衛(wèi)星地球站抗5G信號干擾的解決方案

蘇大海

摘 ?要：隨著我國5G移動通信的大規(guī)模部署及網絡的快速建設，5G移動通信信號對衛(wèi)星地球站C波段接收信號的干擾日趨嚴重。本文根據(jù)日常維護中衛(wèi)星地球站受到5G信號干擾的案例，闡述了干擾源的排查方法，并提出了5G移動通信基站對衛(wèi)星地球站C波段接收信號干擾的解決方案。

關鍵詞：干擾;5G;衛(wèi)星地球站

1.引言

2019年6月6日工業(yè)和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電四家企業(yè)頒發(fā)了第五代移動通信運營牌照，標志著我國正式進入5G商用元年。隨之而來的是5G通信網絡進入大規(guī)模部署和建設階段。

工業(yè)和信息化部向三大通信基礎運營商發(fā)放的5G中低頻段使用許可證規(guī)定：中國移動5G頻段為2515MHz——2675MHz及4800MHz——4900MHz;中國電信的5G頻段為3400MHz——3500MHz;中國聯(lián)通的5G頻段為3500——3600MHz。由于5G信號頻段與衛(wèi)星地球站C波段頻段較近，甚至部分重疊，3.4GHz——4.2GHz頻段范圍內的衛(wèi)星地球站將產生同頻干擾和鄰頻干擾。

本文結合具體工作中的案例，分析衛(wèi)星地球站受5G信號的干擾現(xiàn)象，干擾問題的排查以及干擾的技術分析，同時提出解決方案。

2.干擾的技術分析及解決方案

2.1干擾現(xiàn)象

本臺衛(wèi)星地球站承擔著本臺衛(wèi)視高清節(jié)目信號和衛(wèi)視標清節(jié)目信號的傳輸工作，高清系統(tǒng)和標清系統(tǒng)是兩套完全獨立的傳輸系統(tǒng)。這兩套獨立的傳輸系統(tǒng)分別有配套的監(jiān)控系統(tǒng)時時監(jiān)測其運行狀態(tài)，包括下行信號在不同場景，通過不同規(guī)格天線，在不同地方的接收情況，同時配套相應的抗干擾系統(tǒng)，可以時時通過數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的下行接收情況。

值班過程中發(fā)現(xiàn)，標清系統(tǒng)3米接收天線的監(jiān)控大屏信號黑場，標清系統(tǒng)9米接收天線的監(jiān)控大屏信號輕度馬賽克，多臺下行接收機告警。標清抗干擾系統(tǒng)顯示3米接收天線的信號載噪比曲線雜亂無章地跳動，異地3米天線接收信號正常。

與此同時，高清系統(tǒng)3米接收天線的監(jiān)控大屏信號嚴重馬賽克，高清系統(tǒng)9米接收天線的信號未受影響，多臺3米下行接收機告警。高清抗干擾系統(tǒng)顯示3米接收天線的信號載噪比接近下限值，異地3米天線接收信號正常。

根據(jù)上述現(xiàn)象，初步判斷衛(wèi)星地球站本地下行接收信號收到干擾，標清系統(tǒng)所受干擾情況比高清系統(tǒng)嚴重。

2.2技術分析

干擾現(xiàn)象出現(xiàn)后，使用定向喇叭天線和頻譜儀在天線場位置查找高清系統(tǒng)和標清系統(tǒng)頻點附近的頻段內的信號情況。因衛(wèi)星地球站下行接收天線的高頻頭濾波器的頻段范圍是3.4GHz——4.2GHz，該頻段外的干擾可能性較小，故逐一排查該頻段內的信號情況。經過反復測試，最終鎖定中心頻率為3.449GHz的信號為干擾源。

通過分析，中心頻率為3.449GHz的信號應是中國電信5G信號的頻點，同時通過定向喇叭天線初步判斷5G通信基站的位置。與中國電信溝通協(xié)調，關閉相關5G通信基站后干擾消失。至此，可以確定衛(wèi)星地球站標清系統(tǒng)和高清系統(tǒng)的干擾源來自中國電信的5G通信基站。標清系統(tǒng)下行接收頻率是3971MHz，高清系統(tǒng)下行接收頻率是4148MHz，標清系統(tǒng)的下行接收頻率與中國電信5G信號的頻段更接近，所以標清系統(tǒng)受干擾更為嚴重。衛(wèi)星接收天線接收的信號來自36000Km外的衛(wèi)星，其接收的信號已相當微弱，而干擾源的信號強度為-32dBm，其強度遠遠大于衛(wèi)星接收信號，也是造成干擾的主要因素之一。

2.3解決方案

衛(wèi)星下行接收信號是通過衛(wèi)星接收天線的高頻頭轉換為L波段的信號后傳輸至接收機。之所以出現(xiàn)干擾也是因為干擾信號進入衛(wèi)星接收天線的高頻頭，對衛(wèi)星下行接收信號造成干擾。所以，解決衛(wèi)星地球站受5G信號干擾的問題，應該從衛(wèi)星接收天線的高頻頭入手。

衛(wèi)星接收天線的高頻頭是由微波低噪聲放大器、帶通濾波器、第一變頻器（包括第一本振和第一混頻器）、第一中頻前置放大器組成。由于衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中的地面天線接收到的衛(wèi)星下行微波信號較微弱，通常天線饋源輸出載波功率約為-90dBm。第一變頻器和帶通濾波器的損耗是10dB，第一中頻放大器的增益約30dB。所以，若低噪聲放大器給出增益（40—50）dB，則下變頻器輸出端可以輸出（-30—-20）dBmW的信號。因此，高頻頭是在保證原信號質量參數(shù)的條件下，將接收到的衛(wèi)星下行信號進行低噪聲放大并變頻。

目前，衛(wèi)星接收天線使用的高頻頭的帶通濾波器的工作頻帶范圍是3.4GHz——4.2GHz，標清系統(tǒng)下行接收頻率是3971MHz，高清系統(tǒng)下行接收頻率是4148MHz，中國電信5G信號頻段處于C波段衛(wèi)星接收擴展頻段內，5G信號的強度要遠大于C波段衛(wèi)星信號，5G信號必定會干擾附近的C波段衛(wèi)星接收信號。根據(jù)高頻頭的工作原理，需要改變高頻頭的帶通濾波器的工作頻帶寬度，或者在衛(wèi)星天線饋源和衛(wèi)星高頻頭間加裝適當?shù)墓ぷ黝l段的帶通濾波器以抑制5G信號引起的帶外干擾。衛(wèi)星帶通濾波器可使頻帶信號進入高頻頭下變頻前起到抑制帶外5G信號的作用，防止由帶外強信號產生的混頻諧波干擾。因此，可以選用如下兩種方式解決5G信號對衛(wèi)星地球站的干擾問題。第一，在衛(wèi)星接收天線饋源和高頻頭之間加裝適當頻帶寬度的帶通濾波器。第二，更換高品質窄帶抗5G干擾的衛(wèi)星高頻頭。

在實踐中，采取更換衛(wèi)星接收天線高頻頭的方式來抗5G干擾，通過將3米接收天線高頻頭更換成工作頻帶范圍3.7GHz——4.2GHz的窄帶抗5G干擾的高頻頭后，5G移動通信信號對衛(wèi)星地球站C波段下行接收信號干擾現(xiàn)象消失。

3.結束語

本文較為詳細地介紹了5G信號對衛(wèi)星地球站C波段下行接收信號的干擾現(xiàn)象，技術分析及解決方案。5G信號對衛(wèi)星地球站C波段下行接收信號干擾不僅受頻段范圍的影響，同時與5G信號的強度有關，隨著5G網絡規(guī)模、基站的密度逐漸增加，5G信號對C波段下行接收信號的干擾將會日趨嚴重。因此，需對衛(wèi)星地球站的相關天線加裝帶通濾波器，或者更換窄帶衛(wèi)星高頻頭，并對濾波器及高頻頭的性能提出更高的要求。

參考文獻

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