5G系統干擾分析

楊少斌 唐瑞龍

摘要：針對5G網絡部署中可能遇到的FSS系統干擾、終端自干擾、與現網系統間的隔離等問題進行分析。

關鍵詞：5G 同頻干擾 ?網絡間干擾

1、5G干擾分析

多網絡并存情況下，為保證每個網絡的覆蓋效果，干擾是一個必須解決的問題。5G部署初期，由于頻率分配問題，存在與FSS系統之間的干擾，以及運營商內部、運營商之間多系統共址并存導致的干擾。下面對各種干擾進行分析。

1.1 5G與FSS系統之間的干擾

中國聯通和中國電信的5G頻段為3400?3600MHz。然而，C頻段與擴展C頻段（3400?4200MHz）—直是我國和亞洲地區衛星通信產業的傳統核心頻段。

5G系統基站對FSS系統主要考慮同頻干擾和鄰頻干擾。具體造成干擾的程度主要取決于FSS地球站的仰角、所接收到的5G系統的集總干擾功率等。

同頻干擾：34OO?36O0MHz頻段，5G系統對衛星固定業務地球站可能形成同頻干擾，需要克服（198+10 ）dB的信號差。

鄰頻干擾：3600?4200MHz頻段，5G系統對衛星固定業務地球站可能形成鄰頻干擾，需要克服93?114dB的信號差。

飽和干擾：3400?3700MHz頻段，5G系統對衛星固定業務地球站可能形成飽和干擾，需要克服138dB的信號差。

1.2 5G與現網系統間干擾

對于5G部署，業界存在兩種網絡架構部署方式，即SA（獨立）架構和NSA（非獨立）架構。如果運營商5G網絡按NSA架構部署，則要求終端支持雙連接技術，釆用雙射頻同時連接4G與5G網絡并進行雙收雙發，此時射頻器件的非線性等因素容易導致終端存在自干擾問題，即上行可能對下行接收產生諧波與互調干擾，造成接收端靈敏度下降。

雙連接作為非獨立組網下實現互操作方案的關鍵技術，需終端在硬件上支持雙通道射頻，同時連接LTE與5G NR網絡。

由于射頻器件的非線性等因素，上行的雙發會帶來下行諧波和互調干擾，造成接收端靈敏度下降。終端雙鏈接干擾 主要體現在諧波干擾、互調干擾。

2 干擾解決建議

2.1 5G與衛星地球站之間的干擾解決建議

（1）3400?3600MHz頻段5G基站與衛星地球站干擾保護距離的確定

①干擾的客觀影響因素

· 5G基站

可通過調整5G基站發射功率、設置位置、天線高度、天線特性和基站天線下傾角等方式降低干擾。

·空間隔離和衰減

可在規劃5G基站時通過物理空間隔離5G基站和衛星地球站，包括收發天線空間隔離、信號傳輸損耗衰減、建筑物隔離等方式，以降低干擾。

·衛星地球站

可通過調整衛星地球站的工作頻段、接收機性能、帶外抑制性能、抗阻塞性能、天線設置位置和高度、工作方位角和仰角等方式降低干擾。

②干擾保護距離的確定

考慮到衛星地球站采用方向性天線，實際場景下的干擾保護距離應考慮對被干擾無線電臺（站）實際使用天線的方 向性圖進行分析。在缺少有關地球站天線輻射方向性圖的特定信息時，可采用國際電聯ITU-R S.465建議書提供的“用于2?31GHz頻率范圍協調和干擾評估的衛星固定業務地球站天線的參考輻射方向性圖”作為工程評估參考。

典型城區環境下5G基站與3400?3600MHz頻段衛星地球站的參考干擾保護距離，在衛星地球站接收天線主軸2° 以外的區域可減小到5km。

（2）5G基站與衛星地球站協調區半徑

根據國際電聯ITU-R F.758-6建議書，在固定業務臺（站）工作頻段，干擾信號限值為固定業務臺（站）接收系統噪聲電平減10dB，超過該限值的干擾信號可能對固定業務臺（站）造成有害干擾。

5G基站與固定業務臺（站）的干擾協調區是指以固定業務臺（站）為中心且在一定范圍內的地理區域，在此區域內使用相同頻率的5G基站可能會對固定業務臺（站）產生有害干擾。

原則上干擾協調區為以固定業務臺（站）為中心、半徑為300m的圓形區域;對于微波通信系統，當5G基站位于微 波通信系統的最大增益接收方向時，應避免5G基站的最大增益發射方向正對微波通信系統。

（3）干擾解決方案及建議

①衛星運營商將工作在3400?3700MHz頻段上的衛星業務調整至3700?4200MHz或其他不受干擾影響的頻段，并對 調整至3700?4200MHz頻段的衛星地球站釆用第②條措施。

②為3700 ? 4200MHz頻段的衛星地球站額外加裝該頻段的濾波器，或更換上述工作頻段的低噪聲放大（LNA）、變頻器（LNB），可增加45dB左右的隔離度。

③調整5G系統基站站址布局;避讓衛星地球站接收天線主瓣方向（離軸角2°以內）;如果基站位于衛星地球站 接收天線第一旁瓣（離軸角2°?48°）、副瓣或背瓣（離軸角大于48°）方向，相對位于主瓣方向可增加20?34dB的隔離度。

④為衛星地球站加裝屏蔽網，單層屏蔽網可增加8 ? 12dB的隔離度。

⑤調整5G系統基站的最大輻射方向和下傾角，可增加0?8dB的隔離度。

⑥降低5G基站發射功率，在一定程度上緩解干擾。

⑦有效利用建筑物隔離，單墻體可增加8?20dB的隔離度。

（4）5G基站選址建議

①5G基站規劃選址要提前考慮與衛星地球站的空間隔離，盡量減小對衛星地球站的干擾。

②衛星保護站周邊尤其南向盡量不要建設掛高較高的 5G基站，可優先通過微基站或者室內分布等方式解決周邊 5G覆蓋。

③合理地布局規劃5G基站頻率，在衛星保護站附近釆取異頻組網方式減小干擾。

3 結束語

（1）5G基站對衛星地球站等無線電臺（站）的干擾，通過基站規劃布局方式解決時存在較大難度，可通過為衛星通信地球站加裝頻段濾波器，或將低噪聲放大器、變頻器更換為帶有濾波功能的500MHz帶寬設備等方式進行解決。

（2）可采用SA架構組網，避免5G終端雙連接自干擾。

（3）5G基站與現網2G、3G、4G等系統的干擾可通過設備物理隔離方式進行解決，優先通過垂直隔離解決。

參考文獻

[1]中國聯通5G無線網絡建設揭導意見（討論稿）[Z].

[2]何偉俊，戴國華，張婷，等.終端在5G頻段下的自干擾問題探討[J].移動通信，2018（2）