5G信號(hào)干擾衛(wèi)星C波段信號(hào)的排查及應(yīng)對(duì)

摘要：通過(guò)對(duì)5 G干擾的 C波段信號(hào)進(jìn)行研究，闡述了5 G干擾的原因，并指出了增加帶通濾波器、更換高質(zhì)量的窄帶高頻頭、增加地面屏蔽網(wǎng)、完善相應(yīng)的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)等對(duì)策，本文旨在將衛(wèi)星C波段信號(hào)受到5G信號(hào)的干擾降到最低，提高5 G信號(hào)的完整性和次序有序性，使5G信號(hào)更好地發(fā)展。

關(guān)鍵字：5G信號(hào)、C波段信號(hào)、排查及應(yīng)對(duì)

一、引言

5G是國(guó)家發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略，2019年6月6日，工信部將5G業(yè)務(wù)分發(fā)給四個(gè)單位，分別是中國(guó)電信，中國(guó)移動(dòng)，中國(guó)聯(lián)通，中國(guó)廣電，使這四個(gè)單位的5G業(yè)務(wù)將真正進(jìn)入市場(chǎng)。隨著發(fā)布了《3000-5000MHz頻段第五代移動(dòng)通信基站與衛(wèi)星地球站等無(wú)線(xiàn)電臺(tái)（站）干擾協(xié)調(diào)管理辦法》（工信部無(wú)〔2018〕266號(hào)），針對(duì)5G對(duì)C波段衛(wèi)星系統(tǒng)的影響，提出了相應(yīng)的對(duì)策和管理方法，保證了5G行業(yè)的正常、穩(wěn)定發(fā)展。隨著5G的普及，有很多城市都在市區(qū)建立了自己的站點(diǎn)，并且逐步地向著縣城和村鎮(zhèn)發(fā)展，原本距離5G還有很長(zhǎng)一段距離，但是現(xiàn)在，5G網(wǎng)絡(luò)正在迅速發(fā)展。

二、中國(guó)5G技術(shù)發(fā)展概況與5G各領(lǐng)域發(fā)展概況

5G稱(chēng)為第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thgenerationmobilenet

works或5thgenerationwirele-sssystems、5th-Generation）是繼4G、3G、2G之后最先進(jìn)的發(fā)展方向。我國(guó)近幾年對(duì)發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)給予了極大的關(guān)注，先后出臺(tái)了“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略和推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的戰(zhàn)略。隨著信息技術(shù)的不斷更新和進(jìn)化，行業(yè)發(fā)展將發(fā)生革命性的變化。從1G落后、2G追隨、3G突破、4G同步，到今天的5G處于引領(lǐng)者地位，中國(guó)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成了中國(guó)科技發(fā)展的一個(gè)縮影，5G技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程中取得了舉世矚目的成績(jī)[1]。

“5G領(lǐng)先”，既來(lái)源于企業(yè)整體的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的先行性，也是國(guó)內(nèi)總體規(guī)劃的結(jié)果。5G是一個(gè)充滿(mǎn)生機(jī)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，可以為各個(gè)行業(yè)注入新的生機(jī)，賦予所有的互聯(lián)功能，是新一代信息技術(shù)發(fā)展的主流，它將在數(shù)字世界掀起一場(chǎng)萬(wàn)物互聯(lián)的浪潮，對(duì)于建設(shè)世界網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、建設(shè)智慧社會(huì)、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展都有著重大的戰(zhàn)略作用。5G是中國(guó)高水平的發(fā)展和新一代的信息通信技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。5G在中國(guó)的各行各業(yè)都得到了廣泛的運(yùn)用，其發(fā)展的戰(zhàn)略地位是毋庸置疑的。

三、5G信號(hào)干擾C波段信號(hào)的排查檢測(cè)

（一）干擾成因的定性檢驗(yàn)

在接到衛(wèi)星地球站發(fā)現(xiàn)有信號(hào)對(duì)C波段信號(hào)發(fā)生干擾事件后，專(zhuān)家們認(rèn)為這些干擾來(lái)自5G通訊裝置。為確認(rèn)上述結(jié)果，各技術(shù)部門(mén)和各通信公司的技術(shù)專(zhuān)家共同進(jìn)行5G信號(hào)的干擾試驗(yàn)，證明是否為5G信號(hào)帶來(lái)干擾。最初，在僅打開(kāi)5G設(shè)備的條件下，對(duì)3.4GHz至4.2GHz的頻段進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)向，結(jié)果表明存在具有3.540GHz的頻段、20MHz帶寬和6.5dBμV的干擾信號(hào)，在開(kāi)啟5G設(shè)備，同時(shí)加上NR（SSB通信與移動(dòng)接收的同步信號(hào)）時(shí)，在3.4GHz～4.2GHz頻段內(nèi)有3.5GHz～3.6GHz、帶寬20M、幅度為5.7dBμV的干擾信號(hào)，此信號(hào)正是5G信道發(fā)出的SSB信號(hào)。另外，通過(guò)打開(kāi)或關(guān)掉5G裝置，并在接收端監(jiān)控衛(wèi)星接收機(jī)輸出的節(jié)目信號(hào)，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)5G裝置開(kāi)機(jī)后，接收端不能發(fā)出或只能發(fā)出間斷的節(jié)目信號(hào)；在5G裝置停用后，衛(wèi)星接收器可以正常地發(fā)出信號(hào)，從而判斷出干擾C波段信號(hào)的干擾源來(lái)自5 G裝置。

（二）接收設(shè)備排查

當(dāng)監(jiān)測(cè)出干擾情況時(shí)，應(yīng)先對(duì)衛(wèi)星接收裝置進(jìn)行檢測(cè)，以確定是不是由于內(nèi)部元件的工作狀態(tài)所致。在具體的檢查工作中，首先要對(duì)各個(gè)頻率的高頻頭進(jìn)行檢查，并對(duì)各個(gè)頻率下的高頻頭是否正常工作進(jìn)行檢查，比如是否能夠順利接收發(fā)送信號(hào)，工作頻率是否正常、信號(hào)發(fā)送是否完整等。其次，通過(guò)分別更換有線(xiàn)電視機(jī)房衛(wèi)星高頻頭和饋線(xiàn)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)干擾情況依然存在，可以單獨(dú)拿尋星儀直接接在高頻頭后進(jìn)行接收測(cè)試，仍然不能正常接收，此時(shí)就可以排除衛(wèi)星接收設(shè)備的故障。

（三）對(duì)干擾物的初步判定

有部分干擾來(lái)源并不是主要的調(diào)查對(duì)象，主要是針對(duì)影響比較大，持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)的干擾源。在對(duì)故障進(jìn)行初步判定中，會(huì)對(duì)存在干擾問(wèn)題的位置進(jìn)行觀測(cè)，可以對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的記錄，為以后的分析工作提供依據(jù)[2]。一般來(lái)說(shuō)，將采用5150MHz（本振頻率）的寬頻帶高頻頭來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，在工作過(guò)程中，它能夠捕獲3400MHz-4200MHz的信號(hào)波形，并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)收集，然后再通過(guò)信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，逐步縮小范圍并找到其準(zhǔn)確的定位，精準(zhǔn)找出干擾源的具體位置。

（四）確定干擾源

當(dāng)懷疑最初的干擾來(lái)源是5G信號(hào)，要做好確定工作，就必須和附近的電信公司配合，暫時(shí)停止在一定的區(qū)域的5G信號(hào)（在不會(huì)影響到通訊的情況下），然后檢查一下是否還有干擾信號(hào)存在，如沒(méi)有干擾性基本可以證明是5G信號(hào)干擾。為提高嚴(yán)謹(jǐn)性，可以重復(fù)操作，重新開(kāi)啟5G信號(hào)，如果打開(kāi)后仍有干擾信號(hào)存在，關(guān)閉后消失，從而證明干擾是由5G基站引起的，并通過(guò)對(duì)其信號(hào)頻率進(jìn)行對(duì)比，確定干擾源來(lái)源。

四、干擾源成因的剖析

在實(shí)際工作中，我們常常會(huì)碰到對(duì)C波段形成的各類(lèi)干擾，2008年四川電臺(tái)曾被鄰近地區(qū)的雷達(dá)站所受影響，后來(lái)又采用了低頻帶通濾波裝置來(lái)克服。2012年，在廣西玉林博白鎮(zhèn)，GSM基站扇區(qū)發(fā)送裝置出現(xiàn)了問(wèn)題，導(dǎo)致C波段的衛(wèi)星信號(hào)出現(xiàn)了問(wèn)題。2019年3月金華電訊和金華廣播公司利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了一次體育賽事的實(shí)況轉(zhuǎn)播。在這一過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)通信局接到關(guān)于華數(shù)數(shù)字電視C波段的衛(wèi)星信號(hào)被擾亂的投訴。經(jīng)分析得知，造成這種情況的原因在于5G通信基站對(duì)相鄰頻率的干擾，而造成的干擾是由于5G信號(hào)的影響，導(dǎo)致了衛(wèi)星電視接收機(jī)出現(xiàn)花屏、停頓等現(xiàn)象。C波段的干擾很容易被察覺(jué)，下面我們分析5G干擾C波段衛(wèi)星信號(hào)接收原理。

（一）同頻及鄰頻干擾

由于中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通分配的5G頻段與C波段衛(wèi)星信號(hào)具有200MHz的波段重合，使得C波段頻帶的下行信號(hào)受同頻影響，造成了接收機(jī)的接收機(jī)載噪比降低，從而造成了圖像的失真和卡頓。

由于LNB的特性，在3400MHz～4200MHz范圍之外，不能有效地過(guò)濾干擾信號(hào)，如果LNB工作頻段被信號(hào)干擾，當(dāng)加載到LNB中的總功率大于-60dBm時(shí)，LNB會(huì)出現(xiàn)飽和干擾，飽和干擾最終致使LNB出現(xiàn)較大非線(xiàn)性畸變情況。非線(xiàn)性畸變會(huì)造成很多不良問(wèn)題，例如頻段內(nèi)噪聲和接收信號(hào)頻譜增大、互調(diào)干擾問(wèn)題以及LNB受損。出現(xiàn)這種情況的另一理由為，L波段（1GHz～2GHz）5G的訊號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后傳送給接收器的能量太大，在5G的干擾信號(hào)到達(dá)LNB的功率為-60dBm時(shí)，L波段將0dBm的能量輸出給外界，而衛(wèi)星接收器只能在-65dBm～-30dBm之間的電平等級(jí)輸入，如果功率太大，很可能會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星接收器產(chǎn)生飽和、堵塞、卡頓等情況。若使用C波段的衛(wèi)星天線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，則會(huì)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤碼率高，數(shù)據(jù)丟失，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)通訊。

（二）高頻頭工作條件分析

在整個(gè)系統(tǒng)的工作中，高頻頭是一個(gè)非常關(guān)鍵的部件，它的功能就是把接收的信號(hào)進(jìn)行放大，它的工作品質(zhì)也會(huì)對(duì)接收的信號(hào)產(chǎn)生很大的影響。在這個(gè)特殊的工作中，高頻探頭在接收到了衛(wèi)星發(fā)送過(guò)來(lái)的信息后，會(huì)將其放大，然后通過(guò)混合回路進(jìn)行信號(hào)的處理，在多個(gè)數(shù)據(jù)被處理后，可以獲得對(duì)應(yīng)的中頻信息，這時(shí)通過(guò)接收端進(jìn)行下行信號(hào)的選取，從而獲得所要的信息。目前廣泛使用的高頻磁鐵具有5150MHz的頻率，它可以捕捉3400MHz-4200MHz的信號(hào)，一旦工作條件不穩(wěn)定，將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定產(chǎn)生不利的作用[3]。

（三）5G頻段狀況分析

根據(jù)目前的發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)家對(duì)各單位5G頻段的需求有一定的差別，比如中國(guó)電信，它的5 G頻段帶寬為3400MHz～3500MHz，中國(guó)移動(dòng)的5G頻段為2515MHz～2675MHz，并提供4800MHz～4900MHz以達(dá)到特定的傳輸需求。上面已提及，高頻頭能夠捕獲3400MHz～4200MHz的訊號(hào)，但由于操作者指派的信號(hào)頻段與捕獲頻段有一定的交疊，這就會(huì)讓一些信號(hào)被高頻頭錯(cuò)誤地接受，產(chǎn)生嚴(yán)重的高頻頭性能失真的問(wèn)題，進(jìn)而影響到整個(gè)系統(tǒng)電路的穩(wěn)定。

五、5G信號(hào)干擾衛(wèi)星C波段信號(hào)的應(yīng)對(duì)措施

5G業(yè)務(wù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，5G信號(hào)的干擾成了C波段衛(wèi)星信號(hào)接收所面臨的新問(wèn)題，同時(shí)也是整個(gè)廣播和電視行業(yè)所面臨的一個(gè)難題。早在2019年，廣電部就發(fā)布了5G基站與衛(wèi)星接收機(jī)之間的干擾協(xié)調(diào)協(xié)議。在C波段的衛(wèi)星接收機(jī)中，安裝一個(gè)窄帶型的抗干擾濾波器或窄帶式的消音高頻探頭，可以很好地克服這些問(wèn)題，但問(wèn)題的解決方法各有優(yōu)點(diǎn)要從實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)果來(lái)分析。

（一）增加防干擾的帶通濾波器

由于5G技術(shù)的推廣普及，5G基站的建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，但衛(wèi)星地球站非常容易被5G信號(hào)干擾，尤其是在城市周邊的衛(wèi)星地球站。為解決此問(wèn)題，可以使用新型抗干擾帶通濾波器，該機(jī)器可以對(duì) C頻段接收機(jī)的頻譜進(jìn)行頻譜分析，從而使5G信號(hào)的頻譜損耗更大，從而提高了C波段信號(hào)的抗干擾性。

在已有的高頻頭上安裝窄帶式濾波器存在兩個(gè)問(wèn)題，由于其本身的質(zhì)量和對(duì)饋源支撐桿的負(fù)荷過(guò)大，5G信號(hào)仍然有可能由濾芯和高頻頭之間的空隙導(dǎo)入，經(jīng)過(guò)幾番努力，終于發(fā)現(xiàn)采用錫箔片封住金屬片，以防止5G信號(hào)進(jìn)入高頻頭，但其弊端在于，夏天溫度太高，會(huì)對(duì)高頻頭的使用造成不利的影響，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題，正確做法要根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，選用合適的濾波器。

（二）替換高質(zhì)量的窄帶式高頻頭

采用高質(zhì)量的窄帶式高頻頭，可以提高信號(hào)的抗干擾能力，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。根據(jù)已有的試驗(yàn)資料可知，高頻頭可以捕獲3400MHz-4200MHz的信號(hào)，若其頻率低于3600MHz，則其衰減可達(dá)45dB，因此，采用高質(zhì)量的窄帶式高頻頭，可以提高對(duì)頻譜的抗干擾能力，具有較好的應(yīng)用前景，當(dāng)前選用優(yōu)質(zhì)的窄帶高頻頭是多數(shù)企業(yè)的選擇。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，不論從頻譜、圖像顯示或信號(hào)指數(shù)等方面來(lái)分析，采用窄帶濾波器可以很好地實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)的屏蔽，并且其質(zhì)量更好，對(duì)饋源支撐桿的負(fù)載也更小，更重要的是，它具有更好的價(jià)格和更便捷的應(yīng)用性能。從試驗(yàn)的情況來(lái)看，采用窄帶高頻頭代替寬頻帶天線(xiàn)是目前解決5G通信中存在的問(wèn)題的最優(yōu)方案，也是越來(lái)越多企業(yè)的選擇。

（三）地面鍋增加屏蔽網(wǎng)

以地面為基礎(chǔ)安裝屏蔽罩，可以屏蔽掉一些不必要的干擾，增加實(shí)驗(yàn)分析的可相信程度。在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，安裝屏蔽裝置的首要目的是成功反彈干擾信號(hào)，以取得較好的遮蔽效果。在實(shí)際操作中，會(huì)在地理上的隔離點(diǎn)上設(shè)置阻擋反射網(wǎng)，并在實(shí)際應(yīng)用中采用C＼KU鋁網(wǎng)格反光板，它的功能就是將干擾波有效的反彈出來(lái)，以達(dá)到穩(wěn)定的要求。此外，在實(shí)際的工程中，還會(huì)在干擾源的一側(cè)增設(shè)一道防護(hù)罩，以進(jìn)一步增強(qiáng)其防護(hù)效果，經(jīng)有關(guān)試驗(yàn)證明，該防護(hù)罩可以將隔離度提高10db，從而大大增強(qiáng)工作效果的可信度。對(duì)于5G的干擾，采用金屬屏蔽罩是目前最好的方法。金屬屏蔽層可有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)天線(xiàn)軸線(xiàn)和主瓣的信號(hào)的接收，并對(duì)其他方位的干擾進(jìn)行屏蔽。為了更好地利用5G的電磁輻射，應(yīng)按5G的波長(zhǎng)確定網(wǎng)格的寬度。

例如，5G的中心頻率為3500 MHz，根據(jù)“波長(zhǎng)（λ）=速度（c）/頻率 f ”的公式，可以得到8.6厘米的波長(zhǎng)，因此，金屬網(wǎng)格的寬度最好是2厘米，并且將金屬屏蔽網(wǎng)連接到地面上。

（四）健全相關(guān)的協(xié)同機(jī)制

由于抗干擾問(wèn)題牽扯到兩方，所以要重點(diǎn)處理好相關(guān)方面的工作，整理以下內(nèi)容：積極主動(dòng)溝通。各市（縣）局要組織轄區(qū)內(nèi)廣播電視臺(tái)、有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)公司，積極主動(dòng)地與本地?zé)o線(xiàn)電管理部門(mén)、5G運(yùn)營(yíng)商溝通對(duì)接，明確聯(lián)系人和聯(lián)系方式，提前掌握當(dāng)?shù)?000MHz～5000MHz頻段5G基站部署計(jì)劃，及時(shí)更新本地廣播電視衛(wèi)星接收臺(tái)站保護(hù)清單，并主動(dòng)報(bào)送無(wú)線(xiàn)電管理部門(mén)。地方廣電應(yīng)為每個(gè)部門(mén)配備當(dāng)?shù)氐母蓴_防護(hù)衛(wèi)星地面臺(tái)，并設(shè)定實(shí)時(shí)的更新公告。在申請(qǐng)?jiān)O(shè)置和使用5G基站前，信息通信服務(wù)單位應(yīng)積極啟動(dòng)抗干擾工作，與無(wú)線(xiàn)電管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的干擾協(xié)作，在協(xié)調(diào)工作結(jié)束后，才可以申請(qǐng)5G基站建設(shè)許可證。如跨省間干涉協(xié)調(diào)區(qū)域，所涉地廣電部門(mén)應(yīng)當(dāng)與相關(guān)省的廣電主管部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)，按照規(guī)定，對(duì)范圍內(nèi)的地球站（基站）進(jìn)行清理、核查，對(duì)已上報(bào)并經(jīng)過(guò)核實(shí)的地球站，依法享有免受有害干擾的權(quán)利，在5G頻率范圍內(nèi)，協(xié)調(diào)抗干擾工作所需支出，原則上應(yīng)由5G運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)，同時(shí)根據(jù)“后用讓先用”的規(guī)定，若衛(wèi)星地面臺(tái)建成的時(shí)間比本地5G信號(hào)要早，則其所需的協(xié)調(diào)抗干擾工作將按規(guī)定承擔(dān)。

總之，在改進(jìn)各方面的協(xié)同工作后，可以有效提高C波段信號(hào)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，達(dá)到抗干擾的要求。在獲得5G運(yùn)營(yíng)的許可后，必須按照規(guī)定上報(bào)給當(dāng)?shù)責(zé)o線(xiàn)電管理機(jī)構(gòu)，并且要知道這一區(qū)域是否有必要安裝反干擾設(shè)備，承建單位承擔(dān)費(fèi)用，而其他部門(mén)也必須在接到通知后，主動(dòng)提供支持，最大限度地去支持5G工作的實(shí)行，提高工作效率，確保5G工作高速高效的展開(kāi)。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)5G對(duì)C波段衛(wèi)星信號(hào)的影響而提出的一些對(duì)策，這些對(duì)策在實(shí)踐中起到了很好的作用，通信技術(shù)的快速發(fā)展，催生著5G業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，所面臨的問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越多，成為廣大工作者必須要解決的問(wèn)題；在抗干擾方面，必須加強(qiáng)與運(yùn)營(yíng)公司的交流，加強(qiáng)技術(shù)人才的培訓(xùn)，對(duì)各種新的干擾問(wèn)題進(jìn)行研究，并積極尋找技術(shù)支援，以保證5G的安全性，從而保證5G的穩(wěn)定發(fā)展。我們始終堅(jiān)信，5G不是終點(diǎn)，5G所面臨的問(wèn)題會(huì)完美解決，未來(lái)也將會(huì)有更多的產(chǎn)品與解決方法提升5G的性能，我們期待著各種新技術(shù)的進(jìn)步與完善，讓我們?cè)谟?G到來(lái)的同時(shí)，更好地應(yīng)對(duì)5G通信所帶來(lái)的種種問(wèn)題。

作者單位：陳瑋 甘肅省無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)站

參" 考" 文" 獻(xiàn)

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陳瑋（1988.11-） 漢族，本科，甘肅蘭州，中級(jí)工程師，研究方向：通信工程。