無線通信基站的勘察與設(shè)計(jì)

無線通信基站的勘察與設(shè)計(jì)摘要移動(dòng)無線通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可或缺、開展最快的通信方式之一?；究辈焓且苿?dòng)無線通信工程建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以說基站現(xiàn)場勘察是系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的根底，本文對(duì)各種建站條件、站址環(huán)境、覆蓋效果、建站難度以及無線通信基站的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了綜合闡述，希望能夠?qū)σ苿?dòng)無線通信的設(shè)計(jì)和建設(shè)工作有所啟發(fā)。關(guān)鍵詞：基站覆蓋無線AbstractMobilewirelesscommunicationhasbecomeindispensableinmoderncommunicationnetwork,oneofthefastestgrowingcommunicationmode.Basestationsurveyisanimportantpartofmobilewirelesscommunicationengineeringconstruction,tosaythebasestationon-siteinvestigationisthebasisofsystemengineeringdesign,inthispaper,thevarioussiteconditions,andtheenvironmentofthesite,coveringeffect,thedifficultyandthedesignofwirelesscommunicationbasestationsandsoonhascarriedonthecomprehensiveelaboration,hopetobeabletodesignandconstructionofmobilewirelesscommunication.Keywords：basestationcoverWirelessinternet目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 1第2章基站無線勘察設(shè)計(jì) 22.1基站無線勘察設(shè)計(jì)流程 22.2基站選址勘察 22.2.1基站選址的主要步驟 32.2.2基站選址的考前須知 42.3勘察設(shè)計(jì)輸出 4第3章移動(dòng)通信基站無線勘察與設(shè)計(jì) 63.1室外基站無線勘察與設(shè)計(jì) 63.1.1業(yè)務(wù)簡介 63.1.2準(zhǔn)備工作 63.1.3覆蓋要求 63.1.4天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 63.1.5勘測文檔 73.2室內(nèi)無線勘察與設(shè)計(jì) 73.3機(jī)房勘察設(shè)計(jì) 83.4天面、塔桅勘察設(shè)計(jì) 9總結(jié) 11致謝 12參考文獻(xiàn) 13第1章緒論移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信，隨著電子技術(shù)的不斷開展，特別是半導(dǎo)體、集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，移動(dòng)通信得到了迅速的開展。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平開展。20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并開展最快的通信方式之一。在新技術(shù)和市場需求的共同作用下，21世紀(jì)移動(dòng)通信技術(shù)和市場飛速開展，統(tǒng)計(jì)資料說明，移動(dòng)通信基站是全球分布最廣、數(shù)量最多的無線基站，為了保證移動(dòng)通信基站很好起到作用，做好移動(dòng)通信基站的勘察工作是必不可少的。第2章基站無線勘察設(shè)計(jì)2.1基站無線勘察設(shè)計(jì)流程基站勘察設(shè)計(jì)流程的系統(tǒng)和以往2G系統(tǒng)根本相似，即在規(guī)劃的根底上明確最終站址、配置、天線等參數(shù)，勘察設(shè)計(jì)的結(jié)果又反應(yīng)到規(guī)劃中進(jìn)行局部調(diào)整。由于目前的基站還在試運(yùn)用階段，還沒有大范圍推廣，以下建站步驟在一定程度上借鑒使用了GSM網(wǎng)絡(luò)的建站方案?；緹o線勘察設(shè)計(jì)流程如下列圖所示。新建機(jī)房新建機(jī)房租賃、自購機(jī)房利用舊機(jī)房設(shè)計(jì)方案/圖紙、設(shè)備擺線圖、走線架及走線路由圖、天饋系統(tǒng)圖等新建塔桅〔落地塔、拉線塔、增高架、桅桿等利用舊塔桅〔平臺(tái)新增/改造、抱桿新增/改造等周邊環(huán)境、機(jī)房大小設(shè)備布局、機(jī)房和塔桅相對(duì)位置、方向角及下傾角在租賃自購機(jī)房勘察科目根底上：原有設(shè)備、需擴(kuò)容/替換/改造內(nèi)容在新建機(jī)房勘察科目根底上：建筑物特性〔物業(yè)/承重/樓高〕機(jī)房改造內(nèi)容、市電傳輸接入、機(jī)房地網(wǎng)等否基站勘察是滿足規(guī)劃預(yù)規(guī)劃結(jié)果覆蓋區(qū)域及目標(biāo)典型環(huán)境TD-SCDMA基站覆蓋范圍是配置參數(shù)確定〔設(shè)備，塔桅，天線〕位置適宜、傳輸/市電接入方便、施工建設(shè)/安裝/維護(hù)方便綜合考慮基站周邊人口及經(jīng)濟(jì)狀況，周邊基站分布及覆蓋站址選取初勘選址〔一定范圍內(nèi)多個(gè)預(yù)備站址〕否 圖2-1基站無線勘察設(shè)計(jì)流程基站選址勘察基站選址隸屬無線網(wǎng)絡(luò)范疇，從網(wǎng)絡(luò)預(yù)測到工程詳細(xì)設(shè)計(jì)，其結(jié)果直接影響到網(wǎng)絡(luò)性能的好壞。選址是否合理，對(duì)通信工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和建成后的生產(chǎn)效益，都起著舉足輕重的作用，也直接反映了設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞和水平的上下，是立足通信設(shè)計(jì)市場的重要因素。2基站選址的主要步驟基站選址的主要步驟如圖2-2所示。前期針對(duì)上述地形地貌進(jìn)行必要的傳播模型校正或選擇適當(dāng)?shù)膫鞑ツＰ瓦M(jìn)行模擬仿真；前期針對(duì)上述地形地貌進(jìn)行必要的傳播模型校正或選擇適當(dāng)?shù)膫鞑ツＰ瓦M(jìn)行模擬仿真；結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、人口情況判斷是否具備建站條件，確定是否需要新增基站依據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋現(xiàn)狀分析是否可以通過網(wǎng)優(yōu)方式解決問題，可以那么取消建站方案；對(duì)于待建站點(diǎn)，應(yīng)參照典型數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場地形地物分布，估計(jì)能否到達(dá)覆蓋效果，確定該站址是否滿足通信需求根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查判斷該站址是否滿足工程施工條件是否符合通信工藝標(biāo)準(zhǔn)要求確認(rèn)站址圖2-2基站選址步驟站址選擇：在做好準(zhǔn)備工作了解覆蓋要求以后，即可開始選擇站址。在確定站址的過程中，需要考慮以下信息原有網(wǎng)絡(luò)情況；人口分布與當(dāng)?shù)亓?xí)慣；城市結(jié)構(gòu)及城鎮(zhèn)分布；主要街道及其交通流量、山地、湖泊、河流、海岸線,等自然環(huán)境；長遠(yuǎn)開展趨勢等。 圖2-32.2.2基站選址的考前須知1.遠(yuǎn)離加油站，至少保證：油量少于50mL時(shí)，間距大于12m；油量為50～1000mL時(shí)，間距大于15m；油量為1000～2000mL時(shí)，間距大于20m。2.不宜在大功率無線發(fā)射臺(tái)、大功率電視發(fā)射臺(tái)、大功率雷達(dá)站以及有電焊設(shè)備、X光設(shè)備或產(chǎn)生強(qiáng)脈沖干擾的熱和機(jī)、高頻爐的企業(yè)或醫(yī)療單位附近設(shè)站。3.站址不應(yīng)選擇在易燃、易爆的倉庫和材料堆積場，以及在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)的工業(yè)、企業(yè)附近。4.基站盡可能防止設(shè)在雷擊區(qū)。5.嚴(yán)禁將基站設(shè)置在礦山開采區(qū)和易受洪水淹灌、易塌方的地方。6.基站站址不宜設(shè)置在生產(chǎn)過程中散發(fā)較多粉塵或有腐蝕性排放物的工業(yè)企業(yè)附近。7.當(dāng)基站需要設(shè)置在飛機(jī)場附近時(shí)，其天線高度應(yīng)符合機(jī)場凈空高度要求，并且需經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)。8.高壓線附近設(shè)站時(shí)，通信機(jī)房應(yīng)保持20m以上的距離，鐵塔離開高壓線距離必須在自身塔高以上。9.不同通信鐵塔間距離應(yīng)保證50m以上，如果小于50m，必須要在不同地網(wǎng)間保證三點(diǎn)以上互連。2.3勘察設(shè)計(jì)輸出勘察設(shè)計(jì)完成之后，需要有詳細(xì)的輸出報(bào)告，包括兩類：一類是勘察信息的整理記錄；一類是設(shè)計(jì)圖紙的輸出?？辈煨畔⒁话阌涗浽趯Ｓ?、標(biāo)準(zhǔn)的表格中，表格根本上涵蓋了基站查勘時(shí)需記錄的全部信息。由于運(yùn)營商和每期工程的要求不同，工程組可根據(jù)工程情況進(jìn)行調(diào)整和簡化，在勘察前加以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門批準(zhǔn)和備案。表格類型分為兩種：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、租用機(jī)房，在這些機(jī)房內(nèi)無任何運(yùn)營商的基站設(shè)備。2.共址基站勘察表格：主要用于原有基站機(jī)房的勘察，包括對(duì)原有基站擴(kuò)容、增加基站機(jī)柜、改動(dòng)天饋、新上另一套通信系統(tǒng)設(shè)備等。在機(jī)房布局中，需要考慮強(qiáng)電區(qū)、弱電區(qū)、信號(hào)區(qū)的協(xié)調(diào)和隔離。機(jī)房走線合理整齊，防止電源線、接地線等對(duì)信號(hào)線產(chǎn)生不良的干擾。一份典型的機(jī)房平面示意如圖2-3所示。接地排接地排DDF蓄電池組信號(hào)區(qū)-48V弱電區(qū)蓄電池組交流配電箱浪涌強(qiáng)電區(qū)光終端盒開關(guān)電源傳輸機(jī)架基站圖2-3機(jī)房平面示意圖第3章移動(dòng)通信基站無線勘察與設(shè)計(jì)室外基站無線勘察與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)簡介確定基站的初始布局是規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的首要工作，具體包括：a、根據(jù)頻帶寬度決定頻率復(fù)用方式；b、根據(jù)容量預(yù)測、話務(wù)分布、覆蓋要求等條件，估算所需基站數(shù)量；c、確定基站的理論位置；d、假定基站的有關(guān)參數(shù)〔網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率、天饋系統(tǒng)、天線類型、掛高、方向、下傾角等〕。基站勘測是確定基站布局的重要局部，基站的現(xiàn)場勘測包括光測、頻譜測量和站址調(diào)查。光測基站周圍建筑環(huán)境、自然環(huán)境、頻譜測量、電磁背景環(huán)境、站址調(diào)查、天線、設(shè)備的安裝條件、電源、傳輸供給。準(zhǔn)備工作熟悉工程概況，盡量收集和工程相關(guān)的各種資料，主要包括以下內(nèi)容：工程文件、背景資料、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況、地圖、配置清單、準(zhǔn)備工具、確保工具可用、數(shù)碼相機(jī)、GPS衛(wèi)星接收機(jī)、指南針、尺子、便攜電腦。.覆蓋要求一個(gè)基站的覆蓋范圍主要取決于以下因素：效勞質(zhì)量指標(biāo)、發(fā)射機(jī)輸出功率、接收機(jī)的可用靈敏度、天線的方向性和增益、使用頻段、傳播環(huán)境、分集接收的應(yīng)用。天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、天饋系統(tǒng)介紹：天饋系統(tǒng)由合分路單元、饋線、塔放、天線等組成。合分路單元作用：主要完成收發(fā)信雙工，發(fā)射信號(hào)合路、濾波以及接收信號(hào)濾波、低噪聲放大和分路，并提供塔放的饋電電路；實(shí)現(xiàn)將多個(gè)發(fā)射信號(hào)和多個(gè)接收信號(hào)共用一副天線的單元。饋線常用饋線類型：1/2″、7/8″、5/4″饋線選取原那么：900MHz，饋線長度大于80米采用5/4″饋線；1800MHz，饋線長度大于50米采用5/4″饋線；饋線彎曲曲率不宜過大，外導(dǎo)體要求接地良好。饋線損耗：900M：7/8″饋線約為5dB/100m；5/4″饋線約為3dB/100m。1800M：7/8″饋線約為6dB/100m；5/4″饋線約為4dB/100m。塔放作用：用于提高基站接收系統(tǒng)靈敏度。類型：塔放為可選件，根據(jù)系統(tǒng)使用頻段選用塔放。采用CDU方式的基站可使用單工塔放和三工塔放；合路器方式的基站使用雙工塔放。天線GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)中，根據(jù)效勞區(qū)形狀、范圍、信道數(shù)量等條件，一般選擇使用水平波瓣寬度為90°、65°的定向天線及全向天線等；對(duì)使用微蜂窩進(jìn)行室內(nèi)覆蓋、隧道覆蓋等特殊情況，也可以選擇分布式天線、泄漏電纜等；在城市密集地區(qū)，為了減少對(duì)鄰區(qū)的干擾，多采用65°天線；在郊區(qū)用戶量少的地區(qū)，一般考慮選用90°定向天線或全向天線；天線性能指標(biāo)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃最重要的主要有以下幾項(xiàng)：頻率范圍(FrequencyRange)，增益(Gain)，極化方式(Polarization)，水平/垂直半功率波瓣寬度(Horizontal/Verticalhalf-powerbeamwidth)，下傾角(Downtilt)?？睖y文檔基站勘測報(bào)告準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)的文檔為隨后的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化工作提供效勞，是工程質(zhì)量的有力保障，也是將來網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容規(guī)劃的依據(jù),基站勘測報(bào)告內(nèi)容主要包括兩局部：基站勘測表和備忘錄；每個(gè)基站一張基站勘測表，主要記錄基站的經(jīng)緯度、天饋設(shè)計(jì)、周邊環(huán)境等內(nèi)容。室內(nèi)無線勘察與設(shè)計(jì)1、盡量尋找室內(nèi)信號(hào)不好、又有人流量的建筑物作為室內(nèi)覆蓋選點(diǎn)的對(duì)象。2、選擇城區(qū)內(nèi)知名的高層建筑進(jìn)行覆蓋，如熱賣出租的寫字樓。就目前的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段而言，對(duì)于高層空間的無線干擾及乒乓切換效應(yīng)，沒有其它更為有效的解決方案。3、分析宏蜂窩話務(wù)情況、劃定高話務(wù)區(qū)域，然后在高話務(wù)區(qū)域?qū)ふ以拕?wù)熱點(diǎn)建筑，利用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)吸收建筑物內(nèi)的話務(wù)，從而緩解宏蜂窩容量方面的壓力。一般可選擇城區(qū)中心人流量大的商場、酒肆等，不管信號(hào)覆蓋情況如何，均考慮進(jìn)行覆蓋。設(shè)計(jì)思路對(duì)于獨(dú)立的中小型建筑一般采用信號(hào)源加無源天饋分布系統(tǒng)的方式圖3-1采用信號(hào)分布圖對(duì)于有多個(gè)建筑組成的建筑群建議主干路采用光纖分布方式，支路采取無源天饋分布方式。圖3-2采用光纖分布圖空曠、密閉的地區(qū)如地下停車場、地下超市、酒吧等，由于不存在泄漏問題，為降低造價(jià)應(yīng)采用少天線、大功率的方式，一般采用全向天線安置在中心位置，對(duì)狹長地區(qū)采用定向天線?？諘?、易泄漏的地區(qū)如商場、飯店大堂，盡量在中心區(qū)安裝全向天線，輸出功率要小。或采用定向天線從建筑物的邊緣向里覆蓋。或使用泄漏電纜。信號(hào)源通過泄漏電纜傳輸信號(hào)，并通過電纜外導(dǎo)體的一系列開口，在外導(dǎo)體上產(chǎn)生外表電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當(dāng)于一系列的天線起到信號(hào)的發(fā)射和接收作用。它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。圖3-3采用定向天線分布圖住宅塔樓采用在公共走廊安裝全向〔或定向〕天線，采用較大功率輸出的方式。機(jī)房勘察設(shè)計(jì)機(jī)房內(nèi)勘察內(nèi)容包括：1.確定所選站址建筑物的地址信息。2.記錄建筑物的總層數(shù)、機(jī)房所在樓層〔機(jī)房相對(duì)整體建筑的位置〕。3.記錄機(jī)房的物理尺寸，包括機(jī)房長、寬、高〔梁下凈高〕，門、窗、立柱和主梁等的位置和尺寸及其他障礙物位置、尺寸。4.判斷機(jī)房建筑結(jié)構(gòu)、主梁位置、承重情況〔BTS機(jī)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〕，并向建設(shè)單位陪同人員和業(yè)主索取有關(guān)信息。5.確定機(jī)房內(nèi)設(shè)備區(qū)的情況，包括機(jī)房內(nèi)已有設(shè)備的位置、設(shè)備尺寸、設(shè)備生產(chǎn)廠商、設(shè)備型號(hào)。6.確定機(jī)房內(nèi)走線架、饋線窗的位置和高度。7.了解機(jī)房內(nèi)市電容量及市電引入、接地、直流供電、蓄電池、UPS、空調(diào)情況。8.了解基站傳輸及機(jī)房接地情況。具體勘察需要按照一定的步驟有條不紊地進(jìn)行，勘察步驟如圖3-3所示。在機(jī)房草圖標(biāo)注原有、新建走線架的離地高度，路由，新增或利舊走線架長度了解機(jī)房內(nèi)市電容量及市電引入的情況在機(jī)房草圖標(biāo)注原有、新建走線架的離地高度，路由，新增或利舊走線架長度了解機(jī)房內(nèi)市電容量及市電引入的情況了解機(jī)房內(nèi)交、直流供電的情況了解機(jī)房內(nèi)蓄電池、UPS、空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)情況了解傳輸系統(tǒng)情況確定機(jī)房接地情況從不同角度拍攝機(jī)房照片，對(duì)局部情況和預(yù)安裝設(shè)備位拍攝照片錄。在勘察記錄表格里記錄所選站址建筑物的地址信息進(jìn)入機(jī)房后，在勘察表格里記錄并畫出內(nèi)機(jī)房位置的側(cè)視圖。在機(jī)房草圖中標(biāo)注機(jī)房指北方向和尺寸房內(nèi)設(shè)備區(qū)查勘確定機(jī)房內(nèi)走線架、饋線窗的位置和高度圖3-4機(jī)房勘察步驟3.4天面、塔桅勘察設(shè)計(jì)1.待查勘基站根本信息。2.確認(rèn)基站的經(jīng)緯度與方位。3.樓頂塔桅〔桅桿、增高架、樓頂塔等〕：了解天面結(jié)構(gòu)；室外走線架路由；饋線方案；初步了解室外防雷接地情況。4.落地塔〔角鋼塔、三管塔、單管塔等〕：落地塔的位置；本期天饋的安裝位置、高度、方位角、下傾角；室外走線架路由。5.記錄天面勘察內(nèi)容、拍照存檔。6.繪制天饋安裝草圖。7.記錄并拍攝室外接地銅排情況。8.拍攝基站所在地全貌。樓頂塔桅的勘察步驟如圖3-4所示。如利舊塔桅，需記錄原塔桅類型、歸屬、已用與可用平臺(tái)高度、支架高度與方位角并標(biāo)注利舊塔桅與機(jī)房相對(duì)位置；如利舊塔桅，需記錄原塔桅類型、歸屬、已用與可用平臺(tái)高度、支架高度與方位角并標(biāo)注利舊塔桅與機(jī)房相對(duì)位置；記錄本期工程所有天線〔包括GPS天線〕的安裝位置、安裝高度、方位角和下傾角；準(zhǔn)確記錄勘察時(shí)間、基站編號(hào)、名稱、站型、經(jīng)緯度、海拔、共址情況、區(qū)域類型等根本信息準(zhǔn)確記錄新建塔桅類型、高度，在天饋草圖中準(zhǔn)確標(biāo)注塔桅與機(jī)房的相對(duì)位置初步了解大樓地網(wǎng)情況，提供給土建部門，以供參考記錄饋線的數(shù)量與長度、室外走線架的長度，并在天饋草圖中標(biāo)注室外走線架路由及饋線爬梯位置、饋線走線路由、饋線下爬與機(jī)房饋線入口洞的相對(duì)位置自正北方向，每隔30°～60°拍攝基站周邊環(huán)境照一張，不少于6張，真實(shí)記錄基站周圍環(huán)境，新建塔桅、機(jī)房位置、主要障礙物的照片，如是利舊塔桅，需從不同角度拍攝草圖繪制圖3