基于內容的DTMB 700M對5G 700M干擾定位的方案研究

摘要：針對工信部于2020年4月1日發布《關于調整700MHz頻段頻率使用規劃的通知》，將702-798MHz頻段頻率使用規劃調整用于移動通信系統，并將703-743/758-798MHz頻段規劃用于頻分雙工（FDD）工作方式的移動通信系統。目前中國移動5G 700M已開始大規模建設，需要開展全網700M掃頻工作，排查并收集現存廣播電視系統信號干擾范圍、電臺位置，為后續5G 700M站點的規劃、建設、優化提供無線頻譜數據支撐。

關鍵詞：700M；DTMB；數字電視接收系統；上行干擾；下行干擾

一、移動700M 5G建設的重大意義

5G頻段大致分為兩段：1、低頻段的Sub6G （FR1：450 MHz - 6000 MHz）；2、高頻段的毫米波（FR2：24250 MHz - 52600 MHz）。Sub 6G頻段就是6Ghz以下頻段，相對毫米波頻率更低，是常規的無線通信頻段。2020年4月之前工信部給三大運營商都分配的商用頻段如下：中國移動：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz，兩段共260M；中國電信：3400MHz-3500MHz，共100M；中國聯通：3500MHz-3600MHz，共100M。隨著電聯的共建共享，3.5G的頻段有200M，中國移動的競爭優勢就不太明顯，中國移動要想在全網特別是農村場景實現全覆蓋需要投入的成本巨大。

根據無線電磁波傳播模型，路損與頻率的關系：Los = 10log（4π d/λ ）^2=20log（4π df/c） =32.44 + 20lgd + 20lgf， （距離d（km） 、頻率f（MHz）、Los 路徑損耗），傳播相同距離的路徑損耗只與頻率相關。拿700M與2.6G相比，相同距離下的路徑損耗，700M比2.6G的少了11.4dB，據實際測試效果來看，700M的覆蓋距離是2.6G的2.1倍，建設700M能快速低成本實現全網連續覆蓋。

總之，700M低頻段不僅覆蓋效果好，相關產業鏈也比較成熟，但頻帶資源緊張，干擾多；高頻段穿透性能差，覆蓋距離短，好處是頻譜資源豐富，干擾少。隨著引入廣電700M的共建共享，中國移動在享受2.6GHz和4.9GHZ的容量優勢的基礎上，在農村廣覆蓋區域實現了5G網絡連片覆蓋，大大降低了建設成本，另外700M直接跟中國移動現網的900M合路，共用天線和鐵塔，也能極大的縮小投資成本。建設700M對中國移動來說意義重大。

二、 廣電700M與移動700M 5G牌照重疊情況及干擾現狀

無線通信系統間的干擾產生原因有很多種，總體而言系統間干擾產生的原因可以歸結為系統間的發射信號能量泄漏，而決定能量泄漏的因素包括有：通信系統的k率規劃、通信系統采用的技術標準以及相應的硬件實現條件。通信系統網絡規劃與實際部署方案通信系統中常見的干擾包括：同頻干擾、阻塞干擾、鄰頻干擾和互調干擾。其中同頻干擾是在有用信號的載頻范圍內存在其他的發射信號，此時接收機將同時接收其工作帶寬范圍內的所有信號而無法進行有效區分。為應對同頻干擾一般采用頻分復用的方法，以降低頻譜利用效率為代價使得不同的發射機和接收機工作在不同的頻帶從而互不干擾。一些沒有良好規劃和協調的同頻電臺之間也可能產生干擾。本文中研究的是廣電700M對移動700M 5G因廣電700M未完全清頻而產生的同頻干擾。

廣電DTMB標準電視頻道使用的頻段DS36-DS49，使用的頻率是694MHz-806MHz。700M 5G 對應的N28頻段的頻率范圍是703-743/758-798MHz，因此DTMB數字電視地面廣播和N28頻段（700M）存在交疊的頻道如下：

基站、用戶終端、電臺發射塔的發射功率分別是二百瓦、零點二瓦、幾十千瓦，特別是用戶終端和電臺發射塔的發射功率差上萬倍。由于頻段的交疊，基站側能在同一頻段同時收到電臺發射塔的發射和手機發射的信號，基站的接收機無法將二者區分，因此對基站側能造成很強的上行干擾。同樣的道理，用戶終端能同時收到基站和電臺發射的信號，對用戶終端側也能造成很強的下行干擾。由于目前網管側只能提取到基站側受到的上行干擾值，通過網管指標提取發現，新鄉市700M基站目前受到本地市及周邊地市廣電未退頻的強干擾，上行干擾強度-90dbm左右，甚至有上行干擾值在-60dbm左右，換言之，用戶終端發送給基站的信號基本被電臺發射塔發射的信號全部淹沒，嚴重影響小區下用戶的體驗和感知。據有效數據統計受新鄉市受電臺干擾的小區占全網小區的90%以上，因此積極定位并協商干擾電臺并協調關閉成為5G 700M 發展的重中之重。

由于各地電視發射塔使用的DTMB頻道不盡相同，依靠常規頻譜分析儀僅能了解當前700M頻段的底噪情況，該地噪是多個信號的疊加，無法得知電臺名稱、單個電臺的信號強度等信息，不利于后期推動廣電分公司進行退頻。如何將干擾情況以電視節目單的形式顯示在電視屏幕上成為一個需要攻克的問題。新鄉分公司利用DTMB數字廣播系統接收端原理，自制了一套便攜的DTMB接收系統，該設備系統的特點是小巧靈活，方便到任何位置定位DTMB電視信號干擾，可以通過解調到的節目內容、信號強度、方位角快速定位到發射源，解決目前700M掃頻儀數量少、價格昂貴、無法定位電臺內容等問題，極大提升了700M干擾定位效率。

三、創新解決方案研究

通過自制便攜式DTMB數字電視接收系統，進行700M廣電干擾的快速定位。主要分四步：

第一步：自制便攜式DTMB數字電視接收系統。通過市場采購六個模塊：射頻信號接收模塊、解調模塊、顯示模塊、供電模塊、射頻信號傳輸模塊、控制器。

第二步：進行全頻段掃描，搜索700M所有頻道。可搜索700-800M范圍內的所有電視節目信息和廣播節目信息。

第三步：解調當前頻道的電臺內容。

第四步：根據頻道信息及天線的方位，快速定位干擾源位置。根據電視節目的名稱（如輝縣、延津、獲嘉、開封等）、頻道信息（中心頻點、信號的強度、信號質量）、手持天線的方位角等信息，快速定位干擾源的位置。

利用便攜式DTMB電視接收系統定位移動5G 700M的干擾源，基于內容式的顯示干擾結果，思路新穎且時效性強，全省首創。根據解析電臺的內容可以快速定位到歸屬電視臺，根據信號強度預估干擾源距離，根據天線方位角定位電臺的方向，從而快速定位干擾源。解決了當前700M即將大規模部署，但是現網700M干擾定位難、測試設備不足的問題。該DTMB干擾定位系統成本僅需600多元，相比掃頻儀15萬的價格，成本大大降低。通過顯示器、解調器、接收天線的小型裝置，利用5V+12V鋰電池供電，并使用2mm直徑鍍銀超柔饋線，方便攜帶，可用各種場景的掃頻測試，可用于全國的700M廣播電視掃頻測試。

四、具體實施步驟

第一步：自制便攜式DTMB數字電視接收系統

本套DTMB數字電視接收系統總計包含六個模塊，分別為：射頻信號接收模塊（常用的有八目天線、對數周期天線等）、解調模塊（長20cm，寬12cm，高2.5cm）、顯示模塊（長11.5cm，寬1.5cm，高8cm）、供電模塊（5V普通充電寶和12V鋰電池）、射頻信號傳輸模塊（鍍銀超柔饋線）、控制器（普通電視遙控器）。系統結構如圖2所示：

各模塊的主要功能簡述如下：

1.信號接收模塊：選用高增益、指向性強的對數周期天線，同時在天線柄端焊接了金屬握把，方便攜帶；

2.解調模塊：芯片內部集成模數轉換器、解調、信道估計、均衡與解交織、信道糾錯解碼，最后輸出傳輸流。本系統采用標準的DTMB制式機頂盒，可以進行手動或者自動掃頻，搜索免費的DTMB電視廣播節目；

3.顯示模塊：采用了4.3寸AV接口的超薄液晶顯示器，可支持12V鋰電池供電；

4.供電模塊：采用5V+12V鋰電池供電，其中5V用來對解調器供電，12V用來對顯示器供電，可續航6小時，功耗小，方便攜帶；

5.射頻傳輸模塊：采用2mm直徑鍍銀超柔饋線，信號衰減小，且柔韌性強、攜帶掃描及變更方向靈活、方便。

6．控制器：采用通用的電視遙控器。

第二步：進行全頻段掃描，搜索700M所有頻道

通過無線節目搜索->全頻搜索，可搜索700-800M范圍內的所有電臺信息 。圖3為在新鄉市區某居民樓頂搜索到了23個電視節目：

第三步：解調當前頻道的電臺內容

通過無線節目搜索->手動搜索->輸入中心頻點，或者全頻段搜索的結果，對新鄉700-800MHZ頻段進行解調，共發現延津電視臺、輝縣電視臺、獲嘉電視臺、河南衛視、開封綜合臺等30多個電臺。

第四步：根據頻道信息及天線的方位，快速定位干擾源位置

根據電視節目的名稱（如輝縣、延津、獲嘉、開封、鄭州等）、頻道信息（中心頻點、信號的強度、信號質量）、手持天線的方位角等信息，可快速定位干擾源的位置。

圖4為定位到的部分電臺照片。

五、該提案主要創新點

1.思路新穎：利用便攜式DTMB電視接收系統定位NR700的干擾源，思路新穎且時效性強，全省首創?；诮馕鲭娕_的內容顯示干擾的電視節目頻段信息，可以快速定位到歸屬電視臺，根據信號強度預估干擾源距離，根據天線方位角定位電臺的方向，從而快速定位電臺干擾源位置。

2.實用性強：解決了當前700M即將大規模部署，但是現網700M干擾定位難、測試設備不足的問題，可大大加快700M干擾源的定位速度。

3.成本低廉：提案中用到的顯示器在網上采購價100元，解調器和天線各150元，5V的鋰電池90元，12V的鋰電池120元，遙控器10元，饋線及其他輔材50元，該DTMB干擾定位系統成本共計670元，相比掃頻儀15萬的價格，成本大大降低。

4.輕便快捷：通過顯示器、解調器、接收天線的小型裝置，利用5V+12V鋰電池供電，并使用2mm直徑鍍銀超柔饋線，可用各種場景的掃頻測試。整體重量不到傳統掃頻儀的一半，攜帶方便。整體待機時間6小時，是傳統掃頻儀的將近3倍，大大提升了工作效率。

5.適用性廣：可應用于全國的700M廣播電視掃頻測試。

六、創新提案的應用效果

新鄉分公司利用便攜式DTMB電視接收系統，目前已定位了新鄉的新鄉市獲嘉、鶴壁淇縣、開封電視發射塔等多個電臺位置，而且可以顯示頻道的中心頻點、電臺內容等詳細信息，方便和廣電進行進一步的溝通、協調。該創新成本低廉、攜帶方便、實用性強，適合在全國進行推廣。

作者單位：毛瑞瑞? ? 河南百碩商務服務有限公司新鄉分公司

參? 考? 文? 獻

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