TD-SCDMA基站无线勘察与设计

 摘要　TD-SCDMA基站无线勘察与设计是TD-SCDMA系统设计的重要组成部分，直接影响无线网络的性能和建设成本。本文从流程、设备、基站勘察等多方面进行了介绍，为相关从业人员提供一定的指导和帮助。

1、前言

以中国移动为主导的第二轮10个城市TD-SCDMA商用实验网络建设正在如火如荼地进行中，其中中国电信（保定）、中国网通（青岛）继续在原有实验网的基础上扩容，两家新增基站规模在700个左右；除了在厦门扩大建设外，中国移动在北京、上海、广州等7个城市都需要新建大量基站，初步规划新增基站规模达到8 000多个，室内分布系统3 000多套。由于没有2G网络基础，中国电信和中国网通基站（机房和塔桅）建设基本上以新建为主，而中国移动则可以充分利用现有庞大的GSM网络资源，共站建设，利用原有机房、塔桅和天面。

TD-SCDMA基站无线勘察与设计是网络建设中的一个重要环节，内容包括基站初勘选址、站址获取、勘察、设计及出图等，要求设计人员一方面从规划、可研的高度理解TD-SCDMA网络建设目标，明确覆盖对象和策略；另一方面从工程和技术两个层面选址勘察设计，以确保设计方案在技术上可行，工程上易实施并且使网络质量性能达到最优。

2、TD-SCDMA基站无线勘察设计流程

TD-SCDMA基站勘察设计流程和以往2G系统基本相似，即在规划的基础上明确最终站址、配置、天线等参数，勘察设计的结果又反馈到规划中进行局部调整。由于目前TD-SCDMA网络还没有实际运营和商用用户，因此某些以往的成熟通用做法会受到限制，只能借鉴使用。TD-SCDMA基站无线勘察设计流程如图1所示。

图1　TD-SCDMA基站无线勘察设计流程

从实验网建设情况来看，站址获取是TD-SCDMA网络建设面临的一个突出难题，尤其是没有2G网络资源的运营商，社会公众对环境环保问题的关注和对电磁辐射的误解更加重了站址获取的难度。

3、TD-SCDMA基站主设备及天馈系统

在实际的勘察设计之前，要对TD-SCDMA基站设备及天馈系统有一定的了解，尤其是设备物理参数、性能参数和工艺要求，熟练掌握了设备特性，有助于在勘察设计中提出最优技术解决方案。

3.1　TD-SCDMA基站主设备

TD-SCDMA基站设备种类主要有宏基站、微基站、拉远站、直放站和一体化基站，在2006年的三地实验网中，宏基站得到了广泛使用和验证，部分厂商的微基站得到少量应用，拉远站（BBU+RRU）因馈线少、适应环境能力强而颇被运营商看好，直放站在TD-SCDMA组网中应用较少。TD-SCDMA基站主设备基本物理参数见表1。

表1　TD-SCDMA基站主设备物理参数

宏基站是TD-SCDMA RAN系统的重要组成部分，是构建无线网络覆盖的主要设备类型，广泛应用于市区、郊区、农村、道路等各种环境。宏基站通过Iub接口与RNC连接，通过Uu接口与UE通信。宏基站与外围设备的连接如图2所示。

图2　宏基站与外围设备的连接

拉远型基站分为基带拉远设备和中频拉远设备两种，其主要区别在于RRU信号在何处与BBU分开，基带处分开就是基带拉远设备，中频处分开就是中频拉远设备，目前实际应用中以基带拉远为主。基带拉远设备功能如图3所示。

图3　基带拉远设备功能

3.2　TD-SCDMA天馈系统

TD-SCDMA天馈系统包括智能天线、馈线、TPA和GPS等，智能天线是整个天馈系统的核心。智能天线尺寸大、馈线多等也是目前业界着力解决的问题，从早期的8目智能天线（高1 347 mm×宽650 mm×深110 mm）到6目智能天线（高1 350 mm×宽506 mm×深70 mm），从31根馈线到3根集束电缆，从2个TPA到1个集成压铸模TPA，其目标都是降低安装工艺要求，减少站址获取及施工的难度。天馈系统的实物照如图4所示。

图4　天馈系统实物照

4、基站无线勘察设计

4.1　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，对通信项目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高低，是立足通信设计市场的重要因素。选址的主要步骤如下：

（1）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；

（2）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；

（3）依据网络覆盖现状分析是否可以通过网优方式解决问题，可以则取消建站计划；

（4）对于待建站点，应参照典型数据，结合现场地形地物分布，估计能否达到覆盖效果，确定该站址是否满足通信需求；

（5）根据现场调查判断该站址是否满足工程施工条件；

（6）是否符合通信工艺规范要求；

（7）确认站址。

基站选址在满足以上步骤之后，还应注意以下事项：

（1）远离加油站，至少保证：油量少于50 m?时间距大于12 m，油量为50～1 000m?时间距大于15 m，油量为1 000～2 000 m?时间距大于20 m；

（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）基站尽可能避免设在雷击区；

（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20 m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50 m以上，如果小于50 m，必须要在不同地网间保证三点以上互连。

4.2　机房勘察设计

机房内勘察内容包括：

●确定所选站址建筑物的地址信息；

●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）；

●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；

●判断机房建筑结构、主梁位置、承重情况（BTS机柜承重要求≥600 kg/m?，一般的民房承重在200～400 kg/m?，需采取措施增加承重），并向建设单位陪同人员和业主索取有关信息；

●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；

●确定机房内走线架、馈线窗的位置和高度；

●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；

●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，勘察步骤如下。

（1）进入机房前，在勘察记录表格里记录所选站址建筑物的地址信息。

（2）进入机房后，在勘察表格里记录建筑物的总层数、机房所在楼层，并结合室外天面草图画出建筑内机房所在位置的侧视图。

（3）在机房草图中标注机房的指北方向，机房长、宽、高（梁下净高），门、窗、立柱和主梁等的位置和尺寸；其他障碍物位置、尺寸。

（4）机房内设备区查勘：根据机房内现有设备的摆放图、走线图，在机房草图标注原有、本期新建设备（含蓄电池）摆放位置；机房内部是否需要加固需经有关土建部门核实。

（5）确定机房内走线架、馈线窗的位置和高度，在机房草图标注馈线窗位置尺寸、馈线孔使用情况。

（6）在机房草图标注原有、新建走线架的离地高度，走线架的路由，统计需新增或利旧走线架长度。

（7）了解机房内市电容量及市电引入的情况，对于新建站需明确市电容量和引入位置，并根据典型基站的电源容量判断是否需要市电增容，在机房草图标注引入点的位置和引入长度。

（8）了解机房内交、直流供电的情况，对于已有机房，在勘察表格中记录开关电源整流模块、空开、熔丝等使用情况，判断是否需要新增，并做好标记，拍照存档。

（9）了解机房内蓄电池、UPS、空调、通风系统情况，对于已有机房，在勘察表格中记录这些设备的一些参数，判断是否需要新增或替换，并现场拍照存档。

（10）了解传输系统情况，对于已有基站，需了解现有基站的传输情况，包括传输的方式、容量、路由和DDF端子板使用情况等。

（11）确定机房接地情况，对于租用机房，尽可能了解租用机房的接地点的信息，在机房草图中标注室内接地铜排安装位置、接地母线的接地位置、接地母线的长度。

（12）在机房时应从不同角度拍摄机房照片，必要时对局部特别情况（馈线窗、封洞板、室内接地铜排、走线架、馈线路由、原有设备和预安装设备位置）拍摄照片记录。

4.3　天面、塔桅勘察设计

天面和塔桅勘察内容如下。

●待查勘基站基本信息。

●确认基站的经纬度与方位。

●楼顶塔桅（桅杆、增高架、楼顶塔等）：了解天面结构；本期天馈的安装位置、高度、方位角、下倾角；室外走线架路由；馈线方案；初步了解室外防雷接地情况。

●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。

●记录天面勘察内容、拍照存档。

●绘制天馈安装草图。

●记录并拍摄室外接地铜排情况。

●拍摄基站所在地全貌。

从勘察内容来看，天面、塔桅勘察中比较复杂的是楼顶塔桅，需要综合考虑天面大小、结构、承重，包括天面上已有其他运营商的塔桅现状，以确保足够的隔离度。楼顶塔桅的勘察步骤如下：

（1）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、区域类型等基本信息；

（2）准确记录新建塔桅类型、高度，并在天馈草图中准确标注塔桅与机房的相对位置；

（3）如果是利旧塔桅，需要记录原有塔桅类型、归属、已用与可用平台高度、可用支架高度与方位角，并在天馈草图中标注利旧塔桅与机房的相对位置；

（4）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；

（5）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；

（6）初步了解大楼地网情况，提供给土建部门，以供参考；

（7）草图绘制，依照要求，绘制室外天馈草图，包括塔桅位置、馈线路由（室外走线架及爬梯）、共址塔桅、主要障碍物等，尺寸应尽可能详细，如屋顶的楼梯间、水箱、太阳能热水器、女儿墙等的位置及尺寸（含高度信息）、梁或承重墙的位置、机房的相对位置等；

（8）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，应尽可能真实记录基站周围环境，以及新建塔桅、机房位置、主要障碍物的照片，如果是利旧塔桅，需要从不同角度拍摄利旧塔桅及已安装天线的照片。

4.4　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、规范的表格中，表格基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，项目组可根据工程情况进行调整和简化，在勘察前加以统一规范并报相关领导及部门批准和备案。表格类型分为两种。

●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。

●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。

设计图纸输出在满足通信规范的基础上，同样会根据每期工程的不同作出调整，一般单站需要出4份图纸：机房设备平面图、机房走线架图、室内走线路由图、天馈安装走线图。TD-SCDMA基站机房的布局同一般基站类似，需要注意的是TD-SCDMA由于馈线较多，占用走线架空间较多，一般情况下，要求基站设备安装位置尽量靠近馈线洞。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，避免电源线、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5所示。

图5　机房平面示意

5、小结

TD-SCDMA基站无线勘察设计是网络建设中的一个重要环节，承接网络规划，衔接网络优化，对网络质量和性能的好坏有着举足轻重的影响，应综合考虑工程在技术方案和投资经济效益两个方面的合理性，不应单纯只从技术方案或从经济效益考虑达到最优。