C 波段中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)抗5G 基站干擾分析及實(shí)踐

劉 麗

（西藏自治區(qū)廣播電視局波密中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，西藏林芝 860000）

0 引言

5G 是國(guó)家戰(zhàn)略，5G 試驗(yàn)頻率占用部分C 波段頻率范圍。對(duì)高頻頭而言，C 波段包括擴(kuò)展C 波段和標(biāo)準(zhǔn)C 波段，下行頻率分別為3400 ～3700MHz 和3700 ～4200MHz，波長(zhǎng)注定了這一段的信號(hào)更加容易受其他信號(hào)的干擾。2018年4 月至今，筆者曾經(jīng)觀察過(guò)多地方的C 波段中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，發(fā)現(xiàn)其均非常容易受到信號(hào)的干擾，對(duì)日常的衛(wèi)星接收系統(tǒng)造成了影響，不能從根本上滿(mǎn)足安全需要，尤其是對(duì)于接收節(jié)目的中興6A 和中星6B，在接收信號(hào)過(guò)程中會(huì)形成大量的馬賽克，屏幕無(wú)法鎖定，不僅影響到了觀眾的體驗(yàn)，而且還威脅到了央視新聞聯(lián)播的安全。

1 中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星接收系統(tǒng)原理

1.1 中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)衛(wèi)星接收系統(tǒng)

衛(wèi)星接收天線、饋源、高頻頭、功分器以及廣播接收機(jī)等設(shè)備，主要用于中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的衛(wèi)星接收。衛(wèi)星在接收到信號(hào)之后，先將信號(hào)反射匯聚成焦點(diǎn)，傳遞給接受信號(hào)的天線焦點(diǎn)區(qū)，饋源再將收集到的信號(hào)轉(zhuǎn)移到高頻頭，平頭可以輸出更多的信息，使輸出的信息范圍更大，變頻成為接收機(jī)可以收到的信號(hào)，可以在三者之間進(jìn)行連接，變頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)移和變換，最后成功輸出。

1.2 高頻頭原理

可以對(duì)收集到的信號(hào)進(jìn)行改變時(shí)信號(hào)放大，并且將饋源的輸出信號(hào)變頻為950 ～1750MHz，廣播接收機(jī)接收。因?yàn)楦哳l頭和電磁波兩者之間存在很強(qiáng)的相互干擾關(guān)系，所以高頻頭的優(yōu)劣直接影響到廣播輸出信號(hào)的質(zhì)量[1]。

1.3 廣播接收機(jī)原理

模擬接收機(jī)和數(shù)字接收機(jī)是目前我國(guó)使用的廣播機(jī)接收最主要的兩種。輸出端連接的是音頻信號(hào)，可以和廣播音頻信號(hào)之間進(jìn)行切換，和各個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行連接，輸入端則是通過(guò)射頻同軸電纜和高頻頭相連。信號(hào)強(qiáng)度固然重要，但信號(hào)質(zhì)量是重中之重，二者都是評(píng)價(jià)廣播接收機(jī)是否穩(wěn)定的重要參數(shù)。在廣播機(jī)接收的時(shí)候，通常會(huì)有顯示燈（LOCK），能夠正確接收信號(hào)時(shí)，顯示燈會(huì)一直亮起，如果顯示燈發(fā)光有異常閃爍或者斷光，則表示信號(hào)接收不夠穩(wěn)定，此時(shí)就可以對(duì)高頻頭和衛(wèi)星接收天線進(jìn)行及時(shí)的檢查，對(duì)同軸電纜等設(shè)備也進(jìn)行排查。

2 C 波段中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的5G 干擾源具體排查措施分析

通過(guò)長(zhǎng)期的研究發(fā)現(xiàn)，C 波段衛(wèi)星地球站下的接收頻率和5G 頻率范圍較為接近，所以?xún)烧咧g的信號(hào)離得太近就會(huì)影響其信息接收能力，造成干擾，因?yàn)榕_(tái)升衛(wèi)星頻段低噪，就會(huì)影響接收信號(hào)的速度和質(zhì)量，造成接收信號(hào)的載波質(zhì)量不利，使信號(hào)容易產(chǎn)生誤碼，并且對(duì)生成的圖案和視頻聲音有很大的影響?？梢酝ㄟ^(guò)多種方法對(duì)干擾源進(jìn)行排查，其中包括圖像表現(xiàn)觀察、統(tǒng)計(jì)；利用頻譜儀進(jìn)行觀測(cè)。通過(guò)上述的一系列過(guò)程，可以確定干擾源的方向和位置。

2.1 系統(tǒng)內(nèi)部排查

當(dāng)出現(xiàn)了信號(hào)接收不穩(wěn)定的情況時(shí)，首先要排查內(nèi)部是否有存在影響信號(hào)接通的其他頻率信號(hào)，排除內(nèi)部的干擾。在進(jìn)行排查的過(guò)程中主要應(yīng)注意以下方面：查看高頻頭的工作狀態(tài)，判斷高頻頭在不同的頻率之下工作是否正確，對(duì)外界的信息接收是否穩(wěn)定，能否接收到完整的信號(hào)，結(jié)合整體系統(tǒng)的工作分析高頻頭是否對(duì)系統(tǒng)工作產(chǎn)生影響；檢查系統(tǒng)之間的連接問(wèn)題，查看整體鏈路是否存在無(wú)用的功分器運(yùn)行狀況、供電器是否有異常、波段證據(jù)是否有誤，通過(guò)這幾個(gè)方面的信息采集判斷它們之間存在的問(wèn)題是否對(duì)系統(tǒng)的接收信號(hào)造成了影響，這樣一系列的排查也有助于系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生問(wèn)題但是不能及時(shí)察覺(jué)的狀況，對(duì)系統(tǒng)存在的潛在故障有一定的排查作用。

2.2 干擾源識(shí)別

有一部分干擾源因?yàn)橛绊戇^(guò)小，而且影響的頻率較低，所以在日常檢查中常常不會(huì)把它們作為排查的重點(diǎn)。有些干擾因素可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成很大的影響，并且持續(xù)不斷地對(duì)系統(tǒng)的接收信號(hào)造成阻攔，而這些正是我們需要排查的對(duì)象，確保信號(hào)源能夠處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。首先我們需要確定干擾存在的位置，在觀測(cè)的過(guò)程中一定要認(rèn)真仔細(xì)，能夠?yàn)橐院蟮臋z查以及后續(xù)的修復(fù)環(huán)節(jié)作鋪墊[2]。另外，高頻頭也是試驗(yàn)的重點(diǎn)，在高頻頭工作期間，確保能夠響應(yīng)外界的各種波段信號(hào)，收集信息波，采集之后，利用現(xiàn)代的信息技術(shù)能夠進(jìn)一步縮小干擾源的位置。

2.3 干擾源確定

結(jié)合試驗(yàn)頻率可以準(zhǔn)確地判斷干擾源的具體位置。如果已經(jīng)確定干擾源出現(xiàn)在基站附近，首先，為了能夠確保干擾源的位置，就要與周邊的運(yùn)行商進(jìn)行聯(lián)系，最大程度保證用戶(hù)的正常通信，在此基礎(chǔ)上，將周?chē)軌驎簳r(shí)關(guān)閉的活動(dòng)全部關(guān)閉，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行探索查看。如果在關(guān)閉了接站之后，周?chē)母蓴_立刻消失，在一段時(shí)間的探索之后，重新開(kāi)啟基站，干擾源又重新出現(xiàn)，就可以確定基站附近應(yīng)該存在干擾源。大致確定了方位之后，可以對(duì)周?chē)男盘?hào)頻率進(jìn)行測(cè)試，判斷哪一類(lèi)的型號(hào)能夠?qū)靖浇母蓴_因素進(jìn)行響應(yīng)，這樣就可以更為準(zhǔn)確地判斷干擾源的具體位置，也保證了探索過(guò)程中的準(zhǔn)確性。

3 5G 基站干擾C 波段中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的原因分析

通過(guò)觀察干擾頻率掃頻信號(hào)發(fā)現(xiàn)，干擾頻率的中心頻率在3.449GHz 附近，而移動(dòng)5G 信號(hào)的頻段范圍為3.4 ～3.6GHz，足以證明C 波段衛(wèi)星干擾的就是5G 信號(hào)。

3.1 C 波段衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度分析

C 波段可以通過(guò)拋物面向天線接收，再將接收到的信號(hào)聚集到饋源，經(jīng)過(guò)合理的匹配之后，可以通過(guò)變頻頭對(duì)低噪的聲音高頻放大。高頻頭首先對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，再轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l信號(hào)，輸入衛(wèi)星接收機(jī)里進(jìn)行各種變頻調(diào)節(jié)，還原出想要的音頻或者視頻信號(hào)[3]。國(guó)際電聯(lián)曾經(jīng)對(duì)此規(guī)定，C波段在衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中，像輻射功率30 ～42dB，這樣能夠保證經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)換之后，信號(hào)強(qiáng)度在-165dB 左右，相當(dāng)微弱。

3.2 5G 信號(hào)強(qiáng)度分析

5G 服務(wù)的范圍還未開(kāi)始擴(kuò)建，電信運(yùn)營(yíng)商官網(wǎng)曾經(jīng)提出，目前，5G 覆蓋的半徑為250 ～300m，為了能夠?qū)崿F(xiàn)5G在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣，要構(gòu)建更大的5G 基站網(wǎng)絡(luò)。如果想要滿(mǎn)足手機(jī)正常使用，信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)該維持在-80 ～50dB，如果信號(hào)低于-90dB，就無(wú)法進(jìn)行正常通話(huà)。而5G 信號(hào)如果想要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還會(huì)影響到C 波段地面衛(wèi)星接收系統(tǒng)。

3.3 干擾因素及作用原理

3.3.1 干擾因素

（1）覆蓋范圍。5G 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在只在大城市或者是中型城市進(jìn)行覆蓋，并沒(méi)有進(jìn)行全方位的建設(shè)，目前，基本上三線城市以下的地區(qū)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)5G 信號(hào)的覆蓋業(yè)務(wù)。（2）信號(hào)強(qiáng)度。無(wú)盡信號(hào)在剛剛進(jìn)行運(yùn)營(yíng)的階段往往會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，大部分還處于試驗(yàn)階段，而且還會(huì)受到信號(hào)不穩(wěn)定以及C 波段衛(wèi)星信號(hào)干擾等問(wèn)題。（3）基站距離。目前5G 信號(hào)正處在發(fā)展過(guò)程中，所以大部分5G 基站和4G 的移動(dòng)塔連接在一起，相對(duì)而言具有依附性，不能夠完全獨(dú)立自主地運(yùn)行，導(dǎo)致衛(wèi)星接收更加容易受到5G 信號(hào)的影響，而且若距離5G 基站越近，則會(huì)受到更強(qiáng)的影響[4]。（4）波數(shù)方向。如果接收方向不同也會(huì)對(duì)兩種信號(hào)的接收造成影響，而5G 信號(hào)和C 波段接收正處于這種情景，所以在運(yùn)行過(guò)程中就很有可能阻礙衛(wèi)星接收信號(hào)，全方位的5G 信號(hào)接收更容易對(duì)信號(hào)接收產(chǎn)生影響。

3.3.2 作用原理

由于5G 頻段（3.4～3.6GHz）與C波段（3.7～4.2GHz）很近，5G 干擾信號(hào)的總功率一般而言都是大于C 波段衛(wèi)星接收信號(hào)的功率，所以導(dǎo)致5G 信號(hào)對(duì)衛(wèi)星接收信號(hào)產(chǎn)生重要的影響，讓原本可以對(duì)低噪聲進(jìn)行放大處理的機(jī)器處于一個(gè)完全不能工作的狀態(tài)，不能夠區(qū)分兩路的信號(hào)，對(duì)兩邊的信號(hào)交流有著或輕或重的影響，很有可能造成兩邊都無(wú)法進(jìn)行正常的工作，若過(guò)于嚴(yán)重，還有可能會(huì)對(duì)高頻頭造成影響；除此之外，衛(wèi)星接收信號(hào)也有極高的標(biāo)準(zhǔn)要求的，電平范圍應(yīng)是一個(gè)中等的狀態(tài)，如果信號(hào)強(qiáng)度過(guò)高，會(huì)受到各種各樣的干擾，聲音會(huì)出現(xiàn)雜音、停頓的現(xiàn)象；視頻會(huì)出現(xiàn)模糊以及馬賽克現(xiàn)象，如果傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)，則會(huì)影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，造成亂碼。

4 C 波段中波廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)抗5G 基站干擾測(cè)試

4.1 加裝C 頻段濾波器

設(shè)置更多C 頻段波濾器對(duì)5G 通信干擾情況有效緩和措施。3.4 ～3.6GHz 的高強(qiáng)度5G 干擾影響信號(hào)再經(jīng)過(guò)傳輸與衛(wèi)星天線口徑面積匯集到高頻頭處，經(jīng)過(guò)交互轉(zhuǎn)換，這一系列的產(chǎn)物格外復(fù)雜，會(huì)造成嚴(yán)重的損害，從而使LNB 底造大幅度升高[5]。3.7 ～4.2GHz 的C 頻段信號(hào)在經(jīng)過(guò)高頻頭濾波之后，對(duì)相鄰的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；經(jīng)過(guò)高頻頭濾波的改善之后，雖然能夠?qū)⑦@些干擾因素過(guò)濾一部分，但是依然不能夠完全去除。所以現(xiàn)在出現(xiàn)了新款帶濾波功能的窄高帶高頻頭，摒棄了C 頻段濾波器的加持，3.7 ～4.2GHz 的信號(hào)在經(jīng)過(guò)高頻頭濾波的處理之后，依然對(duì)相鄰的信號(hào)造成巨大的影響。所以在這段時(shí)間以來(lái)，已經(jīng)和本地的公司進(jìn)行聯(lián)系，開(kāi)始研究對(duì)C 頻段濾波器的改造，可是這也僅僅是對(duì)濾波器進(jìn)行改變，并沒(méi)有真正實(shí)施深入改造，而且此計(jì)劃并沒(méi)有被聯(lián)通公司納入其中。普通的高頻頭對(duì)C 頻段濾波器產(chǎn)生的頻段有-60dB的衰減，可是在同一段時(shí)間里也有相應(yīng)的綜藝，如果5G信號(hào)能夠在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛實(shí)施，并且加強(qiáng)5G 基站的建設(shè)，就會(huì)對(duì)衛(wèi)星接受系統(tǒng)造成強(qiáng)烈的影響，導(dǎo)致衛(wèi)星接收系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。所以在對(duì)普通工程高頻頭進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先加裝C 波段濾波器對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)C 頻段濾波器的改造之后，加上普通的高頻頭進(jìn)行過(guò)濾和放大信號(hào)，處于5G 基站旁邊的衛(wèi)星接收信號(hào)依然會(huì)受到強(qiáng)烈的影響，無(wú)法進(jìn)行正常接收[6]。在此基礎(chǔ)上對(duì)高頻頭進(jìn)行改變，換上了具有濾波能力的窄帶高頻頭，衛(wèi)星接收信號(hào)的能力大大增強(qiáng)。這證明只依靠C 頻段濾波器完全不能夠?qū)⑿l(wèi)星信號(hào)接收回歸正常，只加C 頻段濾波器完全起不到任何作用。

4.2 降低5G 基站發(fā)射功率

可以適量地對(duì)5G 系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，改變輻射方向或下傾角、更換5G 基站的位置和大小，能夠在C 段波濾器不夠充分的情況下對(duì)5G 信號(hào)運(yùn)行的干擾情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。雖然這個(gè)辦法是位于第二位的，但是相較于第一種辦法而言更加具有可操作性，尤其是對(duì)于各個(gè)地方的廣電，行業(yè)不一樣或者是跨系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生巨大的不協(xié)調(diào)性。

在以往的加C 頻段濾波器的基礎(chǔ)上，可以去更換濾波能力更強(qiáng)的高頻頭，這樣的做法可以同時(shí)發(fā)揮C 頻段濾波器和新型綠波窄帶高頻頭，實(shí)用性更強(qiáng)，對(duì)衛(wèi)星接收信號(hào)的抗干擾能力更加有作用。經(jīng)過(guò)濾波的C 頻段信號(hào)進(jìn)入高頻頭后，5G 通信依然是能夠干擾衛(wèi)星接收的信號(hào)，普通的高頻頭只是對(duì)接收到的信號(hào)完全進(jìn)行放大，在此過(guò)程中，頻段信號(hào)中的5G 載波依舊有相當(dāng)高的水平。經(jīng)過(guò)短暫的調(diào)節(jié)，可以使圖像和聲音暫時(shí)恢復(fù)正常，但是這已經(jīng)超過(guò)了衛(wèi)星接收的能力[7]。只要5G 基站有任何信息波動(dòng)，就會(huì)直接影響衛(wèi)星信號(hào)的接收，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)造成巨大的影響。但是如果在基礎(chǔ)的加裝C 頻段濾波器后，更換為更強(qiáng)大濾波能力的高頻頭，能夠?qū)τ诘谝患?jí)低噪聲的放大處理進(jìn)行二次加工，疊加濾波的效果格外理想，在應(yīng)對(duì)5G 信號(hào)的影響也留有余量?？墒窃诰唧w的操作過(guò)程中，還是有部分問(wèn)題沒(méi)有得到解決，由于饋源和高頻頭是一體化的，而C 頻段濾波器也是與其一體化，所以導(dǎo)致兩者相加會(huì)有較重的重量，會(huì)對(duì)整體的圓盤(pán)造成很大的壓力，支撐桿兒的負(fù)重較大。為了能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器的成功加值，就要求技術(shù)人員將底盤(pán)的螺絲更換為更為結(jié)實(shí)的螺絲，并且將支撐的杠桿換為加厚的。這不僅僅是為安裝濾波器做準(zhǔn)備，也是為了衛(wèi)星能夠完美地接收信號(hào)而做準(zhǔn)備，為后期濾波器的正常運(yùn)行打下基礎(chǔ)，是一個(gè)相當(dāng)重要的安全事項(xiàng)。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然目前我國(guó)的5G 基站建設(shè)還處在基礎(chǔ)水平，但是相信在不久的將來(lái)，5G 定然能夠覆蓋到全國(guó)范圍，實(shí)現(xiàn)全面化的發(fā)展，對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的使用而言，5G 的全方面覆蓋很有可能也對(duì)衛(wèi)星信號(hào)有一定的干擾，隨著5G 的漸漸成熟，很有可能會(huì)影響到衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射，如果只是單純地依靠濾波器的話(huà)，不一定能夠完整地解決5G 信號(hào)對(duì)于衛(wèi)星接收的影響，因?yàn)?G 信號(hào)的過(guò)于強(qiáng)大，所以不能被濾波器完整地過(guò)濾，更何況現(xiàn)在的5G 范圍也不是過(guò)于廣闊，隨著發(fā)展會(huì)逐漸走入各家各戶(hù)，5G 信號(hào)的強(qiáng)大也會(huì)使5G 信號(hào)的使用更加頻繁，對(duì)衛(wèi)星的接收會(huì)員造成更多的影響，亞洲3S 衛(wèi)星就是明顯的例子。如果單純依靠濾波器對(duì)5G 的信號(hào)進(jìn)行干擾，完全不能夠達(dá)到目的，應(yīng)該繼續(xù)加裝窄帶高頻頭，實(shí)現(xiàn)從3400 ～4200MHz 到3700 ～4200MHz 的轉(zhuǎn)變，也能進(jìn)行進(jìn)一步的過(guò)濾處理；如果還是不能夠完全解決問(wèn)題的話(huà)，還可以在電纜處繼續(xù)增加濾波器，改善5G 信號(hào)對(duì)于衛(wèi)星接收的影響。一般而言，單純依靠濾波器的凈化方式不能夠完全解決5G 的干擾，如果能夠架設(shè)濾網(wǎng)屏蔽5G信號(hào)對(duì)衛(wèi)星接收的影響，可以實(shí)現(xiàn)5G 信號(hào)和衛(wèi)星信號(hào)共同運(yùn)轉(zhuǎn)互不影響的目的。