5G信号对卫星C波段信号的干扰排查及应对措施

董金金

(新疆维吾尔自治区广播电视局七六Ο六台，新疆 石河子 832000)

0 引言

科学技术的快速发展极大地促进了5G技术的发展和广泛应用，同时5G应用试点范围也不断扩大。在实践中，5G试验频率会占满部分C波频率，并对C波段信号造成一定的干扰。同时，C波段信号主要包括标准波段及扩展波段，而同频率5G信号极易对下行频率信号造成影响，严重影响5C波段卫星接收信号，降低视频播出质量。因此，需要对5G信号所造成的干扰问题加以分析与处理。

1 5G频段业务与C波段卫星运行状况分析

1.1 5G频段业务

随着5G技术的日益成熟，现阶段各大运营商取得5G系统频率使用权的同时，也促进了5G商业化应用。基于相关理论分析，C波段卫星信号因5G信号的影响而受到的干扰包括邻频干扰、同频干扰和阻塞干扰3种。通过对比发现，C波段卫星信号频段与联通5G信号频段之间存在部分重叠，会受到5G信号不同程度的干扰。因此，需要对5G信号干扰加以分析和处理，保证电视台音视频播出质量的同时，有效促进5G信号的推行和应用，并在5G技术广泛应用的基础上，有效提升电视信号接收的稳定性和安全性[1]。

1.2 C波段卫星业务频率应用

C波段作为卫星通信业务的核心频段和通信卫星下行传输信号中的频段，其广泛应用于各类小型卫星地面站及卫星电视广播。与其他国家C频段相比，我国基于此频段的业务项目较多，主要有重大卫星工程、航天卫星研制、卫星通信、卫星国际出口等。另外，此频段信号在多个地方电视台的音视频传输和播放中加以运用，最常用的中星6A或中星6B所采用的信号频段也主要集中于此频段。干扰原因形成如图1所示。

图1 干扰原理

2 卫星C波段下行信号实地测量分析

在卫星广播下行信号中出现的接收故障现象主要表现为工作组屏、马赛克等，其故障原因主要包括以下4种：高频头故障、天线位置偏移、外界干扰信号、天线放大器故障。

2.1 分析和排查故障

按照相关排查路径以及造成影响的相关因素，本文采取分段排查的方式，分析故障最初出现时影响最大的中星6B的垂直极化信号，采用天线线路放大器、高频头更换方式，但抵抗信号干扰的效果不理想。将天线线路放大器去掉后，干扰问题得到了一定的缓解，但运行一段时间后，5G信号不仅对垂直极化信号造成干扰，对水平极化信号甚至所有卫星天线接收信号都造成影响。因此，全面测试系统内部各个环节，排除高频头下变频后的系统链路存在干扰问题的可能性，可初步判断C波段信号及高频头受到干扰，并且干扰范围较广、持续时间较长。

通过相关测试，干扰现象发生的成因极可能为5G基站的发射信号。因此，为进一步确认，可使用普通卫星高频头测试自由空间的5G信号，同时高频头开口朝向5G基站，利用同轴电缆和电视信号频谱分析仪进行连接，获得接收信号频谱。通过分析频谱仪上的测试结果推测出干扰现象为基站所发射的5G信号经过高频头放大倍频后造成。

波导滤波器可与窄带高频头、普通高频头相结合，通过对比在自由空间接收的信号频谱，可以看出此波导滤波器能够在一定程度上缓解干扰现象，但滤波效果不理想。组合方式在接收卫星信号中应用时，部分频率节目接收效果仍不稳定。另外，窄带高频头信号频谱有较好的滤波效果，且组合方式的滤波效果最佳，但投入成本较高。

2.2 抛物天线测试

本文采用普通高频头和带滤波器的高频头进行相关对比测试，获取实际工况下的真实数据，通过对比分析提取相关关键数据。

在抛物面天线中的馈源位置安装普通高频头，采用中星6B卫星垂直极化频段与电视信号频谱分析仪相连接时，无法锁定所有信号。可利用频谱图显示经过高频头变频处理的信号，同时可看出天线位置所接收的5G信号极易引起高频头信号饱和，使大量数据丢失，一旦卫星地面站接收到的干扰信号呈现饱和状态，将无法正常接收信号。

在抛物面天线中的馈源位置上安装窄带高频头，连接电视信号频谱分析仪，可以锁定所有信号。利用频谱图可以发现，在存在干扰的频谱范围内，所有干扰已消除；卫星中频信号功率高于干扰噪声功率时，干扰信号抑制能力最佳[2]。

在抛物面天线中的馈源位置连接和安装普通高频头和波导滤波器，与电视信号频谱分析仪连接后能够锁定部分信号。通过频谱图可以发现原本存在干扰的频谱范围内仍存在部分干扰，卫星中频信号功率与干扰噪声功率接近，抑制能力表现一般。

3 5G信号干扰卫星C波段接收的有效处理措施

3.1 运用降频器或带通滤波器

首先，通过在地球站中加装抗5G干扰的带通滤波器可以看出，卫星窄带滤波器能够实现带外干扰屏蔽的功能，同时呈现出插损相对较低、群延迟的效果。所以，其在5G干扰处理方面有应用优势，可有效抑制强带外干扰。同时，通过对比5G信号和C波段卫星信号频带范围发现，两者之间必然存在相互干扰的问题，尤其是对电视广播信号存在较大影响。所以，加设抗干扰装置或有效落实对抗干扰措施至关重要。另外，运用卫星滤波器在高频头下变频中进入射频信号时，能够有效控制由5G信号所造成的带外干扰，大幅降低混频谐波干扰发生概率。同时，在此过程中滤波器加载完成后，接收机能够正常接收原有信号，但其C/N值会逐渐下降。因此，在申请卫星频率时，所选择的频点应尽可能干扰较小[3]。

通过窄带高频头更换方式在实践中的运用，可以看出射频信号在窄带高频头的支持下能更好地通过，窄带高频头能有效抑制轻微干扰。

3.2 加装固定地面锅屏蔽网

在具体防治措施的实践中加装铝制网状反射面，能发挥屏蔽阻断的作用，有效反射干扰波。因此，在实际防治中，相关人员可面向干扰方向加设一层屏蔽网，有效提升隔离效果。

3.3 建立健全协调机制

为了有效提升干扰抑制效果，需要加强与各方的工作沟通和协调。当相关单位向当地无线电管理局进行自身5G频率使用许可报备时，需要全面了解当地卫星地球站相关信息，明确需要加设抗干扰的设施，同时加强和卫星地球站之间的沟通和干扰协调，在此基础上管理局再提出基站设台许可申请。另外，应根据建设时间，明确抗干扰协调工作成本，并合理规划相关责任。比如，卫星地球站建设时间比5G基站晚，卫星地球站应承担相应协调费；如卫星地球站的建设时间比5G基站早，由5G基站承担相应协调费用。

4 5G信号干扰C波段卫星接收的排查及处理实例

4.1 背景分析

在某5G试点地区，相关值班人员在工作过程中发现，抗干扰的异地天线接收本地电视台信号时，时常出现载噪比长时间持续下降的情况，并超过限制。同时，所获得的实时画面普遍存在马赛克，甚至会导致卫星接收机信号无法锁定画面的情况。在此状况下，抗干扰系统难以正常使用，产生视频播出安全隐患，因此，需要加强排查和处理干扰问题。

4.2 干扰排查

在排查干扰过程中，相关人员首先需要排查传输故障，发现线路未造成干扰故障。其次，相关人员全面研究和分析异地天线接收机的运行情况，在此过程中确定接收机运行状态正常。最后，进一步分析异地光纤信号，发现其光功率无异常。因此，通过上述干扰排查可以确定，上述干扰问题并非因传输故障引发，极可能集中在天线所在地点受到接收信号、异地天线高频头干扰等方面[4]。

相关人员对异地天线高频头的实际排查过程中，连接异地高频头与现场频谱仪和接收机并接入中星6A下行垂直接收天线的信号频谱，操作完成后加电，通过观察发现电台载波中存在干扰毛刺的情况。因此，排除测试系统故障可以确定，外部干扰信号是干扰问题出现的主要原因。

相关人员利用频谱仪进一步分析相关信息，发现其中存在异常载波信号和较为突出的尖峰。此外，在干扰存在的情况下，会对C波段转发器的整体接收过程造成不利影响，导致底噪加大，进而无法保证C波段的正常使用。另外，通过缓慢移动天线方向和观察频谱仪中的实时变化，发现在天线方向改变的情况下，干扰信号也发生相应的变化，进而能初步确定干扰方向和位置。

根据相关部门及电信运营商所提供的数据和信息，相关人员确定疑似干扰源方向的5G基站。同时通过研究和分析发现，5G基站开启后，即使无5G业务传输，也会存在干扰载波，其差异体现在强度高低上。通过排查干扰可看出，无5G业务传输时，其干扰载波强度比存在5G业务传输时的干扰载波强度低。因此，如信号干扰不及时、有效处理，会导致C波段卫星接收所受到的干扰不断加剧，无法有效保证视频接收质量。

4.3 干扰处理方法及效果分析

在高频头运行过程中，有效过滤5G信号频段，能够抑制5G信号干扰。在具体实施过程中，可采用窄带高频头更换现有的宽带高频头，提升选频效果，进而提高其抑制外带信号能力。为了最大限度地减少5G信号对C波段卫星接收所造成的干扰，需不断提高变频器、低噪声放大器技术水平，充分发挥其抗干扰效果。另外，为了验证上述干扰处理方法的科学性和高效性，可开展相应的效果验证试验，并观察和检测试验过程中的工作状态，可以发现高频头运行状态保持正常，高频头噪声温度以及在线性工作范围内的增益符合相关要求和标准。因此，通过宽带高频头更换为窄带高频头的处理方式，能抑制5G信号的干扰。通过实践运行，能够有效保证异地天线接收质量，并且无马赛克出现，确定此方式能有效解决5G信号的干扰问题。

5 结语

5G技术的快速发展促进了现阶段5G基站建设范围的拓展。因此，为了更好地防范5G信号对卫星地面接收站所造成的干扰问题，需要验证和探讨各种可行性方法。其中包括窄带高频头更换、与运营商加强沟通和协商、确保接收天线与5G站点保持较远距离或尽可能避免天线主瓣方向朝向5G站点。另外，需要在天线周边加设金属屏蔽网，或在条件允许的情况下，台站可在郊区或山顶建设发射台和接收卫星信号，利用光缆与有线电视机房连接和传输卫星信号。