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有效消除卫星接收系统受到的干扰,对电视播出安全予以有效保障

 渐渐见见 2022-10-24 发布于四川

前言

5G技术的快速发展极大地推动了5G系统的运营和发展,大幅度提高用户量和流量,加大了5G基站的发射功率,同时也加剧了对邻频C波段卫星地球站所涉及频段的下行信号干扰问题。因此需要跟踪观测卫星地球站实时频谱变化,结合实际情况,采用相应的解决处置对策,并对系统进行全面评估测试,如C频段滤波器加装后,抗5G干扰效果不明显,则需要通过窄带高频头更换、L-Band滤波器加装等措施的应用,进一步降低干扰现象。另外,如果上述措施仍无法抵抗5G信号干扰,可采用调整5G系统辐射方向、降低5G基站发射功率、更换基站位置等方式,有效消除卫星接收系统受到的干扰,对卫星广播电视播出安全予以有效保障。

一、5G系统与C波段卫星地球站共存状况分析

1、5G频率对C波段卫星下行频率的影

C波段的卫星地球站中通常采用标准波段以及部分使用扩展频率,从现阶段分配频率范围可以看出,5G频谱会对卫星扩展C波段下行频率造成同频干扰,尤其是中国电信和联通所使用的频段,现时也会对标准波段下行频率造成邻频干扰。同时两个或多个信号因频率相同而导致存在同频干扰的现象,两个或多个信号因频率相近或相邻而导致信号之间产生邻频干扰,对5G信号干扰进行分析时,需要对其中存在的同频干扰和邻频干扰加大研究力度。另外,如滤波器性能无法充分发挥,会导致使用频率带宽侵入频率相近或相邻的信号,进而对频率造成干扰。

2、5G基站信号与C波段卫星下行信号比较

在无线电通信领域中,等效全向辐射功率主要是指某个指定方向上地面站或卫星站的辐射功率。随着C波段卫星转发器辐射功率数值的不断加大,其到达地面的场强也不断提高,同时卫星下行信号从太空下行于地面接收点的途中,存在自由空间传输损耗。以中国联通5G基站为例,其带内发射功率系统带宽为100MHz时,其信号强度远超卫星下行信号强度,所以5G信号会对卫星地面接收系统造成一定程度的干扰,卫星站需要采取有效措施缓解信号干扰现象。

3、信号干扰

在高频头工作频段内,5G信号通过卫星接收天线侵入,会受其信号频谱的影响,使5G信号与卫星下行信号混合,此混合信号通过LNB变频及中频放大再由接收机接收。因与5G信号相比,卫星信号相对较弱,高强度5G信号进入高频头扣,会导致工作状态饱和,造成阻塞干扰或饱和干扰现象,进而对其他C频段正常信号的接收造成不利影响。另外,当LNB内的干扰信号功率超过一定数值后,会造成饱和干扰现象,同时电平输入过高也会造成卫星接收机中上述干扰现象。

4、卫星地球站上行业务受到5G信号的影响

由于C频段卫星上行频率与5G信号之间不存在重叠,5G信号也不会对其造成干扰和影响,通常受到影响的主要为卫星地球站的下行信号,同时不利于卫星地球站针对其上行信号播出情况进行下行监测和接收,同时对卫星广播电视上行播出安全造成间接影响。

二、5G信号对C波段卫星地球站干扰排查的有效措施

1、5G信号干扰

随着5G基站建设力度的不断加大,为了切实保障卫星广播电视播出的安全性,需要对5G通信信号加强关注,加强跟踪基站启动后对卫星接收频谱所造成的变化,确保5G干扰现象得到及时发现和处理。另外,在卫星接收系统监测的下行频谱图中存在极微弱的信号干扰,因干扰信号较弱,对卫星信号的正常接收未造成不利影响。同时可以判断此类干扰信号极可能为5G基站信号。

2、全方位搜索和检测

5G信号为了全面了解和掌握C波段地球站周围环境中的5G信号,需要全方位搜索和检测周边信号情况。同时结合实时频谱检测情况进行分析可以发现,对地球站信号造成干扰的主要来自中国电信和中国联通的5G信号,同时终端流量与频域中5G信号分布密切相关。

3、排查卫星下行接收系统干扰

因C波段卫星地球站下行频谱与中国联通的5G频谱接近,导致极易产生邻频干扰,所以卫星地球站可与运营商加强协商沟通,了解和掌握其周边基站的布局情况,同时要求其在测试工作中提供支持。同时,在测试过程中,通过开启卫星地球站周边范围内5G基站的方式,对卫星系统受到的最大干扰状况进行测试。另外,因测试所采用的天线安装位置及离地高度存在差异,并且观测天线指向及范围也有所不同,导致观测结果缺乏可比性。与小口径天线相比,大口径天线因指向性好、波束较窄等优势,在抗干扰能力方面效果更明显。

三、35G信号对C波段卫星地球站干扰的有效处置策略

首先,可采用C频段滤波器加装的方式,此方式通过相关测试可以看出,虽简捷易行,但抗5G干扰能力不足,因此需要在此基础上,有效组合一个或几个防护措施。其他措施包括以下几种:采用带滤波功能的窄带高频头更换;L频段滤波器加装;降低5G基站发射功率,或更改5G基站安装位置,或调整天线下倾角和最大辐射方向;加装卫星接收天线屏蔽网;更改卫星天线安装位置,或提高卫星天线的旁瓣指标。电视卫生地球站为了有效保障卫星广播电视播出的安全性,需要严格依照工信部及相关部门的要求,与卫星地球站卫星天线实际情况相结合,对保护情况进行报备;对卫星接收信号误码率、下行信号信噪比以及接收卫星频谱加强监测;与5G运营商加强联系,了解和掌握相关干扰数据;结合基站实际情况,与生产商加强技术交流。卫星地球站可与基站实际运行情况相结合,根据实际受干扰情况,按照干扰协调协议加装C频段滤波器。

现阶段某电视卫星地球站除了两幅天线因安装位置不合适之外,其他12幅天线进行了滤波器安装,在此基础上,对站内已加装了滤波器的各天线频谱进行观测,发现其中无干扰信号存在,呈现出良好的过滤效果,并且能够有效滤除处于3700~4200MHz的带外干扰信号。另外,对滤波器安装前后的卫星接收机信噪比值进行检查比较,能够发现安装滤波器后接收卫星信号误码率、电视节目画面等均未有异常状况出现,说明滤波器安装与防护要求相符合。

四、5G信号干扰跟踪及抗干扰效果分析

完成上述处置措施后,在持续一段时间内,通过全面检测某电视卫星地球站的邻近5G信号,对干扰信号的变化情况及验证抗干扰效果进行跟踪,可以记录和获得最新的5G信号实时频谱。同时从所得到的5G信号实时频谱中可以看出,与采取有效防护措施前相比,中国电信5G信号频谱有着明显的差异,而中国联通的5G信号频谱没有明显变化。另外,通过与5G终端的有效连接,在5G终端进行满负荷下载时,基站频率加大,导致5G终端号功率大幅度加大,使干扰信号强度明显提升,而对电视卫星地球站的卫星接收系统频谱进行观察可以发现,其未存在明显干扰现象,则可以说明此电视卫星地球站初步解决了5G信号干扰问题。

结语

我国相关部门与各大运营商对相关基站干扰协调实施方法进行了研究和制定,通过实施办法的试行,能够对运营企业和C频段卫星接收站加强指导和规范,同时通过有效保护措施的应用,最大限度地减少广播电视相关系统所受到的5G信号干扰。在具体防护措施中,需要采用综合实施方式,最大限度地降低5G信号进入C频段卫星接收系统的信号强度。

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