无线通信基站的勘察与设计

无线通信基站的勘察与设计摘要移动无线通信已成为现代通信网中不可或缺、开展最快的通信方式之一。基站勘察是移动无线通信工程建设中的一个重要环节，可以说基站现场勘察是系统工程设计的根底，本文对各种建站条件、站址环境、覆盖效果、建站难度以及无线通信基站的设计等方面进行了综合阐述，希望能够对移动无线通信的设计和建设工作有所启发。关键词：基站覆盖无线AbstractMobilewirelesscommunicationhasbecomeindispensableinmoderncommunicationnetwork,oneofthefastestgrowingcommunicationmode.Basestationsurveyisanimportantpartofmobilewirelesscommunicationengineeringconstruction,tosaythebasestationon-siteinvestigationisthebasisofsystemengineeringdesign,inthispaper,thevarioussiteconditions,andtheenvironmentofthesite,coveringeffect,thedifficultyandthedesignofwirelesscommunicationbasestationsandsoonhascarriedonthecomprehensiveelaboration,hopetobeabletodesignandconstructionofmobilewirelesscommunication.Keywords：basestationcoverWirelessinternet目录摘要 IAbstract II第1章绪论 1第2章基站无线勘察设计 22.1基站无线勘察设计流程 22.2基站选址勘察 22.2.1基站选址的主要步骤 32.2.2基站选址的考前须知 42.3勘察设计输出 4第3章移动通信基站无线勘察与设计 63.1室外基站无线勘察与设计 63.1.1业务简介 63.1.2准备工作 63.1.3覆盖要求 63.1.4天馈系统设计、 63.1.5勘测文档 73.2室内无线勘察与设计 73.3机房勘察设计 83.4天面、塔桅勘察设计 9总结 11致谢 12参考文献 13第1章绪论移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信，随着电子技术的不断开展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的开展，移动通信得到了迅速的开展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平开展。20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并开展最快的通信方式之一。在新技术和市场需求的共同作用下，21世纪移动通信技术和市场飞速开展，统计资料说明，移动通信基站是全球分布最广、数量最多的无线基站，为了保证移动通信基站很好起到作用，做好移动通信基站的勘察工作是必不可少的。第2章基站无线勘察设计2.1基站无线勘察设计流程基站勘察设计流程的系统和以往2G系统根本相似，即在规划的根底上明确最终站址、配置、天线等参数，勘察设计的结果又反应到规划中进行局部调整。由于目前的基站还在试运用阶段，还没有大范围推广，以下建站步骤在一定程度上借鉴使用了GSM网络的建站方案。基站无线勘察设计流程如下列图所示。新建机房新建机房租赁、自购机房利用旧机房设计方案/图纸、设备摆线图、走线架及走线路由图、天馈系统图等新建塔桅〔落地塔、拉线塔、增高架、桅杆等利用旧塔桅〔平台新增/改造、抱杆新增/改造等周边环境、机房大小设备布局、机房和塔桅相对位置、方向角及下倾角在租赁自购机房勘察科目根底上：原有设备、需扩容/替换/改造内容在新建机房勘察科目根底上：建筑物特性〔物业/承重/楼高〕机房改造内容、市电传输接入、机房地网等否基站勘察是满足规划预规划结果覆盖区域及目标典型环境TD-SCDMA基站覆盖范围是配置参数确定〔设备，塔桅，天线〕位置适宜、传输/市电接入方便、施工建设/安装/维护方便综合考虑基站周边人口及经济状况，周边基站分布及覆盖站址选取初勘选址〔一定范围内多个预备站址〕否 图2-1基站无线勘察设计流程基站选址勘察基站选址隶属无线网络范畴，从网络预测到工程详细设计，其结果直接影响到网络性能的好坏。选址是否合理，对通信工程建设的经济性和建成后的生产效益，都起着举足轻重的作用，也直接反映了设计质量的好坏和水平的上下，是立足通信设计市场的重要因素。2基站选址的主要步骤基站选址的主要步骤如图2-2所示。前期针对上述地形地貌进行必要的传播模型校正或选择适当的传播模型进行模拟仿真；前期针对上述地形地貌进行必要的传播模型校正或选择适当的传播模型进行模拟仿真；结合当地经济、人口情况判断是否具备建站条件，确定是否需要新增基站依据网络覆盖现状分析是否可以通过网优方式解决问题，可以那么取消建站方案；对于待建站点，应参照典型数据，结合现场地形地物分布，估计能否到达覆盖效果，确定该站址是否满足通信需求根据现场调查判断该站址是否满足工程施工条件是否符合通信工艺标准要求确认站址图2-2基站选址步骤站址选择：在做好准备工作了解覆盖要求以后，即可开始选择站址。在确定站址的过程中，需要考虑以下信息原有网络情况；人口分布与当地习惯；城市结构及城镇分布；主要街道及其交通流量、山地、湖泊、河流、海岸线,等自然环境；长远开展趋势等。 图2-32.2.2基站选址的考前须知1.远离加油站，至少保证：油量少于50mL时，间距大于12m；油量为50～1000mL时，间距大于15m；油量为1000～2000mL时，间距大于20m。2.不宜在大功率无线发射台、大功率电视发射台、大功率雷达站以及有电焊设备、X光设备或产生强脉冲干扰的热和机、高频炉的企业或医疗单位附近设站。3.站址不应选择在易燃、易爆的仓库和材料堆积场，以及在生产过程中容易发生火灾和爆炸危险的工业、企业附近。4.基站尽可能防止设在雷击区。5.严禁将基站设置在矿山开采区和易受洪水淹灌、易塌方的地方。6.基站站址不宜设置在生产过程中散发较多粉尘或有腐蚀性排放物的工业企业附近。7.当基站需要设置在飞机场附近时，其天线高度应符合机场净空高度要求，并且需经相关部门批准。8.高压线附近设站时，通信机房应保持20m以上的距离，铁塔离开高压线距离必须在自身塔高以上。9.不同通信铁塔间距离应保证50m以上，如果小于50m，必须要在不同地网间保证三点以上互连。2.3勘察设计输出勘察设计完成之后，需要有详细的输出报告，包括两类：一类是勘察信息的整理记录；一类是设计图纸的输出。勘察信息一般记录在专用、标准的表格中，表格根本上涵盖了基站查勘时需记录的全部信息。由于运营商和每期工程的要求不同，工程组可根据工程情况进行调整和简化，在勘察前加以统一标准并报相关领导及部门批准和备案。表格类型分为两种：1.不共址基站勘察表格：主要用于新建基站的勘察，包括自建、新建、租用机房，在这些机房内无任何运营商的基站设备。2.共址基站勘察表格：主要用于原有基站机房的勘察，包括对原有基站扩容、增加基站机柜、改动天馈、新上另一套通信系统设备等。在机房布局中，需要考虑强电区、弱电区、信号区的协调和隔离。机房走线合理整齐，防止电源线、接地线等对信号线产生不良的干扰。一份典型的机房平面示意如图2-3所示。接地排接地排DDF蓄电池组信号区-48V弱电区蓄电池组交流配电箱浪涌强电区光终端盒开关电源传输机架基站图2-3机房平面示意图第3章移动通信基站无线勘察与设计室外基站无线勘察与设计业务简介确定基站的初始布局是规划网络的首要工作，具体包括：a、根据频带宽度决定频率复用方式；b、根据容量预测、话务分布、覆盖要求等条件，估算所需基站数量；c、确定基站的理论位置；d、假定基站的有关参数〔网络层次结构、发射功率、天馈系统、天线类型、挂高、方向、下倾角等〕。基站勘测是确定基站布局的重要局部，基站的现场勘测包括光测、频谱测量和站址调查。光测基站周围建筑环境、自然环境、频谱测量、电磁背景环境、站址调查、天线、设备的安装条件、电源、传输供给。准备工作熟悉工程概况，尽量收集和工程相关的各种资料，主要包括以下内容：工程文件、背景资料、现有网络情况、地图、配置清单、准备工具、确保工具可用、数码相机、GPS卫星接收机、指南针、尺子、便携电脑。.覆盖要求一个基站的覆盖范围主要取决于以下因素：效劳质量指标、发射机输出功率、接收机的可用灵敏度、天线的方向性和增益、使用频段、传播环境、分集接收的应用。天馈系统设计、天馈系统介绍：天馈系统由合分路单元、馈线、塔放、天线等组成。合分路单元作用：主要完成收发信双工，发射信号合路、滤波以及接收信号滤波、低噪声放大和分路，并提供塔放的馈电电路；实现将多个发射信号和多个接收信号共用一副天线的单元。馈线常用馈线类型：1/2″、7/8″、5/4″馈线选取原那么：900MHz，馈线长度大于80米采用5/4″馈线；1800MHz，馈线长度大于50米采用5/4″馈线；馈线弯曲曲率不宜过大，外导体要求接地良好。馈线损耗：900M：7/8″馈线约为5dB/100m；5/4″馈线约为3dB/100m。1800M：7/8″馈线约为6dB/100m；5/4″馈线约为4dB/100m。塔放作用：用于提高基站接收系统灵敏度。类型：塔放为可选件，根据系统使用频段选用塔放。采用CDU方式的基站可使用单工塔放和三工塔放；合路器方式的基站使用双工塔放。天线GSM移动通信系统中，根据效劳区形状、范围、信道数量等条件，一般选择使用水平波瓣宽度为90°、65°的定向天线及全向天线等；对使用微蜂窝进行室内覆盖、隧道覆盖等特殊情况，也可以选择分布式天线、泄漏电缆等；在城市密集地区，为了减少对邻区的干扰，多采用65°天线；在郊区用户量少的地区，一般考虑选用90°定向天线或全向天线；天线性能指标，对网络规划最重要的主要有以下几项：频率范围(FrequencyRange)，增益(Gain)，极化方式(Polarization)，水平/垂直半功率波瓣宽度(Horizontal/Verticalhalf-powerbeamwidth)，下倾角(Downtilt)。勘测文档基站勘测报告准确标准的文档为随后的网络规划、优化工作提供效劳，是工程质量的有力保障，也是将来网络扩容规划的依据,基站勘测报告内容主要包括两局部：基站勘测表和备忘录；每个基站一张基站勘测表，主要记录基站的经纬度、天馈设计、周边环境等内容。室内无线勘察与设计1、尽量寻找室内信号不好、又有人流量的建筑物作为室内覆盖选点的对象。2、选择城区内知名的高层建筑进行覆盖，如热卖出租的写字楼。就目前的网络优化手段而言，对于高层空间的无线干扰及乒乓切换效应，没有其它更为有效的解决方案。3、分析宏蜂窝话务情况、划定高话务区域，然后在高话务区域寻找话务热点建筑，利用室内覆盖系统吸收建筑物内的话务，从而缓解宏蜂窝容量方面的压力。一般可选择城区中心人流量大的商场、酒肆等，不管信号覆盖情况如何，均考虑进行覆盖。设计思路对于独立的中小型建筑一般采用信号源加无源天馈分布系统的方式图3-1采用信号分布图对于有多个建筑组成的建筑群建议主干路采用光纤分布方式，支路采取无源天馈分布方式。图3-2采用光纤分布图空旷、密闭的地区如地下停车场、地下超市、酒吧等，由于不存在泄漏问题，为降低造价应采用少天线、大功率的方式，一般采用全向天线安置在中心位置，对狭长地区采用定向天线。空旷、易泄漏的地区如商场、饭店大堂，尽量在中心区安装全向天线，输出功率要小。或采用定向天线从建筑物的边缘向里覆盖。或使用泄漏电缆。信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生外表电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。图3-3采用定向天线分布图住宅塔楼采用在公共走廊安装全向〔或定向〕天线，采用较大功率输出的方式。机房勘察设计机房内勘察内容包括：1.确定所选站址建筑物的地址信息。2.记录建筑物的总层数、机房所在楼层〔机房相对整体建筑的位置〕。3.记录机房的物理尺寸，包括机房长、宽、高〔梁下净高〕，门、窗、立柱和主梁等的位置和尺寸及其他障碍物位置、尺寸。4.判断机房建筑结构、主梁位置、承重情况〔BTS机柜承重要求≥600kg/m2，一般的民房承重在200～400kg/m2，需采取措施增加承重〕，并向建设单位陪同人员和业主索取有关信息。5.确定机房内设备区的情况，包括机房内已有设备的位置、设备尺寸、设备生产厂商、设备型号。6.确定机房内走线架、馈线窗的位置和高度。7.了解机房内市电容量及市电引入、接地、直流供电、蓄电池、UPS、空调情况。8.了解基站传输及机房接地情况。具体勘察需要按照一定的步骤有条不紊地进行，勘察步骤如图3-3所示。在机房草图标注原有、新建走线架的离地高度，路由，新增或利旧走线架长度了解机房内市电容量及市电引入的情况在机房草图标注原有、新建走线架的离地高度，路由，新增或利旧走线架长度了解机房内市电容量及市电引入的情况了解机房内交、直流供电的情况了解机房内蓄电池、UPS、空调、通风系统情况了解传输系统情况确定机房接地情况从不同角度拍摄机房照片，对局部情况和预安装设备位拍摄照片录。在勘察记录表格里记录所选站址建筑物的地址信息进入机房后，在勘察表格里记录并画出内机房位置的侧视图。在机房草图中标注机房指北方向和尺寸房内设备区查勘确定机房内走线架、馈线窗的位置和高度图3-4机房勘察步骤3.4天面、塔桅勘察设计1.待查勘基站根本信息。2.确认基站的经纬度与方位。3.楼顶塔桅〔桅杆、增高架、楼顶塔等〕：了解天面结构；室外走线架路由；馈线方案；初步了解室外防雷接地情况。4.落地塔〔角钢塔、三管塔、单管塔等〕：落地塔的位置；本期天馈的安装位置、高度、方位角、下倾角；室外走线架路由。5.记录天面勘察内容、拍照存档。6.绘制天馈安装草图。7.记录并拍摄室外接地铜排情况。8.拍摄基站所在地全貌。楼顶塔桅的勘察步骤如图3-4所示。如利旧塔桅，需记录原塔桅类型、归属、已用与可用平台高度、支架高度与方位角并标注利旧塔桅与机房相对位置；如利旧塔桅，需记录原塔桅类型、归属、已用与可用平台高度、支架高度与方位角并标注利旧塔桅与机房相对位置；记录本期工程所有天线〔包括GPS天线〕的安装位置、安装高度、方位角和下倾角；准确记录勘察时间、基站编号、名称、站型、经纬度、海拔、共址情况、区域类型等根本信息准确记录新建塔桅类型、高度，在天馈草图中准确标注塔桅与机房的相对位置初步了解大楼地网情况，提供给土建部门，以供参考记录馈线的数量与长度、室外走线架的长度，并在天馈草图中标注室外走线架路由及馈线爬梯位置、馈线走线路由、馈线下爬与机房馈线入口洞的相对位置自正北方向，每隔30°～60°拍摄基站周边环境照一张，不少于6张，真实记录基站周围环境，新建塔桅、机房位置、主要障碍物的照片，如是利旧塔桅，需从不同角度拍摄草图绘制图3