5G信號對衛星C波段信號的干擾排查及應對措施

董金金

(新疆維吾爾自治區廣播電視局七六Ο六臺，新疆 石河子 832000)

0 引言

科學技術的快速發展極大地促進了5G技術的發展和廣泛應用，同時5G應用試點范圍也不斷擴大。在實踐中，5G試驗頻率會占滿部分C波頻率，并對C波段信號造成一定的干擾。同時，C波段信號主要包括標準波段及擴展波段，而同頻率5G信號極易對下行頻率信號造成影響，嚴重影響5C波段衛星接收信號，降低視頻播出質量。因此，需要對5G信號所造成的干擾問題加以分析與處理。

1 5G頻段業務與C波段衛星運行狀況分析

1.1 5G頻段業務

隨著5G技術的日益成熟，現階段各大運營商取得5G系統頻率使用權的同時，也促進了5G商業化應用。基于相關理論分析，C波段衛星信號因5G信號的影響而受到的干擾包括鄰頻干擾、同頻干擾和阻塞干擾3種。通過對比發現，C波段衛星信號頻段與聯通5G信號頻段之間存在部分重疊，會受到5G信號不同程度的干擾。因此，需要對5G信號干擾加以分析和處理，保證電視臺音視頻播出質量的同時，有效促進5G信號的推行和應用，并在5G技術廣泛應用的基礎上，有效提升電視信號接收的穩定性和安全性[1]。

1.2 C波段衛星業務頻率應用

C波段作為衛星通信業務的核心頻段和通信衛星下行傳輸信號中的頻段，其廣泛應用于各類小型衛星地面站及衛星電視廣播。與其他國家C頻段相比，我國基于此頻段的業務項目較多，主要有重大衛星工程、航天衛星研制、衛星通信、衛星國際出口等。另外，此頻段信號在多個地方電視臺的音視頻傳輸和播放中加以運用，最常用的中星6A或中星6B所采用的信號頻段也主要集中于此頻段。干擾原因形成如圖1所示。

圖1 干擾原理

2 衛星C波段下行信號實地測量分析

在衛星廣播下行信號中出現的接收故障現象主要表現為工作組屏、馬賽克等，其故障原因主要包括以下4種：高頻頭故障、天線位置偏移、外界干擾信號、天線放大器故障。

2.1 分析和排查故障

按照相關排查路徑以及造成影響的相關因素，本文采取分段排查的方式，分析故障最初出現時影響最大的中星6B的垂直極化信號，采用天線線路放大器、高頻頭更換方式，但抵抗信號干擾的效果不理想。將天線線路放大器去掉后，干擾問題得到了一定的緩解，但運行一段時間后，5G信號不僅對垂直極化信號造成干擾，對水平極化信號甚至所有衛星天線接收信號都造成影響。因此，全面測試系統內部各個環節，排除高頻頭下變頻后的系統鏈路存在干擾問題的可能性，可初步判斷C波段信號及高頻頭受到干擾，并且干擾范圍較廣、持續時間較長。

通過相關測試，干擾現象發生的成因極可能為5G基站的發射信號。因此，為進一步確認，可使用普通衛星高頻頭測試自由空間的5G信號，同時高頻頭開口朝向5G基站，利用同軸電纜和電視信號頻譜分析儀進行連接，獲得接收信號頻譜。通過分析頻譜儀上的測試結果推測出干擾現象為基站所發射的5G信號經過高頻頭放大倍頻后造成。

波導濾波器可與窄帶高頻頭、普通高頻頭相結合，通過對比在自由空間接收的信號頻譜，可以看出此波導濾波器能夠在一定程度上緩解干擾現象，但濾波效果不理想。組合方式在接收衛星信號中應用時，部分頻率節目接收效果仍不穩定。另外，窄帶高頻頭信號頻譜有較好的濾波效果，且組合方式的濾波效果最佳，但投入成本較高。

2.2 拋物天線測試

本文采用普通高頻頭和帶濾波器的高頻頭進行相關對比測試，獲取實際工況下的真實數據，通過對比分析提取相關關鍵數據。

在拋物面天線中的饋源位置安裝普通高頻頭，采用中星6B衛星垂直極化頻段與電視信號頻譜分析儀相連接時，無法鎖定所有信號。可利用頻譜圖顯示經過高頻頭變頻處理的信號，同時可看出天線位置所接收的5G信號極易引起高頻頭信號飽和，使大量數據丟失，一旦衛星地面站接收到的干擾信號呈現飽和狀態，將無法正常接收信號。

在拋物面天線中的饋源位置上安裝窄帶高頻頭，連接電視信號頻譜分析儀，可以鎖定所有信號。利用頻譜圖可以發現，在存在干擾的頻譜范圍內，所有干擾已消除；衛星中頻信號功率高于干擾噪聲功率時，干擾信號抑制能力最佳[2]。

在拋物面天線中的饋源位置連接和安裝普通高頻頭和波導濾波器，與電視信號頻譜分析儀連接后能夠鎖定部分信號。通過頻譜圖可以發現原本存在干擾的頻譜范圍內仍存在部分干擾，衛星中頻信號功率與干擾噪聲功率接近，抑制能力表現一般。

3 5G信號干擾衛星C波段接收的有效處理措施

3.1 運用降頻器或帶通濾波器

首先，通過在地球站中加裝抗5G干擾的帶通濾波器可以看出，衛星窄帶濾波器能夠實現帶外干擾屏蔽的功能，同時呈現出插損相對較低、群延遲的效果。所以，其在5G干擾處理方面有應用優勢，可有效抑制強帶外干擾。同時，通過對比5G信號和C波段衛星信號頻帶范圍發現，兩者之間必然存在相互干擾的問題，尤其是對電視廣播信號存在較大影響。所以，加設抗干擾裝置或有效落實對抗干擾措施至關重要。另外，運用衛星濾波器在高頻頭下變頻中進入射頻信號時，能夠有效控制由5G信號所造成的帶外干擾，大幅降低混頻諧波干擾發生概率。同時，在此過程中濾波器加載完成后，接收機能夠正常接收原有信號，但其C/N值會逐漸下降。因此，在申請衛星頻率時，所選擇的頻點應盡可能干擾較小[3]。

通過窄帶高頻頭更換方式在實踐中的運用，可以看出射頻信號在窄帶高頻頭的支持下能更好地通過，窄帶高頻頭能有效抑制輕微干擾。

3.2 加裝固定地面鍋屏蔽網

在具體防治措施的實踐中加裝鋁制網狀反射面，能發揮屏蔽阻斷的作用，有效反射干擾波。因此，在實際防治中，相關人員可面向干擾方向加設一層屏蔽網，有效提升隔離效果。

3.3 建立健全協調機制

為了有效提升干擾抑制效果，需要加強與各方的工作溝通和協調。當相關單位向當地無線電管理局進行自身5G頻率使用許可報備時，需要全面了解當地衛星地球站相關信息，明確需要加設抗干擾的設施，同時加強和衛星地球站之間的溝通和干擾協調，在此基礎上管理局再提出基站設臺許可申請。另外，應根據建設時間，明確抗干擾協調工作成本，并合理規劃相關責任。比如，衛星地球站建設時間比5G基站晚，衛星地球站應承擔相應協調費；如衛星地球站的建設時間比5G基站早，由5G基站承擔相應協調費用。

4 5G信號干擾C波段衛星接收的排查及處理實例

4.1 背景分析

在某5G試點地區，相關值班人員在工作過程中發現，抗干擾的異地天線接收本地電視臺信號時，時常出現載噪比長時間持續下降的情況，并超過限制。同時，所獲得的實時畫面普遍存在馬賽克，甚至會導致衛星接收機信號無法鎖定畫面的情況。在此狀況下，抗干擾系統難以正常使用，產生視頻播出安全隱患，因此，需要加強排查和處理干擾問題。

4.2 干擾排查

在排查干擾過程中，相關人員首先需要排查傳輸故障，發現線路未造成干擾故障。其次，相關人員全面研究和分析異地天線接收機的運行情況，在此過程中確定接收機運行狀態正常。最后，進一步分析異地光纖信號，發現其光功率無異常。因此，通過上述干擾排查可以確定，上述干擾問題并非因傳輸故障引發，極可能集中在天線所在地點受到接收信號、異地天線高頻頭干擾等方面[4]。

相關人員對異地天線高頻頭的實際排查過程中，連接異地高頻頭與現場頻譜儀和接收機并接入中星6A下行垂直接收天線的信號頻譜，操作完成后加電，通過觀察發現電臺載波中存在干擾毛刺的情況。因此，排除測試系統故障可以確定，外部干擾信號是干擾問題出現的主要原因。

相關人員利用頻譜儀進一步分析相關信息，發現其中存在異常載波信號和較為突出的尖峰。此外，在干擾存在的情況下，會對C波段轉發器的整體接收過程造成不利影響，導致底噪加大，進而無法保證C波段的正常使用。另外，通過緩慢移動天線方向和觀察頻譜儀中的實時變化，發現在天線方向改變的情況下，干擾信號也發生相應的變化，進而能初步確定干擾方向和位置。

根據相關部門及電信運營商所提供的數據和信息，相關人員確定疑似干擾源方向的5G基站。同時通過研究和分析發現，5G基站開啟后，即使無5G業務傳輸，也會存在干擾載波，其差異體現在強度高低上。通過排查干擾可看出，無5G業務傳輸時，其干擾載波強度比存在5G業務傳輸時的干擾載波強度低。因此，如信號干擾不及時、有效處理，會導致C波段衛星接收所受到的干擾不斷加劇，無法有效保證視頻接收質量。

4.3 干擾處理方法及效果分析

在高頻頭運行過程中，有效過濾5G信號頻段，能夠抑制5G信號干擾。在具體實施過程中，可采用窄帶高頻頭更換現有的寬帶高頻頭，提升選頻效果，進而提高其抑制外帶信號能力。為了最大限度地減少5G信號對C波段衛星接收所造成的干擾，需不斷提高變頻器、低噪聲放大器技術水平，充分發揮其抗干擾效果。另外，為了驗證上述干擾處理方法的科學性和高效性，可開展相應的效果驗證試驗，并觀察和檢測試驗過程中的工作狀態，可以發現高頻頭運行狀態保持正常，高頻頭噪聲溫度以及在線性工作范圍內的增益符合相關要求和標準。因此，通過寬帶高頻頭更換為窄帶高頻頭的處理方式，能抑制5G信號的干擾。通過實踐運行，能夠有效保證異地天線接收質量，并且無馬賽克出現，確定此方式能有效解決5G信號的干擾問題。

5 結語

5G技術的快速發展促進了現階段5G基站建設范圍的拓展。因此，為了更好地防范5G信號對衛星地面接收站所造成的干擾問題，需要驗證和探討各種可行性方法。其中包括窄帶高頻頭更換、與運營商加強溝通和協商、確保接收天線與5G站點保持較遠距離或盡可能避免天線主瓣方向朝向5G站點。另外，需要在天線周邊加設金屬屏蔽網，或在條件允許的情況下，臺站可在郊區或山頂建設發射臺和接收衛星信號，利用光纜與有線電視機房連接和傳輸衛星信號。