LTE基站的工程勘察及選址研究＊

周 超，賈卓遠(yuǎn)

（銅陵學(xué)院 電氣工程學(xué)院，安徽 銅陵244061）

1 引言

LTE基站的工程勘察是對(duì)實(shí)際的無線傳播環(huán)境以及機(jī)房?jī)?nèi)部進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)和觀察，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、記錄和確認(rèn)的工作。其目的是為了獲得無線傳播環(huán)境情況以及機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備的布置情況，以提供給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師、施工單位相應(yīng)的工程建設(shè)信息。

2 勘察前的準(zhǔn)備工作

在工程勘察和選址之前，首先要了解建設(shè)單位的經(jīng)營策略、需求，還要了解現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)要求，包括室內(nèi)外走線要求、基站所在地區(qū)的的供電情況、蓄電池的供電要求、空調(diào)情況要求、鐵塔或抱桿天饋的要求等。此外還要了解一些特殊基站的情況，包括站點(diǎn)的類型是光纖拉遠(yuǎn)基站還是室外基站等。在獲得勘察委托后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)制定勘察計(jì)劃，對(duì)小組人員進(jìn)行分工，開會(huì)討論可能存在的問題，并提出解決方案。準(zhǔn)備相關(guān)的文檔資料，包括地圖、調(diào)查表格，根據(jù)規(guī)劃定出合理的勘察路線。

勘察前需配備以下工具：GPS接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、指南針、鋼卷尺、筆記本電腦、室外測(cè)距望遠(yuǎn)鏡、室內(nèi)激光測(cè)距儀等。

3 基站的選址

基站在正式開始建設(shè)之前首先要對(duì)其地理位置進(jìn)行綜合的考慮，選址是否合適將直接影響基站后期的建設(shè)及運(yùn)營指標(biāo)，選址的原則主要體現(xiàn)在基站的安全性和穩(wěn)定性及信號(hào)覆蓋面積等方面。首先選擇的站址要有明確的產(chǎn)權(quán)，以便減少后期投資的浪費(fèi)，另外還要重視基站的安全等問題?；镜倪x址要求可大致分為以下三類：安全要求、距離要求以及機(jī)房要求，下面將分別介紹。

3.1 安全要求

基站的安全是第一位的，那些影響基站安全的站址定要慎重考慮，其中自然災(zāi)害方面，土質(zhì)差、雨天可能有洪水威脅的河道、山體滑坡的山腳、礦區(qū)都是不予考慮的。人為安全方面，包括該地點(diǎn)所處的地域是否經(jīng)常有偷盜行為，附近是否包括易燃、易爆的物品及生產(chǎn)工廠，選址是否會(huì)對(duì)附近居民帶來輻射傷害，減少居民投訴的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 距離要求

所謂的距離要求，就是所要勘察的站點(diǎn)與原有基站站點(diǎn)之間要保持一定的距離。該距離的確定需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量、數(shù)據(jù)流量的多少以及發(fā)射功率的大小等因素綜合確定。首先在站點(diǎn)附近幾千米之內(nèi)進(jìn)行選幾個(gè)站點(diǎn)，此為預(yù)選址，具體地一般將1/4個(gè)移動(dòng)基站覆蓋半徑作為選址范圍，在此范圍內(nèi)可以多選幾個(gè)站，作為備用。另外如果需要將天線安裝到鐵塔上，選址時(shí)還需考慮鐵塔的位置，同時(shí)要考慮饋線的走向和天線的掛高等問題，如果采用的是定向天線，應(yīng)保證其主瓣方向120 m范圍內(nèi)無障礙物，至于天線掛高需結(jié)合站點(diǎn)的面積、位置以及機(jī)房的類型方面，市區(qū)取30 m左右，郊區(qū)取40 m左右，其他地形需綜合考慮。

3.3 機(jī)房選址要求

機(jī)房的選取和建設(shè)是一個(gè)涉及多領(lǐng)域、綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，需要考慮建筑結(jié)構(gòu)、供配電情況、周圍環(huán)境及交通等許多因素。機(jī)房位置的選址非常重要，如果選址不合理，就會(huì)使投資加大，為后期的設(shè)備安裝帶來麻煩，而且對(duì)機(jī)房的施工和運(yùn)行維護(hù)都會(huì)產(chǎn)生不良影響。

設(shè)備運(yùn)輸：因?yàn)橐粋€(gè)電信機(jī)房不止安裝4G設(shè)備，還要安裝為機(jī)房服務(wù)的電池設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、UPS等大型設(shè)備，將來還要安裝5G及其他傳輸設(shè)備設(shè)備等，其中有些設(shè)備體積和質(zhì)量都很大，所以運(yùn)輸線路越短越好，搬運(yùn)的通道要滿足設(shè)備寬度的要求。

雷電感應(yīng)：當(dāng)建筑物遭受雷電時(shí)，所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度由樓頂由上到下逐漸減弱，為減少雷擊所造成的損害，基站機(jī)房宜選擇在建筑物較低的位置，并要離建筑物的引雷線遠(yuǎn)一些，這樣就避免引流線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)基站設(shè)備的損害。

結(jié)構(gòu)荷載：由于電信機(jī)房的負(fù)荷載比較高，要遠(yuǎn)大于建筑的其他部分，因此電信機(jī)房宜選擇在建筑物的較低位置，這樣機(jī)房上面的建筑物的其他部位不做改變；反之，如果把機(jī)房選在建筑物的較高部位，則建筑的機(jī)房下面的結(jié)構(gòu)都要根據(jù)機(jī)房承重要求進(jìn)行強(qiáng)化處理，這將大大增加建站成本。

空調(diào)的安裝：空調(diào)的安裝具有一定的規(guī)范，其主機(jī)與室外機(jī)的安裝高度和距離均有要求，因此在確定主機(jī)房位置時(shí)，應(yīng)充分考慮空調(diào)室外機(jī)是否容易安裝，安裝在何處等問題。尤其是對(duì)于目前大量采用的風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)來說，其室外機(jī)的安裝是一件難度較大的事情。

4 基站天面的勘察設(shè)計(jì)

4.1 天面的選型

目前較為普遍的天面系統(tǒng)有天線安裝于樓頂鐵塔、天線安裝于抱桿、樓頂支撐桿安裝天線、樓頂增高架上安裝天線、地面鐵塔安裝天線等方案。但是無論哪種方案，首先要求天線無阻擋，其次要求天面的信號(hào)之間不互相干擾，最后還要考慮盡量節(jié)省連接天線的饋線長(zhǎng)度。

天線抱桿系統(tǒng)適合樓頂本身有一定的高度，滿足信號(hào)覆蓋要求并且天線滿足隔離度要求的情況，其應(yīng)用場(chǎng)景一般在市區(qū)。在樓頂架設(shè)天線抱桿首先要在樓頂打一個(gè)水泥基座，在水泥基座上的天線抱桿一般高5～10 m，一般最多可以掛3副天線，在抱桿頂端設(shè)有避雷針。樓頂鐵塔一般高18～25 m，一般設(shè)置成四腳塔，四個(gè)腳固定在樓頂?shù)匿摻罨炷辽?，最多可以在塔上做?個(gè)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)上可以布置多根天線。地面鐵塔適用于較大需覆蓋面積或者樓房選址困難的區(qū)域，并且在塔下面建機(jī)房。地面鐵塔一般高30～50 m，塔上面可以容納較多的天線，在市區(qū)或郊區(qū)鄉(xiāng)村均可使用時(shí)，適合站點(diǎn)附近沒有樓房架設(shè)天線。

4.2 天線方位角的確定

天線方向角的調(diào)整對(duì)移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量非常重要。一方面，準(zhǔn)確的方向角能保證基站的實(shí)際覆蓋與所預(yù)期的相同；另一方面，依據(jù)話務(wù)量或網(wǎng)絡(luò)存在的具體情況對(duì)方向角進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以更好地優(yōu)化現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)理想的蜂窩移動(dòng)通信模型，在一個(gè)小區(qū)的交界處，信號(hào)相對(duì)互補(bǔ)。與此相對(duì)應(yīng)，在現(xiàn)行的通信系統(tǒng)中，定向站一般被分為三個(gè)小區(qū)，分別如下。

A小區(qū)：方向角度0°，天線指向正北。

B小區(qū)：方向角度120°，天線指向東南。

C小區(qū)：方向角度240°，天線指向西南。

在基站工程勘察中，一般按照上述的規(guī)定對(duì)天線的方位角進(jìn)行確定，如果方位角的確定出現(xiàn)偏差，則易會(huì)導(dǎo)致天線的覆蓋面積與設(shè)計(jì)不符，從而導(dǎo)致同頻或鄰頻干擾。

4.3 天線的下傾角的確定

天線下傾角的確定是工程勘察中的一個(gè)非常重要的內(nèi)容。選擇合適的下傾角可以使同頻及鄰頻干擾減至最小。另外，合適的下傾角也決定了天線的覆蓋范圍，使基站實(shí)際覆蓋范圍與預(yù)期的設(shè)計(jì)覆蓋范圍相同，同時(shí)可以增強(qiáng)本覆蓋區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度。下傾角分為電子下傾角與物理下傾角，其作用都是控制天線主瓣的覆蓋范圍。常用下傾角調(diào)整方式有內(nèi)置電調(diào)和外置電調(diào)兩種驅(qū)動(dòng)方式。

4.4 天線掛高的確定

天線高度直接影響基站的覆蓋范圍。基站信號(hào)所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離（即基站的覆蓋范圍）是由天線高度決定的，因此天線掛高的確定也是無線基站站點(diǎn)勘察中的重要內(nèi)容。隨著近幾年移動(dòng)通信基站站點(diǎn)數(shù)量的增多，密集的基站數(shù)量造成的信號(hào)干擾會(huì)帶來諸如話務(wù)不均衡、系統(tǒng)內(nèi)干擾以及孤島效應(yīng)等不利因素，因此必須縮小基站的覆蓋范圍，降低天線的高度，否則會(huì)嚴(yán)重影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

5 機(jī)房的內(nèi)部的勘察設(shè)計(jì)

5.1 室內(nèi)電信設(shè)備的勘察設(shè)計(jì)

這是室內(nèi)勘察設(shè)計(jì)中最重要的內(nèi)容，首先要勘察移動(dòng)基站的安裝位置。通常LTE基站都比較小，一般安裝在龍門架或者機(jī)柜里。這時(shí)就要確定機(jī)柜或龍門架的安裝位置，確定好4個(gè)安裝腳孔的位置。對(duì)于已存在機(jī)柜或龍門架的機(jī)房，要確定LTE基站安裝的具體框位號(hào)，同樣對(duì)于傳輸設(shè)備也要進(jìn)行同樣的勘察。接著要確定市內(nèi)防雷箱的位置，一般情況防雷箱安裝于市內(nèi)墻體上，要求選擇結(jié)實(shí)的墻體，位置在1.5 m左右，同時(shí)盡量靠近電源設(shè)備以方便引線。

5.2 室內(nèi)走線架以及各種線纜的勘察設(shè)計(jì)

如果機(jī)房?jī)?nèi)沒有走線架，要新建走線架，首先要確定走線架的形式，是地下走線架還是懸空走線架。然后確定走線架的位置、安裝高度和走線架的長(zhǎng)度。要精確測(cè)量線纜的長(zhǎng)度，這直接影響基站建設(shè)，如果工程勘察不準(zhǔn)，比如線纜勘察短了，那么根據(jù)工勘發(fā)貨到現(xiàn)場(chǎng)的線纜就不能進(jìn)行安裝，浪費(fèi)了資源和時(shí)間，所以對(duì)于線纜的長(zhǎng)度，一般比實(shí)際勘察的數(shù)據(jù)稍微長(zhǎng)一些，留有富裕。這些線纜和饋線包括4G基站到傳輸設(shè)備的光纖、到網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的網(wǎng)線，4G基站BBU到RRU的饋線，BBU到RRU的光纖，GPS天線，所有設(shè)備的電源線等。

5.3 電源及空調(diào)系統(tǒng)的勘察設(shè)計(jì)

勘察中要確定市內(nèi)交流電的路數(shù)及功率是否與電源設(shè)備匹配、交流接電的位置、接地點(diǎn)的位置等，并在圖紙中畫出。同時(shí)蓄電池要占用一定的面積和高度，其安裝位置通常位于機(jī)房?jī)?nèi)靠墻邊一角，并方便市電的接入。機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置一臺(tái)空調(diào)，在站點(diǎn)要勘察空調(diào)室內(nèi)機(jī)及室外機(jī)的安裝位置，通常室內(nèi)機(jī)布置在房間上角，并且與外機(jī)的位置不能太遠(yuǎn)，室外機(jī)要考慮周圍是否有遮擋物，確定好空調(diào)外機(jī)到內(nèi)機(jī)線纜的長(zhǎng)度。

6 結(jié)束語

本文根據(jù)筆者在中興通訊做基站督導(dǎo)工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合銅陵學(xué)院的4G基站的建設(shè)，給出了在LTE基站工程勘察中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。LTE基站的工勘是整個(gè)工程的重要一環(huán)，只有獲得準(zhǔn)確的工勘數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行后續(xù)的基站開通、建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護(hù)工作。