卫星接收信号受5G干扰的排查过程及解决方案——以海拉尔861台为例

钱云超

5G 时代的到来，将给我们的生活带来翻天覆地的变化，它将把我们带入万物互联的时代，万物互联、万物智能不再只是一个口号，它将真真切切的走入我们的生活，改变我们的生活。5G 给我们的生活带来更多便捷，同时也给我们的工作带来了一些困扰。5G 基站的使用将对使用C 波段广播电视卫星接收设施的用户产生干扰。随着呼伦贝尔地区5G 基站建设进程的加速推进，近期，海拉尔861 台信号源为C 波段的几个频率都受到了不同程度的干扰，已经严重影响了安全播出。海拉尔861台在自查没有问题后，联系到满洲里717 台和海拉尔548 台受5G 干扰后，接收到的C 波段信号出现的现象，以及通过无线电委员会和中国联通、中国电信技术人员的协助配合工作，加之对自台实际干扰后的数据分析，最终锁定了干扰源为来自联通5G基站。

笔者参加了海拉尔861 台关于5G 干扰C 波段卫星信号排查、处理的整个过程，并将整个过程整理成文字材料，为以后可能会出现的其他干扰排除工作做一个参考。

1 干扰现象

海拉尔861 台几个频率的节目受到了不同程度的干扰，干扰的时间和长度不固定。当干扰不严重时，卫星接收机的power lock 指示灯由正常情况下的绿色变成红色闪烁状态，监听设备收到的节目源声音出现不正常的断句和卡顿现象，信号延迟、短时间丢失。干扰严重时，卫星接收机的power lock指示灯由正常情况下的绿色变成红色常亮状态，信号中断。

2 干扰排查过程

在出现信号源受干扰后，我们对自台设备进行了一系列的排查。1）室外单元：检查高频头、F头、射频电缆、天线仰角、方位角和信号强度、质量等。2）室内单元：检查接收机、频道号、莲花头、卡侬头等。以上两项排查后未见异常。最后将所有受到干扰的节目所接收的卫星信号的卫星进行比对，发现所有受到干扰的节目源都来自中星6B 的C 频段。在出现干扰时对所有的备信源也进行了测试，发现来自中星9 号KU 波段的信号并未受到影响。但是特殊的是：内蒙古蒙语来自中星6B 的C 频段备信源2 的干扰现象不明显，可以正常播出。后来经过比对发现：受到干扰的节目源主信源和蒙语的2 号备信源虽然都来自中星6B 的C 频段，但是所用的卫星接收天线材质并不一样，受到干扰的用的是金属材质的，干扰不明显的是玻璃钢材质的。因为更换接收天线材质的实施难度比较大，所以笔者并未做进一步做研究，在此也不做赘述。

由上述的排查过程，我们猜测附近有下行频率与海拉尔861 台几个受到干扰的节目相近的频率干扰，而此干扰可能对玻璃钢材质的卫星接收天线影响不大。同时猜测可能受到5G 的干扰，因为在我们所属中心台的其他台站也出现过信号突然中断的情况，而且最后查找到的干扰源就是来自5G 基站，我们联系到呼伦贝尔地区无线电委员会和当地的中国联通、中国电信，请其协助我们排查。我们在中国联通、中国电信技术人员的协助下，将所有5G 基站全部关闭，然后根据基站与海拉尔861 台的距离，由远至近逐一开机，逐一检测排查，最后确定了干扰海拉尔861 台的基站。

3 5G 基站干扰的原理分析及解决方案

3.1 原因分析

三大运营商的5G 频段分配：

中国移动：2515MHz-2675MHz 和4800MHz-4900 MHz。

中国联通：3400MHz-3500MHz。

中国电信：3500MHz-3600MHz。

C 波段的上行频段（5925MHz-6425MHz），下行频段（3400MHz-4200MHz）。5G 通信频段与我国广播电视业务核心频段（C 波段）有重叠部分，5G 基站的部署必然会影响广播电视业务。从频段上来看，5G 信号对广播电视信号的干扰主要出现在下行频段。5G 信号对C 波段卫星的干扰形式有：同频干扰、邻频干扰、饱和干扰、折射干扰和绕射干扰等。产生干扰现象差别的主要因素有：接收天线距离5G基站的远近，5G 基站发射功率的大小，5G 处于空载或满载状态，5G 基站与接收天线的角度。海拉尔861 台受干扰的三套节目的主信源都是来自中星6B 的C 频段，下行频率是4171MHz 和4175MHz。这与中国联通、中国电信使用的3400MHz-3600MHz 的5G 频段非常接近，由此分析，海拉尔861 台是受到了此频段的干扰，即邻频干扰。而且在基站满载时受到干扰尤为明显。

3.2 解决方案

C 频段卫星设施应对5G 干扰的解决方案需要同时满足以下两个条件：

1）5G 信号进入卫星接收设施的功率低于-60dBm。

2）对卫星信号质量的影响降至最低。

目前可采取以下几种方法来减轻来自5G 基站的干扰。

3.2.1 从5G 基站方面入手

1）降低5G 基站发射功率。

2）调整5G 天线辐射方向或下倾角（可增加0-8dB 的隔离度）。

3）更换5G 基站位置，主要是加大5G 基站与发射台站接收天线的距离，利用空间距离来衰减5给信号的能量，衰减率可以根据如下公式计算。

其中S 为损耗率，d 为基站到广播电视卫星天线的直线距离。因发射台站得接收天线具有方向确定性，所以5G 基站在选址时应尽可能的偏离抛物面的开口方向。

3.2.2 从发射台的接收实施入手

主要是对接收天线进行改造，通过加装C 频段滤波器、更换具有滤波能力的低噪声放大器等手段，最大可能的滤掉5G 信号，减轻5G 对C 波段的干扰。具体的改造措施有以下几种：

1）加装C 频段滤波器。C 频段滤波器是无源带通滤波器，可以滤出3.7GHz～4.2GHz 以外的信号，由次此来减小输入到高频头的5G 信号。加装在馈源与高频头之间。可根据台站天线的馈源方式、馈源与LNB 是否一体化、以及卫星接收天线的极化方式来选择如何加装滤波器。

常用的卫星接收天线可分为3 种情况加装滤波器：

（1）天线为前馈、馈源与LNB 一体化，且天线的极化方式为双极化时，需更换一整副天线，如果两种极化方式都在使用，则需更换双极化馈源或加装另一幅天线。

（2）天线为前馈、馈源与LNB 是分体的，且天线的极化方式为双极化时，需要加装两个波导滤波器，需要注意的是支架的承重以及加长后对信号的遮挡问题，如不具备改造条件，需要改造成单极化馈源、更换前馈支架等方式。

（3）天线为前馈、馈源与LNB 是分体的，且天线的极化方式为单极化时，只需要在馈源与高频头之间加装一个波导滤波器。

2）在加装滤波器的基础上，更换具有滤波能力的低噪声放大器。

3）加装屏蔽网（可增加8-12dB 的隔离度），将5G 信号干扰波反射出去，使其无法通过卫星天线进入高频头。

4）更换旁瓣特性好的玻璃钢卫星接收天线或调整卫星接收点的位置。

5）加装L 频段滤波器（可增加30dB 以上的隔离度，但可能产生3dB 以上的信号衰减）。在高频头输入端的C 波段滤波效果不能达到使用要求时，在高频头的输出端加装L 频段滤波器，再次降低5G信号的干扰。

结合海拉尔861 台的实际情况，海拉尔861台选择了在馈源和高频头之间加装波导滤波器的方案。

3.3 加装滤波器后的技术指标

为提高改造效率，应在改造前查询并记录台站内正常使用下，卫星接收机的Eb/N0 显示值A。并在加装滤波器后再次查询星接收机的Eb/N0 显示值B，使得A-B ≤1。在基站开机后，卫星接收机解码后输出至监视器的画面，不能出现任何可查觉的视音频损伤，且相关技术指标要合格。海拉尔861 台改造后的技术指标都在标准范围之内，改造任务圆满完成。

4 结束语

当前，各大运营商均已经开始部署测试站点，截至今年6 月，我国建成的5G 基站已经超过25 万个，预计2020 年底，我国5G 基站数将超过60 万个，实现地级市室外连续覆盖、县城及乡镇有重点覆盖、重点场景室内覆盖。可见，5G 干扰将长期存在，而且未来还会有新的干扰出现，为确保发射台站的安全播出质量，发射台站在条件允许下应该增加备用信源的种类和数量，同时积极跟踪5G 的发展态势，加强与当地无线电管理机构和5G 运营商的沟通协调，确保发射台的安全播出。这次5G 干扰事件反映出的问题是：目前海拉尔861 台的信源种类还相对单一，正在考虑引进更加稳定的光纤信号。未来可能还会丰富备信源的种类，为安全播出保驾护航。