周星星

(新疆維吾爾自治區(qū)廣播電視局七六Ο六臺(tái)，新疆 石河子 832000)

0 引言

現(xiàn)階段，5G測試網(wǎng)絡(luò)已在全國范圍內(nèi)逐步開始建設(shè)，同時(shí)由于在5G測試頻率中，與C波段衛(wèi)星地球站等業(yè)務(wù)頻率存在重疊現(xiàn)象，一定程度上會(huì)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)接收造成干擾，因此為了更好地應(yīng)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)全面建設(shè)的新局面，需要對(duì)5G干擾問題加強(qiáng)分析和研究，對(duì)相應(yīng)的預(yù)防解決對(duì)策進(jìn)行不斷摸索和實(shí)踐應(yīng)用。另外，目前針對(duì)5G干擾問題的相關(guān)研究較少，本文結(jié)合5G干擾頻譜特性及特點(diǎn)，對(duì)干擾成因加強(qiáng)分析，從而對(duì)在鄰頻、同頻兩種情況下的下行頻段5G干擾問題的有效解決對(duì)策進(jìn)行探討，為相關(guān)研究提供參考。

1 結(jié)合案例的C波段衛(wèi)星接收故障排查辨別方式

結(jié)合某無線電廣播中故障排查案例，本研究對(duì)5G干擾故障查找途徑進(jìn)行分析。如出現(xiàn)接收強(qiáng)度指示燈閃爍、衛(wèi)星信息無法鎖定以及垂直極化所有信號(hào)圖像出現(xiàn)嚴(yán)重馬賽克現(xiàn)象等，可初步分析造成此類故障出現(xiàn)的原因是受到了外部因素的干擾，為了有效排除故障，需要首先明確故障原因，所以從機(jī)房設(shè)備入手，對(duì)故障問題進(jìn)行排查。通過對(duì)無線電廣播衛(wèi)星饋線和高頻頭進(jìn)行更換的方式，對(duì)故障進(jìn)行排查，更換后發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象未消除。再通過高頻頭與尋星儀的直接連接，對(duì)信息接受狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)發(fā)現(xiàn)，信號(hào)無法正常接收。根據(jù)上述排查結(jié)果可以將衛(wèi)星接收設(shè)備存在故障予以排除，可初步判斷故障原因?yàn)?G信號(hào)干擾。對(duì)周邊存在的移動(dòng)公司所建設(shè)的5G通信基站，在聯(lián)系其關(guān)閉相應(yīng)基站的情況下，故障問題依然存在，并且其中存在著5G試驗(yàn)頻段，其頻段帶寬與衛(wèi)星接收信號(hào)范圍無重疊現(xiàn)象，因此可以對(duì)移動(dòng)5G干擾予以排除。在進(jìn)一步排查過程中發(fā)現(xiàn)中國電信5G頻段和中國聯(lián)通5G頻段與衛(wèi)星廣播電視信號(hào)下行頻率范圍存在重合現(xiàn)象，相關(guān)技術(shù)人員利用儀器進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星天線背面存在著極強(qiáng)的干擾信號(hào)，并且電信公司相關(guān)5G基站的關(guān)閉后，衛(wèi)星信號(hào)接收干擾問題消除[1]。

通過上述排查過程可以看出，由于中國電信與中國聯(lián)通的5G頻段和衛(wèi)星接收站的C波段頻率之間存在重疊的現(xiàn)象，同時(shí)中繼設(shè)備和基站發(fā)射中存在各種差頻、倍頻、次頻干擾，極大地影響了衛(wèi)星接收站廣播電視信號(hào)質(zhì)量。在此次故障排查過程中，還可以看出正是電信公司的5G試驗(yàn)頻段形成的干擾，再聯(lián)系電信運(yùn)營商，將其5G基站暫時(shí)關(guān)閉的情況下，無線電廣播衛(wèi)星信號(hào)頻譜異常載波消失，干擾問題排除，而一旦基站開啟，故障問題又會(huì)發(fā)生，因此可以確定電信5G基站會(huì)對(duì)衛(wèi)星接收站C波段頻率造成干擾。

現(xiàn)階段，中國電信、中國移動(dòng)以及聯(lián)通三大基礎(chǔ)運(yùn)營商獲得了全面范圍內(nèi)5G中低頻段的相關(guān)試驗(yàn)頻率使用許可，針對(duì)故障排查測試可以發(fā)現(xiàn)，一旦5G基站開啟，在無相關(guān)業(yè)務(wù)運(yùn)行時(shí)，其頻譜中也存在著強(qiáng)度較弱的輕微干擾載波，如基站出現(xiàn)業(yè)務(wù)傳輸，載波強(qiáng)度大幅度提升，隨之也加大衛(wèi)星信號(hào)干擾現(xiàn)象。因此可以預(yù)知，隨著5G應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，基站信號(hào)干擾問題會(huì)極大程度普遍存在。

2 5G干擾源具體排查措施分析

在干擾排查過程中，可根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行初步判斷，同時(shí)干擾源排查方法包括具體圖像表現(xiàn)觀察、統(tǒng)計(jì)；干擾頻率利用頻譜儀進(jìn)行觀測。通過上述系統(tǒng)排查措施的運(yùn)用，對(duì)干擾源進(jìn)行確定。

2.1 系統(tǒng)內(nèi)部排查

一旦信號(hào)系統(tǒng)中存在干擾現(xiàn)象時(shí)，首先需要排查系統(tǒng)內(nèi)部，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部零件運(yùn)行過程中是否存在干擾進(jìn)行判別。其具體排查包括了以下幾方面：排查高頻頭工作狀態(tài)，并檢查高頻頭在不同頻率情況下的具體工作狀態(tài)，對(duì)其信息接收、發(fā)出的穩(wěn)定性、信號(hào)完整性以及工作頻率等進(jìn)行分析，結(jié)合、反饋情況對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行初步判斷；檢查系統(tǒng)鏈路情況，如無源功分器運(yùn)行情況、集成供電器工作狀態(tài)、有源功分器狀態(tài)、波段矩陣等內(nèi)容，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效采集，對(duì)系統(tǒng)是否存在干擾進(jìn)行判斷，同時(shí)有利于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行期間潛在故障具體位置進(jìn)行初步確定。C波段信號(hào)接收后的系統(tǒng)內(nèi)部鏈路如圖1所示。

圖1 C波段信號(hào)接收后的系統(tǒng)內(nèi)部鏈路

2.2 干擾源識(shí)別

影響相對(duì)較小且持續(xù)時(shí)間較短的部分干擾源，不作為日常干擾源排查的重點(diǎn)。通常主要對(duì)持續(xù)時(shí)間較長、影響較大的干擾源進(jìn)行重點(diǎn)排查和快速識(shí)別，對(duì)信號(hào)源運(yùn)行過程中穩(wěn)定性予以保障。首先在故障內(nèi)容初步判斷時(shí)，觀察極可能存在干擾問題的位置，并對(duì)相應(yīng)的觀測工作進(jìn)行記錄，確保后續(xù)分析工作得以有序開展。另外，通常采用一定帶寬的高頻頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在高頻頭工作期間，能夠?qū)μ幱谙鄳?yīng)頻段的信號(hào)波進(jìn)行捕捉和采集，完成信息波采集后，通過信息技術(shù)的應(yīng)用，使干擾源具體位置逐步縮小。

2.3 干擾源確定

根據(jù)現(xiàn)階段5G試驗(yàn)情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)頻率能夠?qū)Ω蓴_源具體位置進(jìn)行判斷。如將基站初步判斷為干擾源，為了對(duì)干擾源進(jìn)一步確認(rèn)，需要與周邊運(yùn)營商加強(qiáng)聯(lián)系和合作，在正常通信不影響的情況下，暫時(shí)關(guān)閉周邊范圍內(nèi)的基站業(yè)務(wù)活動(dòng)后，對(duì)干擾信號(hào)是否存在進(jìn)行查看。通過基站重啟，再繼續(xù)查看干擾信號(hào)的存在情況。如果干擾信號(hào)在基站業(yè)務(wù)活動(dòng)暫停后消失，而基站重啟后會(huì)再次出現(xiàn)。由此狀況可初步分析得出基站為干擾源的結(jié)論。最后可通過信號(hào)頻率對(duì)比，對(duì)哪一類信號(hào)能夠形成干擾進(jìn)行確定，并對(duì)是干擾源的具體位置予以明確，提升分析結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性[2]。

3 5G干擾C波段衛(wèi)星信號(hào)接收成因分析

3.1 高頻頭工作狀態(tài)

高頻頭作為系統(tǒng)運(yùn)行中的重要組成結(jié)構(gòu)，其能夠放大處理所接收信號(hào)，同時(shí)信息接收質(zhì)量也受到高頻頭運(yùn)行質(zhì)量的直接影響。在實(shí)際工作過程中，衛(wèi)星所發(fā)射的信息通過高頻頭進(jìn)行接收后，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)一步提高信號(hào)強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上在混頻電路內(nèi)對(duì)信息進(jìn)行傳輸和應(yīng)用，同時(shí)在多項(xiàng)處理內(nèi)容完成后，會(huì)獲得相應(yīng)的中頻信號(hào)，再采用接收機(jī)進(jìn)行下號(hào)信號(hào)選擇工作，對(duì)所需要信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行獲取?，F(xiàn)階段，廣泛采用的高頻頭頻率主要為5 150 MHz，能夠捕捉3 400 MHz～4 200 MHz范圍內(nèi)的信號(hào)波，一旦工作狀態(tài)不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成不利影響。

3.2 5G 頻譜

隨著我國5G技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，現(xiàn)階段各運(yùn)營商所采用的5G頻譜存在一定的差異性，因此基于不同運(yùn)營商所提供的頻譜范圍和要求，高頻頭在實(shí)現(xiàn)上述信號(hào)波捕捉時(shí)，會(huì)和運(yùn)營商所分配的信號(hào)頻率存在部分頻率和內(nèi)容的重疊，會(huì)導(dǎo)致高頻頭出現(xiàn)部分通信信號(hào)誤接收、高頻頭性能失真等問題，進(jìn)而不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 工作狀態(tài)

干擾成因除了上述內(nèi)容外，還包括了系統(tǒng)實(shí)際工作狀態(tài)。結(jié)合現(xiàn)階段電信管理規(guī)范，對(duì)實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行分析可以看出，衛(wèi)星地球站所接收的干擾信號(hào)總功率達(dá)到一定數(shù)值后，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的干擾狀態(tài)飽和，對(duì)衛(wèi)星地球站正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成不利影響。同時(shí)，因現(xiàn)階段信號(hào)系統(tǒng)中高頻頭能夠捕捉一定范圍內(nèi)的信號(hào)波，實(shí)現(xiàn)信號(hào)接收，同時(shí)5G信息因其在此頻段中存在部分重合現(xiàn)象，也能夠被其接收，并且在接收過程中導(dǎo)致干擾現(xiàn)象不斷累積，最終達(dá)到飽和狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成直接影響的同時(shí)，也使結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性降低[3]。

4 5G 干擾C波段衛(wèi)星信號(hào)接收問題的有效解決對(duì)策

4.1 地面鍋增設(shè)屏蔽網(wǎng)

為了有效屏蔽部分干擾信號(hào)，可采用地面鍋加設(shè)屏蔽網(wǎng)的方式，使系統(tǒng)運(yùn)行可靠性有效提升，同時(shí)通過分析可以看出其應(yīng)用效果良好。在實(shí)際應(yīng)用過程中，通過屏蔽網(wǎng)加設(shè)，能夠有效反射干擾信號(hào)，從而提高屏蔽效果。因此，將阻斷反射網(wǎng)安裝在地域隔離位置，同時(shí)對(duì)CKU鋁制網(wǎng)狀反射面加強(qiáng)應(yīng)用，確保能夠順利反射干擾波，使穩(wěn)定性應(yīng)用需求得以有效滿足。另外在安裝設(shè)計(jì)過程中，也可將屏蔽網(wǎng)在干擾源方向進(jìn)行加設(shè)，使結(jié)構(gòu)自身屏蔽作用進(jìn)一步提升，同時(shí)結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)屏蔽網(wǎng)進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠使隔離度大幅度提升，使應(yīng)用結(jié)果的可靠性切實(shí)提高。

4.2 協(xié)調(diào)機(jī)制完善

為了進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的有效提升，需要對(duì)相應(yīng)的協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行健全和完善，使抗干擾要求得以有效滿足。因此，在5G頻率使用許可證獲取后，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定和要求，向相關(guān)無線電管理部門進(jìn)行報(bào)備，了解和掌握該區(qū)域的衛(wèi)星地球站及抗干擾系統(tǒng)布設(shè)情況。另外，其他相關(guān)部門需要加強(qiáng)協(xié)作和配合，使協(xié)調(diào)機(jī)制價(jià)值得以充分發(fā)揮，有效提升管理成效。

4.3 窄帶濾波器加裝

抗干擾帶通濾波器能夠在準(zhǔn)確識(shí)別信號(hào)中發(fā)揮重要作用，使信號(hào)接收結(jié)果的可靠性有效提升。根據(jù)5G頻譜實(shí)際情況分析研究可以看出，高頻頭能夠兼容部分5G信號(hào)頻率，進(jìn)而出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，通過抗干擾帶通濾波器加裝，能夠有效抑制相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的重疊頻段，能夠使部分干擾信號(hào)所帶來的侵?jǐn)_一定程度上得以消除，能夠使信號(hào)傳遞過程穩(wěn)定性有效提升。另外，在窄帶濾波器應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)濾波器進(jìn)行合理選擇。目前，最為常用的濾波器主要包括：C-BANDPASS4 濾波器、7893D濾波器、FLT-MFC-11383濾波器等，為了確保管理需求有效滿足，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理選擇。

現(xiàn)階段，高頻頭中進(jìn)行窄帶濾波器加裝時(shí)，存在著以下問題：因?yàn)V波器自身重量，會(huì)加大饋源支撐桿負(fù)重；由于高頻頭與濾波器之間存在縫隙，5G信號(hào)仍能夠穿透，可在表面縫隙上利用鋁箔紙進(jìn)行包裹的方式，防止5G信號(hào)進(jìn)入高頻頭內(nèi)，但如果氣溫過高，會(huì)對(duì)高頻頭性能造成不利影響，極可能導(dǎo)致安全隱患增加。

4.4 窄帶高頻頭更換

由于窄帶濾波器加裝方式存在著更換成本較大、性價(jià)比不高且安全隱患無法徹底消除的問題，因此，技術(shù)人員還需要對(duì)最佳處理方案加強(qiáng)研究。其中，通過更換寬帶高頻頭，利用窄帶高頻頭進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制帶外信號(hào)能力有效提升。同時(shí)，通過相關(guān)測試可以看出，窄帶濾波能夠在圖像表現(xiàn)、頻譜以及信號(hào)指標(biāo)等方面，取得良好的5G信號(hào)屏蔽效果。同時(shí)，窄帶濾波器具有重量較輕，不會(huì)增加饋源支撐桿負(fù)重，易于實(shí)施和推廣，性價(jià)比較高等優(yōu)勢。因此，高頻頭更換方式是現(xiàn)階段5G信號(hào)干擾問題有效解決的最佳方案[4]。

5 結(jié)語

研究5G信號(hào)對(duì)C波段衛(wèi)星信號(hào)接收所造成的干擾問題，能夠?qū)Ω蓴_成因進(jìn)一步明確，通過抗干擾帶通濾波器加裝以及高品質(zhì)窄帶高頻頭更換等解決措施的實(shí)踐應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確識(shí)別信號(hào)的同時(shí)，有效提升系統(tǒng)干擾性能，同時(shí)通過增設(shè)地面鍋屏蔽網(wǎng)，有效屏蔽部分干擾信號(hào)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性得以保障。因此，對(duì)干擾問題有效解決措施的積極摸索，在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性提升中有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。