C波段卫星接收受5G干扰排查分析和应对处理

汪洋

【摘要】本文主要通过实际经历的一次C波段卫星接收天线受到干扰时的排查测试，介绍当C波段卫星接收时受到5G移动通信信号干扰时的基本现象和排查处理过程。最终通过更换高频头为窄带高频头的方法成功解决受5G信号干扰的C波段卫星接收。

【关键词】C波段卫星接收;5G干扰;窄带高频头

随着我国5G信息化的加速建设发展，越来越多的城市开始建设5G基站，安徽合肥就在2019年上半年开始了5G试点站点的建设。5G NR定义了如下两个频段：FR1频段，也称为6 GHz以下频段（Sub 6 GHz）;FR2频段，称为毫米波频段（Millimeter wave）。其中，Sub 6 Ghz就包含了工作频段为n77：3300Mhz-4200Mhz、n78：3300Mhz-3800Mhz的两个和广电C波段比较接近甚至重合的频带，这就会使C波段卫星的接收受到严重的同频和邻频干扰。自2019年3月以来，值班中时常发现，用于抗干扰的异地天线接收安徽卫视会出现载噪比长时间跌落下限的现象，接收监看画面出现严重的马赛克，严重时还会出现卫星接收机信号无法锁定监看画面黑屏的情况。这已经严重威胁到了我站抗干扰系统的正常使用，给安全播出带来了极大的隐患。

一、故障排查

根据出现的故障情况，首先排除监看线路的原因，接着测试了异地天线接收机，接收机正常，我们最后又测试了新中心异地光纤信号的光功率也是正常的，排除了传输过程的故障。至此，本地系统内部环节和传输环节经过测试都是正常运行状态。判断故障原因很可能是由于异地天线的高频头问题或者天线场所在地的接收信号受到干扰所致。到达广电新中心天线场地后，将异地天线高频头连接至现场的接收机和频谱仪观察，系统测试框图如图1.1所示。我站高清异地天线天线口径3.2米，高频头本振5150Mhz，用于接收中星6A下行信号，高清视频信号使用DVB-S调制，占用带宽12M，下行垂直极化接收，中心频点是3992Mhz，经过下变频后的L波段信号中心频点为1158Mhz。

我们接入中星6A下行垂直接收天线的信号频谱，当设备连接完成加电后，在频谱仪中，我们在安徽卫视载波上会看到不时出现干扰毛刺，随机的出现在整个安徽卫视载波和基底噪声上以及安徽卫视高清8B转发器周边的卫视载波。而测试系统设备的功能基本正常，分析判断应该外部引入了干扰信号。

当我们把扫宽Span值加大后，我们发现在1550Mhz-1650Mhz附近，对应的下行频率是3500Mhz-3600Mhz，有异常载波信号，并且在异常载波信号的频谱带宽内，时有比较突出的尖峰出现，测试结果图见图1.2，图中黄色频谱是干扰存在时候的频谱图像，由于该干扰的存在，使得C波段个转发器的接收整体受到影响，底噪均有不同程度的抬升，最大的有10dB以上，严重干扰到了C波段的正常接收使用。图中黄色频谱可以看到安徽卫视左边的底噪被抬升的比较明显，而载波信号强度有所下降。通过观察频谱仪的图像，我们缓慢转动天线的方向，频谱仪上面对应干扰信号出现不同程度的变化，通过不断测试，大致确定了干扰源的方向位置。

后经过联系有关部门和电信运营商，证实在广电新中心疑似干扰源方向，最新安装了5G试点基站。根据工业和信息化部向三大基础电信运营商发放的全国范围5G中低频段试验频率使用许可，中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源，中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的共260MHZ带宽的5G试验频率资源，中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。综上所述中国电信与中国联通的5G频段与卫星接收站的C波段3400MHz～4200MHz有部分重叠，再加上基站发射与中继设备的各种倍频 、差频、次频干扰，将给卫星地球站的广播电视信号带来非常大的干扰，我们此次排查发现干扰产生的频段恰好就是联通公司的3500Mhz-3600Mhz的5G实验频段，最终在运营商的配合下，暂时关闭5G基站后，新中心的异地天线的干扰现象消失，频谱上的异常载波也同时消失。再次开启后，干扰载波和干扰现象又再次出现，最终确认了最近频发的干扰就是5G基站的干扰。

在测试过程中，我们还发现当5G基站开启后，即使没有5G业务传输时，在频谱上也会立即出现轻微干扰载波，强度较弱，当5G基站有业务传输时，5G载波会出现较大的强度提升，此时对C波段卫星信号的干扰也会加强。可以设想，在未来5G大范围应用后，这样的5G基站信号干扰会持续的以较强的形式存在。

二、原因分析

高频头是一个低噪声放大器，高频头在接收到卫星信号后，将卫星信号放大，在经过下变频等环节后转换成第一中频信号，最后在通过接收机的处理将画面音频显示播放出来。由于放大信号的同时，也会放大同卫星信号一起进入高频头的噪声，这就对高频头的选频特性提出了一定的要求，由于当前普遍使用的高频头LNB是接收范围都是3400Mhz-4200Mhz的宽带高频头，而这个频率范围就包括了电信的3400Mhz-3500Mhz和联通的3500MHz-3600MHz，这样的高频头就会接收到5G频率范围的信号功率， 5G信号一般功率较高，当天线接收到足够的干扰时，会导致高频头LNB产生饱和失真，最终导致C波段卫星信号的接收画面出现马赛克、卡顿等一些解码异常现象。这样就发生了5G通信基站信号干扰现象，给我们地球站的C波段卫星信号接收造成非常严重的干扰。

三、解决办法

为了避免5G信号对C波段卫星接收造成严重干扰，我们可以在高频头接收信号时过滤掉5G信号的频段。考虑使用频率范围是3700Mhz-4200Mhz的窄带高频头。我们将常用的3400Mhz-4200Mhz宽带高频头更换为窄带高频头后，得到的测试结果如图3.1，其带外信号的抑制能力满足要求。为了避免受到5G干扰，使用3700Mhz-4200Mhz频段卫星地球站，其低噪声放大器LNA和变频器的技术指标要求更高。工作频段：3700Mhz-4200Mhz，噪声温度在17℃测试条件下，C波段卫星地球站LNB的噪声温度应该小于等于45K。在C波段卫星地球站LNB在其线性工作范围内增益应该大于等于50dB。当向C波段卫星地球站LNB输入口输入一个频段在3300Mhz-3600Mhz频段范围内的-20dBm信号时，要求LNB仍然可以正常工作，噪聲温度、增益等满足上述要求。

下面简单介绍几个适用于屏蔽5G信号干扰的窄带高频头：目前市面上可以满足以上条件的LNB大致有一下几款：N品牌的3120C，输入：3625Mhz-4200Mhz，本振5150Mhz，本振稳定度+/-5Khz，增益62dB，噪声温度20K。同样是N品牌的5250R，如图3.2所示，输入：3700Mhz-4200Mhz，本振5150Mhz，本振稳定度+/-250Khz，增益62dB，噪声温度15K-30K。另外还有G品牌的5750抗干扰卫星高频头，输入：3700Mhz-4200Mhz，也同样可以起到抑制带外的5G频段信号。

经过更换窄带高频头后，经过最近几个月的值班观察，该异地天线的接收情况一直较好，没有在出现频繁的马赛克等异常干扰现象。

四、结束语

随着5G的大力发展，以后会有越来越多的5G基站出现，地球站应该及时做好防范应对出现的5G干扰，做好对各种方法的可行性探讨和验证。除了使用窄带高频头，还可以通过和运营商协商，让5G站点尽量远离接收天线，实在不能远离的，要避免在天线主瓣方向放置5G站点;另外在天线周边建设金属屏蔽网也是一个可备选的选择。读者可以对这些办法进行自行分析验证。

参考文献：

[1]杨跃华.5G干扰C波段卫星信号接收的成因分析及应对措施研究[J].《广播与电视技术》.2019（6）

[2]刘洪才.《广播电视卫星数字传输技术》[M].北京：中国广播电视出版社.2003年9月第1版：101-106.

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