劉凌 江西廣播電視臺播出部 南昌市 330000

張翼 中國移動江西公司網(wǎng)管中心 南昌市 330000

0 研究背景

在信息通信技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今時代，各大運營商全面鋪開5G技術(shù)的商用化建設(shè)，緊鑼密鼓地布設(shè)5G基站，建設(shè)5G傳輸網(wǎng)絡(luò)。截止到2020年底，我國新建的5G基站數(shù)量達(dá)到58萬個。5G基站的大規(guī)模商用大大方便了人們的生活，但在5G規(guī)模應(yīng)用推進(jìn)建設(shè)期間,多地廣播電視機(jī)構(gòu)報告指出5G基站對廣播電視安全播出、監(jiān)測監(jiān)管造成了嚴(yán)重干擾。C波段廣播電視衛(wèi)星接收臺(站)信號源，多省級有線網(wǎng)絡(luò)總前端主用中央和地方衛(wèi)視臺的3400MHz-4200MHz頻段衛(wèi)星信號源因受5G基站干擾，無法正常接收信號，出現(xiàn)信號中斷、畫面黑場、馬賽克等現(xiàn)象，影響《新聞聯(lián)播》等重要節(jié)目的轉(zhuǎn)播，影響數(shù)千萬用戶收聽收看，用戶投訴激增。多地監(jiān)測臺使用3400MHZ-4200MH頻段接收到的衛(wèi)星信號受到干擾，無法正常監(jiān)測廣播電視聲音、畫面，造成監(jiān)測監(jiān)管手段失效。部分無線轉(zhuǎn)播臺（站）因條件所限只具備接收3400MHZ-4200MHz頻段衛(wèi)星信號的能力，在被干擾的情況下面臨停播風(fēng)險。經(jīng)當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部門緊急協(xié)調(diào)關(guān)停相關(guān)5G基站后，上述干擾嚴(yán)重的問題部分得到了解決，還有的尚未徹底解決。隨著后續(xù)5G基站的大規(guī)模部署，如果不采取切實有效防范措施，做好協(xié)調(diào)處置工作，5G干擾對廣播電視安全播出造成的影響將更加嚴(yán)重。

1 干擾原因分析

在國內(nèi)，廣播電視接收衛(wèi)星信號主用C波段的中星6A和中星6B衛(wèi)星。C波段的下行頻率為：3625MHZ-4200MHZ，而四大電信運營商5G頻譜分配從頻率上來看，中國電信獲得的3400MHz-3500MHz 5G頻譜和中國聯(lián)通的3500MHz-3600MHz 5G頻譜，與衛(wèi)星C波段下行3625MHz-4200MHz非常接近。四大運營商5G頻譜劃分和C波段的下行頻率如下圖1所示。

圖1 四大運營商5G頻譜劃分和C波段的下行頻率

廣電行業(yè)所使用的高頻頭頻率工作范圍大多是在3400MHz～4200MHz之間，由于5G基站發(fā)射的信號強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于C波段衛(wèi)星信號，而寬帶高頻頭的接收范圍與中國聯(lián)通和中國電信的5G頻譜剛好有部分重疊，因此5G信號很容易干擾附近的C波段衛(wèi)星接收臺（站）的信號，容易產(chǎn)生鄰頻干擾、同頻干擾，造成衛(wèi)星接收機(jī)不能正常鎖定信號，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的誤碼，造成馬賽克、畫面黑場等現(xiàn)象，影響信號的正常接收。如圖2所示，使用頻譜分析儀測試被干擾信號，波形出現(xiàn)異常尖峰。

圖2 干擾波形示意圖

2 解決方案探討

為保護(hù)C波段廣播電視衛(wèi)星接收系統(tǒng)免受5G基站干擾、保障安全播出,相關(guān)部門可以采用一定的行政手段來協(xié)調(diào)解決，另外，受影響相關(guān)單位也可以采用一定的技術(shù)手段來規(guī)避此問題。

從行政方面來看，工信部發(fā)布了《3000-5000MHz頻段第五代移動通信基站與衛(wèi)星地球站等無線電臺（站）干擾協(xié)調(diào)管理辦法》[1]，給出了相應(yīng)的協(xié)調(diào)解決辦法和建議方案。管理辦法指出，“5G基站設(shè)置、使用單位應(yīng)該按照‘頻帶外讓頻帶內(nèi)、次要業(yè)務(wù)讓主要業(yè)務(wù)、后用讓先用、無規(guī)劃讓有規(guī)劃’的原則”。受到5G干擾的衛(wèi)星接收臺（站）應(yīng)積極與運營商進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)解決，并將協(xié)商進(jìn)展情況向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機(jī)構(gòu)報備。

從技術(shù)方面來看，加裝帶通濾波器，更換衛(wèi)星接收機(jī)的高頻頭為窄帶高頻頭，加裝物理隔離阻斷網(wǎng)，調(diào)整5G基站天線最大輻射方向和降低5G基站發(fā)射功率等方法能有效抑制干擾源。

2.1 加裝抗5G干擾濾波器

在原有的衛(wèi)星天線饋源和高頻頭之間加裝帶通濾波器，在高頻頭下變頻放大前過濾5G信號可有效減少干擾的影響。帶通濾波器只接收通帶內(nèi)的信號，過濾通帶寬度外的信號，強(qiáng)化帶外抑制指標(biāo)，可防止由帶外強(qiáng)信號產(chǎn)生的混頻諧波干擾，明顯地屏蔽5G信號的干擾，使得衛(wèi)星地球站、衛(wèi)星接收臺能夠正常接收使用衛(wèi)星信號。

某廠商的抗5G干擾濾波器幅頻特性圖如圖3所示，對頻率范圍在3700 MHz～4200 MHz信號的衰減幾乎為0，而對該頻帶外的信號衰減很大，能有效抑制干擾。

圖3 某廠商抗5G干擾濾波器的幅頻特性圖

2.2 更換為窄帶高頻頭

高頻頭（LNB)是Low Noise Block的縮寫，即低噪聲下變頻器，它的作用是把高頻率的衛(wèi)星信號進(jìn)行下變頻，并放大接收到的衛(wèi)星信號。將原有的寬帶高頻頭更換為窄帶高頻頭，可以有效避免來自相同或者相鄰頻段、信號強(qiáng)度更高的5G信號的電磁干擾，從而保證C波段信號的正常接收。

某廠商的窄帶高頻頭帶外抑制圖如圖4所示。對頻率范圍3700 MHz～4200 MHz的信號幾乎沒有衰減，對低于3600 MHz的射頻信號，衰減值約為45dB，而對于頻率低于3500 MHz的射頻信號，衰減值約為57dB，可以有效抑制輕微的電磁干擾。

圖4 某廠商的窄帶高頻頭帶外抑制圖

2.3 采用搭載帶通濾波器和窄帶高頻頭一體化的抗干擾設(shè)備

對于一些干擾比較嚴(yán)重，加裝帶通濾波器或者更換為窄帶高頻頭后仍然受到干擾的情況下，可以采用搭載帶通濾波器和窄帶高頻頭一體化的抗干擾設(shè)備來嘗試解決。

2.4 加裝物理隔離阻斷網(wǎng)

采取上述方法仍無法消除干擾，可以嘗試加裝物理隔離阻斷金屬網(wǎng)或者天線罩。物理隔離阻斷網(wǎng)阻隔干擾信號原理如圖5所示。

圖5 物理隔離阻斷網(wǎng)阻隔干擾信號

首先，定位干擾的來源，在頻譜儀輸入口接入一根C波段的天線，測試出干擾電磁波的方位。其次，在朝向干擾源方向的接收天線附近，架設(shè)金屬網(wǎng)反射或者吸收干擾波，從而減弱干擾。需注意的是金屬網(wǎng)架設(shè)方位不能擋住衛(wèi)星信號的傳播方向，且高度應(yīng)超過衛(wèi)星天線，另外金屬網(wǎng)孔孔徑應(yīng)合理設(shè)計以避免干擾波漏進(jìn)金屬網(wǎng)。如果干擾不太嚴(yán)重，且天線非一鍋多星，可以在垂直于拋物面的天線外沿，加一圈金屬帶作為天線罩來阻斷干擾。

2.5 調(diào)整5G基站天線最大輻射方向

衛(wèi)星信號是來自星空中的人造地球衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的，5G信號是通過地上5G基站發(fā)射出來的，因此，它們的傳播角度是不一致的。在距離5G基站較遠(yuǎn)的情況下，可以采取調(diào)整5G基站天線最大輻射方向（調(diào)整天線位置）等措施來緩解干擾。由于大規(guī)模天線的應(yīng)用，5G基站可以調(diào)整其中的幾個天線，盡量讓其不指向受干擾的C波段接收臺（站），進(jìn)而能抑制干擾源。

2.6 降低5G基站發(fā)射功率

在距離5G基站較遠(yuǎn)的情況下,可以與運營商進(jìn)行溝通協(xié)商，在滿足其覆蓋要求的情況下，降低5G基站發(fā)射功率從而減少干擾源的信號強(qiáng)度，進(jìn)而減小C波段接收系統(tǒng)受到的影響。

3 結(jié)語與展望

5G基站對C波段衛(wèi)星接收系統(tǒng)的抗干擾研究是一項非常嚴(yán)峻的課題和任重道遠(yuǎn)的工作任務(wù)，需要廣電行業(yè)人士共同努力，結(jié)合實際情況摸索出一套行之有效的解決方案。