c波段卫星系统受5g信号干扰的分析和解决方案

分析和解决方案王敏海，沈斌，汪家祺，徐敏峰（苏州市广播电视总台，江苏215000）【摘 要】本文分析了 5G信号对C波段卫星信号产生干扰的原因,测量了 5G信号的强度,并提出了一种解决方案。经过实测，

该方案能够有效提高载噪比，减轻5G信号的干扰，提高系统的安全性。【关键词】C波段卫星，5G干扰信号，载噪比【中图分类号】TN925.1 【文献标识码】B 【DOI编码】10.16171 /j.cnki.rtbe.20200001003Analysis and Solution of 5G Interference Signals in C Band Satellite SystemWang Minhai, Shen Bin, Wang Jiaqi, Xu M inf eng(Suzhou Broadcasting System, Jiangsu 215000, China)Abstract This paper analyzes the interference of 5G signal to C-band satellite signal, measures the power of 5G signals, and gives a solution. By measurement, this solution can increase carrier to noise ratio(C/N), weaken the interference of 5G signals, and improve the safety of system.Keywords C band satellite, 5G interference signal, C/N0引言2019年开始，随着苏州作为全国的5G试点城市，中国电 信、中国联通作为运营商开始在苏州大规模布设5G站点。由

题，确保播出安全。下文具体分析卫星接收受到5G干扰的原因，结合在苏州

实地测试的结果，给出了一个解决方案，该方案对于各地卫星 接收受到5G干扰的情况都有普遍的参考意义。于电信和联通使用的5G频率与C波段卫星接收频率接近，且

5G基站功率较大，离卫星接收天线较近,所以经常会产生干扰, 造成卫星接收信号的载噪比下降，甚至造成无法解码接收。而 卫星接收信号是各发射站台重要的信号源之一，因此5G的干

15G干扰信号的判断在2019年9月，我台所有C波段的卫星接收机突然都出现 了载噪比边氐的告警。其接收强度并没有发生太大的变化，接收 链路经过检查也没有发现有连接松动的问题。我们用频谱仪对中扰对于发射系统的安全性构成了较大的威胁，必须尽快解决问

设施使用的天线尺寸，高频头种类众多，各卫星广播电视接收 [2] GB/T 11442—2017, C波段卫星电视接收站通用规范[S].站可以根据实际情况对自己的卫星接收设备进行改造，以减轻 5G信号今后可能带来的干扰，将卫星广播电视安全播出工作 做得更扎实有效。师回参考文献：[3] YD/T 2475—2013，卫星通信地球站设备低噪声变频放大器技术

要求[S].第一作者简介：何秉舜，男，1974年生，本科，学士，深圳市天威视讯股

份有限公司传输部经理助理，工程师，主要从事信源、监

[1] 3000—5000MHz频段第五代移动通信基站与卫星地球等无线电台

（站）干扰协调管理办法[S].控方面的工作，曾参与过卫星天线建设、监控系统等重大 项目。广播与电视技术[2020年•第47卷•第1期〕225G and Broadcast 15G与广播电视星6B的卫星垂直极化下行频谱进行了扫频，结果如图1所示。已知LNB的本振频率是5150MHz, C波段卫星下行频

热点论点的功率推到饱和状态，从而导致LNB产生较大的非线性失真。这种非线性失真会导致带内噪声增大，互调干扰出现，接收信

率通常在3625MHz至4200MHz,则经过LNB的下变频频

号频谱被扩展等一系列非线性失真的问题，甚至会造成LNB 的损坏。本文遇到的就是这种情况，即在站干扰信号出现时,

率为950MHz至1525MHz。中国电信获得的5G频率资源是

3400MHz至3500MHz,中国联通获得的频率资源是3500MHz

卫星下行信号的功率几乎没有减弱，但是载噪比下降很多。下面重点分析这种带外的5G信号干扰。至3600MHz。两段频率离C波段卫星信号较近，若经过LNB, 下变频的频率分别为1650MHz至1750MHz,以及1550MHz

5G信号的带外影响主要是能够导致LNB饱和失真，因 此需要关注LNB在多大的输入功率下会产生饱和失真，通常 把这个强度的输入功率称为Input PldBo查阅资料，使用的

至1650MHz。图1可以看到经过LNB下变频的频谱中，有许 多1525MHz外的信号出现，正好在5G频率经过LNB下变频

的频率范围之内，于是怀疑是5G信号造成的干扰。3400MHz 至 4200MHz 通带 LNB 的 Output PldB=9dBm,增益 是62dB,则Input PldB大约为-53dBm,即如果5G干扰信号

做进一步测试，我们联系电信和联通的运营商，关闭了我 台周边的5G基站后，C波段的卫星接收机全部恢复正常，载

在进入LNB时，如果大于-53dBm将直接把LNB推向饱和 失真状态。接下来，用仪器重点测卫星接收天线附近的5G干扰信号

噪比提高近3dB,其频谱图如图2所示。从图2可以看出，关闭5G基站后，进入LNB的干扰信

号消失，系统恢复正常。可以判定，就是5G信号造成了 C波 段卫星接收的干扰。的强度。在中国电信公司的配合下，对卫星接收天线附近的5G信 号进行了测试，以5G信号最强的接收信号为例，如图3所示。2 5G干扰信号的分析在明确是5G信号造成的干扰后，需要进一步计算5G信 号的干扰有多大。图3中蓝色的RSRP是参考信号接收功率，代表ETE网对于5G信号而言，对卫星接收的影响分为两个大类：第一类，卫星信号带内影响。C波段卫星下行频率通常在

3625MHz至4200MHz,如果5G信号，尤其是中国联通的5G 信号，就在3600MHz附近，如果带外衰减做得不好，就会在

3600MHz附近与C波段卫星信号发生重叠，造成接收的载噪 比下降甚至无法接收。第二类，卫星信号带外影响，即卫星信号与5G信号的频

谱无重叠，尤其是3400MHz至3500MHz的5G信号可以进入 LNB的3400MHz至4200MHz的通带内，并且强度大到把LNB

图2关闭5G基站后的卫星信号频谱图X'3!0400UfM «»nii

图1卫星信号受到干扰后的频谱图广播与电视技术［2020年•第47卷•第1期〕图3电信5G基站的接收波束分析图 23热点论点5G与广播电视I 5G and Broadcast路无线信号的强度。紫红色的RSRQ信号代表参考信号的接收质量。黄色的SINR是信号与加性干扰噪声的功率比。绿色

3解决方案解决5G干扰，首先需要联系中国电信、中国联通这些运 营商共同测试解决。运营商的基站通常功率在20W至200W

的物理小区代号是电信基站所属的地区。可以看到，在卫星接

收天线附近可以清楚地接收到电信的5G信号。在该测试波束下，5G信号的强度为-65dBm,而实际上，

不等，与广电的卫星接收天线的距离最好在200m以上，另外

还需要根据干扰影响程度，对基站的发射功率进行调整。除了与运营商协调以外，还需要自己做一些应对措施。按

—个基站的一副天线有不只一个波束能够到达接收点，并且在

接收点周边可能不只一个基站在工作。本文遇到的情况是周边

照计划，我们把该项目实施分为两个步骤：至少有4个电信的基站在工作。所以真实的5G信号是各基站

第一步，更换卫星接收LNB,再加装滤波器。从之前对

的多个天线指向接收地点的波束强度之和，比单独一个波束的

强度要大。如果考虑到今后5G手机的使用，在5G手机信号

电信5G信号的测试可以看到，3400MHz附近信号比较强，如

与基站联系时，其波束发射的功率还会再一次提高。图4是卫星接收天线附近用测试天线针对一个基站的扫频

果使用原来的频带为3400MHz至4200MHz的LNB, 3400MHz 附近的5G信号会进入LNB,直接导致LNB进入饱和状态,

结果,产生非线性失真，造成卫星信号的载噪比减小，卫星信号无 法解调。因此，我们更换频带为3700MHz至4200MHz的新 LNB进行测试。通过图彳可以看到在3400MHz附近，某些时候的信号最

大值就已经达到-55dBm。再考虑到5G信号可以进入抛物面 卫星接收天线的旁瓣，卫星接收天线有进一步放大作用，所以

更换LNB前后，卫星下变频信号接收频谱如图5所示。到达LNB的5G信号经过放大可以达到-53dBm以上，超过

更换窄带的LNB后，可以发现对应着5G干扰频点的 Markl、2点，gp 1450MHz至1750MHz之间的5G信号衰减

LNB的饱和失真点Input PldB,会造成LNB的非线性失真。近18dBo卫星信号强度基本保持不变，载噪比有所提高能正 常接收，但是偶尔会出现载噪比过低，画面出现马赛克、声音 出现卡顿的现象。从图6可以看到3400MHz附近仍然有一些

残留的5G信号，很可能是由于窄带LNB的边带衰减不够造

成5G残留信号仍然存在，当其信号突然变大，经过卫星天线 的放大进入LNB后,仍然可能导致LNB饱和，产生非线性失真。

进一步分析，从图4看到3400MHz至3500MHz的5G干扰信

号有-60dBm左右，加上5G信号可以进入卫星天线的旁瓣，

根据工程经验还可以增加约10dB增益，若新LNB对于3400 至3700MHz的信号有18dB衰减，则3400MHz至3500MHz

图4接收电信5G基站的信号频谱图的5G干扰信号进入新LNB的混频器之前大约有-70dBm。此 时，有用的卫星信号经过LNB的放大后是-60dBm, LNB的 增益约为60dB,则卫星信号进入新LNB的工作单元之前大约

有-120dBm。按照这个估算，在LNB进行信号处理之前，有 用信号比噪声信号还低约50dB,这样的解调效果肯定不好。第二步，在更换窄带LNB的基础上，打算再安装一个带 通滤波器，使得5G信号的衰减边沿更加陡峭，5G干扰信号

衰减量进一步加大。该滤波器指标如下：通带范围：3700MHz

至 4200MHz ;带内插损：3700MHz 至 4200MHz<0.4dB ;带外

隔离度：低于 3500MHz>61dB, 3500MHz 至 3600MHz>60dB,

4400MHz 至 4800MHz>55dBo加上该滤波器后，测试其卫星下变频频谱图，如图7所示。

图5更换前3400至4200MHz通带LNB的下变频频谱图可见，对应5G干扰的Markl、2点，gp 1450MHz至广播与电视技术［2020年•第47卷•第1期〕245G and Broadcast

热点论点图6更换后3700至4200MHz通带LNB的下行频谱图表1卫星接收机的5G信号抗干扰测试数据表图7更换LNB并加滤波器后的下变频频谱图项目未有5G 有 5G 干扰 干扰未做处理有 5G 干扰

更换窄带

有 5G 干扰更换 窄带LNB再加

滤波器LNB—52.9卫星信号 强度（dBm）—52.19.8图像和声音 清晰、 流畅—52.6—53.49.4C/N(dB)7.88.8图像偶尔有 马赛克，声音有卡顿接收效果完全无法 解调图像和声音 清晰、流畅以金属网格宽度建议在2cm以内，金属屏蔽网接地。根据实

1750MHz点之间的信号有了进一步的衰减，带外信号变得更加

地情况，卫星天线背面是对我们干扰最大的20m大厦楼顶的

陡峭。未加滤波器前，3400MHz至3500MHz的5G干扰信号 进入新LNB的混频器之前大约有-70dBm ,加滤波器后再带

5G基站，其高度远高于我们的卫星天线。所以准备架设屏蔽网，

背面高度5m,前面高度4m （见图8）。架设好屏蔽网后可以 对5G信号增强8dB至12dB的隔离度，进一步降低5G信号 的干扰，提高系统的安全性。来60dB的衰减，进入新LNB的混频器之前大约有-130dBm。

而卫星信号进入新LNB的工作单元之前大约有-120dBm,有

用卫星信号比5G干扰信号高10dB。从检测的频谱图可以看出， Markl点右侧的5G信号又有近10dB衰减。其载噪比也进一 步提高，在相同的测试环境下，以某一台C波段卫星接收机接

4结束语此次改造是基于工程经验提出的一种解决方案，在实际安

收的接收参数为例，做具体分析，如表1所示。更换窄带LNB并且加装滤波器后，5G干扰信号边沿衰减 更陡峭，衰减幅度更大，从而提高了卫星信号的载噪比，提高

装测试后确实有效的解决了 5G干扰问题。希望以此能给各地 受到5G干扰的卫星接收提供一个解决问题的思路。皿回参考文献［1］郭春霞等.C波段5G频谱规划研究最新进展［C］.面向5G的LTE

了信号源的安全等级。考虑到目前各5G基站均处于测试阶段，即空载波发射, 不含任何交互信号。在信号交互时，基站的发射功率会不同程

网络创新研讨会（2017）论文集.2017.第一作者简介：度变大，且今后5G基站也会不断增多，因此，需要给系统更

王敏海，男，1985年生，中级工程师，就职于江苏省苏州

市广播电视总台技术中心，从事调频发射技术工作多年。

大的功率余量，我们计划在卫星天线周围加装金属防护网，对 周边可能进入卫星天线的5G干扰信号做进一步的衰减。曾多次参与“公园路-竹辉路广播搬迁工程”、“七工器升 级改造”、“中央与省台信号落地”、“调频发射天馈改造”

以5G信号中心频率3500MHz为例，其波长为8.6cm,所

广播与电视技术［2020年•第47卷•第1期〕以及“调频发射整体搬迁”等大型项目。25