5G信號對廣電衛星地球站的干擾分析和研究

摘要：近年來，我國5G建設正在快速發展中，各地運營商已開始展開5G實驗網的部署以及業務的外場測試試驗。隨著5G通信網絡的迅速鋪開，5G基站對C波段衛星地球站造成的同頻或鄰頻干擾不可避免。5G頻段干擾問題如果不能得到及時妥善有效解決，不但嚴重影響廣播電視播出以及新聞出版、金融等重要部門業務工作，而且也將大大遲滯5G建設進度，延緩“新基建”戰略布局，對各地無線電管理團隊提出了新的挑戰。本文結合實例對5G信號干擾廣電衛星地球站的情況進行解析，供讀者參考。

關鍵詞：5G干擾；C波段；窄帶濾波器

一、頻譜規劃情況

（一）5G頻率情況

我國5G產業已經上升為國家戰略。2019年6月6日，工信部發放了國內5G牌照并公布了5G頻譜分配方案，標志著5G信號商用正式拉開序幕。其中，中國移動通信集團有限公司（簡稱中國移動公司）、中國聯合網絡通信集團有限公司（簡稱中國聯通公司）、中國電信集團有限公司（簡稱中國電信公司）5G頻段分布情況簡述如下：

中國移動公司：2515MHz-2675MHz頻段和4800MHz-4900MHz頻段；

中國聯通公司：3500MHz-3600MHz頻段；

中國電信公司：3400MHz-3500MHz頻段；

其中，中國聯通公司和中國電信公司獲批的頻段相鄰，兩家運營商為了貫徹降本增效的原則，共用5G頻率資源，共建共享5G網絡。

（二）廣電衛星地球站頻率情況

我國的廣電部門使用得C波段衛星地球站的工作頻段為3400MHz-4200MHz，廣電部門通過這段頻率的相關設備接收衛星信號從而轉換為電視信號播出。一般來說，我們常見的衛星信號接收系統包括接收天線、饋源、高頻頭、饋線和接收機等，在這些系統之中，高頻頭（簡稱LNB）的作用簡單來講就是將饋源輸出的信號經過放大變頻等一系列操作轉換為接收機接收范圍內的L波段信號（一般為950-1750MHz）[1]。

（三）頻率接近易產生干擾

從頻譜上看，中國電信和中國聯通兩家運營商共建共享的5G頻段為3400MHz-3600MHz，剛好在常見高頻頭3400MHz-4200MHz的接收范圍內。因此部分5G頻段信號常常誤被衛星地球站接收，通過高頻頭放大變頻后，容易對正常的衛星信號造成干擾，產生接收性能失真的情況。

一方面，當接收端收到的干擾信號總功率超過接收上限時，高頻頭（LNB）將產生接收飽和，造成信號干擾；另一方面，5G基站信號經過高頻頭（LNB）放大變頻后，到達接收機的功率過高，超過接收機的接收適應范圍，使接收機進入自干擾狀態，影響信號的BER性能 [2]。一般來說，常見的干擾包括以下幾種情況：

1.相同頻段干擾：因為中國電信和中國聯通獲批使用的5G頻段（3400MHz-3600MHz）和廣電衛星地球站的接收范圍（3400MHz-4200MHz）有一段重疊， 而5G基站的發射信號功率一般情況下遠大于衛星地球站的正常接收范圍。因此，相同頻段干擾是5G基站對廣電衛星地球站最常見的干擾。

2.相鄰頻段干擾：正常情況下，在3600MHz-4200MHz頻段并不存在運營商的5G基站信號，但由于衛星地球站的高頻頭大多是5G基站上線前統一配置的，未考慮5G基站信號強度對接收機接收性能的影響，導致部分雜散落入高頻頭接收頻帶，放大混頻后產生互調，造成衛星電視信號頻段底噪抬高，導致信噪比降低，誤碼率增加，形成相鄰頻段干擾。

3.飽和干擾：特殊情況下，由于5G基站地理位置和廣電衛星地球站相近，且5G基站的輸出功率較大，會對正常的衛星信號產生壓制。當廣電衛星地球站接收到的信號經放大變頻后超過接收機的接收適應范圍，會使接收機進入自干擾狀態，造成飽和干擾。

在一般情況下，廣電衛星實際使用的信道主要在3700-4200MHz頻段范圍內，與5G信號是鄰頻關系，并不存在頻率占用的情況。但廣電部門早期配備的高頻頭（LNB）大部分是3400MHz-4200MHz， 造成正常的5G信道落入了LNB的工作頻帶。因為5G基站信號的強度較大，被LNB接收變頻后傳遞至接收機的功率太高，超出了廣播電視衛星接收機可適應的電平范圍，造成干擾。一般會表現為電視圖像花屏甚至完全黑屏，干擾節目正常播出。

二、干擾查處實例

（一）干擾查找過程

2020年1月10日，揚州廣播電視傳媒集團（總臺）（簡稱市廣電臺）致函市工信局，稱在C頻段廣播電視衛星接收下行通道受到嚴重干擾，衛星電視無法正常收看，節目圖像出現馬賽克畫面，商請無線電管理部門幫助排查。

揚州市無線電管理監測站技術人員前往現場，使用儀表掃描C波段（3400MHz-4200MHz）如圖1所示。

使用儀表掃描5G頻段（3400MHz-3500MHz）如圖2所示。

可以看到信號主要覆蓋3400MHz-3500MHz，從頻譜圖上看3700MHz-4200MHz并無直接干擾信號落入廣電衛星地球站接收機頻段內。通過解碼，判斷能覆蓋市廣電臺衛星地球站的5G信號來自PCI=194這個5G基站。

通過與相關運營商的溝通，技術人員了解到這個PCI對應的是電信公司大樓5G基站，該基站位置在廣電衛星地球站南方一公里處。聯系電信公司對該基站進行關斷測試，電信公司關閉該5G基站后，干擾信號消失，受干擾的電視節目恢復正常，開啟基站后，干擾信號復現，電視節目圖像出現馬賽克。最終確認，此次干擾為該電信5G基站造成。

按照工信部印發《3000-5000MHz頻段第五代移動通信基站與衛星地球站等無線電臺（站）干擾協調管理辦法》文件規定[3]，揚州市無線電管理機構召開了協調會。會議明確由電信公司對廣電衛星地球站前段進行改造，加裝濾波器以消除干擾。事后，無線電監測站技術人員開展了比對測試，測試發現，干擾現象已完全消除。

（二）判斷干擾產生原因

從廣電站衛星地球站外部來看，3700MHz-4200MHz無明顯外界干擾，考慮干擾來自內部信號。高頻頭接收到衛星信號后，經過放大變頻為接收機可以接收的L波段信號，最后接收機通過處理信號播放音頻和畫面。市廣電衛星地球站接收機通道3700MHz-4200MHz信號經過高頻頭60dB信號放大后，下變頻到950MHz-1450MHz，但衛星地球站高頻頭之前的濾波器接收范圍為3400MHz-4200MHz， 所以電信5G信號3400MHz-3500MHz也會落入高頻頭接收頻帶，放大混頻后產生互調，造成衛星電視信號頻段底噪抬高，導致信噪比降低，誤碼率增加，發生干擾。高頻頭變頻后的信號測試如下：

其中紅色箭頭之間為衛星地球站接收機有用信號，兩個綠色箭頭之間為電信5G信號經過高頻頭下變頻放大后的信號。此大信號會落入衛星地球站接收機，使接收機進入自干擾狀態，影響信號的BER性能。

（三）干擾解決建議方案

為應對5G 基站對C頻段廣播電視衛星接收設備的干擾，國家廣播電視總局聯合運營商發布了《C波段廣播電視衛星接收站與5G基站干擾協調實施辦法（試行）》，給出了相應的計劃建議和解決辦法 [4]。

C頻段廣播電視衛星接收站應對5G基站相關干擾采用多種方式，核心宗旨是設法減小5G信號進入衛星接收機的功率，并通過技術改造的方法減小對原有衛星接收信號的影響。目前，可以選擇以下幾種可行的方式解決5G基站產生的干擾。

1.加裝抗干擾帶通濾波器。加裝抗干擾帶通濾波器能夠識別接收信號，提升信號接收的準確性。通過分析5G頻譜情況我們知道，LNB會錯誤接收5G信號放大變頻，從而導致干擾問題的出現。通過加裝抗干擾帶通濾波器，對5G信號頻段（3400MHz-3600MHz）進行抑制，可以從根本上消除5G信號干擾[5]。

2.更換高品質窄帶高頻頭。廣電部門早期配備的高頻頭（LNB）大部分是3400-4200MHz， 造成正常的5G信道落入了LNB的工作頻帶。可以通過更換高品質窄帶高頻頭（3700MHz-4200MHz）的方式，濾掉相鄰的5G頻段，增強高頻頭接收信號的性能，減少5G基站信號的干擾[6]。

3.減小5G信號被接收功率。可與運營商溝通協調，通過降低5G基站發射功率、調整5G系統下傾角或最大輻射方向、更換基站位置、避讓衛星地球站接收天線的主瓣方向等方式，減小5G信號被廣電衛星地球站接收的功率，從而有效減小5G基站信號對廣電衛星地球站的干擾。

4.加裝屏蔽阻斷反射網。廣電衛星地球站接收端通過增加屏蔽網的方式，只接收主瓣方向信號，屏蔽其他方向上的各類干擾信號，從而減小5G信號的干擾。實踐應用中，通過增加屏蔽網的方式，將干擾信號反射出去，從而取得良好的抗干擾效果[7]。

5.建立相應的協調溝通機制。無管機構作為無線電管理部門，應當要求地方運營商在建設5G基站之前向當地無線電管理機構備案，同時積極向廣電相關部門了解該地區已架設衛星地球站的具體信息，根據后建讓先建的原則，采取相關措施，避免對原有合法在用頻臺站產生干擾。無線電管理機構要做好雙方的協調溝通工作，讓頻譜資源發揮最大價值。

三、結束語

隨著5G公眾移動通信網絡的迅速鋪開，5G基站的數量也將迅速增加，極易產生相關干擾。各地運營商在架設5G基站過程中要與廣電部門加強溝通協調，考慮區域的電磁兼容性，必要情況下，可通過加裝抗干擾帶通濾波器或更換高頻頭等方式解決干擾問題。

作者單位：周崢? ? 揚州市無線電管理監測站

參? 考? 文? 獻

[1]陳威達.5G的發展及其與廣電的融合[J].有線電視技術，2018（7）：41-44.

[2]袁偉.C波段衛星接收受5G干擾排查分析和應對處理[J]數字通信世界，2020（2）：170.

[3]工業和信息化部.3000-5000MHz頻段第五代移動通信基站與衛星地球站等無線電臺（站）干擾協調管理辦法[S].工信部無〔2018〕266號.

[4]國家廣播電視總局，中國電信集團有限公司，中國聯合網絡通信集團有限公司.C波段廣播電視衛星接收站與5G基站干擾協調實施辦法（試行）[S].

[5]楊躍華.C波段衛星信號抗5G干擾措施應用的新進展[J].中國有線電視，2019（9）：953-955.

[6]劉紅衛.淺談5G信號對衛星地面接收站的干擾排查[J].中國無線電，2021（12）：48-50.

[7]陳敬華，李冰.5G基站干擾C波段廣電衛星接收站的原因與解決方案研究[J].中國無線電，2019（8）：55-57.