鄧運(yùn)鵬

（山東廣播電視臺(tái)，山東 濟(jì)南 250062）

0 引 言

2019年6月6日是我國(guó)5G通信技術(shù)的一個(gè)里程碑[1]。我國(guó)工業(yè)與信息化部對(duì)中國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)股份有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)廣電）、中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)移動(dòng)）、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)聯(lián)通）、中國(guó)電信集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)電信）等公司頒發(fā)了5G通信技術(shù)運(yùn)營(yíng)商用牌照，2019年成為我國(guó)5G技術(shù)商用元年。5G技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)重要的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)[2]。2019年，工業(yè)與信息化部為了指導(dǎo)5G技術(shù)產(chǎn)業(yè)的有序、健康、高效發(fā)展，頒布了《3 000-5 000 MHz頻段第五代移動(dòng)通信基站與衛(wèi)星地球站等無(wú)線電臺(tái)（站）干擾協(xié)調(diào)指南》，針對(duì)5G對(duì)我國(guó)衛(wèi)星廣播電視頻段信號(hào)干擾問(wèn)題[3]，為了有效解決未來(lái)5G技術(shù)基站的大面積建設(shè)對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)干擾的不良影響，分析干擾等問(wèn)題形成的主要原因，提出了針對(duì)性的管理辦法與解決措施，以保障5G技術(shù)產(chǎn)業(yè)與衛(wèi)星電視產(chǎn)業(yè)的同步、健康、高速發(fā)展[4]。

1 5G信號(hào)干擾衛(wèi)星電視信號(hào)的原因分析

1.1 5G技術(shù)現(xiàn)狀

5G通信技術(shù)擁有大容量、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)，為社會(huì)各領(lǐng)域、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。依據(jù)第三代合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）定義，5G信號(hào)的頻段主要分為兩個(gè)部分，即FR1，450～6 000 MHz；FR2，24 250～ 52 600 MHz[5]。中國(guó)廣電、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通以及中國(guó)電信四家運(yùn)營(yíng)商分別使用的5G信號(hào)頻段如 表1所示。

表1 四家公司的5G技術(shù)信號(hào)頻段表

由表1相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，中國(guó)廣電衛(wèi)星電視信號(hào)的C波段與中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信的5G頻段出現(xiàn)了重疊的情況。

由于衛(wèi)星與地面信號(hào)接收器具有較遠(yuǎn)的間距，信號(hào)傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較大的損耗。5G通信需要大量的基站來(lái)支持5G信號(hào)的正常運(yùn)行，因此會(huì)出現(xiàn)5G基站射頻單元被布置在衛(wèi)星接收天線附近的問(wèn)題[6]。在這樣的環(huán)境下，基站發(fā)射的信號(hào)可能會(huì)被衛(wèi)星接收天線接收到，并送入衛(wèi)星接收機(jī)中，影響衛(wèi)星電視信號(hào)接收機(jī)的低噪聲放大器[7]，并降低接收誤碼率與接收載噪比等性能參數(shù)指標(biāo)，導(dǎo)致衛(wèi)星電視信號(hào)的傳輸與解碼被嚴(yán)重干擾，衛(wèi)星電視在轉(zhuǎn)播或直播電視節(jié)目時(shí)就會(huì)出現(xiàn)花屏、聲音抖動(dòng)以及視頻馬賽克等問(wèn)題[8]，衛(wèi)星接收機(jī)甚至?xí)霈F(xiàn)連接不上衛(wèi)星信號(hào)的情況。

1.2 5G信號(hào)干擾衛(wèi)星電視信號(hào)的原因分析

衛(wèi)星電視信號(hào)的C波段下行接收系統(tǒng)擁有自我保護(hù)措施，可以有效阻止外界干擾信號(hào)源在下行鏈路中傳輸。下行接收系統(tǒng)由光傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、接收天線系統(tǒng)、衛(wèi)星接收器、高頻頭以及饋源等五個(gè)部分組成[9]。下行接收系統(tǒng)可以防止本地信號(hào)被干擾，避免信號(hào)傳輸出現(xiàn)異常問(wèn)題。C波段下行接收系統(tǒng)利用衛(wèi)星接收天線，將信號(hào)反饋至饋源中，同步將信號(hào)傳送至高頻頭中，對(duì)信息進(jìn)行變頻與放大，保障信號(hào)的接收質(zhì)量[10]。高頻頭主要利用混頻電路進(jìn)行信號(hào)處理，最終得出中頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率信號(hào)的單獨(dú)接收功能。現(xiàn)階段，衛(wèi)星電視C波段高頻頭的接收頻率為3 400～4 200 MHz，與5G信號(hào)中的中國(guó)聯(lián)通頻段、中國(guó)電信頻段出現(xiàn)了重合[11]。由于5G信號(hào)功率相對(duì)比較高，衛(wèi)星電視接收站如果接收到了超過(guò)-60 dBm功率的干擾信號(hào)，就會(huì)使接收器出現(xiàn)干擾與飽和的情況，影響衛(wèi)星電視信號(hào)的效果與質(zhì)量。信號(hào)干擾的原理如圖1所示。

圖1 信號(hào)干擾圖

2 解決措施

了解信號(hào)干擾產(chǎn)生的機(jī)理后，可采用相對(duì)應(yīng)的解決措施，來(lái)提高衛(wèi)星電視信號(hào)對(duì)5G信號(hào)的抗干擾能力，保障衛(wèi)星電視信號(hào)為人們提供高質(zhì)量服務(wù)。

2.1 設(shè)置好干擾協(xié)調(diào)區(qū)域及保護(hù)間距

以當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政府職能部門作為主要負(fù)責(zé)單位，對(duì)5G運(yùn)營(yíng)商和衛(wèi)星電視臺(tái)進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，搭建雙方的信息聯(lián)動(dòng)機(jī)制，首先滿足當(dāng)前5G通信終端用戶需求，同步對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，協(xié)調(diào)5G通信運(yùn)營(yíng)商對(duì)衛(wèi)星電視臺(tái)附近的5G基站發(fā)射功率進(jìn)行有效的調(diào)整，降低5G信號(hào)對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)的干擾。相關(guān)職能部門為雙方信號(hào)站的布置與建設(shè)設(shè)置好干擾協(xié)調(diào)區(qū)域，對(duì)雙方信號(hào)站之間的保護(hù)間距做好規(guī)劃。

2.2 增加衛(wèi)星電視信號(hào)的接收鏈路

衛(wèi)星電視臺(tái)需要增加對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)的接收鏈路，保證衛(wèi)星電視除C波段衛(wèi)星接收信號(hào)外，還具有備用接收信號(hào)，如Ku波段接收信號(hào)以及華數(shù)有線前端網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)，保證衛(wèi)星電視臺(tái)可以用多路信號(hào)實(shí)現(xiàn)矩陣接入切換功能，保證衛(wèi)星電視的正常運(yùn)作，服務(wù)公眾。

2.3 采用窄帶高頻頭消除干擾信號(hào)

通過(guò)對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)中的C波段衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)頻段和5G信號(hào)頻段的分析，可以采用窄帶高頻頭（頻率為3 700～4 200 MHz）來(lái)消除干擾信號(hào)。該窄帶高頻頭具有耐久性強(qiáng)，抑制干擾信號(hào)的能力大于或等于55 dB等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地對(duì)5G信號(hào)進(jìn)行隔離，避免衛(wèi)星電視信號(hào)在轉(zhuǎn)播中出現(xiàn)聲音抖動(dòng)和圖像馬賽克的問(wèn)題。

2.4 用大口徑衛(wèi)星接收天線減少干擾

5G信號(hào)向空間發(fā)射后，遇到障礙物或者建筑物時(shí)，會(huì)出現(xiàn)散射或是反射，由此產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)比衛(wèi)星電視下行信號(hào)強(qiáng)數(shù)倍之多。衛(wèi)星電視信號(hào)接收天線在接收某一個(gè)信號(hào)時(shí)，天線所處的極化角、方位角和俯仰角都是固定、不會(huì)改變的，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)的接收天線進(jìn)行調(diào)整，將天線的口徑變大，能夠使天線的主瓣寬度變窄，可以增強(qiáng)其方向性，提高增益效果。對(duì)接收天線主瓣方向的準(zhǔn)確調(diào)整，能夠讓接收天線無(wú)限接近干擾信號(hào)的輻射盲區(qū)，同時(shí)精準(zhǔn)調(diào)整接收天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星發(fā)射端口，可以有效地降低5G信號(hào)的干擾。

2.5 用C波段濾波器抑制信號(hào)

在饋源與高頻頭之間設(shè)置帶通濾波器，也可以有效降低干擾。帶通濾波器的頻率為3 700～ 4200 MHz，固定安裝在饋源與高頻頭中間。

2.6 增加屏蔽網(wǎng)

對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)接收的地面鍋加增屏蔽網(wǎng)，可以對(duì)部分5G干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽，以滿足衛(wèi)星電視信號(hào)接收處理的可靠性需求。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，5G信號(hào)對(duì)衛(wèi)星電視信號(hào)的干擾也日益增長(zhǎng)。本文通過(guò)設(shè)置干擾協(xié)調(diào)區(qū)域及保護(hù)間距、增加衛(wèi)星電視信號(hào)的接收鏈路、采用窄帶高頻頭消除干擾信號(hào)、用大口徑衛(wèi)星接收天線減少干擾、用C波段濾波器抑制信號(hào)以及增加屏蔽網(wǎng)等解決措施，來(lái)保障衛(wèi)星電視信號(hào)免于被5G信號(hào)干擾，保證衛(wèi)星電視信號(hào)的安全與可靠，使其有效地為受眾提供高質(zhì)量服務(wù)。