TD-SCDMA基站無線勘察與設(shè)計(jì)

1、前言 　　

以中國(guó)移動(dòng)為主導(dǎo)的第二輪10個(gè)城市TD-SCDMA商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正在如火如荼地進(jìn)行中，其中中國(guó)電信（保定）、中國(guó)網(wǎng)通（青島）繼續(xù)在原有實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)容，兩家新增基站規(guī)模在700個(gè)左右；除了在廈門擴(kuò)大建設(shè)外，中國(guó)移動(dòng)在北京、上海、廣州等7個(gè)城市都需要新建大量基站，初步規(guī)劃新增基站規(guī)模達(dá)到8 000多個(gè)，室內(nèi)分布系統(tǒng)3000多套。由于沒有2G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通基站（機(jī)房和塔桅）建設(shè)基本上以新建為主，而中國(guó)移動(dòng)則可以充分利用現(xiàn)有龐大的GSM網(wǎng)絡(luò)資源，共站建設(shè)，利用原有機(jī)房、塔桅和天面。) m+ s. u+ L4 r7 f6 g z

TD-SCDMA基站無線勘察與設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，內(nèi)容包括基站初勘選址、站址獲取、勘察、設(shè)計(jì)及出圖等，要求設(shè)計(jì)人員一方面從規(guī)劃、可研的高度理解TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)，明確覆蓋對(duì)象和策略；另一方面從工程和技術(shù)兩個(gè)層面選址勘察設(shè)計(jì)，以確保設(shè)計(jì)方案在技術(shù)上可行，工程上易實(shí)施并且使網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量性能達(dá)到最優(yōu)。

2、TD-SCDMA基站無線勘察設(shè)計(jì)流程" p( c+

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TD-SCDMA基站勘察設(shè)計(jì)流程和以往2G系統(tǒng)基本相似，即在規(guī)劃的基礎(chǔ)上明確最終站址、配置、天線等參數(shù)，勘察設(shè)計(jì)的結(jié)果又反饋到規(guī)劃中進(jìn)行局部調(diào)整。由于目前TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)還沒有實(shí)際運(yùn)營(yíng)和商用用戶，因此某些以往的成熟通用做法會(huì)受到限制，只能借鑒使用。TD-SCDMA基站無線勘察設(shè)計(jì)流程如圖1所示。/ r8 Y) m' q/ n- L n0 j) q
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　　 圖1　TD-SCDMA基站無線勘察設(shè)計(jì)流程
從實(shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)情況來看，站址獲取是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的一個(gè)突出難題，尤其是沒有2G網(wǎng)絡(luò)資源的運(yùn)營(yíng)商，社會(huì)公眾對(duì)環(huán)境環(huán)保問題的關(guān)注和對(duì)電磁輻射的誤解更加重了站址獲取的難度。

3、TD-SCDMA基站主設(shè)備及天饋系統(tǒng)
在實(shí)際的勘察設(shè)計(jì)之前，要對(duì)TD-SCDMA基站設(shè)備及天饋系統(tǒng)有一定的了解，尤其是設(shè)備物理參數(shù)、性能參數(shù)和工藝要求，熟練掌握了設(shè)備特性，有助于在勘察設(shè)計(jì)中提出最優(yōu)技術(shù)解決方案。
3.1　TD-SCDMA基站主設(shè)備
TD-SCDMA基站設(shè)備種類主要有宏基站、微基站、拉遠(yuǎn)站、直放站和一體化基站，在2006年的三地實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中，宏基站得到了廣泛使用和驗(yàn)證，部分廠商的微基站得到少量應(yīng)用，拉遠(yuǎn)站（BBU+RRU）因饋線少、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)而頗被運(yùn)營(yíng)商看好，直放站在TD-SCDMA組網(wǎng)中應(yīng)用較少。TD-SCDMA基站主設(shè)備基本物理參數(shù)見表1。! p P" h; S5 c1 _1 o/ w
　　 表1　TD-SCDMA基站主設(shè)備物理參數(shù)0 p% `5 N* @ R' x8 l
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宏基站是TD-SCDMA RAN系統(tǒng)的重要組成部分，是構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的主要設(shè)備類型，廣泛應(yīng)用于市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、道路等各種環(huán)境。宏基站通過Iub接口與RNC連接，通過Uu接口與UE通信。宏基站與外圍設(shè)備的連接如圖2所示。

圖2　宏基站與外圍設(shè)備的連接8 g; u_; K' q: ~$ o- h
拉遠(yuǎn)型基站分為基帶拉遠(yuǎn)設(shè)備和中頻拉遠(yuǎn)設(shè)備兩種，其主要區(qū)別在于RRU信號(hào)在何處與BBU分開，基帶處分開就是基帶拉遠(yuǎn)設(shè)備，中頻處分開就是中頻拉遠(yuǎn)設(shè)備，目前實(shí)際應(yīng)用中以基帶拉遠(yuǎn)為主。基帶拉遠(yuǎn)設(shè)備功能如圖3所示。

圖3　基帶拉遠(yuǎn)設(shè)備功能
3.2　TD-SCDMA天饋系統(tǒng)+ {- T# M! + |0 _( }
TD-SCDMA天饋系統(tǒng)包括智能天線、饋線、TPA和GPS等，智能天線是整個(gè)天饋系統(tǒng)的核心。智能天線尺寸大、饋線多等也是目前業(yè)界著力解決的問題，從早期的8目智能天線（高1 347 mm×寬650 mm×深110 mm）到6目智能天線（高1 350 mm×寬506 mm×深70mm），從31根饋線到3根集束電纜，從2個(gè)TPA到1個(gè)集成壓鑄模TPA，其目標(biāo)都是降低安裝工藝要求，減少站址獲取及施工的難度。天饋系統(tǒng)的實(shí)物照如圖4所示。; X[" {1 M6 a) C, Q

圖4　天饋系統(tǒng)實(shí)物照7 l/ o: b9 p6 [) ]! V' R
4、基站無線勘察設(shè)計(jì)
4.1　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(cè)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)通信項(xiàng)目建設(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)量的好壞和水平的高低，是立足通信設(shè)計(jì)市場(chǎng)的重要因素。選址的主要步驟如下：. d* |, {! b# f6 E0 L
（1）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；
（2）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；8 o$ o' a( j3 s6 V
（3）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，可以則取消建站計(jì)劃；
（4）對(duì)于待建站點(diǎn)，應(yīng)參照典型數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形地物分布，估計(jì)能否達(dá)到覆蓋效果，確定該站址是否滿足通信需求；0 G/ P1 s) M. E" ]- h! Z$ a
（5）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查判斷該站址是否滿足工程施工條件；
（6）是否符合通信工藝規(guī)范要求；2 Z0 j. F' p; k+ n5 ]! M9 l
（7）確認(rèn)站址。
基站選址在滿足以上步驟之后，還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）遠(yuǎn)離加油站，至少保證：油量少于50 m?時(shí)間距大于12 m，油量為50～1 000m?時(shí)間距大于15 m，油量為1 000～2 000 m?時(shí)間距大于20 m；
（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；2 （3）站址不應(yīng)選擇在易燃、易爆的倉(cāng)庫和材料堆積場(chǎng)，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）基站盡可能避免設(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(chǎng)附近時(shí)，其天線高度應(yīng)符合機(jī)場(chǎng)凈空高度要求，并且需經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)；2 b. ]' S$ _5 B) Q
（8）高壓線附近設(shè)站時(shí)，通信機(jī)房應(yīng)保持20 m以上的距離，鐵塔離開高壓線距離必須在自身塔高以上；/ K( |* x; _' m: X
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（9）不同通信鐵塔間距離應(yīng)保證50 m以上，如果小于50 m，必須要在不同地網(wǎng)間保證三點(diǎn)以上互連。
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4.2　機(jī)房勘察設(shè)計(jì)
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機(jī)房?jī)?nèi)勘察內(nèi)容包括：; z. H% a5 P( K$ f0 N1 b- y
●確定所選站址建筑物的地址信息；( |, X1 j+ }7 F# p6 ^+ F! f8 v) g
●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）；. Q" r, q3 N: ^+ P
●記錄機(jī)房的物理尺寸，包括機(jī)房長(zhǎng)、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；
●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≥600 kg/m?，一般的民房承重在200～400 kg/m?，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；
●確定機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備區(qū)的情況，包括機(jī)房?jī)?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)；

●確定機(jī)房?jī)?nèi)走線架、饋線窗的位置和高度；
●了解機(jī)房?jī)?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；
●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，勘察步驟如下。2 p/ }/ x9 J1 T# Y: Y- g7 Ww v# r
（1）進(jìn)入機(jī)房前，在勘察記錄表格里記錄所選站址建筑物的地址信息。4 g5 D. B; B8 D7 M3 L. [5 O
（2）進(jìn)入機(jī)房后，在勘察表格里記錄建筑物的總層數(shù)、機(jī)房所在樓層，并結(jié)合室外天面草圖畫出建筑內(nèi)機(jī)房所在位置的側(cè)視圖。
（3）在機(jī)房草圖中標(biāo)注機(jī)房的指北方向，機(jī)房長(zhǎng)、寬、高（梁下凈高），門、窗、立柱和主梁等的位置和尺寸；其他障礙物位置、尺寸。$ m0 t" _# J, c
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（4）機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備區(qū)查勘：根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)現(xiàn)有設(shè)備的擺放圖、走線圖，在機(jī)房草圖標(biāo)注原有、本期新建設(shè)備（含蓄電池）擺放位置；機(jī)房?jī)?nèi)部是否需要加固需經(jīng)有關(guān)土建部門核實(shí)。
（5）確定機(jī)房?jī)?nèi)走線架、饋線窗的位置和高度，在機(jī)房草圖標(biāo)注饋線窗位置尺寸、饋線孔使用情況。
（6）在機(jī)房草圖標(biāo)注原有、新建走線架的離地高度，走線架的路由，統(tǒng)計(jì)需新增或利舊走線架長(zhǎng)度。 T3 {: H1 I9 j5 s. k2 {
（7）了解機(jī)房?jī)?nèi)市電容量及市電引入的情況，對(duì)于新建站需明確市電容量和引入位置，并根據(jù)典型基站的電源容量判斷是否需要市電增容，在機(jī)房草圖標(biāo)注引入點(diǎn)的位置和引入長(zhǎng)度。3 L+ `Q2 A# P }! ?( o
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（8）了解機(jī)房?jī)?nèi)交、直流供電的情況，對(duì)于已有機(jī)房，在勘察表格中記錄開關(guān)電源整流模塊、空開、熔絲等使用情況，判斷是否需要新增，并做好標(biāo)記，拍照存檔。
（9）了解機(jī)房?jī)?nèi)蓄電池、UPS、空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)情況，對(duì)于已有機(jī)房，在勘察表格中記錄這些設(shè)備的一些參數(shù)，判斷是否需要新增或替換，并現(xiàn)場(chǎng)拍照存檔。# @* ~, P: Q6 g8 }

（10）了解傳輸系統(tǒng)情況，對(duì)于已有基站，需了解現(xiàn)有基站的傳輸情況，包括傳輸?shù)姆绞?、容量、路由和DDF端子板使用情況等。

（11）確定機(jī)房接地情況，對(duì)于租用機(jī)房，盡可能了解租用機(jī)房的接地點(diǎn)的信息，在機(jī)房草圖中標(biāo)注室內(nèi)接地銅排安裝位置、接地母線的接地位置、接地母線的長(zhǎng)度。7 d# G" f! Y5 b W: a2 J3 }

（12）在機(jī)房時(shí)應(yīng)從不同角度拍攝機(jī)房照片，必要時(shí)對(duì)局部特別情況（饋線窗、封洞板、室內(nèi)接地銅排、走線架、饋線路由、原有設(shè)備和預(yù)安裝設(shè)備位置）拍攝照片記錄。6 S. l3 i$ K2 E/ b
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4.3　天面、塔桅勘察設(shè)計(jì)
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天面和塔桅勘察內(nèi)容如下。
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●待查勘基站基本信息。

●確認(rèn)基站的經(jīng)緯度與方位。. W$ i# A$ _0 n4 _+ W P

●樓頂塔桅（桅桿、增高架、樓頂塔等）：了解天面結(jié)構(gòu)；本期天饋的安裝位置、高度、方位角、下傾角；室外走線架路由；饋線方案；初步了解室外防雷接地情況。
●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。

●記錄天面勘察內(nèi)容、拍照存檔。
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●繪制天饋安裝草圖。3 |' E4 }7 ]8 x/ t, M1 C0 ~9 n, W1 F
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●記錄并拍攝室外接地銅排情況。
●拍攝基站所在地全貌。
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　　從勘察內(nèi)容來看，天面、塔桅勘察中比較復(fù)雜的是樓頂塔桅，需要綜合考慮天面大小、結(jié)構(gòu)、承重，包括天面上已有其他運(yùn)營(yíng)商的塔桅現(xiàn)狀，以確保足夠的隔離度。樓頂塔桅的勘察步驟如下：/ r. N- _: 6 j7 M% KN5 Yv
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（1）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)域類型等基本信息；# _1 Q# i. Ip' w
（2）準(zhǔn)確記錄新建塔桅類型、高度，并在天饋草圖中準(zhǔn)確標(biāo)注塔桅與機(jī)房的相對(duì)位置；
（3）如果是利舊塔桅，需要記錄原有塔桅類型、歸屬、已用與可用平臺(tái)高度、可用支架高度與方位角，并在天饋草圖中標(biāo)注利舊塔桅與機(jī)房的相對(duì)位置；: `0 r3 Z+ [; X# {( l% Y

（4）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；

（5）記錄饋線的數(shù)量與長(zhǎng)度、室外走線架的長(zhǎng)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；　

（6）初步了解大樓地網(wǎng)情況，提供給土建部門，以供參考；! m; k4 P/ B9 ' F5 i
（7）草圖繪制，依照要求，繪制室外天饋草圖，包括塔桅位置、饋線路由（室外走線架及爬梯）、共址塔桅、主要障礙物等，尺寸應(yīng)盡可能詳細(xì)，如屋頂?shù)臉翘蓍g、水箱、太陽能熱水器、女兒墻等的位置及尺寸（含高度信息）、梁或承重墻的位置、機(jī)房的相對(duì)位置等；
（8）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，應(yīng)盡可能真實(shí)記錄基站周圍環(huán)境，以及新建塔桅、機(jī)房位置、主要障礙物的照片，如果是利舊塔桅，需要從不同角度拍攝利舊塔桅及已安裝天線的照片。! `( J2 Y @1 H9 ^* u
4.4　勘察設(shè)計(jì)輸出) P% n8 S8 T, 6 ]3 V
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。' @% ?4 N! h Y; T7 O/ J' w7 zC k
勘察信息一般記錄在專用、規(guī)范的表格中，表格基本上涵蓋了基站查勘時(shí)需記錄的全部信息。由于運(yùn)營(yíng)商和每期工程的要求不同，項(xiàng)目組可根據(jù)工程情況進(jìn)行調(diào)整和簡(jiǎn)化，在勘察前加以統(tǒng)一規(guī)范并報(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。- J3 c" Q# h5 bS
●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?jī)?nèi)無任何運(yùn)營(yíng)商的基站設(shè)備。4 I. lB5 @. u4 [! j) o% ^4 v
●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。0 _( Us3 w/ r, m6 |+ V; {
設(shè)計(jì)圖紙輸出在滿足通信規(guī)范的基礎(chǔ)上，同樣會(huì)根據(jù)每期工程的不同作出調(diào)整，一般單站需要出4份圖紙：機(jī)房設(shè)備平面圖、機(jī)房走線架圖、室內(nèi)走線路由圖、天饋安裝走線圖。TD-SCDMA基站機(jī)房的布局同一般基站類似，需要注意的是TD-SCDMA由于饋線較多，占用走線架空間較多，一般情況下，要求基站設(shè)備安裝位置盡量靠近饋線洞。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，避免電源線、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5所示。
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　　圖5　機(jī)房平面示意
5、小結(jié)/ M6 S* Z" ]$ d# A) }
TD-SCDMA基站無線勘察設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，承接網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，銜接網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和性能的好壞有著舉足輕重的影響，應(yīng)綜合考慮工程在技術(shù)方案和投資經(jīng)濟(jì)效益兩個(gè)方面的合理性，不應(yīng)單純只從技術(shù)方案或從經(jīng)濟(jì)效益考慮達(dá)到最優(yōu)。