5G信号对广播电视卫星地球站的干扰分析及对策

姜 伟

（白山市电视转播台，吉林 白山 134300）

1 广播电视卫星地球站工作原理与5G信号干扰问题分析

广播电视卫星地球站一般使用C波段作为下行频段。C波段是我国广播电视业务的核心频段，其下行频率范围为3 400～4200 MHz，其中扩展C波段为3 400～3 700 MHz。根据工业和信息化部的规划，我国5G网络的主要工作频段为3 300～3 600 MHz和4 800～5 000 MHz，其中中国电信和中国联通的5G频段为3 400～3 600 MHz，与卫星扩展C波段有部分重叠。这就意味着5G基站发射的信号和卫星下行信号可能会在同一频率或相邻频率上发生碰撞，形成同频或邻频干扰。同频干扰是指5G基站发射信号和卫星下行信号载频相同的干扰，这是最严重的一种干扰，因为它们完全重合，无法通过滤波等方式分离。邻频干扰是指5G基站发射信号和卫星下行信号载频相邻的干扰，这种干扰取决于卫星接收天线的高频头性能，如果高频头的选择性不好，会使得5G干扰信号的部分变频分量进入卫星有用信号的频率范围。5G信号的功率较高，如果与广播电视卫星地球站的工作频段相近或重叠，就会导致接收站的前端放大器饱和，无法正常接收卫星信号，从而影响广播电视节目的传输质量和覆盖范围[1]。

5G基站信号对卫星接收系统的干扰影响主要取决于两者之间的距离、方位、天线大小和方向、接收系统的损耗等因素。5G基站信号对卫星接收系统的干扰会导致接收载噪比和误码率等指标下降，影响卫星信号的质量和可靠性。5G信号对广播电视卫星地球站的干扰会造成卫星接收系统载噪比和误码率等指标下降，影响卫星电视信号的质量和稳定性。

2 5G信号干扰排查流程

2.1 跟踪卫星接收频谱，搭建测试链路

广播电视卫星地球站需要跟踪卫星接收频谱变化情况，以保证信号质量和覆盖范围。技术人员可使用频谱分析仪，实时监测卫星信号的频率、功率、带宽、调制方式等参数，分析信号的特征和质量，发现并排除干扰源。借助信号跟踪接收机，根据卫星轨道参数和天线的指向角，自动调整接收机的本振频率和中频带宽，实现对卫星信号的锁定和跟踪，同时记录信号的强度和误码率等指标。根据信号的强度变化，自动调节接收机的增益，保持输出信号的恒定水平，避免信号过强或过弱导致的失真或噪声。使用极化旋转器，根据卫星信号的极化方式和角度，自动调节天线的极化方向，匹配卫星信号的极化状态，减少极化损耗和交叉极化干扰[2]。

为评估5G信号对广播电视卫星地球站的影响程度和干扰机制，应在卫星地球站附近搭建5G信号干扰测试链路，组织定点信号干扰测试，获取经常出现的干扰信号波段与频率信息，为制定相应的防护措施提供依据。首先应选择一个合适的测试场地，满足距离、障碍物、环境噪声等条件，确保测试结果的可靠性和有效性。技术人员可使用电信设备配置一个5G基站模拟器，模拟5G信号的发射参数，如频率、功率、带宽、波束赋形等，设置不同的工作模式和场景。在场地附近组装一个广播电视卫星地球站模拟器，模拟广播电视卫星信号的接收参数，如频率、功率、带宽、调制方式等，设置不同的工作模式和场景。在测试场地中布置好5G基站模拟器和广播电视卫星地球站模拟器之间的连接线路，包括同轴电缆、光纤电缆、衰减器、隔离器等。设备配置完成后可开始测试，观察并记录广播电视卫星地球站模拟器输出信号的频谱变化情况，分析5G信号对其造成的干扰效应和影响因素[3]。

2.2 全方位搜索干扰信号

首先可使用频谱分析仪，该设备可测量不同频率信号的功率和特征。通过对比卫星信号和5G信号的频谱特征，可以判断哪些频段是受到干扰的，以及干扰的程度。频谱分析仪还可以通过方向性天线或定向耦合器来确定5G干扰信号的方向和距离。这样，卫星地球站就可以通过调整天线指向或增益来减少或避免干扰。其次可使用干扰抑制技术，该技术可在信号处理过程中，对5G干扰信号进行滤除或抵消。例如，可在卫星地球站使用自适应滤波器，根据信号的变化，自动调整滤波参数，以消除5G干扰信号的影响。或者，可以使用空时处理技术，利用多个天线或多个时刻的信号来分离卫星信号和5G干扰信号，并进行加权或相位调整，以增强卫星信号或抑制5G干扰信号[4]。

2.3 排查卫星下行接收系统的干扰信号

广播电视卫星地球站是接收和转发卫星信号的重要设施，其下行接收系统是保证信号质量的关键部分。下行接收系统可能会受到5G信号的干扰，导致信号失真或中断。首先，工作人员需要监测下行接收系统的信噪比（SNR）和误码率（BER），以判断是否存在5G干扰信号。一般来说，如果SNR低于正常水平或BER高于正常水平，说明下行接收系统可能受到了5G干扰信号的影响。此时，工作人员需要使用频谱分析仪对下行接收系统的输入信号进行频谱分析，以观察是否有异常的频谱峰值出现。如果有，说明这些频谱峰值就是5G干扰信号的表现。卫星下行信号接收系统的基本构成如图1所示。

图1 卫星下行信号接收系统的基本构成

其次，需确定5G干扰信号的频率范围和强度，以便于定位干扰源位置。为此，工作人员应使用可调谐滤波器对下行接收系统的输入信号进行滤波，以分离出5G干扰信号。然后，工作人员需要使用功率计对滤波后的5G 干扰信号进行功率测量，以获取其强度。同时，工作人员需要使用频率计对滤波后的5G干扰信号进行频率测量，以获取其频率范围。最后，工作人员需要使用定向天线和方位角仪对5G干扰信号进行定向测量，以确定其方向。此时，工作人员可以记录下方位角仪上显示的方位角，并根据地理坐标和距离估算出5G干扰源位置。

3 有效应对5G信号干扰的技术措施

3.1 更换窄带高频头，加装抗干扰滤波器

5G信号的工作频率占用了部分C波段卫星信号的频率，导致C波段卫星信号接收受到严重的干扰。为了解决这个问题，可更换窄带高频头。高频头是卫星天线的重要组成部分，其作用是将微弱卫星信号低噪声放大和下变频，输出中频信号。通常，C波段高频头工作频率范围是3 400～4 200 MHz，而5G信号工作频率范围是3 400～3 600 MHz，这就造成了很大频率重叠。为了避免5G信号对高频头的饱和和混频干扰，可以更换窄带高频头，即只接收3 700～4 200 MHz的标准C波段信号，屏蔽掉3 400～3 700 MHz的扩展C波段信号。窄带高频头的优点是对带内信号有较好的通过性，对低于3 600 MHz的带外信号有较大的衰减值，可以有效降低5G信号的影响。

滤波器是一种能够根据频率选择性地通过或阻止信号的电子器件。在卫星天线中，工作人员应在高频头和馈源之间安装带通滤波器，进一步抑制5G信号引起的强带外干扰。带通滤波器的工作原理是只允许一定频率范围内的信号通过，而其他频率信号则被衰减或反射。因此，应选择工作频率范围为3 700～4 200 MHz的带通滤波器，与窄带高频头相匹配，从而达到双重滤波效果。抗干扰滤波器的优点是对带内信号有较低的群延迟，对低于3 500 MHz的带外信号有较高的衰减值，可消除5G信号的导频和峰值。通过更换窄带高频头和加装抗干扰滤波器，可有效地抵消5G信号对C波段卫星信号接收的干扰，保证卫星通信系统的正常运行。5G信号干扰协调区域如表1所示。

表1 5G信号干扰协调区域

3.2 安装信号屏蔽器与反射网

信号屏蔽器是一种能够发射同频或相近频率的干扰信号，从而抑制或屏蔽目标信号的设备。我们可以根据卫星地球站所使用的频段，选择合适的信号屏蔽器，并将其安装在卫星天线附近，使其覆盖卫星天线的接收范围。这样，当5G信号进入该区域时，就会被信号屏蔽器发出的干扰信号淹没，不会影响卫星天线的正常工作。信号屏蔽器的优点是，屏蔽效果好，操作简单，成本低。缺点是，可能会对其他无线设备造成干扰，需要合理规划和管理。

反射网是一种能够反射电磁波的金属网状装置，可作为一种被动式的屏蔽手段，来减少或消除5G信号干扰。工作人员可根据卫星天线的方向和角度，选择合适的反射网，并将其固定在卫星天线前方或周围，使其形成一个对5G信号不透明的屏障。这样，当5G信号射向该区域时，就会被反射网所反射或吸收，从而无法到达卫星天线。反射网不会对其他无线设备造成干扰，不需要电源和维护。

3.3 调整信号被接受功率与频谱范围

为消除或抑制5G信号干扰，可调整信号被接受功率和频谱范围。首先应调整信号被接受功率，根据不同的场景和需求，合理地设置5G基站和终端的发射功率和接收灵敏度，以达到最优的信号覆盖和干扰控制。例如在高频段，可采用波束赋形技术，通过调整发射波束的方向、宽度和增益，实现空域中的正交性，避免或减少波束碰撞造成的干扰。同时，也可采用接收波束赋形技术，通过选择最佳的接收波束，提高接收信号的功率，限制来自其他方向的干扰。此外，在低频段采用时域、频域或码域中的正交资源分配方式，以实现不同小区或用户之间的干扰隔离。

卫星地球站应调整频谱范围，根据不同的频段和业务类型，合理地划分和使用5G网络的频谱资源，以避免或减少带内干扰和带外干扰。例如，在2.6 GHz频段，由于与现网4G D频段相近，为了不与4G网络产生交叉时隙干扰，需要将5G帧头延迟3 ms，并在网关中进行相应的配置。同时，在3.5 GHz频段，由于可能受到电信CDMA800的四次谐波及CDMA800和FDD1800的互调产物的干扰，需要将这些干扰源与5G网络分开部署或使用不同馈源。此外，在高频段，由于存在大量非规划的低功率无线接入点，并且各个接入点之间距离非常近，需要采用更灵活的干扰管理机制和信号检测技术，例如基于非周期参考信号和时域/频域测量限制的干扰测量方案，以及基于高级接收机的干扰协调方案等。

4 结束语

相关部门应加强5G基站和广播电视卫星地球站之间的协调管理，制定合理的功率控制策略，控制5G基站的辐射功率和方向性，减少对广播电视卫星地球站的干扰。重点提高广播电视卫星地球站的抗干扰能力，采用高性能的前端放大器、滤波器、隔离器等设备，提高接收站和发射站的选择性和隔离度，降低5G信号对卫星信号的影响。■