星地球站C 波段下行信号造成干扰。而贵州七六一台地面数字电视广播节目信号源主要接收来自中星6A 和中星6B 传送的12 套央视AVS+标清信号。因此解决5G 信号干扰问题，是确保发射机安全播出的关键所在[1]。

1 干扰原因排查

自2020 年8 月以来，贵州七六一台播出的12 套央视节目和1 套贵州卫视节目偶尔出现画面卡顿、马赛克等现象。更换高频头（Low Noise Block，LNB）和馈线后问题依然存在。用频谱仪检测卫星接收机的输入电平在-51 dBm 左右，符合卫星接收机-65 ～-30 dBm 的输入电平等级。因故障偶尔出现，要查找干扰原因，只能通过频谱仪对卫星信号进行频谱扫描。LNB 的下变频频率为950 ～1 525 MHz，在发生干扰时观察频谱发现有1 525 MHz 以外的信号出现，怀疑是由5G 信号干扰引起。用手机搜索5G 信号，软件检测到5G 信号的接收功率值偏低，还存在自动切换到4G网络的现象。最终确定干扰问题是由5G 信号引起。

2 干扰原因分析

2.1 5G 基站使用的频率

2018 年12 月，工业和信息化部向三大基础电信运营商发放了全国范围5G 中低频段试验频率使用许可。其中，中国电信、中国联通获得的5G 试验频率与卫星地球站C 波段下行频率有重叠[2]。运营商具体使用的5G 频率如表1 所示。

表1 5G 信号频率范围

2.2 5G 基站覆盖的范围

按照覆盖范围和应用场景，目前5G 基站主要可分为宏基站（宏站）、微基站（微站）、皮基站（微微站、企业级小基站）以及飞基站（毫微微站、家庭级小基站）4 种类型。因微基站、皮基站及飞基站具有建设成本低、组网方便等优点，成为运营商的首选[3]。各类型基站的覆盖范围如表2 所示。

表2 5G 基站覆盖范围

2.3 5G 信号干扰的类型

由表1 可知，中国电信、中国联通所使用的频率为3 400 ～3 600 MHz，与C 波段LNB 工作频段3 400 ～4 200 MHz 有200 MHz 频率波段的重合，会对卫星C波段下行信号造成同频干扰或者邻频干扰。5G 信号干扰卫星C 波段信号的原理如图1 所示。

图1 5G 信号干扰原理示意图

2.3.1 同频干扰

因中国电信、中国联通所使用的频率与C 波段卫星信号有200 MHz 频率波段的重合，使C 波段下行信号受到同频干扰，导致卫星信号接收载噪比下降甚至无法接收，可能导致图像出现马赛克或卡顿现象。

2.3.2 邻频干扰

由于卫星接收天线LNB 性能原因，对3 400 ～4 200 MHz频段外的干扰信号滤波效果差，干扰信号进入LNB 工作频段内，如果干扰信号加入LNB 的总功率超过-60 dBm，将使LNB 产生饱和干扰，引起LNB 产生大的非线性失真。这种非线性失真会导致一系列问题，例如带内噪声增加、互调干扰出现、接收信号频谱扩展，还有可能造成LNB 损伤。另一个重要原因是L 波段（1 ～2 GHz）的5G 信号通过变频后送到接收机的功率过高，当5G 干扰信号到达LNB 的功率为-60 dBm，L 波段向外部输出功率为0 dBm，而卫星接收机只适用于-65 ～-30 dBm的电平等级输入，功率过高容易造成卫星接收机出现饱和干扰和阻塞干扰，电视图像出现马赛克、卡顿等现象。如果采用C频段卫星天线进行数据通信，将会使通信数据的误编码率变高、数据丢失，不能进行数据业务通信[4]。

3 应对措施

3.1 更换卫星接收高频头

由于中国电信、中国联通所使用的5G 频率为3 400 ～3 600 MHz，与C 波 段LNB 工作频段3 400 ～4 200 MHz 有200 MHz 频率波段重合，给C波段下行信号带来同频干扰，造成接收载噪比下降甚至无法接收，导致图像出现马赛克甚至卡顿。因此，更换频带为3 700 ～4 200 MHz 的高频头，避免与5G 频段重合。抗干扰窄带高频头频率范围在3 700 ～4 200 MHz，当干扰频率小于3 600 MHz，信号衰减值约为45 dB，如果信号频率小于3 500MHz，信号衰减值可以达到57 dB，因此抗干扰窄带高频头能够抑制小于3 600 MHz 的频率带来的干扰。

3.2 安装抗干扰带通滤波器

目前5G 基站建设处于快速发展阶段，特别是地处城市周边的卫星地球站更容易受到5G 信号干扰。安装抗干扰带通滤波器，能有效抑制C 波段接收天线的带外干扰信号，对5G 信号的衰减进一步加大，抗干扰效果得到显著提升。该滤波器相关指标如下：通带范围为3 700 ～4 200 MHz，带内插损在3 700 ～4 200 MHz 小于0.4 dB；低于3 500 MHz时，带外隔离度大于61 dB，在3 500 ～3 600 MHz，带外隔离度大于60 dB，在4 400 ～4 800 MHz，带外隔离度大于55 dB。贵州七六一台受到5G 信号的干扰影响较小，更换窄带高频头并加装抗干扰带通滤波器后，有效地解决了干扰问题。抗干扰带通滤波器外形如图2 所示。

图2 抗干扰带通滤波器

3.3 加装金属屏蔽网

针对5G 信号干扰，加装金属屏蔽网是最为有效的措施[5]。金属屏蔽网能够使天线主轴或者主瓣方向的信号得到有效接收，屏蔽其他方向的干扰信号。

要充分发挥金属屏蔽网的效果，必须根据5G信号的波长来设定网格宽度。以5G 信号中心频率3 500 MHz 为例，由公式“波长（λ）=波速（c）/频率（f）”计算出波长为8.6 cm，所以金属网格宽度建议在2 cm 以内，金属屏蔽网接地，如图3 所示。

图3 金属屏蔽网

3.4 增加节目信号源

根据国家广播电视总局第62 号令要求，信号源应具备两路不同的路由。贵州七六一台以中星6A、中星6B 卫星信号为主路信号源，同时增加了一路从国家广电干线网分配出的12 套央视AVS+标清信号，通过贵广网络IP 传输专网传送至发射机房，使贵州七六一台具备两路不同路由的信号源，确保了地面数字电视的安全播出。

4 结 语

随着5G 通信技术的普及和应用，5G 信号对卫星地球站的干扰问题越发严重。本文对5G 信号干扰原因进行探讨，提出了更换卫星接收高频头、安装抗干扰带通滤波器、加装金属屏蔽网以及增加节目信号源等具体应对措施，供同行参考。