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C波段卫星接收受5G信号干扰的应对措施

2022-10-27山西广播电视无线管理中心罗宇飞

卫星电视与宽带多媒体 2022年12期
关键词:高频头波段滤波器

山西广播电视无线管理中心:罗宇飞

5G信号是第五代移动通信技术,具有低延时、容量大、传输速度快等优势,我国自2017年开始试点以来,到现在5G信号已实现全面覆盖,进入商用阶段。随着5G信号的全面覆盖,5G信号对C波段卫星信号的干扰愈加明显,C波段卫星信号的频率在3400-4200MHz,5G信号的频率在2515-3600MHz之间,这与5G信号的频率基本相同,二者之间因频率接近,很容易产生信号相互干扰的现象。但由于5G信号的基站更多,在部分区域内信号强度更大,导致5G信号更容易对C波段卫星信号产生干扰,影响C波段卫星信号的传输。为有效解决5G信号对C波段卫星信号造成的干扰问题,需要排查干扰源头,消除干扰因素。

1.5G信号对C波段卫星信号造成的影响

1.1 C波段卫星信号衰减问题

当C波段卫星信号受到5G信号干扰的时候,常见的不良影响为C波段卫星信号衰减,广播电视通信信号出现信号质量下降的现象。从频率上来看C波段卫星信号与5G信号相近,若接收区域内存在着较强的5G信号,C波段卫星信号必然受到干扰,导致C波段卫星信号误码率增高,图像出现模糊、抖动;音质混杂不清等情况的出现,直接影响着客户的收视、通信体验。当发生这一情况后,工作人员通常会检查C波段卫星信号的发射系统、接收系统等,查看是否存在故障。若经过检查并未发现有故障,则可以判定C波段卫星信号受到了干扰,此时为快速判定是否受到5G信号的干扰,可将C波段卫星信号基站关闭一下,再次打开以后,若干扰现象有增无减,则可以判断C波段卫星信号接收区域内存在着较强的5G信号,因受到5G信号的干扰而出现了音画质质量下降的问题。

1.2 非线性失真问题

5G信号对C波段卫星信号的干扰并非仅仅影响音画质,而是多方面的,例如非线性失真问题的产生。当C波段卫星信号因受到5G信号干扰产生非线性失真问题时,C波段卫星的下行信号功率并不会发生较大的波动,而是表现在信噪比方面,信噪比会增大,画面出现雪花点、声音中干扰音较大,引发此问题的主要原因是5G信号中的3400-3500MHz的信号与C波段卫星信号中的3400-4200MHz信号相重叠,且5G信号强度更大,直接引发C波段卫星信号中的LNB噪声大幅度增大、接收频谱被扩展等问题的出现,影响C波段卫星信号的正常接收。

1.3 随机性干扰问题

5G信号对C波段卫星信号的干扰并非是长时间持续的,而是具有一定的随机性,且每次干扰的强度大小不一致。当5G信号对C波段卫星信号产生干扰时,C波段卫星信号将会因为受到干扰而出现各种问题,但这种干扰并非会长时间的存在,可能会一闪而过,或是间歇性干扰。当出现这些情况时,则表明C波段卫星信号在5G信号干扰的作用下,所呈现出的随机性。这种随机性与5G基站的运行状态有必然的联系,当5G基站处于满负荷运行状态时,则C波段卫星信号受到的干扰程度较大;当5G基站处于正常运行状态时,是难以对C波段卫星信号产生较强的干扰的。因而在分析C波段卫星信号受5G信号干扰时,需要结合5G基站的运行状态进行。

2.对5G信号干扰源的排查

在C波段卫星信号出现被干扰现象以后,需要对5G信号的干扰源进行排查,才能够找到解决5G信号对C波段卫星信号干扰的问题,其排查的措施如下。

2.1 对5G信号干扰的判定

在C波段卫星信号出现被干扰现象以后,并不能够立刻判定是5G信号造成的,需要通过分析干扰原因进行判定,常见的原因分析如下:(1)内部自我检查。工作人员初步怀疑是C波段卫星基站内部出现了问题,因而对C波段卫星基站进行检查,重点是排查C波段卫星基站内发射设备、接收设备、电子元器件、天线、线缆等,在排查的过程中,可借助频谱仪对干扰的频率进行检测,以快速判断是否为C波段卫星基站自身的问题。若经过一番检查,未能在C波段卫星基站中发现问题,可判定导致干扰现象产生的原因并不是C波段卫星基站自身的问题,此时需要从外部寻找原因。(2)外部因素的检查。在排查C波段卫星信号是否受到5G信号干扰时,可以对C波段卫星信号的高频头、天线频率等进行检查,通过检查这些部位,查看高频头所接收的频率是否在3400-4200MHz之间,在配合频谱仪的检查结果,可以发现是否因为5G信号与C波段卫星信号相重叠所引发的干扰现象。通过检查可发现高频头的本振频率在3300-3700MHz之间,可判定为5G信号在干扰C波段卫星信号。(3)确定受干扰的区域和范围。在确定受干扰的区域和范围时,需要借助相应的检测设备,通过对卫星接收系统监测下的下行频谱图、5G信号实时频谱图,可发现C波段卫星信号与5G信号处于同一频率内,且在该5G信号基站内均存在着C波段卫星信号被干扰的现象。

2.2 干扰原因的分析

因5G信号干扰所引发的C波段卫星信号质量衰减问题,分析其原因时,首先C波段卫星信号在传输过程中会产生损耗,若损耗较大,在传输至接收区域时,则会因为C波段卫星信号强度不足,在遇到同一频率的5G信号时,便会被其干扰。C波段卫星信号在受到超过-60dB的功率干扰时,便会出现信号质量下降的问题。其次当接收区域内因5G信号过强,处于一种饱和状态时,传输至该区域内的C波段卫星信号便会因为5G信号的强有力干扰,而无法正常的传输。C波段卫星所使用的高频头可接受3400-4200MHz的信号,当周围存在着加强的5G信号时,便会处于一种饱和的运行状态,致使C波段卫星信号较弱,达不到被接收、传输的状态。工作人员遂改变C波段卫星的接收天线,并注意观察频谱检查仪的频率变化,通过观察天线方向,判断是来自于东南方向的5G信号较为强烈,遂调整天线方向;通过仔细对比频谱检测仪中检测到的5G信号与C波段卫星信号,发现二者在3500-3900MHz之间相互干扰,且C波段卫星已呈饱和状态,因而导致C波段卫星信号受干扰程度较为强烈,为解决这一问题,工作人员与5G基站工作人员相联系,请求其关闭5G基站,以验证检测结果是否准确。在5G基站关闭以后,相应的干扰现象也随之消除,此时可判定为5G信号在影响C波段卫星信号,若需要解决这一问题,需要采取相对应的技术方案。

3.解决C波段卫星信号被干扰问题的方案

3.1 更换C波段卫星信号的接收频率

鉴于5G技术的快速发展,5G基站数量越来越多,在未来5G基站所发射的信号强度将会更大,为有效避免C波段卫星信号被5G信号所干扰,可从接收频率、发射频率方面入手,重点解决因频率相近而引发的相互干扰问题。首先可使用3.4-3.6MHz进行C波段卫星信号的传输,3.4-3.6MHz为中国移动、联通、电信所较少使用的5G信号波段,C波段卫星信号使用这一频率,可有效的避免与5G信号重叠的问题出现。其次要降低C波段卫星信号的发射、接收天线高度,在降低了发射、接收天线的高度以后,可在天线上放置金属网等,让C波段卫星信号的接收天线具有一定的抗5G信号干扰的能力。最后应考虑到C波段卫星信号的衰减问题,当C波段卫星信号经过一段距离的传输以后,便会产生衰减的现象,为此在应对C波段卫星信号衰减方面,可通过远离干扰源,调整天线的最大辐射方向和下倾角,扩大C波段卫星信号的增益范围。

3.2 安装带通滤波器

若无法通过调整C波段卫星信号的下行频率实现抗干扰,则需要通过安装带通滤波器,达到屏蔽5G信号的目的。带通滤波器具有过滤杂波、屏蔽带外干扰的功能,带通滤波器的工作频率为3700-4200MHz,与C波段卫星信号的下行频率、5G信号的工作频率相同,因而可适配C波段卫星信号的传输需要。在将带通滤波器引入到C波段卫星信号传输以后,即可发挥带通滤波器在屏蔽带外干扰方面的优势,实现对5G信号的有效抑制,抑制5G信号对C波段卫星信号所造成的干扰。可使用的带通滤波器型号较多,FI-02-CRT-05 滤波器、FLT-MFC-7893D-3442 滤波器等,这些型号的带通滤波器功能较为强大,能够发挥带通滤波器在降低混谐波方面的作用,以有效抑制5G信号对C波段卫星信号造成的不良影响。带通滤波器的使用固然能够起到较好的抗干扰能力,但是带通滤波器会降低C波段卫星信号的C/N值,因而当C波段卫星信号的功率不高时,需要通过加大C波段卫星信号功率才能够使带通滤波器发挥出较好的作用。

3.3 更换窄带高频头

除安装带通滤波器进行5G信号的抑制之外,还可以通过更换C波段卫星信号接收端的窄带高频头达到抑制5G信号干扰的效果。窄带高频头相比较C波段卫星信号接收端原有的高频头,其在3700-4200MHz区间内的接收效果更好,因而更加适合应用于C波段卫星信号抗5G信号干扰方面,应用窄带高频头时,可根据频谱检测仪所检测的结果,查看一下C波段卫星信号所在区域内的5G信号频谱,选择与5G信号频谱不一致的窄带高频头,以取得更好的抗干扰效果。在将窄带高频头安装到C波段卫星信号接收端以后,窄带高频头可抗衰减达到50dB以上,若想要取得更好的抗干扰效果,则需要配合其他抗干扰措施,才能够最大限度抵制5G信号所带来的诸多干扰。

3.4 更换大口径的卫星天线

卫星天线的口径大小直接影响着C波段卫星信号的接收效果,为更好的抵抗5G信号所造成的干扰,可在原卫星天线的基础之上,更换尺寸、口径更大的卫星接收天线,依靠口径更大的卫星接收天线,可减小C波段卫星信号的接收功率角,让C波段卫星信号与5G信号相共存,让C波段卫星信号接收终端较少接收到5G信号,从而达到避免5G信号对C波段卫星信号干扰的问题。在更换大口径的卫星天线以后,还应该调整C波段卫星天线的朝向,确保C波段卫星天线的朝向、安装与所在地区相匹配,尽可能避开5G基站,防止因距离5G基站较近而产生的信号相互干扰问题的产生。在安装卫星天线时,可在卫星天线上安装屏蔽网,以屏蔽微波信号、5G信号,尽可能减少5G信号对C波段卫星信号的干扰。

3.5 与5G基站建立协调机制

在5G信号对C波段卫星信号产生干扰以后,若通过调整C波段卫星信号无法有效的消除问题,可通过与5G基站建立的协调机制沟通解决。C波段卫星基站要主动与5G基站建立协调机制,请求5G基站的配合,尽可能不在同一频率内发射、接收信号,若无法避免,则要向所在地区的无线电管理局报备,为5G基站和C波段卫星基站协调提供一定的帮助。在与5G基站之间建立协调关系时,应当考虑到5G基站采取防干扰措施需要一定的资金投入,为了使5G基站完成抗干扰方面的措施,C波段卫星基站可向5G基站支付一定的资金,让5G基站完成信号干扰设施的安装,以有效减少5G基站对C波段卫星基站产生的干扰。

4.增强C波段卫星信号抗干扰的保障措施

4.1 培养高素质的工作人员

在C波段卫星信号抗干扰方面,需要高素质的工作人员做好相应的技术维护工作,在高素质工作人员的培养方面,C波段卫星基站可依托本单位,组织工作人员深入到一线之中,体会C波段卫星信号的干扰与抗干扰工作,从而让工作人员在不断的实践之中逐渐具备应对5G信号干扰与抗干扰的能力。高素质工作人员还有赖于工作人员的不断努力,通过工作人员的不断努力,让工作人员具备有效检测、应对5G信号干扰C波段卫星信号的能力。此外C波段卫星基站还应该与5G基站建立合作关系,委派双方的工作人员交流工作经验,了解彼此之间在信号干扰方面的措施,让C波段卫星信号能够配合5G信号,做好主动防护工作,减少5G信号对C波段卫星信号的干扰现象的产生。

4.2 建立完善的管理机制

在5G信号对C波段卫星信号产生干扰现象以后,C波段卫星信号可通过完善的管理机制去管理工作人员,让工作人员能够去及时采取措施,尽可能减少5G信号对C波段卫星信号干扰后的影响。要全面推行工作责任制,要求工作人员必须担负起相应的工作责任,不能坐视5G信号对C波段卫星信号的干扰,而是要在干扰现象发生以后,便立刻开展相应的工作,去排查5G信号对C波段卫星信号造成干扰的原因,考虑到5G信号对C波段卫星信号干扰具有一定的随机性,有可能会在短时间内便消失,应要求工作人员做好相应的工作记录,详尽记录5G信号对C波段卫星信号干扰的表现,以备下次同样情况发生后,通过相应的对比,达到解决C波段卫星信号干扰原因分析的目的。

在5G信号对C波段卫星信号造成干扰问题方面,需要对5G信号对C波段卫星信号造成干扰的原因进行分析,并在此基础之上分析干扰对C波段卫星信号的不良影响,并通过一些技术手段,如更换窄带高频头、大直径的卫星天线等,去有效的应对5G信号对C波段卫星信号的干扰,让C波段卫星信号具备较好的抗5G信号干扰的能力,能够在其工作期间正常运行。

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