衛(wèi)星接收信號(hào)受5G干擾的排查過程及解決方案
——以海拉爾861臺(tái)為例

錢云超

5G 時(shí)代的到來，將給我們的生活帶來翻天覆地的變化，它將把我們帶入萬物互聯(lián)的時(shí)代，萬物互聯(lián)、萬物智能不再只是一個(gè)口號(hào)，它將真真切切的走入我們的生活，改變我們的生活。5G 給我們的生活帶來更多便捷，同時(shí)也給我們的工作帶來了一些困擾。5G 基站的使用將對(duì)使用C 波段廣播電視衛(wèi)星接收設(shè)施的用戶產(chǎn)生干擾。隨著呼倫貝爾地區(qū)5G 基站建設(shè)進(jìn)程的加速推進(jìn)，近期，海拉爾861 臺(tái)信號(hào)源為C 波段的幾個(gè)頻率都受到了不同程度的干擾，已經(jīng)嚴(yán)重影響了安全播出。海拉爾861臺(tái)在自查沒有問題后，聯(lián)系到滿洲里717 臺(tái)和海拉爾548 臺(tái)受5G 干擾后，接收到的C 波段信號(hào)出現(xiàn)的現(xiàn)象，以及通過無線電委員會(huì)和中國聯(lián)通、中國電信技術(shù)人員的協(xié)助配合工作，加之對(duì)自臺(tái)實(shí)際干擾后的數(shù)據(jù)分析，最終鎖定了干擾源為來自聯(lián)通5G基站。

筆者參加了海拉爾861 臺(tái)關(guān)于5G 干擾C 波段衛(wèi)星信號(hào)排查、處理的整個(gè)過程，并將整個(gè)過程整理成文字材料，為以后可能會(huì)出現(xiàn)的其他干擾排除工作做一個(gè)參考。

1 干擾現(xiàn)象

海拉爾861 臺(tái)幾個(gè)頻率的節(jié)目受到了不同程度的干擾，干擾的時(shí)間和長度不固定。當(dāng)干擾不嚴(yán)重時(shí)，衛(wèi)星接收機(jī)的power lock 指示燈由正常情況下的綠色變成紅色閃爍狀態(tài)，監(jiān)聽設(shè)備收到的節(jié)目源聲音出現(xiàn)不正常的斷句和卡頓現(xiàn)象，信號(hào)延遲、短時(shí)間丟失。干擾嚴(yán)重時(shí)，衛(wèi)星接收機(jī)的power lock指示燈由正常情況下的綠色變成紅色常亮狀態(tài)，信號(hào)中斷。

2 干擾排查過程

在出現(xiàn)信號(hào)源受干擾后，我們對(duì)自臺(tái)設(shè)備進(jìn)行了一系列的排查。1）室外單元：檢查高頻頭、F頭、射頻電纜、天線仰角、方位角和信號(hào)強(qiáng)度、質(zhì)量等。2）室內(nèi)單元：檢查接收機(jī)、頻道號(hào)、蓮花頭、卡儂頭等。以上兩項(xiàng)排查后未見異常。最后將所有受到干擾的節(jié)目所接收的衛(wèi)星信號(hào)的衛(wèi)星進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)所有受到干擾的節(jié)目源都來自中星6B 的C 頻段。在出現(xiàn)干擾時(shí)對(duì)所有的備信源也進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)來自中星9 號(hào)KU 波段的信號(hào)并未受到影響。但是特殊的是：內(nèi)蒙古蒙語來自中星6B 的C 頻段備信源2 的干擾現(xiàn)象不明顯，可以正常播出。后來經(jīng)過比對(duì)發(fā)現(xiàn)：受到干擾的節(jié)目源主信源和蒙語的2 號(hào)備信源雖然都來自中星6B 的C 頻段，但是所用的衛(wèi)星接收天線材質(zhì)并不一樣，受到干擾的用的是金屬材質(zhì)的，干擾不明顯的是玻璃鋼材質(zhì)的。因?yàn)楦鼡Q接收天線材質(zhì)的實(shí)施難度比較大，所以筆者并未做進(jìn)一步做研究，在此也不做贅述。

由上述的排查過程，我們猜測(cè)附近有下行頻率與海拉爾861 臺(tái)幾個(gè)受到干擾的節(jié)目相近的頻率干擾，而此干擾可能對(duì)玻璃鋼材質(zhì)的衛(wèi)星接收天線影響不大。同時(shí)猜測(cè)可能受到5G 的干擾，因?yàn)樵谖覀兯鶎僦行呐_(tái)的其他臺(tái)站也出現(xiàn)過信號(hào)突然中斷的情況，而且最后查找到的干擾源就是來自5G 基站，我們聯(lián)系到呼倫貝爾地區(qū)無線電委員會(huì)和當(dāng)?shù)氐闹袊?lián)通、中國電信，請(qǐng)其協(xié)助我們排查。我們?cè)谥袊?lián)通、中國電信技術(shù)人員的協(xié)助下，將所有5G 基站全部關(guān)閉，然后根據(jù)基站與海拉爾861 臺(tái)的距離，由遠(yuǎn)至近逐一開機(jī)，逐一檢測(cè)排查，最后確定了干擾海拉爾861 臺(tái)的基站。

3 5G 基站干擾的原理分析及解決方案

3.1 原因分析

三大運(yùn)營商的5G 頻段分配：

中國移動(dòng)：2515MHz-2675MHz 和4800MHz-4900 MHz。

中國聯(lián)通：3400MHz-3500MHz。

中國電信：3500MHz-3600MHz。

C 波段的上行頻段（5925MHz-6425MHz），下行頻段（3400MHz-4200MHz）。5G 通信頻段與我國廣播電視業(yè)務(wù)核心頻段（C 波段）有重疊部分，5G 基站的部署必然會(huì)影響廣播電視業(yè)務(wù)。從頻段上來看，5G 信號(hào)對(duì)廣播電視信號(hào)的干擾主要出現(xiàn)在下行頻段。5G 信號(hào)對(duì)C 波段衛(wèi)星的干擾形式有：同頻干擾、鄰頻干擾、飽和干擾、折射干擾和繞射干擾等。產(chǎn)生干擾現(xiàn)象差別的主要因素有：接收天線距離5G基站的遠(yuǎn)近，5G 基站發(fā)射功率的大小，5G 處于空載或滿載狀態(tài)，5G 基站與接收天線的角度。海拉爾861 臺(tái)受干擾的三套節(jié)目的主信源都是來自中星6B 的C 頻段，下行頻率是4171MHz 和4175MHz。這與中國聯(lián)通、中國電信使用的3400MHz-3600MHz 的5G 頻段非常接近，由此分析，海拉爾861 臺(tái)是受到了此頻段的干擾，即鄰頻干擾。而且在基站滿載時(shí)受到干擾尤為明顯。

3.2 解決方案

C 頻段衛(wèi)星設(shè)施應(yīng)對(duì)5G 干擾的解決方案需要同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

1）5G 信號(hào)進(jìn)入衛(wèi)星接收設(shè)施的功率低于-60dBm。

2）對(duì)衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量的影響降至最低。

目前可采取以下幾種方法來減輕來自5G 基站的干擾。

3.2.1 從5G 基站方面入手

1）降低5G 基站發(fā)射功率。

2）調(diào)整5G 天線輻射方向或下傾角（可增加0-8dB 的隔離度）。

3）更換5G 基站位置，主要是加大5G 基站與發(fā)射臺(tái)站接收天線的距離，利用空間距離來衰減5給信號(hào)的能量，衰減率可以根據(jù)如下公式計(jì)算。

其中S 為損耗率，d 為基站到廣播電視衛(wèi)星天線的直線距離。因發(fā)射臺(tái)站得接收天線具有方向確定性，所以5G 基站在選址時(shí)應(yīng)盡可能的偏離拋物面的開口方向。

3.2.2 從發(fā)射臺(tái)的接收實(shí)施入手

主要是對(duì)接收天線進(jìn)行改造，通過加裝C 頻段濾波器、更換具有濾波能力的低噪聲放大器等手段，最大可能的濾掉5G 信號(hào)，減輕5G 對(duì)C 波段的干擾。具體的改造措施有以下幾種：

1）加裝C 頻段濾波器。C 頻段濾波器是無源帶通濾波器，可以濾出3.7GHz～4.2GHz 以外的信號(hào)，由次此來減小輸入到高頻頭的5G 信號(hào)。加裝在饋源與高頻頭之間?？筛鶕?jù)臺(tái)站天線的饋源方式、饋源與LNB 是否一體化、以及衛(wèi)星接收天線的極化方式來選擇如何加裝濾波器。

常用的衛(wèi)星接收天線可分為3 種情況加裝濾波器：

（1）天線為前饋、饋源與LNB 一體化，且天線的極化方式為雙極化時(shí)，需更換一整副天線，如果兩種極化方式都在使用，則需更換雙極化饋源或加裝另一幅天線。

（2）天線為前饋、饋源與LNB 是分體的，且天線的極化方式為雙極化時(shí)，需要加裝兩個(gè)波導(dǎo)濾波器，需要注意的是支架的承重以及加長后對(duì)信號(hào)的遮擋問題，如不具備改造條件，需要改造成單極化饋源、更換前饋支架等方式。

（3）天線為前饋、饋源與LNB 是分體的，且天線的極化方式為單極化時(shí)，只需要在饋源與高頻頭之間加裝一個(gè)波導(dǎo)濾波器。

2）在加裝濾波器的基礎(chǔ)上，更換具有濾波能力的低噪聲放大器。

3）加裝屏蔽網(wǎng)（可增加8-12dB 的隔離度），將5G 信號(hào)干擾波反射出去，使其無法通過衛(wèi)星天線進(jìn)入高頻頭。

4）更換旁瓣特性好的玻璃鋼衛(wèi)星接收天線或調(diào)整衛(wèi)星接收點(diǎn)的位置。

5）加裝L 頻段濾波器（可增加30dB 以上的隔離度，但可能產(chǎn)生3dB 以上的信號(hào)衰減）。在高頻頭輸入端的C 波段濾波效果不能達(dá)到使用要求時(shí)，在高頻頭的輸出端加裝L 頻段濾波器，再次降低5G信號(hào)的干擾。

結(jié)合海拉爾861 臺(tái)的實(shí)際情況，海拉爾861臺(tái)選擇了在饋源和高頻頭之間加裝波導(dǎo)濾波器的方案。

3.3 加裝濾波器后的技術(shù)指標(biāo)

為提高改造效率，應(yīng)在改造前查詢并記錄臺(tái)站內(nèi)正常使用下，衛(wèi)星接收機(jī)的Eb/N0 顯示值A(chǔ)。并在加裝濾波器后再次查詢星接收機(jī)的Eb/N0 顯示值B，使得A-B ≤1。在基站開機(jī)后，衛(wèi)星接收機(jī)解碼后輸出至監(jiān)視器的畫面，不能出現(xiàn)任何可查覺的視音頻損傷，且相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要合格。海拉爾861 臺(tái)改造后的技術(shù)指標(biāo)都在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，改造任務(wù)圓滿完成。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，各大運(yùn)營商均已經(jīng)開始部署測(cè)試站點(diǎn)，截至今年6 月，我國建成的5G 基站已經(jīng)超過25 萬個(gè)，預(yù)計(jì)2020 年底，我國5G 基站數(shù)將超過60 萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)地級(jí)市室外連續(xù)覆蓋、縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)有重點(diǎn)覆蓋、重點(diǎn)場(chǎng)景室內(nèi)覆蓋?？梢姡?G 干擾將長期存在，而且未來還會(huì)有新的干擾出現(xiàn)，為確保發(fā)射臺(tái)站的安全播出質(zhì)量，發(fā)射臺(tái)站在條件允許下應(yīng)該增加備用信源的種類和數(shù)量，同時(shí)積極跟蹤5G 的發(fā)展態(tài)勢(shì)，加強(qiáng)與當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機(jī)構(gòu)和5G 運(yùn)營商的溝通協(xié)調(diào)，確保發(fā)射臺(tái)的安全播出。這次5G 干擾事件反映出的問題是：目前海拉爾861 臺(tái)的信源種類還相對(duì)單一，正在考慮引進(jìn)更加穩(wěn)定的光纖信號(hào)。未來可能還會(huì)豐富備信源的種類，為安全播出保駕護(hù)航。