5G基站与广播电视台卫星站之间的干扰研究

王鹏飞，高 辉，于海周

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

0 引 言

3.7～4.2 GHz频段是固定卫星业务的标准C频段，其中3.4～3.7 GHz频段是C波段的扩展频段，C波段频率重新划分后给5G通信200 MHz带宽。中国电信5G频段为3.4～3.5 GHz，中国联通5G频段为3.5～3.6 GHz。原先C波段卫星通信系统使用的3.4～4.2 GHz高频头LNB（亦称降频器）未进行更换，相对卫星通信-130 dBm的信号强度，5G基站到达卫星地球站的信号强度远超卫星通信器件的线性放大/解调范围，导致LNB或卫星接收机产生了阻塞干扰。本文详细介绍了5G基站与卫星站之间的干扰识别、解决措施以及效果评价[1-3]。

1 5G基站与卫星站间的干扰识别

1.1 5G基站与卫星站间的干扰识别链路预算分析

结合广播电台卫星站及其周边5G基站信息，对5G基站干扰广播电台卫星站进行了链路计算分析，通过计算结果来对干扰进行识别判定。根据现场勘查参数及5G基站工参计算，广播电台卫星站周边300 m距离内存在3个5G基站，其中最近的5G基站距离卫星站不足100 m。各5G基站至卫星接收天线的离轴角均大于48°。根据《3000-5000MHz频段第五代移动通信基站与卫星地球站等无线电台（站）干扰协调指南》（工信部无〔2019〕136号）规定，卫星天线增益计算应依据ITU-R S.465标准，卫星天线增益应为-10 dB[4]。卫星天线安装平台外有女儿墙阻挡，根据经验值可取8～12 dB的穿透损耗。5G基站信号到达卫星接收天线的信号预测强度为-35 dBm，则该5G基站信号进入卫星接收系统馈源的信号强度预测值为[-35+（-10）-8]dBm=-53 dBm。《C频段广播电视卫星接收站与5G基站干扰协调实施办法（试行）》要求进入LNA/LNB的信号强度应小于-63 dBm，干扰识别得到的链路预算值为-53 dBm，判定该5G基站对卫星站存在干扰。

1.2 5G基站与卫星站间的干扰识别测试分析

新华社分社用于接收数据的是LNB/LNA与馈源非一体化卫星接收系统，通过频谱仪对其进行5G信号干扰的识别测试。现场使用频谱仪测量得到的馈源输出口处5G干扰信号强度为-54.8 dBm，如图1所示，与链路预算值基本一致[5]。

图1 频谱仪测量5G基站对卫星站干扰

2 5G基站与卫星站间的干扰解决措施

通过加装华信C频段滤波器提高5G信号到达馈源的门限值，从而起到消除5G干扰信号的作用。首先在卫星站上进行C频段滤波器抑制性能评估测试，器件连接如图2所示。

图2 C频段滤波器抑制性能测试器件连接

加装C频段滤波器后，之前频谱仪测量到的强干扰信号消失，在3.4～3.6 GHz频段上信号强度为-108.4 dBm，与底噪的信号强度一致，滤波器抑制性能优异，频谱测量结果如图3所示[6]。

图3 档位变送器实物

图3 频谱仪测量C频段滤波器抑制性能

接着进行加装C频段滤波器后的L频段评估测试。由于同时触碰频谱仪与卫星馈缆有放电现象发生，经确认广电大楼强电的接地与卫星机房机架接地为非统一接地，导致频谱仪与卫星接收机间存在电位差而放电。因此，本次L频段评估测试不接频谱仪，通过读取卫星接收机监控系统显示的L频段接收电平进行评估[7]。卫星站接收系统器件连接如图4所示，卫星接收机监控系统读数如图5所示。

图4 加装C频段滤波器后卫星站接收系统器件连接图

主观评价测试时间共持续6 min，在L频段评估测试过程中，5G手机按照测试标准的要求始终处于数据下载状态，且距离卫星接收天线的距离小于3 m[8-10]。卫星接收机监控系统显示L频段信号总功率稳定在-50 dBm左右，远低于《C频段广播电视卫星接收站与5G基站干扰协调实施办法（试行）》要求的“L频段信号总功率应小于-30 dBm”指标。同时，信号质量稳定在10 dB左右，误码率稳定在10-7（无误码），主观评价测试结果判定为合格。本结果验证了华信C频段滤波器可成功解决C频段广播电视卫星接收站与5G基站之间的干扰问题[11]。

3 结 论

使用LNB/LNA与馈源非一体化的卫星接收系统，在加装华信C频段滤波器后，对5G基站信号抑制性能好，成功解决了5G基站与广播电视台卫星站的干扰问题。通过该卫星站的改造结果，不仅验证了华信C频段滤波器的优势，也为解决后期5G基站与广播电视台卫星站之间的干扰提供了可靠的解决方案。随着5G网络的快速发展，该方案在解决5G基站与广播电视台卫星站之间的干扰问题方面具有非常积极的现实意义和应用发展价值。