C 波段中波廣播轉播臺抗5G 基站干擾分析及實踐

劉 麗

（西藏自治區廣播電視局波密中波轉播臺，西藏林芝 860000）

0 引言

5G 是國家戰略，5G 試驗頻率占用部分C 波段頻率范圍。對高頻頭而言，C 波段包括擴展C 波段和標準C 波段，下行頻率分別為3400 ～3700MHz 和3700 ～4200MHz，波長注定了這一段的信號更加容易受其他信號的干擾。2018年4 月至今，筆者曾經觀察過多地方的C 波段中波廣播轉播臺，發現其均非常容易受到信號的干擾，對日常的衛星接收系統造成了影響，不能從根本上滿足安全需要，尤其是對于接收節目的中興6A 和中星6B，在接收信號過程中會形成大量的馬賽克，屏幕無法鎖定，不僅影響到了觀眾的體驗，而且還威脅到了央視新聞聯播的安全。

1 中波廣播轉播臺衛星接收系統原理

1.1 中波廣播轉播臺衛星接收系統

衛星接收天線、饋源、高頻頭、功分器以及廣播接收機等設備，主要用于中波廣播轉播臺的衛星接收。衛星在接收到信號之后，先將信號反射匯聚成焦點，傳遞給接受信號的天線焦點區，饋源再將收集到的信號轉移到高頻頭，平頭可以輸出更多的信息，使輸出的信息范圍更大，變頻成為接收機可以收到的信號，可以在三者之間進行連接，變頻信號進行轉移和變換，最后成功輸出。

1.2 高頻頭原理

可以對收集到的信號進行改變時信號放大，并且將饋源的輸出信號變頻為950 ～1750MHz，廣播接收機接收。因為高頻頭和電磁波兩者之間存在很強的相互干擾關系，所以高頻頭的優劣直接影響到廣播輸出信號的質量[1]。

1.3 廣播接收機原理

模擬接收機和數字接收機是目前我國使用的廣播機接收最主要的兩種。輸出端連接的是音頻信號，可以和廣播音頻信號之間進行切換，和各個設備之間進行連接，輸入端則是通過射頻同軸電纜和高頻頭相連。信號強度固然重要，但信號質量是重中之重，二者都是評價廣播接收機是否穩定的重要參數。在廣播機接收的時候，通常會有顯示燈（LOCK），能夠正確接收信號時，顯示燈會一直亮起，如果顯示燈發光有異常閃爍或者斷光，則表示信號接收不夠穩定，此時就可以對高頻頭和衛星接收天線進行及時的檢查，對同軸電纜等設備也進行排查。

2 C 波段中波廣播轉播臺的5G 干擾源具體排查措施分析

通過長期的研究發現，C 波段衛星地球站下的接收頻率和5G 頻率范圍較為接近，所以兩者之間的信號離得太近就會影響其信息接收能力，造成干擾，因為臺升衛星頻段低噪，就會影響接收信號的速度和質量，造成接收信號的載波質量不利，使信號容易產生誤碼，并且對生成的圖案和視頻聲音有很大的影響。可以通過多種方法對干擾源進行排查，其中包括圖像表現觀察、統計；利用頻譜儀進行觀測。通過上述的一系列過程，可以確定干擾源的方向和位置。

2.1 系統內部排查

當出現了信號接收不穩定的情況時，首先要排查內部是否有存在影響信號接通的其他頻率信號，排除內部的干擾。在進行排查的過程中主要應注意以下方面：查看高頻頭的工作狀態，判斷高頻頭在不同的頻率之下工作是否正確，對外界的信息接收是否穩定，能否接收到完整的信號，結合整體系統的工作分析高頻頭是否對系統工作產生影響；檢查系統之間的連接問題，查看整體鏈路是否存在無用的功分器運行狀況、供電器是否有異常、波段證據是否有誤，通過這幾個方面的信息采集判斷它們之間存在的問題是否對系統的接收信號造成了影響，這樣一系列的排查也有助于系統內部發生問題但是不能及時察覺的狀況，對系統存在的潛在故障有一定的排查作用。

2.2 干擾源識別

有一部分干擾源因為影響過小，而且影響的頻率較低，所以在日常檢查中常常不會把它們作為排查的重點。有些干擾因素可能會對系統的運行造成很大的影響，并且持續不斷地對系統的接收信號造成阻攔，而這些正是我們需要排查的對象，確保信號源能夠處于一個穩定的狀態。首先我們需要確定干擾存在的位置，在觀測的過程中一定要認真仔細，能夠為以后的檢查以及后續的修復環節作鋪墊[2]。另外，高頻頭也是試驗的重點，在高頻頭工作期間，確保能夠響應外界的各種波段信號，收集信息波，采集之后，利用現代的信息技術能夠進一步縮小干擾源的位置。

2.3 干擾源確定

結合試驗頻率可以準確地判斷干擾源的具體位置。如果已經確定干擾源出現在基站附近，首先，為了能夠確保干擾源的位置，就要與周邊的運行商進行聯系，最大程度保證用戶的正常通信，在此基礎上，將周圍能夠暫時關閉的活動全部關閉，對干擾信號進行探索查看。如果在關閉了接站之后，周圍的干擾立刻消失，在一段時間的探索之后，重新開啟基站，干擾源又重新出現，就可以確定基站附近應該存在干擾源。大致確定了方位之后，可以對周圍的信號頻率進行測試，判斷哪一類的型號能夠對基站附近的干擾因素進行響應，這樣就可以更為準確地判斷干擾源的具體位置，也保證了探索過程中的準確性。

3 5G 基站干擾C 波段中波廣播轉播臺的原因分析

通過觀察干擾頻率掃頻信號發現，干擾頻率的中心頻率在3.449GHz 附近，而移動5G 信號的頻段范圍為3.4 ～3.6GHz，足以證明C 波段衛星干擾的就是5G 信號。

3.1 C 波段衛星信號強度分析

C 波段可以通過拋物面向天線接收，再將接收到的信號聚集到饋源，經過合理的匹配之后，可以通過變頻頭對低噪的聲音高頻放大。高頻頭首先對輸入的信號進行放大，再轉變為中頻信號，輸入衛星接收機里進行各種變頻調節，還原出想要的音頻或者視頻信號[3]。國際電聯曾經對此規定，C波段在衛星發射過程中，像輻射功率30 ～42dB，這樣能夠保證經過一系列的轉換之后，信號強度在-165dB 左右，相當微弱。

3.2 5G 信號強度分析

5G 服務的范圍還未開始擴建，電信運營商官網曾經提出，目前，5G 覆蓋的半徑為250 ～300m，為了能夠實現5G在全國范圍內的推廣，要構建更大的5G 基站網絡。如果想要滿足手機正常使用，信號強度應該維持在-80 ～50dB，如果信號低于-90dB，就無法進行正常通話。而5G 信號如果想要正常運轉，還會影響到C 波段地面衛星接收系統。

3.3 干擾因素及作用原理

3.3.1 干擾因素

（1）覆蓋范圍。5G 網絡現在只在大城市或者是中型城市進行覆蓋，并沒有進行全方位的建設，目前，基本上三線城市以下的地區還沒有實現5G 信號的覆蓋業務。（2）信號強度。無盡信號在剛剛進行運營的階段往往會出現很多問題，大部分還處于試驗階段，而且還會受到信號不穩定以及C 波段衛星信號干擾等問題。（3）基站距離。目前5G 信號正處在發展過程中，所以大部分5G 基站和4G 的移動塔連接在一起，相對而言具有依附性，不能夠完全獨立自主地運行，導致衛星接收更加容易受到5G 信號的影響，而且若距離5G 基站越近，則會受到更強的影響[4]。（4）波數方向。如果接收方向不同也會對兩種信號的接收造成影響，而5G 信號和C 波段接收正處于這種情景，所以在運行過程中就很有可能阻礙衛星接收信號，全方位的5G 信號接收更容易對信號接收產生影響。

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 干擾信號的總功率一般而言都是大于C 波段衛星接收信號的功率，所以導致5G 信號對衛星接收信號產生重要的影響，讓原本可以對低噪聲進行放大處理的機器處于一個完全不能工作的狀態，不能夠區分兩路的信號，對兩邊的信號交流有著或輕或重的影響，很有可能造成兩邊都無法進行正常的工作，若過于嚴重，還有可能會對高頻頭造成影響；除此之外，衛星接收信號也有極高的標準要求的，電平范圍應是一個中等的狀態，如果信號強度過高，會受到各種各樣的干擾，聲音會出現雜音、停頓的現象；視頻會出現模糊以及馬賽克現象，如果傳輸的是數據，則會影響傳輸的準確性，造成亂碼。

4 C 波段中波廣播轉播臺抗5G 基站干擾測試

4.1 加裝C 頻段濾波器

設置更多C 頻段波濾器對5G 通信干擾情況有效緩和措施。3.4 ～3.6GHz 的高強度5G 干擾影響信號再經過傳輸與衛星天線口徑面積匯集到高頻頭處，經過交互轉換，這一系列的產物格外復雜，會造成嚴重的損害，從而使LNB 底造大幅度升高[5]。3.7 ～4.2GHz 的C 頻段信號在經過高頻頭濾波之后，對相鄰的信號會產生嚴重的影響；經過高頻頭濾波的改善之后，雖然能夠將這些干擾因素過濾一部分，但是依然不能夠完全去除。所以現在出現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 的信號在經過高頻頭濾波的處理之后，依然對相鄰的信號造成巨大的影響。所以在這段時間以來，已經和本地的公司進行聯系，開始研究對C 頻段濾波器的改造，可是這也僅僅是對濾波器進行改變，并沒有真正實施深入改造，而且此計劃并沒有被聯通公司納入其中。普通的高頻頭對C 頻段濾波器產生的頻段有-60dB的衰減，可是在同一段時間里也有相應的綜藝，如果5G信號能夠在全國范圍內廣泛實施，并且加強5G 基站的建設，就會對衛星接受系統造成強烈的影響，導致衛星接收系統無法正常運行。所以在對普通工程高頻頭進行測試時，先加裝C 波段濾波器對衛星信號進行接收，發現經過C 頻段濾波器的改造之后，加上普通的高頻頭進行過濾和放大信號，處于5G 基站旁邊的衛星接收信號依然會受到強烈的影響，無法進行正常接收[6]。在此基礎上對高頻頭進行改變，換上了具有濾波能力的窄帶高頻頭，衛星接收信號的能力大大增強。這證明只依靠C 頻段濾波器完全不能夠將衛星信號接收回歸正常，只加C 頻段濾波器完全起不到任何作用。

4.2 降低5G 基站發射功率

可以適量地對5G 系統進行調整，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5G 信號運行的干擾情況進行調節。雖然這個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，尤其是對于各個地方的廣電，行業不一樣或者是跨系統將會產生巨大的不協調性。

在以往的加C 頻段濾波器的基礎上，可以去更換濾波能力更強的高頻頭，這樣的做法可以同時發揮C 頻段濾波器和新型綠波窄帶高頻頭，實用性更強，對衛星接收信號的抗干擾能力更加有作用。經過濾波的C 頻段信號進入高頻頭后，5G 通信依然是能夠干擾衛星接收的信號，普通的高頻頭只是對接收到的信號完全進行放大，在此過程中，頻段信號中的5G 載波依舊有相當高的水平。經過短暫的調節，可以使圖像和聲音暫時恢復正常，但是這已經超過了衛星接收的能力[7]。只要5G 基站有任何信息波動，就會直接影響衛星信號的接收，對衛星信號造成巨大的影響。但是如果在基礎的加裝C 頻段濾波器后，更換為更強大濾波能力的高頻頭，能夠對于第一級低噪聲的放大處理進行二次加工，疊加濾波的效果格外理想，在應對5G 信號的影響也留有余量。可是在具體的操作過程中，還是有部分問題沒有得到解決，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，所以導致兩者相加會有較重的重量，會對整體的圓盤造成很大的壓力，支撐桿兒的負重較大。為了能夠實現濾波器的成功加值，就要求技術人員將底盤的螺絲更換為更為結實的螺絲，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備，也是為了衛星能夠完美地接收信號而做準備，為后期濾波器的正常運行打下基礎，是一個相當重要的安全事項。

5 結語

雖然目前我國的5G 基站建設還處在基礎水平，但是相信在不久的將來，5G 定然能夠覆蓋到全國范圍，實現全面化的發展，對于衛星信號的使用而言，5G 的全方面覆蓋很有可能也對衛星信號有一定的干擾，隨著5G 的漸漸成熟，很有可能會影響到衛星信號的發射，如果只是單純地依靠濾波器的話，不一定能夠完整地解決5G 信號對于衛星接收的影響，因為5G 信號的過于強大，所以不能被濾波器完整地過濾，更何況現在的5G 范圍也不是過于廣闊，隨著發展會逐漸走入各家各戶，5G 信號的強大也會使5G 信號的使用更加頻繁，對衛星的接收會員造成更多的影響，亞洲3S 衛星就是明顯的例子。如果單純依靠濾波器對5G 的信號進行干擾，完全不能夠達到目的，應該繼續加裝窄帶高頻頭，實現從3400 ～4200MHz 到3700 ～4200MHz 的轉變，也能進行進一步的過濾處理；如果還是不能夠完全解決問題的話，還可以在電纜處繼續增加濾波器，改善5G 信號對于衛星接收的影響。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，如果能夠架設濾網屏蔽5G信號對衛星接收的影響，可以實現5G 信號和衛星信號共同運轉互不影響的目的。