5G信号干扰卫星电视信号的影响及解决措施

邓运鹏

（山东广播电视台，山东 济南 250062）

0 引 言

2019年6月6日是我国5G通信技术的一个里程碑[1]。我国工业与信息化部对中国广电网络股份有限公司（简称中国广电）、中国移动通信集团有限公司（简称中国移动）、中国联合网络通信集团有限公司（简称中国联通）、中国电信集团有限公司（简称中国电信）等公司颁发了5G通信技术运营商用牌照，2019年成为我国5G技术商用元年。5G技术产业已经成为我国重要的战略发展规划目标[2]。2019年，工业与信息化部为了指导5G技术产业的有序、健康、高效发展，颁布了《3 000-5 000 MHz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》，针对5G对我国卫星广播电视频段信号干扰问题[3]，为了有效解决未来5G技术基站的大面积建设对卫星电视信号干扰的不良影响，分析干扰等问题形成的主要原因，提出了针对性的管理办法与解决措施，以保障5G技术产业与卫星电视产业的同步、健康、高速发展[4]。

1 5G信号干扰卫星电视信号的原因分析

1.1 5G技术现状

5G通信技术拥有大容量、低时延等优势，为社会各领域、行业、产业带来了巨大的机遇。依据第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）定义，5G信号的频段主要分为两个部分，即FR1，450～6 000 MHz；FR2，24 250～ 52 600 MHz[5]。中国广电、中国移动、中国联通以及中国电信四家运营商分别使用的5G信号频段如 表1所示。

表1 四家公司的5G技术信号频段表

由表1相关数据可以看出，中国广电卫星电视信号的C波段与中国联通、中国电信的5G频段出现了重叠的情况。

由于卫星与地面信号接收器具有较远的间距，信号传输过程中会出现较大的损耗。5G通信需要大量的基站来支持5G信号的正常运行，因此会出现5G基站射频单元被布置在卫星接收天线附近的问题[6]。在这样的环境下，基站发射的信号可能会被卫星接收天线接收到，并送入卫星接收机中，影响卫星电视信号接收机的低噪声放大器[7]，并降低接收误码率与接收载噪比等性能参数指标，导致卫星电视信号的传输与解码被严重干扰，卫星电视在转播或直播电视节目时就会出现花屏、声音抖动以及视频马赛克等问题[8]，卫星接收机甚至会出现连接不上卫星信号的情况。

1.2 5G信号干扰卫星电视信号的原因分析

卫星电视信号的C波段下行接收系统拥有自我保护措施，可以有效阻止外界干扰信号源在下行链路中传输。下行接收系统由光传输网络系统、接收天线系统、卫星接收器、高频头以及馈源等五个部分组成[9]。下行接收系统可以防止本地信号被干扰，避免信号传输出现异常问题。C波段下行接收系统利用卫星接收天线，将信号反馈至馈源中，同步将信号传送至高频头中，对信息进行变频与放大，保障信号的接收质量[10]。高频头主要利用混频电路进行信号处理，最终得出中频信号，实现对特定频率信号的单独接收功能。现阶段，卫星电视C波段高频头的接收频率为3 400～4 200 MHz，与5G信号中的中国联通频段、中国电信频段出现了重合[11]。由于5G信号功率相对比较高，卫星电视接收站如果接收到了超过-60 dBm功率的干扰信号，就会使接收器出现干扰与饱和的情况，影响卫星电视信号的效果与质量。信号干扰的原理如图1所示。

图1 信号干扰图

2 解决措施

了解信号干扰产生的机理后，可采用相对应的解决措施，来提高卫星电视信号对5G信号的抗干扰能力，保障卫星电视信号为人们提供高质量服务。

2.1 设置好干扰协调区域及保护间距

以当地相关政府职能部门作为主要负责单位，对5G运营商和卫星电视台进行协调沟通，搭建双方的信息联动机制，首先满足当前5G通信终端用户需求，同步对现有卫星电视业务进行保护，协调5G通信运营商对卫星电视台附近的5G基站发射功率进行有效的调整，降低5G信号对卫星电视信号的干扰。相关职能部门为双方信号站的布置与建设设置好干扰协调区域，对双方信号站之间的保护间距做好规划。

2.2 增加卫星电视信号的接收链路

卫星电视台需要增加对卫星电视信号的接收链路，保证卫星电视除C波段卫星接收信号外，还具有备用接收信号，如Ku波段接收信号以及华数有线前端网络接收信号，保证卫星电视台可以用多路信号实现矩阵接入切换功能，保证卫星电视的正常运作，服务公众。

2.3 采用窄带高频头消除干扰信号

通过对卫星电视信号中的C波段卫星系统信号频段和5G信号频段的分析，可以采用窄带高频头（频率为3 700～4 200 MHz）来消除干扰信号。该窄带高频头具有耐久性强，抑制干扰信号的能力大于或等于55 dB等优点，能够有效地对5G信号进行隔离，避免卫星电视信号在转播中出现声音抖动和图像马赛克的问题。

2.4 用大口径卫星接收天线减少干扰

5G信号向空间发射后，遇到障碍物或者建筑物时，会出现散射或是反射，由此产生的场强比卫星电视下行信号强数倍之多。卫星电视信号接收天线在接收某一个信号时，天线所处的极化角、方位角和俯仰角都是固定、不会改变的，通过对卫星电视信号的接收天线进行调整，将天线的口径变大，能够使天线的主瓣宽度变窄，可以增强其方向性，提高增益效果。对接收天线主瓣方向的准确调整，能够让接收天线无限接近干扰信号的辐射盲区，同时精准调整接收天线对准卫星发射端口，可以有效地降低5G信号的干扰。

2.5 用C波段滤波器抑制信号

在馈源与高频头之间设置带通滤波器，也可以有效降低干扰。带通滤波器的频率为3 700～ 4200 MHz，固定安装在馈源与高频头中间。

2.6 增加屏蔽网

对卫星电视信号接收的地面锅加增屏蔽网，可以对部分5G干扰信号进行屏蔽，以满足卫星电视信号接收处理的可靠性需求。

3 结 语

随着5G技术的发展，5G信号对卫星电视信号的干扰也日益增长。本文通过设置干扰协调区域及保护间距、增加卫星电视信号的接收链路、采用窄带高频头消除干扰信号、用大口径卫星接收天线减少干扰、用C波段滤波器抑制信号以及增加屏蔽网等解决措施，来保障卫星电视信号免于被5G信号干扰，保证卫星电视信号的安全与可靠，使其有效地为受众提供高质量服务。