衛星地球站抗5G信號干擾的解決方案

蘇大海

摘 ?要：隨著我國5G移動通信的大規模部署及網絡的快速建設，5G移動通信信號對衛星地球站C波段接收信號的干擾日趨嚴重。本文根據日常維護中衛星地球站受到5G信號干擾的案例，闡述了干擾源的排查方法，并提出了5G移動通信基站對衛星地球站C波段接收信號干擾的解決方案。

關鍵詞：干擾;5G;衛星地球站

1.引言

2019年6月6日工業和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯通、中國廣電四家企業頒發了第五代移動通信運營牌照，標志著我國正式進入5G商用元年。隨之而來的是5G通信網絡進入大規模部署和建設階段。

工業和信息化部向三大通信基礎運營商發放的5G中低頻段使用許可證規定：中國移動5G頻段為2515MHz——2675MHz及4800MHz——4900MHz;中國電信的5G頻段為3400MHz——3500MHz;中國聯通的5G頻段為3500——3600MHz。由于5G信號頻段與衛星地球站C波段頻段較近，甚至部分重疊，3.4GHz——4.2GHz頻段范圍內的衛星地球站將產生同頻干擾和鄰頻干擾。

本文結合具體工作中的案例，分析衛星地球站受5G信號的干擾現象，干擾問題的排查以及干擾的技術分析，同時提出解決方案。

2.干擾的技術分析及解決方案

2.1干擾現象

本臺衛星地球站承擔著本臺衛視高清節目信號和衛視標清節目信號的傳輸工作，高清系統和標清系統是兩套完全獨立的傳輸系統。這兩套獨立的傳輸系統分別有配套的監控系統時時監測其運行狀態，包括下行信號在不同場景，通過不同規格天線，在不同地方的接收情況，同時配套相應的抗干擾系統，可以時時通過數據監測系統的下行接收情況。

值班過程中發現，標清系統3米接收天線的監控大屏信號黑場，標清系統9米接收天線的監控大屏信號輕度馬賽克，多臺下行接收機告警。標清抗干擾系統顯示3米接收天線的信號載噪比曲線雜亂無章地跳動，異地3米天線接收信號正常。

與此同時，高清系統3米接收天線的監控大屏信號嚴重馬賽克，高清系統9米接收天線的信號未受影響，多臺3米下行接收機告警。高清抗干擾系統顯示3米接收天線的信號載噪比接近下限值，異地3米天線接收信號正常。

根據上述現象，初步判斷衛星地球站本地下行接收信號收到干擾，標清系統所受干擾情況比高清系統嚴重。

2.2技術分析

干擾現象出現后，使用定向喇叭天線和頻譜儀在天線場位置查找高清系統和標清系統頻點附近的頻段內的信號情況。因衛星地球站下行接收天線的高頻頭濾波器的頻段范圍是3.4GHz——4.2GHz，該頻段外的干擾可能性較小，故逐一排查該頻段內的信號情況。經過反復測試，最終鎖定中心頻率為3.449GHz的信號為干擾源。

通過分析，中心頻率為3.449GHz的信號應是中國電信5G信號的頻點，同時通過定向喇叭天線初步判斷5G通信基站的位置。與中國電信溝通協調，關閉相關5G通信基站后干擾消失。至此，可以確定衛星地球站標清系統和高清系統的干擾源來自中國電信的5G通信基站。標清系統下行接收頻率是3971MHz，高清系統下行接收頻率是4148MHz，標清系統的下行接收頻率與中國電信5G信號的頻段更接近，所以標清系統受干擾更為嚴重。衛星接收天線接收的信號來自36000Km外的衛星，其接收的信號已相當微弱，而干擾源的信號強度為-32dBm，其強度遠遠大于衛星接收信號，也是造成干擾的主要因素之一。

2.3解決方案

衛星下行接收信號是通過衛星接收天線的高頻頭轉換為L波段的信號后傳輸至接收機。之所以出現干擾也是因為干擾信號進入衛星接收天線的高頻頭，對衛星下行接收信號造成干擾。所以，解決衛星地球站受5G信號干擾的問題，應該從衛星接收天線的高頻頭入手。

衛星接收天線的高頻頭是由微波低噪聲放大器、帶通濾波器、第一變頻器（包括第一本振和第一混頻器）、第一中頻前置放大器組成。由于衛星電視接收系統中的地面天線接收到的衛星下行微波信號較微弱，通常天線饋源輸出載波功率約為-90dBm。第一變頻器和帶通濾波器的損耗是10dB，第一中頻放大器的增益約30dB。所以，若低噪聲放大器給出增益（40—50）dB，則下變頻器輸出端可以輸出（-30—-20）dBmW的信號。因此，高頻頭是在保證原信號質量參數的條件下，將接收到的衛星下行信號進行低噪聲放大并變頻。

目前，衛星接收天線使用的高頻頭的帶通濾波器的工作頻帶范圍是3.4GHz——4.2GHz，標清系統下行接收頻率是3971MHz，高清系統下行接收頻率是4148MHz，中國電信5G信號頻段處于C波段衛星接收擴展頻段內，5G信號的強度要遠大于C波段衛星信號，5G信號必定會干擾附近的C波段衛星接收信號。根據高頻頭的工作原理，需要改變高頻頭的帶通濾波器的工作頻帶寬度，或者在衛星天線饋源和衛星高頻頭間加裝適當的工作頻段的帶通濾波器以抑制5G信號引起的帶外干擾。衛星帶通濾波器可使頻帶信號進入高頻頭下變頻前起到抑制帶外5G信號的作用，防止由帶外強信號產生的混頻諧波干擾。因此，可以選用如下兩種方式解決5G信號對衛星地球站的干擾問題。第一，在衛星接收天線饋源和高頻頭之間加裝適當頻帶寬度的帶通濾波器。第二，更換高品質窄帶抗5G干擾的衛星高頻頭。

在實踐中，采取更換衛星接收天線高頻頭的方式來抗5G干擾，通過將3米接收天線高頻頭更換成工作頻帶范圍3.7GHz——4.2GHz的窄帶抗5G干擾的高頻頭后，5G移動通信信號對衛星地球站C波段下行接收信號干擾現象消失。

3.結束語

本文較為詳細地介紹了5G信號對衛星地球站C波段下行接收信號的干擾現象，技術分析及解決方案。5G信號對衛星地球站C波段下行接收信號干擾不僅受頻段范圍的影響，同時與5G信號的強度有關，隨著5G網絡規模、基站的密度逐漸增加，5G信號對C波段下行接收信號的干擾將會日趨嚴重。因此，需對衛星地球站的相關天線加裝帶通濾波器，或者更換窄帶衛星高頻頭，并對濾波器及高頻頭的性能提出更高的要求。

參考文獻

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