5G基站对C波段卫星接收的干扰测试分析

fredli1964 2019-04-05

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5G频谱范围

从频率上来看，中国电信获得的 3400MHz - 3500MHz 的 100MHz 的 5G 频谱和中国联通的 3500MHz - 3600MHz 的 100MHz 带宽的 5G 频谱，与卫星C波段下行 3625MHz - 4200MHz 非常接近，容易产生邻频干扰。

为此工信部发布了《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》，给出了相应的协调解决办法和建议方案。

干扰情况

从 2018 年 10 月开始，我们了解到上海机动通信局 C 波段卫星车在杭州转播 2018 年第 14 届 FINA 世界游泳锦标赛时，本车接收始终受到干扰，但是台内接收正常；随后，福州电视台 C 波段卫星车在转播时也遇到了相同的状况。虽然 5G 尚未开始商用，但是各大运营商为了布局 5G ，在频谱分配方案出台前后，就已经开始了 5G 的内部测试。我们在了解到上述情况后，就开始密切关注事情发展，随后不长时间，安徽广播电视台播控中心的总控卫星接收天线，包括中星 6A 、中星 6B 两颗卫星的 C 波段接收天线，包括 CCTV1-HD 的接收、安徽卫视高清本地接收，每天上午开始，就出现了接收机解调锁定，但是解码画面马赛克的情况。这种状况一直断断续续出现，持续到 2019 年 2 月。

最初，我们怀疑是可能卫星接收天线下行链路出现问题，但是各地普遍出现，故障现象相同和相似的情况，应该是外界干扰所导致的。经过长时间观察对比，发现卫星接收机接收的信号强度在出现解码异常时都正常，出现问题时同时出现误码率从 1xe-8 直线下降到 5xe-5 ，并且不是一直异常。后从多方渠道了解，我们判断应该是位于新中心附近的某运营商大楼或附近高楼，安装了 5G 测试基站，在基站测试运行时，对 C 波段接收造成了干扰。考虑到农历年前的全省两会直播任务，我们提前联系艺超公司，定制了 3.6 - 4.2GHz 的滤波器作为应急处置手段。

▲滤波器正面

▲滤波器反面

▲3.6-4.2GHz带通滤波器技术规格参数

具体，该滤波器在 C 波段接收受到 5G 基站干扰的时候，具体性能如何？能不能解决干扰问题？实践才能检验，所以我们决定做了以下的测试。

测试方法

利用我中心 C 波段高清卫星车和安徽电信移动 5G 基站（安徽电信采用中兴基站，同时省内其他运营商也有参数相近的华为基站），处于同一环境下，未安装和安装 3.6-4.2GHz C 波段带通滤波器的的情况下，记录频谱仪上 3.2G-3.7GHz 带宽频谱， 3.625-4.2GHz 带宽频谱， 3.9-4.1GHz 频谱。同时选取垂直极化接收，水平极化接收的卫视频道， 3.7GHz-4.GHz 各选择一组，记录安装前后，下列 3 种情况下，卫星接收机的C/N 、 C/N Margin 和误码率。

卫星车寻星亚洲 5 号， 5G 基站不开启，记录卫星接收机的 C/N 、 C/N Margin 和误码率
5G 基站上电运行，但无业务，记录卫星接收机的 C/N 、 C/N Margin 和误码率
5G 基站开始业务运行，记录卫星接收机的 C/N 、 C/N Margin 和误码率

测试设备及参数

安徽广播电视台 C 波段高清卫星车

安徽电信 5G 移动测试基站

VERTEX 2.4m C 波段天线

RX8200卫星接收机

ANRITSU MS 2724C 频谱仪

（频谱仪RBW:100KHz；VBW:100Hz；

Scale：5dB;参考电平：-50dBm）

▲加装滤波器的馈源

测试结果

未安装滤波器， 5G 基站未开启、开启无业务和有业务情况下情况下频谱仪

▲ 3.2-3.7GHz 频谱

▲ 3.625-4.2GHz 频谱

▲ 3.9-4.1GHz 频谱

安装 3.625GHz-4.2GHz 带通滤波器后，记录三段带宽的频谱

▲ 3.2-3.7GHz 频谱

▲ 3.625-4.2GHz 频谱

▲ 3.9-4.1GHz 频谱

▲ 卫星接收机在安装滤波器前后的接收参数对比表

结果分析

通过频谱仪可以看出：在不安装滤波器的情况下，在 3.2-3.7GHz 频段， 5G 基站的开启，在其工作频段上频谱的改变是很明显得；在 3.625-4.2GHz 频段上，可以看出 3.625GHz 附近受 5G 基站开启干扰很大，不但底噪抬升明显，载波强度也有下降， 3.9-4.1GHz 频段也明显出现载波强度下降。
在安装带通滤波器后：在所观察的三个频段，可以发现 5G 基站的开启，对相应频段的载波强度干扰明显下降。
观察卫星接收机，在未安装滤波器， 5G 基站未开启的情况下，卫星接收机的 C/N , C/N MARGIN 和误码率均情况正常，都能够正常接收卫星节目。
在 5G 基站开启业务后，未安装滤波器的情况下，绝大部分原本接收强度一般， MARGIN 值较低的接收频点，都无法正常锁定卫星信号。原本 MARGIN 值较大的两个频点，受 5G 干扰影响，误码率直线下降，偶然有锁定解码，输出图像也遍布马赛克。
在 5G 基站开启业务后，安装滤波器的情况下，原本受干扰的接收频点，绝大部分已经能够正常锁定解码，只是 C/N 和 MARGIN 值，比未受 5G 干扰时小；也有原本信号强度低， MARGIN 值低的频点，增加滤波器后，可能由于接收强度太差，无法正常接收。
由以上对比可以看出，在应对 5G 基站对 C 波段卫星下行频率的干扰，采用 3.625GHz-4.2GHz 的带通滤波，能够明显的屏蔽 5G 基站的邻频干扰。