基于内容的DTMB 700M对5G 700M干扰定位的方案研究

摘要：针对工信部于2020年4月1日发布《关于调整700MHz频段频率使用规划的通知》，将702-798MHz频段频率使用规划调整用于移动通信系统，并将703-743/758-798MHz频段规划用于频分双工（FDD）工作方式的移动通信系统。目前中国移动5G 700M已开始大规模建设，需要开展全网700M扫频工作，排查并收集现存广播电视系统信号干扰范围、电台位置，为后续5G 700M站点的规划、建设、优化提供无线频谱数据支撑。

关键词：700M；DTMB；数字电视接收系统；上行干扰；下行干扰

一、移动700M 5G建设的重大意义

5G频段大致分为两段：1、低频段的Sub6G （FR1：450 MHz - 6000 MHz）；2、高频段的毫米波（FR2：24250 MHz - 52600 MHz）。Sub 6G频段就是6Ghz以下频段，相对毫米波频率更低，是常規的无线通信频段。2020年4月之前工信部给三大运营商都分配的商用频段如下：中国移动：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz，两段共260M；中国电信：3400MHz-3500MHz，共100M；中国联通：3500MHz-3600MHz，共100M。随着电联的共建共享，3.5G的频段有200M，中国移动的竞争优势就不太明显，中国移动要想在全网特别是农村场景实现全覆盖需要投入的成本巨大。

根据无线电磁波传播模型，路损与频率的关系：Los = 10log（4π d/λ ）^2=20log（4π df/c） =32.44 + 20lgd + 20lgf， （距离d（km） 、频率f（MHz）、Los 路径损耗），传播相同距离的路径损耗只与频率相关。拿700M与2.6G相比，相同距离下的路径损耗，700M比2.6G的少了11.4dB，据实际测试效果来看，700M的覆盖距离是2.6G的2.1倍，建设700M能快速低成本实现全网连续覆盖。

总之，700M低频段不仅覆盖效果好，相关产业链也比较成熟，但频带资源紧张，干扰多；高频段穿透性能差，覆盖距离短，好处是频谱资源丰富，干扰少。随着引入广电700M的共建共享，中国移动在享受2.6GHz和4.9GHZ的容量优势的基础上，在农村广覆盖区域实现了5G网络连片覆盖，大大降低了建设成本，另外700M直接跟中国移动现网的900M合路，共用天线和铁塔，也能极大的缩小投资成本。建设700M对中国移动来说意义重大。

二、 广电700M与移动700M 5G牌照重叠情况及干扰现状

无线通信系统间的干扰产生原因有很多种，总体而言系统间干扰产生的原因可以归结为系统间的发射信号能量泄漏，而决定能量泄漏的因素包括有：通信系统的k率规划、通信系统采用的技术标准以及相应的硬件实现条件。通信系统网络规划与实际部署方案通信系统中常见的干扰包括：同频干扰、阻塞干扰、邻频干扰和互调干扰。其中同频干扰是在有用信号的载频范围内存在其他的发射信号，此时接收机将同时接收其工作带宽范围内的所有信号而无法进行有效区分。为应对同频干扰一般采用频分复用的方法，以降低频谱利用效率为代价使得不同的发射机和接收机工作在不同的频带从而互不干扰。一些没有良好规划和协调的同频电台之间也可能产生干扰。本文中研究的是广电700M对移动700M 5G因广电700M未完全清频而产生的同频干扰。

广电DTMB标准电视频道使用的频段DS36-DS49，使用的频率是694MHz-806MHz。700M 5G 对应的N28频段的频率范围是703-743/758-798MHz，因此DTMB数字电视地面广播和N28频段（700M）存在交叠的频道如下：

基站、用户终端、电台发射塔的发射功率分别是二百瓦、零点二瓦、几十千瓦，特别是用户终端和电台发射塔的发射功率差上万倍。由于频段的交叠，基站侧能在同一频段同时收到电台发射塔的发射和手机发射的信号，基站的接收机无法将二者区分，因此对基站侧能造成很强的上行干扰。同样的道理，用户终端能同时收到基站和电台发射的信号，对用户终端侧也能造成很强的下行干扰。由于目前网管侧只能提取到基站侧受到的上行干扰值，通过网管指标提取发现，新乡市700M基站目前受到本地市及周边地市广电未退频的强干扰，上行干扰强度-90dbm左右，甚至有上行干扰值在-60dbm左右，换言之，用户终端发送给基站的信号基本被电台发射塔发射的信号全部淹没，严重影响小区下用户的体验和感知。据有效数据统计受新乡市受电台干扰的小区占全网小区的90%以上，因此积极定位并协商干扰电台并协调关闭成为5G 700M 发展的重中之重。

由于各地电视发射塔使用的DTMB频道不尽相同，依靠常规频谱分析仪仅能了解当前700M频段的底噪情况，该地噪是多个信号的叠加，无法得知电台名称、单个电台的信号强度等信息，不利于后期推动广电分公司进行退频。如何将干扰情况以电视节目单的形式显示在电视屏幕上成为一个需要攻克的问题。新乡分公司利用DTMB数字广播系统接收端原理，自制了一套便携的DTMB接收系统，该设备系统的特点是小巧灵活，方便到任何位置定位DTMB电视信号干扰，可以通过解调到的节目内容、信号强度、方位角快速定位到发射源，解决目前700M扫频仪数量少、价格昂贵、无法定位电台内容等问题，极大提升了700M干扰定位效率。

三、创新解决方案研究

通过自制便携式DTMB数字电视接收系统，进行700M广电干扰的快速定位。主要分四步：

第一步：自制便携式DTMB数字电视接收系统。通过市场采购六个模块：射频信号接收模块、解调模块、显示模块、供电模块、射频信号传输模块、控制器。

第二步：进行全频段扫描，搜索700M所有频道。可搜索700-800M范围内的所有电视节目信息和广播节目信息。

第三步：解调当前频道的电台内容。

第四步：根据频道信息及天线的方位，快速定位干扰源位置。根据电视节目的名称（如辉县、延津、获嘉、开封等）、频道信息（中心频点、信号的强度、信号质量）、手持天线的方位角等信息，快速定位干扰源的位置。

利用便携式DTMB电视接收系统定位移动5G 700M的干扰源，基于内容式的显示干扰结果，思路新颖且时效性强，全省首创。根据解析电台的内容可以快速定位到归属电视台，根据信号强度预估干扰源距离，根据天线方位角定位电台的方向，从而快速定位干扰源。解决了当前700M即将大规模部署，但是现网700M干扰定位难、测试设备不足的问题。该DTMB干扰定位系统成本仅需600多元，相比扫频仪15万的价格，成本大大降低。通过显示器、解调器、接收天线的小型装置，利用5V+12V锂电池供电，并使用2mm直径镀银超柔馈线，方便携带，可用各种场景的扫频测试，可用于全国的700M广播电视扫频测试。

四、具体实施步骤

第一步：自制便携式DTMB数字电视接收系统

本套DTMB数字电视接收系统总计包含六个模块，分别为：射频信号接收模块（常用的有八目天线、对数周期天线等）、解调模块（长20cm，宽12cm，高2.5cm）、显示模块（长11.5cm，宽1.5cm，高8cm）、供电模块（5V普通充电宝和12V锂电池）、射频信号传输模块（镀银超柔馈线）、控制器（普通电视遥控器）。系统结构如图2所示：

各模块的主要功能简述如下：

1.信号接收模块：选用高增益、指向性强的对数周期天线，同时在天线柄端焊接了金属握把，方便携带；

2.解调模块：芯片内部集成模数转换器、解调、信道估计、均衡与解交织、信道纠错解码，最后输出传输流。本系统采用标准的DTMB制式机顶盒，可以进行手动或者自动扫频，搜索免费的DTMB电视广播节目；

3.显示模块：采用了4.3寸AV接口的超薄液晶显示器，可支持12V锂电池供电；

4.供电模块：采用5V+12V锂电池供电，其中5V用来对解调器供电，12V用来对显示器供电，可续航6小时，功耗小，方便携带；

5.射频传输模块：采用2mm直径镀银超柔馈线，信号衰减小，且柔韧性强、携带扫描及变更方向灵活、方便。

6．控制器：采用通用的电视遥控器。

第二步：进行全频段扫描，搜索700M所有频道

通过无线节目搜索->全频搜索，可搜索700-800M范围内的所有电台信息 。图3为在新乡市区某居民楼顶搜索到了23个电视节目：

第三步：解调当前频道的电台内容

通过无线节目搜索->手动搜索->输入中心频点，或者全频段搜索的结果，对新乡700-800MHZ频段进行解调，共发现延津电视台、辉县电视台、获嘉电视台、河南卫视、开封综合台等30多个电台。

第四步：根据频道信息及天线的方位，快速定位干扰源位置

根据电视节目的名称（如辉县、延津、获嘉、开封、郑州等）、频道信息（中心频点、信号的强度、信号质量）、手持天线的方位角等信息，可快速定位干扰源的位置。

图4为定位到的部分电台照片。

五、该提案主要创新点

1.思路新颖：利用便携式DTMB电视接收系统定位NR700的干扰源，思路新颖且时效性强，全省首创。基于解析电台的内容显示干扰的电视节目频段信息，可以快速定位到归属电视台，根据信号强度预估干扰源距离，根据天线方位角定位电台的方向，从而快速定位电台干扰源位置。

2.实用性强：解决了当前700M即将大规模部署，但是现网700M干扰定位难、测试设备不足的问题，可大大加快700M干扰源的定位速度。

3.成本低廉：提案中用到的显示器在网上采购价100元，解调器和天线各150元，5V的锂电池90元，12V的锂电池120元，遥控器10元，馈线及其他辅材50元，该DTMB干扰定位系统成本共计670元，相比扫频仪15万的价格，成本大大降低。

4.轻便快捷：通过显示器、解调器、接收天线的小型装置，利用5V+12V锂电池供电，并使用2mm直径镀银超柔馈线，可用各种场景的扫频测试。整体重量不到传统扫频仪的一半，携带方便。整体待机时间6小时，是传统扫频仪的将近3倍，大大提升了工作效率。

5.适用性广：可应用于全国的700M广播电视扫频测试。

六、创新提案的应用效果

新乡分公司利用便携式DTMB电视接收系统，目前已定位了新乡的新乡市获嘉、鹤壁淇县、开封电视发射塔等多个电台位置，而且可以显示频道的中心频点、电台内容等详细信息，方便和广电进行进一步的沟通、协调。该创新成本低廉、携带方便、实用性强，适合在全国进行推广。

作者单位：毛瑞瑞    河南百硕商务服务有限公司新乡分公司

参  考  文  献

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