C波段衛(wèi)星接收受5G干擾排查分析及其處理概述

敖培華

長興縣融媒體中心 浙江 湖州 313100

在5G信息化建設(shè)發(fā)展中，多數(shù)城市開始建設(shè)5G基站，某地區(qū)于是2019年建設(shè)5G試點(diǎn)站點(diǎn)。5G無線電定義如下：FR1頻段（6GHz以下頻段）、FR2頻段（6GHz以上頻段）。6GHz以上頻段涉及n77、n78工作頻段與廣播電視C波段接近的頻帶，此時(shí)就會(huì)干擾C波段衛(wèi)星接收。技術(shù)人員在值班時(shí)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用于抗干擾的異地天線接收信號時(shí)，載波比會(huì)跌落下限，接收監(jiān)看畫面也會(huì)出現(xiàn)馬賽克，嚴(yán)重可出現(xiàn)黑屏問題，對5G站點(diǎn)抗干擾系統(tǒng)的運(yùn)營影響非常大，還會(huì)加大安全隱患。

1 故障排查

按照故障情況，排除監(jiān)看線路原因，之后測試異地?zé)o線接收機(jī)。當(dāng)接收機(jī)正常時(shí)，測試新中心異地光纖信號光功率，排除傳輸過程故障。在測試本地系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)與傳輸環(huán)節(jié)可知，其處于正產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。故障判斷原因多是由于異地天線高頻頭問題、電線所在地接收信號干擾。到達(dá)廣電新中心天線場地后，異地天線高頻頭連接到接收機(jī)、頻譜儀觀察。5G站點(diǎn)高清異地天線口徑為3.2m，高頻頭本振為5150MHz，接受中星6A下行信號。高清視頻信號采用DVB-S調(diào)制，應(yīng)用12M帶寬。下行垂直極化接收，中心頻點(diǎn)為3990MHz，通過下變頻后，L段信號中心頻點(diǎn)為1155MHz。

在連接中星6A下行垂直結(jié)束天線信號頻譜后，設(shè)備連接加電后，頻譜儀內(nèi)可通過載波觀看節(jié)目時(shí)，會(huì)出現(xiàn)毛刺干擾，衛(wèi)視載波、基底噪聲、高清8B轉(zhuǎn)發(fā)器的載波均出現(xiàn)毛刺干擾。測試系統(tǒng)設(shè)備功能正常，可能是由于外部引入干擾信號。加大掃寬Span值后發(fā)現(xiàn)，在1550～1650MHz周邊，對應(yīng)下行頻率為3500～3600MHz，存在異常載波信號。正是由于干擾問題，導(dǎo)致C波段轉(zhuǎn)發(fā)器的接收受到影響，底噪存在上升情況，最高超過10dB，對C波段接收使用造成極大影響。衛(wèi)視底噪抬升明顯，載波信號強(qiáng)度下降。觀察頻譜儀圖像可知，轉(zhuǎn)動(dòng)天線方向，頻譜儀上對應(yīng)干擾信號出現(xiàn)變化，經(jīng)過測試后，能夠明確干擾源位置和方向[1]。

聯(lián)系相關(guān)部門與電信運(yùn)營商，能夠證實(shí)廣電意思干擾源方向，新近安裝5G試點(diǎn)基站。按照工業(yè)部和信息化部的中低頻段使用許可，電信獲得100MHz試驗(yàn)頻率資源，中國移動(dòng)獲得260MHz資源，中國聯(lián)通獲得100MHz資源。綜合上述分析可知，中國聯(lián)通與中國電信的5G頻段及接收站C波段中存在重疊，集中在3000-4200MHz，再加上基站發(fā)射、中繼設(shè)備倍頻、差頻與次頻干擾，會(huì)嚴(yán)重干擾衛(wèi)星地球站廣播電視信號。通過排查可知，干擾判斷為中國聯(lián)通的3500～3600MHz，在運(yùn)營商配合下，關(guān)閉5G基站，異地天線干擾問題消失，頻譜異常載波消失。開啟后，再次出現(xiàn)載波干擾現(xiàn)象，因此干擾源為附近5G基站。

通過測試發(fā)現(xiàn)，在開啟5G基站后，盡管無業(yè)務(wù)傳輸，也會(huì)產(chǎn)生載波干擾問題，強(qiáng)度弱。當(dāng)5G基站存在業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，載波會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈感染，此時(shí)C波段衛(wèi)星信號也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)干擾。在未來發(fā)展中，5G應(yīng)用范圍擴(kuò)大，信號干擾問題會(huì)持續(xù)存在。

2 原因分析

由于高頻頭屬于低噪聲放大器，在接收衛(wèi)星信號時(shí)，可以放大衛(wèi)星信號。經(jīng)過下變頻處理后，可以轉(zhuǎn)換為第一中頻信號，利用接收機(jī)處理顯示和播放畫面音頻。在放大信號時(shí)，可以將信號置入到高頻頭噪聲中，因此對于高頻頭選頻特性提出要求。當(dāng)前所應(yīng)用的高頻頭地球站能夠接收3400～4200MHz寬帶高頻頭，該頻率范圍包含中國電信與中國聯(lián)通的頻率，此時(shí)高頻頭可以接收到5G頻率信號功率，天線接收信號后，會(huì)使高頻頭地球站出現(xiàn)飽和失真問題，從而導(dǎo)致C波段衛(wèi)星信號的接收畫面產(chǎn)生卡頓與馬賽克問題，表明存在5G信號干擾[2]。

3 處理對策

為了防止5G信號嚴(yán)重干擾C波段衛(wèi)星接收，在高頻頭信號接收時(shí)，應(yīng)當(dāng)將5G信號頻段過濾掉。由于頻率范圍處于3700～4200MHz，屬于窄帶高頻頭。因此將寬帶高頻頭轉(zhuǎn)變?yōu)檎瓗Ц哳l頭后，帶外信號抑制效果滿足要求。為了防止受到5G干擾，應(yīng)用3700～4200頻段衛(wèi)星地球站，低噪聲放大器LNA、變頻器的技術(shù)要求非常高。工作頻段如下：對于3700～4200MHz來說，在17℃的噪聲溫度測試條件下，C波段地球站LNB噪聲溫度小于45K；C波段衛(wèi)星地球站在線性范圍內(nèi)，增益高于50dB。C波段衛(wèi)星地球站輸入口輸入3300～3600MHz的-20dBm信號時(shí)，C波段衛(wèi)星地球站應(yīng)當(dāng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，且增益與噪聲溫度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

介紹應(yīng)用到5G信號干擾屏蔽的窄帶高頻頭：當(dāng)前，市場上能夠滿足C波段衛(wèi)星地球站的產(chǎn)品包括N品牌5250R：輸入3700～4200MHz，本振5150MHz，本振穩(wěn)定度為+/-250KHz，增益6 2 d B，噪聲溫度為1 5 ～3 0 K；N 品牌3 1 2 0 C：輸入3625～4200MHz，本振為5150MHz，本振穩(wěn)定度+/-KHz，增益62dB，噪聲溫度為20K；G品牌5750抗干擾衛(wèi)星高頻頭，輸入3700～4200MHz，能夠?qū)?G頻段信號起到抑制效果。

將寬帶高頻頭更換為窄帶高頻頭后，經(jīng)過長期值班觀察可知，異地天線接收效果良好，無馬賽克等異常干擾問題[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在5G技術(shù)快速發(fā)展過程中，會(huì)出現(xiàn)大量5G基站，地球站應(yīng)當(dāng)做好防范工作，全面應(yīng)對5G干擾問題，討論各項(xiàng)應(yīng)對措施的可行性。除過替換窄帶高頻頭外，還可以和運(yùn)營商協(xié)調(diào)，確保5G基站原理接收天線。當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不能在天線主瓣方向設(shè)置5G站點(diǎn)。也可以在天線周邊建設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)，以此消除5G干擾。