作者：梁刚毅，王国威，朱勤伟 （广州珠江数码集团股份有限公司）

卫星信号的接收，会受到各种电磁波的干扰，本文通过对广州某单收地球站C波段卫星信号被干扰情况的查找、分析，就工信部提出的C波段5G与邻频单收卫星地球站共存性问题进行研究，保障5G通信试验的顺利进行，为确保广播电视信号安全传输提供了一些经验。

C波段，信号干扰，5G，邻频共存，阻塞干扰

随着移动通信网络，特别是第五代移动通信网络（5G）的不断建设和发展，空间电磁环境越来越复杂。为保障5G通信健康发展，充分、合理、有效利用无线电频谱资源，解决5G基站与卫星地球站等其他无线电台（站）的干扰问题，2018年12月11日，工业和信息化部颁布了《3000－5000MHz频段第五代移动通信基站与卫星地球站等无线电台（站）干扰协调管理办法》（以下简称管理办法）。本文通过对广州某单收地球站卫星天线受到5G信号干扰实际案例的分析，提出了一些可行的解决方案。 

2019年1月9日15时、1月14日21时许，广州某单收地球站全部C波段卫星信号受到干扰，干扰时间持续较长。报告无线电管理部门后通过排查，确定为广州塔进行5G通信试验所致。 

在受干扰期间，C波段所有极化（中星6B-H、中星6B-V、中星6A-H、中星6B-V、亚洲6-H）的全部卫星节目均出现信号异常的现象： 

1. 卫星接收机出现不同程度的告警，主要为RF信号质量差（Poor Quality RF Signal）； 

2. 卫星接收机输出码流同步丢失并有大量连续计数错误，画面出现严重马赛克现象或黑场现象。

2.1 中频接收频率和C波段下行频率的换算 

干扰发生后，我们使用频谱仪对C波段信号经过LNB变频后的中频信号频谱进行了分析。接收频率的计算公式为： 

中频接收频率=本振频率（5150）-下行频率 

故中频输出的频谱是倒置的，频谱仪左侧实际上是高频段4200MHz附近的信号，右侧是低频段信号。本文中的频谱为经过卫星天线接收和一次变频后的频谱，并非空中的实际频谱和实际场强，但能真实反映出空中电磁波的频率和相对强度。 

2.2 查找干扰源 

通过频谱分析仪对比未受干扰与受干扰时的中频频谱（图1、图2），发现各极化都检测到接收频率1.6MHz处出现一个接收功率约为-18dBm，宽度约100MHz的干扰信号，计算得出实际频率为3500MHz〜3600MHz，这个频率范围正好与5G通信试验频率相符。图中M1、M2、M3标识的实际频率分别为3500MHz、3550MHz、3600MHz；M4标识为我方信号频率最低的中星6B-V 快乐购物节目，下行频率3640MHz，其频谱明显变形；M5标识为频率最高的中星6B-V 河北卫视节目，下行频率4192MHz，频谱基本正常。 

下文以中星6B-V为例，依次展示其未受干扰频谱和受干扰频谱，以及C波段下行频率3640MHz和4192MHz未受干扰的和受干扰时卫星接收机接收状态和QPSK星座图。 

2.3 分析干扰原因 

根据《GB/Y 148-2000 卫星数字电视接收机技术要求》规定：在卫星数据电视传输时，接收端的Eb值下降到某一值时，维持比译码输出误码率（以下简称误码率）为2.0E-4，此时的Eb值即为门限值。通过计算可以得出，Eb门限值≤5.5dB（FEC=3/4）。 

如图3所示：信号正常时，3640MHz信号的QPSK星座图较为集中，Eb＞11.4dB，误码率为2.53E-6；受到干扰时，QPSK星座图分散，码流分析仪的QPSK模块和卫星接收机的解调模块都无法得出Eb的数值，直接出现失锁的现象（RF NoLock）。 

如图4所示：信号正常时，4192MHz信号的QPSK星座图较为集中，Eb＞13.6dB，误码率为0.00E-0；在受到干扰时，QPSK星座图较为分散，Eb＞13.6dB，维特比译码输出误码率为1.45E-3。两者对比，受干扰前后，Eb值都大于门限值，但受干扰时的误码率大于2.0E-4。 

综合上述数据，3500MHz〜3600MHz的干扰信号会对卫星接收C波段信号的解调造成严重影响，具体情况是： 

1. 对于较为接近干扰信号的下行频率，Eb值低于门限值，卫星接收机失锁，卫星接收机无法解调卫星信号，对应节目输出黑场； 

2. 对于较为远离干扰信号的下行频率，Eb值高于门限值，卫星接收机虽然能够锁定，但由于误码率高于门限值2.0E-4，解调输出码流出现大量连续计数错误，对应节目输出严重马赛克。 

上述现象与在受干扰期间，C波段所有极化（中星6B-H、中星6B-V、中星6A-H、中星6B-V、亚洲6-H）的全部卫星节目出现信号异常的现象相吻合，因此可以初步判定，干扰信号造成正常信号的Eb值低于门限值，误码率急剧增加，是信号异常的主要原因。 

2.4 干扰保护标准与干扰类型分析 

考虑两系统频率十分接近，根据相关标准和文献，此时的主要干扰类型为带外干扰和阻塞干扰。带外干扰是由于发射机滤波器会将一部分有用的信号泄露到正常接收机接收带宽内，同时接收机会接收到一部分邻频干扰，两部分干扰一同组成邻频共存场景中的带外干扰。阻塞干扰是指接收机在接收弱有用信号时，受到接收频率两旁一个强干扰信号的干扰，导致被干扰系统的接收机推向饱和而阻碍通信，故有时又称为饱和干扰。 

管理办法附1指出，国际电联《ITU-R S.1432-1》建议书，在卫星地球站工作频段及其相邻频段，干扰信号限值为晴空条件下卫星地球站接收系统噪声功率减12dB，超过该限值的干扰信号将可能对卫星地球站造成有害干扰。 

根据国际电联《ITU-R S.2199-0》报告，当卫星地球站接收到的干扰信号总功率超过-60dBm时，将产生饱和干扰，导致卫星地球站无法正常工作。 

正常时，广州某单收地球站中星6B-V接收最高功率为-39dBm，干扰发生时，3550MHz的功率升高至-19dBm,足足增加了20dB，为正常情况下的100倍。干扰信号的强度，不仅大于系统噪声功率，甚至远远超过了卫星节目信号的强度，不符合国际电联的要求，对卫星天线接收系统产生了严重的阻塞干扰。  

由图2我们可以看出，5G通信基站发射的信号也呈现标准的对称频谱，卫星信号受到干扰时整个系统底噪至少提升了5dB。信号正常时，本系统卫星信号最低功率约为-45dBm，则要求外来干扰信号的功率应低10dB左右，约为-55dBm。由图可知，5G基站带外约150MHz处的信号功率才小于此数值，可知5G基站对3600〜3750MHz卫星信号产生的影响最为严重，这与实际情况相符。 

综上所述，从目前已知的数据判断，5G基站对C波段卫星天线接收系统同时造成了阻塞干扰和带外干扰。  

根据工信部的《管理办法》，3600〜3700MHz频段的地球站，室内5G基站的协调区为以地球站为中心、半径4km的圆形区域。广州某单收地球站位于广州中轴线CBD中心，距5G基站直线距离不到100m，卫星天线所使用的频率范围为3600〜4200MHz，位于协调区中心地带。针对目前的场景，按照干扰协调管理办法，我们初步制定了五种解决方案缓解或消除干扰： 

1. 采用频率匹配的低噪声下变频器（LNB）。《GB/T 11442-2017 C频段卫星电视接收站通用规范》和《GY/T 147-2000 卫星数字电视接收站通用技术要求》都规定，卫星电视接收站接收频段范围为3700〜4200MHz（可拓展至3400〜4200MHz）。由于5G系统试验频段已确定为3500〜3600MHz，《管理办法》附4要求LNB工作频段范围为3700〜4200MHz，不让3400〜3600MHz的5G信号进入卫星天线接收系统，减少和避免阻塞干扰。部分卫星信号位于3600〜3700MHz频段，则考虑采用3625〜4200MHz的LNB。 

2. 5G基站提高带外信号抑制能力，精心挑选厂家设备、加装输出滤波器，带外抑制比标准为45dB，如能提高到60dB，带外干扰预计可降低到底噪的水平。  

3. 适当降低5G基站发射功率、调整天线最大辐射方向，减少卫星天线阵列方向5G信号的强度。 

4. 加装屏蔽网，减少5G基站干扰信号，此方案对正常接收卫星信号也可能会有一定程度的影响。 

5. 图1的M3标识处为频宽40MHz，中心频率为3600MHz的卫星载波，与3600MHz的5G频率完全重合。此时无法通过滤波方法解决干扰问题，只能通过加装屏蔽网、收窄5G信号带宽到60MHz或者降低功率、调整方向角等方法尝试解决。 

鉴于本文仅测试了卫星中频信号，及受制于测试仪表尚未测量卫星天线附近5G信号的真实场强，分析结果和解决方案仍存在一定的不确定性。我们正联同5G通信试验单位正在制定相关方案，一同进行更为细致的测试，包括但不限于在天线附近或底部，做开路信号频谱测试，确认真实干扰原因，以得出最佳的解决方案。

本文首先对广州某单收地球站C波段卫星信号被干扰现象进行了介绍，然后综合中频频谱、QPSK星座图等数据进行详细分析，找出干扰源和干扰原因，最后给出初步解决方案。现阶段，仍缺少该频段两系统共存的实测案例，因此有必要在按照管理办法要求做好协调工作的基础上，进行相关兼容性的试验，制定切实可行的解决方案，实现5G系统与C波段卫星信号之间的邻频共存，促进5G通信试验的顺利进行，保障卫星电视节目的安全播出。

注：本文已注明出处，版权属于原作者，如有侵权，请联系我们删除。联系电话：0931-8539557。