5G信號對衛(wèi)星C波段下行頻率干擾的分析及解決方案

摘要:5G是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)。它的高速度和低延遲的特點將使它成為一場新的信息技術(shù)革命，這將改變我們的生活和社會。中國作為5G的主要驅(qū)動力，有望在2020年進入大規(guī)模商用。5G頻點主要在中低頻帶，電信3.4-3.5GHz，聯(lián)通3.5-3.6GHz，非常接近衛(wèi)星c波段下行3.7-4.2GHz，對衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)造成嚴重鄰頻干擾。我們對此進行了測試和分析，并提出了有效的解決方案。

關(guān)鍵詞:5g；c波段；干涉

中國地圖分類號:TN92

作者:人民日報技術(shù)部

1.測試背景

《人民日報》作為中共中央機關(guān)報，深入貫徹落實羅總書記《實習(xí)期》提出的“推進媒體融合向縱深發(fā)展”的要求，在即將到來的5G大發(fā)展大變革時代擔(dān)當(dāng)排頭兵。兩個5G基站部署在報紙園區(qū)的編輯大樓和印刷廠，用于測試5G新媒體服務(wù)。

5G基站部署完成的當(dāng)天，我們發(fā)現(xiàn)報社校園內(nèi)所有C波段下行衛(wèi)星站都失鎖，新華社衛(wèi)星稿件接收系統(tǒng)和人民日報衛(wèi)星版?zhèn)鬏斚到y(tǒng)服務(wù)中斷。確認5G信號對校園內(nèi)C波段衛(wèi)星接收信號造成了嚴重干擾。5G和衛(wèi)星C波段下行小站共生問題就產(chǎn)生了。

2.測試內(nèi)容

因此，我們開展了C波段衛(wèi)星接收天線對5G信號的抗干擾工作。在編輯樓，我們選擇了5G基站10米范圍內(nèi)3.8GHz和4.1GHz兩側(cè)的2.4米天線，以及距離印刷廠5G基站約100米的4.1GHz一側(cè)的2.4米天線進行測試。通過頻譜儀觀測了5G未開啟和5G開啟時衛(wèi)星C波段下行頻率的頻譜波形變化及其對衛(wèi)星業(yè)務(wù)的影響。干擾測試完成后，我們對濾波器和抗5G干擾LNB進行了抗干擾測試。記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，得到有效的抗干擾結(jié)果。

2.1測量5G信號未開啟

在5G信號開啟之前，我們首先測量了編輯樓頂部的3.4-4.2GHz掃頻信號和3.8GHz、4.1GHz調(diào)制波信號，作為測試的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

從波形圖可以看出，兩個天線的調(diào)制波形圖正常，3.8GHz和4.1GHz調(diào)制波的載波噪聲比分別約為13dbm和11dbm。

2.2開啟5G信號測量

我們打開5G信號，對樓頂3.4-4.2GHz的掃頻信號和C波段下行調(diào)制波信號進行測量和編輯，并在受到干擾時檢查頻譜狀態(tài)。

從圖中可以看出，5G信號開啟后，超高功率的5G信號出現(xiàn)在掃頻頻譜中。距離5G基站不到10米的衛(wèi)星天線LNB完全飽和，載波業(yè)務(wù)完全中斷。

然后我們觀察了距離5G信號100米左右的C波段衛(wèi)星天線的頻譜。

從頻譜可以看出，距離5G基站100m左右的C波段下行信號干擾明顯減小，此時載波業(yè)務(wù)仍然可以工作，但誤碼率較高?？梢暰嚯x對5G信號的干擾也有很大影響。

由此可以得出結(jié)論，5G對C波段衛(wèi)星業(yè)務(wù)有真正的干擾，要想共存，必須對C波段衛(wèi)星接收天線進行技術(shù)改造。

3.抗5G干擾測試

為了應(yīng)對5G干擾，我們選擇了3.7-4.2GHz帶通濾波器和抗5G干擾LNB進行測試。

3.1帶通濾波器測試

我們在所有測試天線LNB的前端安裝了3.7-4.2GHz的帶通濾波器，檢查了醫(yī)院區(qū)域內(nèi)所有5G信號開啟時帶通濾波器的抗干擾效果。

在低噪聲放大器中安裝帶通濾波器后，帶外干擾得到抑制，調(diào)制波形的鄰頻干擾得到明顯改善。載體可以鎖定，服務(wù)可以運行，但是有一定的錯誤碼，傳輸小文件沒有影響，傳輸大文件有丟幀。

5G基站距離比較遠的時候，帶通濾波的效果更明顯。帶外抑制高，效果明顯，調(diào)制信號接近正常。衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)正常，無任何影響，誤碼率為0。

可見，帶通濾波器具有明顯的抗5G干擾效果。但是5G基站距離近的話，帶外拒絕率不夠。比如衛(wèi)星帶寬小，傳輸文件大，濾波器的抗干擾效果會不盡如人意。

3.2針對5G干擾的LNB測試

為了應(yīng)對5G干擾，一些衛(wèi)星設(shè)備廠商已經(jīng)開始研發(fā)具有濾波效果的LNB，以抵抗5G干擾。在這次測試中，我們還找到了一個LNB進行測試。

測試表明，對5G LNB的抗干擾效果很好，基本可以濾除所有5G信號。衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)能夠正常運行，誤碼率達到0。但這款反5G LNB還處于測試階段，還存在一些缺陷和不確定性。第一，也是在3.7GHz附近的正常C波段頻率被抑制，以至于頻段在這里附近的衛(wèi)星用戶無法使用該設(shè)備；其次，設(shè)備采用電子濾波，含有一定的電子器件，長期在戶外使用有故障率高的風(fēng)險；第三，設(shè)備會損失1-2db的載波噪聲比，不適合系統(tǒng)功率裕量小的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

標簽

通過測試分析，我們其實可以看到5G對C波段衛(wèi)星下行帶來的干擾，但是5G信號對距離和障礙物的衰減也很大。c波段衛(wèi)星下行站和5G基站可以通過加寬距離、架設(shè)屏蔽設(shè)備、安裝濾波器等方式共存。人民日報通過以上方法徹底解決了C波段下行5G干擾問題。目前5G信號已經(jīng)覆蓋校園7*24小時。

隨著5G的快速發(fā)展，未來的干擾事件會越來越多，但有了這次測試提出的解決方案，人民日報就不怕國內(nèi)100多個C波段衛(wèi)星接收站的5G干擾了。5G干擾的解決具有一定的示范意義，可供我國廣大C波段衛(wèi)星用戶借鑒。相信未來會有越來越多的抗干擾產(chǎn)品和方法，讓大家都能擁抱5G時代的到來。

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