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C频段广播电视卫星接收站与 5G基站干扰协调实施办法

2019-08-26 16:57:06| 发布者: admin| 查看: 856

C频段广播电视卫星接收站5G基站干扰协调实施办法(试行)

 

国家广播电视总局

中国电信集团有限公司

中国联合网络通信集团有限公司

20198

 

 

 

1 总则 - 2 -

2 5G基站及干扰信号的识别 - 2 -

2.1 5G信号干扰原理分析 - 2 -

2.2 5G基站的识别 - 3 -

2.3 5G信号的识别 - 5 -

2.4 5G基站下行满载信号配置 - 7 -

3 应对5G干扰实施方法 - 8 -

4 改造设备技术要求 - 9 -

附件1 加装C频段滤波器建议 - 11 -

附件1.1 C频段滤波器 - 11 -

附件1.2 C频段滤波器性能要求 - 11 -

附件1.3 C频段滤波器改造建议或在LNA/B后加装L频段滤波器 - 12 -

附件2  5G干扰排查及解决流程 - 15 -

附件2.1 C频段5G信号抑制性能评估方法 - 16 -

附件2.2 L频段5G信号抑制性能评估方法 - 16 -

附件2.3 卫星接收系统抗5G干扰性能主观评价测试方法 - 17 -

 

总则

为指导和规范5G基站设置、使用单位和C频段广播电视卫星接收站使用单位,采取有效措施保护C频段广播电视卫星接收站免受5G基站干扰,根据工业和信息化部《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》和《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)干扰协调指南》,国家广播电视总局、中国电信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司联合制订本实施办法(试行)

实施办法(试行)适用于工作频率在3700-4200MHzC频段广播电视卫星接收站解决5G基站干扰的实施、评估工作。建议各相关单位本着真诚协作、务实高效的态度积极开展干扰防范和改造工

5G基站及干扰信号的识别

2.1  5G信号干扰原理分析

图1 5G信号干扰C频段卫星作用要素示意图

根据卫星接收系统的设备构成、现阶段所使用设备情况(常用的C频段LNB工作频段3400MHz—4200MHz)以及5G基站所使用的频率范围(3400MHz—3600MHz);同时依据国际电联ITU-R S.2199-0报告,当进入卫星接收站的干扰信号总功率超过-60dBm时,低噪声变频放大器(以下简LNB)将产生饱和干扰。结合对现场试验信号的采集及后期实验室的分析测试情况,另一个可能的原因是:经过变频后的L频段5G信号到达接收机的功率过高。当5G干扰信号进入LNB的功率接近-60dBm时,L频段输出的信号功率可达0dBm(如图2所示),依据广播电视行业标准《GY/T 148-2000卫星数字电视接收机技术要求》,卫星接收机的输入电平适应范围是:-65-30dBm,过高的输入电平可能导致下一级卫星接收机产生饱和干扰或阻塞干扰。

图2 LNB变频放大后的5G信号

2.2  5G基站的识别

区别于2/3/4G基站,5G基站具有显著外部特性,可以参照下面方法快速区分及辨认所属卫星接收站周边是否存在5G基站,如 3所示:红圈部分为5G基站,5G基站与原有基站比,从外形上看,较短较宽,大部分位于杆塔的中下部,少数位于顶部,从图中还可以看出三家运营商的5G基站共享在一个铁塔上。

图3 5G基站实物辨认图片

45G基站近距离拍摄图片:

图4 5G基站近距离辨认图片

2.3  5G信号的识别

中国电信5G信号在3.4~3.5GHz,中国联通5G信号在3.5~3.6GHz,除了工作频段不同外,两家的5G信号从射频频谱上看基本一致。5G信号在频域上的分布与是否有终端使用流量关系密切,现阶段当5G基站开机后,由于没有终端使用下载业务,总功率较低。此时,5G基站主要发射5G NR同步信道块(下文称SSB),由于其具有波束指向性,且瞬时功率较高,持续时间短(仅133.3μs),是现阶段可能干扰C频段卫星接收设施的主要因素,其信号频谱图如5所示,在实测过程中发现,部分基站由于未进行配置,实际信号带宽约为15MHz,如6所示。

5 100m距离测量5G空载状态频谱图(最大保持)

 6 远距离测量5G空载状态频谱图215MHz,最大保持模式)

 当有5G终端与基站建立连接且满负荷下载时,频率将占满传输带宽(约100MHz),且基站功率将指向5G终端,此时到达终端处的5G信号功率将达到最大,其频谱图如7所示,实测数据显示相同位置,该状态下比基站空载状态的平均功率高约25dB(距离约90m处测量)。7 中国联通5G信号下行满载状态信号频谱图

2.4  5G基站下行满载信号配置

5G基站下行满载信号配置信息如表1及图8所示:

1  5G基站下行满载信号参考配置表

参数名称

参考配置

信号占用频段(GHz

3.4~3.5/3.5~3.6

实际使用的RB

273

实际使用无线频谱带宽

98.28MHz

是否采用波束成形技术

 8 5G信号时域配置图

应对5G干扰实施方法

C频段广播电视卫星接收设施应对5G干扰采用综合应对方法,要降低5G信号进入卫星接收设施的功率不超过-60dBm,同时要通过技术改造将对原有卫星接收信号的质量影响降低至最小目前可以采用以下几种方式减轻来自5G基站的干扰:

一般情况下:

1)必选:加装C频段滤波器C频段的波滤器的指标详见附件1

在加装C频段滤波器仍不足以应对5G干扰时,可根据5G干扰情况考虑以下方案:

2)可选:降低5G基站发射功率、调整5G系统最大辐射方向或下倾角(可增加0-8dB的隔离度)、更换5G基站位置等。

3)可选:在加装C频段滤波器基础上,更换带滤波能力的低噪声(变频)放大器(LNA/B);

4)可选:加装屏蔽网(可增加8-12dB的隔离度);

5)可选:更换旁瓣特性好的卫星天线或调整卫星接收点位置;

特殊情况下:

6)可选:加装L频段滤波器(可增加30dB以上隔离度,但可能产生3dB以上的信号衰减);

目前,经过国家无线电监测中心组织的卫星接收站试点改造测试和广播电视规划院测试表明:对于工作在3700—4200MHzC频段广播电视卫星接收设施加装滤波器是应对干扰的较有效简捷的方式,可按照以下步骤开展加装C频段滤波器工作:

1、实施改造前,查询并记录台站内正常使用状态下的卫星接收机Eb/N0显示值A

2、加装C频段滤波器(改造建议见附件1);

3、加装完成后,再次查询并记台站内卫星接收机的Eb/N0显示值B,应保证:A-B≤1

4、基站开机后现有卫星业务不受影响:

1)观察卫星接收机解码后输出至监视器的节目画面,判断节目是否会出现可察觉的损伤,观察节目应覆盖接收信号的所有频道,出现任何可察觉的视音频损伤,即判定为不合格

2)系统相关监测指标未出现异常。

    若加装C频段滤波器后仍无法抵抗5G扰,可参考附件2 提供的5G干扰排查和解决流程,进一步采取其他减轻5G干扰措施,以卫星业务不受影响为最终目标。

 改造设备技术要求

5G基站设置、使用单位采用为3700-4200MHz频段广播电视卫星地球站额外加装的C频段滤波器、屏蔽网更换上述工作频段的低噪声放大器(LNA)、变频器(LNB)等设备设施,满足《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》、《C频段广播电视卫星接收站应对5G干扰实施办法(试行)》以及相关行业的标准和规范要求。长沙航天和一电子公司特推出抗5G干扰的C波段卫星电视高频头LNB,馈源,降频器一体化设计,性能稳定,价格合理,性价比高,是电视台,有线网络公司,厂矿企业电视台,酒店宾馆卫星电视机房替换原有高频头的首选

附件1 加装C频段滤波器建议

通过测试表明,现阶段可以在卫星接收设施上加装C频段滤波器,以减轻工作在3700—4200MHz频段的广播电视卫星接收设施受到的干扰。

附件1.1 C频段滤波器

典型的C频段接收用波导滤波器如图1-1所示。C频段波导滤波器是一个无源带通滤波器,可以将工作于3.7GHz~4.2GHz以外的信号进行滤波,因此可以减小输入到LNB5G信号。C频段波导滤波器需要加装在馈源与LNB之间。

1-1 C频段滤波器

C频段广播电视卫星接收设施加装波导滤波器需满足以下条件:

(1)滤波器的加入满足Eb/N0下降不足1dB

(2)具有滤波器的安装空间;

(3)满足滤波器额外增加的承重要求。

附件1.2 C频段滤波器性能要求

5G干扰广播电视卫星接收设施LNB前端加装C频段带通波导滤波器性能,建议要满足以下要求:

() 接口:BJ40法兰盘

() 通带频段:3.7GHz4.2GHz

() 输入输出阻抗:50Ω;

() 驻波比:通带频段内VSWR≤1.4

() 工作温度:-40℃+60℃

() 带内插损(常温):插入损耗≤0.5dB。

(七)  抑制干扰信号能力(带宽100MHz):

抑制3.4GHz3.5GHz5G信号,抑制度≥55dB

抑制3.5GHz3.6GHz5G信号,抑制度≥55dB

(八) 其他环境条件、震动条件等参考《YD/T 2472卫星通信卫星接收站设备低噪声放大器技术要求》和《YD/T 2475卫星通信卫星接收站设备低噪声变频放大器技术要求》的相关要求。

附件1.3 C频段滤波器改造建议

C频段广播电视卫星接收设施使用单位主要包括:广播电视卫星地球上行站、有线电视运营商、电台电视台、无线发射台站、广播电视监管机构,宾馆酒店卫星电视接收系统,学校校园电视台医院卫星电视接收系统等单位。

根据广播电视规划院调研情况,上述C频段广播电视卫星接收设施种类较多,根据改造加装滤波器的难易程度,主要可以分为:1)前/后馈,2)馈源与LNB是否一体化,3)单极化/双极化这几种不同类型,具体改造建议见表1-1

序号

卫星天线示意图

/后馈

馈源与LNB是否一体化

单极化/双极化

改造建议

1

 

后馈

双极化

加装两个波导滤波器;但需注意其中一个极化的安装空间,如不具备改造条件,需加装一整副天线

2

 

后馈

单极化

加装一个波导滤波器

3

 

前馈

双极化

加装两个波导滤波器;但需注意支架承重以及加长后对信号的遮挡问题,如不具备改造条件,需改造成单极化馈源,更换前馈支架等方式,

4

 

前馈

单极化

加装一个波导滤波器

5

 

前馈

双极化

更换一整副天线;如两种极化方式都在使用,则需更换双极化馈源或加装另一幅天线

6

 

后馈

单极化

上行站9m12m天线,加装一个波导滤波器;如安装空间不够,需独立的解决方案

1-1 广播电视卫星接收站类型及改造建议

附件2  5G干扰排查及解决流程

 未通过卫星接收系统综合业务抗5G干扰性能测试,可参考以下流程进行排查和解决:

图2-1 问题排查流程框图

措施1:可采取调整5G系统最大辐射方向或下倾角、加装屏蔽网等措施;

措施2:建议更换带滤波能力的低噪声/变频放大器(LNA/LNB)或LNA/B加装L频段滤波器(不影响系统裕量前提下);

措施3:考虑叠加其他推荐措施,直至满足要求。

附件2.1 C频段5G信号抑制性能评估方法

2-2 C频段5G信号抑制性能测试框图

引入5G下行满载信号(参见2.4)干扰后,测试经C频段滤波器后输出的5G信号带内总功率应≤-63dBmchannel power模式),测试频段:3400~3500MHz3500~3600MHz

附件2.2 L频段5G信号抑制性能评估方法

2-3  L频段5G信号抑制性能测试框图

引入5G下行满载信号(参见2.4)干扰后,测试点位于卫星接收机输入口处,经变频后的L频段5G信号总功率应≤-30dBmchannel power模式),测试频段:950MHz~2150MHz

附件2.3 卫星接收系统抗5G干扰性能主观评价测试方法

2-4 卫星接收系统综合业务抗5G干扰性能测试框图

需运营商配合将基站所有功率、带宽、下行时隙资源都分配给测试终端,模拟5G信号到达卫星接收天线处的下行功率最大状态,参考配置如2.4章所示。终端距离天线口面距离≤3m,测试位置应尽量覆盖接收天线周围的多个方向。

观察卫星接收机解码后输出至监视器的节目画面,判断节目是否会出现可察觉的损伤,观察节目应覆盖接收信号的所有频道,如出现任何可察觉的视音频损伤,即判定为不合格。

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