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基站选址原则
为了加强GSM扩容工程项目建设过程中的标准化、规范化管理,
根据集团公司相关要求,结合实际情况,特制定本基站选址原则。
本原则根据基站选址的相关要求,从:蜂窝结构、基站站距、天
线挂高、地形、干扰等多个方面进行细化,以提高网络建设的合理性。
基站站址选择主要是为基站天线选择一个最佳安装位置,这是一
项比较困难的工作。首先因为地形及地面建筑物的不规则性造成信号
强度覆盖图形的不均匀性,另一个重要的问题是要避免干扰。所以,
在选址时,既要考虑覆盖要求,也要考虑与其他如基站、电台等的干
扰。需用重点注意的是,在移动通信网中,不应只考虑一个基站的位
置,而要同时考虑许多基站站址的可行性。所有基站都要满足这两项
要求而它们之间又有密切的关系,如果其中一个基站的站址发生变
动,将对其他基站的站址产生影响。
选择的站址应满足下列原则的要求。
一、站址的拓朴结构应尽量符合规则的理想蜂窝网络结构
实际站址与理想站点的距离不应超过小区半径的四分之一。在高
业务密度区,该距离应该更小。
我们知道,基站的站间距一般为基站覆盖半径的1.5倍,即相邻
基站之间有相应的比较合理的覆盖重叠区。实际站址与理想站点的距
离越大,基站之间的覆盖重叠区就会变化(或大或小),当这种不合
理的基站数较多时,整个网络的拓朴结构将变得紊乱,各基站的覆盖
重叠区将要么过大,要么过小,要么就是有些区域变成多个基站的重
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叠覆盖。在这些区域,将不可避免的产生下述几个后果:
1、基站无主服小区
2、出现弱覆盖区域
3、产生乒乓切换
二、站点分布对应于话务密度,使用户尽量集中在小区中心
话务密度一般分为密集城区、一般城区、郊区、农村和交通干线
等,根据无线链路预算,站距(系统不一样时略有区别)一般分别选
定为350~500米、500~800米、800~1000米和1000~5000米之间。
基站选址时,应根据覆盖区域的话务密度预测情况进行分类,按合适
的站距进行选址。
基站小区的中心范围内,信号覆盖良好,一般都大于-80dBm,当
用户集中在小区中心时,能提高接通率,减少切换,减少掉话率,提
高用户满意度。
三、天线挂高要求超出周围平均高度
为降低信号在传播路径上的传输损耗,天线挂高一般要求比周围
建筑物平均高度高。根据基站站址所在区域分类和相应的覆盖要求,
天线挂高超出周围建筑物高度的建议值如下表所示。
地域分类
密集城
区
一般城
区
郊区乡镇农村
天线挂高超出周围
建筑物平均高度
(米)
10及以
下
10~1515以上15以上15以上
特殊情况下,如某建筑较为封闭的小区,在小区中心新建基站覆
盖本小区,天线挂高需低于小区建筑物平均高度。
四、选址时,要避免天线附近有高大建筑物阻挡的情况
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天线附近有高大建筑物阻挡,会造成信号反射,产生对其他小区
造成比较大的干扰,较高的基站还会造成反方向的孤岛效应,而主瓣
方向由于阻挡却信号很弱。工程要求天线主瓣方向100米以内无阻
挡,旁瓣方向50米内无阻挡。
五、基站应避免选用附近有大功率电台、频率相近的寻呼、微波
等设备的位置作为站点
大功率电台附近底噪较高,造成通话质量急剧恶化;频率相近的
寻呼、微波设备会产生互调干扰,造成掉话、通话质量差等问题。
六、站点应选在交通方便、市电供应良好、环境安全的地方
在提供机房的站点,其楼顶、塔上或其他规划的天线架设位置应
有足够的面积安装天线,能够提供天线走线位置,能够解决传输和电
源等其他配套要求。
站点的选择考虑好配套设施问题,能给基站的建设和维护带来便
利。如交通方便能提高建设及维护的速度;市电供应良好能使基站更
安的运行;环境安全的地方,能减少移动通信设施被破坏的概率。
七、在选址时,尽量选取成本低的站址
在不影响总体布局的情况下,基站建设投资越少、成本越低,回
收期越短,对于企业的经营是非常有利的。
八、市区边缘或郊区尽量避免建设高站
900MHz移动通信是近地表面视距通信,天线所发直射波所能达
到的最远距离(S)直接与收发信天线的高度有关,具体关系式可简
化如下:
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S=2R(H+h)
其中:R-地球半径,约为6370km;
H-基站天线的中心点高度;
h-手机或测试仪表的天线高度。
由此可见,基站无线信号所能达到的最远距离(即基站的覆盖范
围)是由天线高度决定的。
GSM网络在建设初期,站点较少,为了保证覆盖,基站天线一般
架设得都较高。随着近几年移动通信的迅速发展,基站站点大量增多,
在市区已经达到站距大约为350m~500m左右。在这种情况下,我们
必须降低天线的高度,减小基站的覆盖范围,否则会严重影响我们的
网络质量。其影响主要有以下几个方面:
1、话务不均衡。基站天线过高,会造成该基站的覆盖范围过大,
从而造成该基站的话务量很大,而与之相邻的基站由于覆盖较小且被
该基站覆盖,话务量较小,不能发挥应有作用,导致话务不均衡。
2、系统内干扰。基站天线过高,会造成越站无线干扰(主要包
括同频干扰及邻频干扰),引起掉话、串话和有较大杂音等现象,从
而导致整个无线通信网络的质量下降。
3、孤岛效应。孤岛效应是基站覆盖性问题,当基站天线远较相
邻基站天线高时,会由于越区覆盖在很远处出现"飞地",而与之有切
换关系的相邻基站却因天线挂高原因覆盖不到,这样就造成"飞地"
与相邻基站之间没有切换关系,"飞地"因此成为一个孤岛,当手机占
用上"飞地"覆盖区的信号时,很容易因没有切换关系而引起掉话。
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从干扰观点来看,选择较高的站址往往是一个不好的方案。
建议天线挂高如下表所示。
项目
密集城
区
一般城
区
郊区乡镇
农村
平原丘陵山区
天线挂
高(米)
30
九、新建基站应选在交通方便、市电可用、环境安全及少占良田
的地方(农村基站)
交通方便,便于后期的维护;市电可用,避免增加架交流引入的
投资;环境安全,避免出现如设备被盗等意外事故;少占良田,尽量
选荒地,保持原有的耕地。
十、避免在大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近建站
大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近,底噪较高,容
易出现掉话、通话质量差、信道丢失等问题。
十一、新建基站远离树林处以避开信号的快速衰落
无线信道是一种难以估计的不友善信道。为了更深入的研究,我
们可以将无线信道的衰落简单分成三层模式,如下:
第一层是描述发射机和接受机之间的路径损耗特征的区域平均
功率。这是单纯由于路径损耗引起的衰落,一般包括直接视距路径的
扩散损耗,由于建筑物、山或森林引起的反射损耗和绕射损耗,建筑
物的穿透损耗等。
第二层是叠加在路径损耗区域平均功率上的慢衰落平均功率,服
从对数正态分布。主要是由于阴影衰落所引起的,通常是由于建筑物、
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树和树叶遮挡所产生,是慢衰落。分为大尺度模式(遮挡物超过100m)
和中尺度模式(遮挡物在100米以内),都服从对数正态分布。
第三层是再叠加在呈对数正态分布的慢衰落平均功率上的快衰
落瞬时功率,它服从莱斯(GSM视线范围内的衰落)或瑞利分布(非
视线范围内的衰落),是快衰落(小尺度模式)。这种衰落是由于发射
的电磁波被散射体,如房屋、建筑物、树林等反射、绕射、散射而产
生的多径效应造成的。
多径衰落是深衰落(如瑞利衰落),会带来很多的问题,我们应
当尽可能的避免。
由多径传播所引起的接受信号短期起伏称为小尺度衰落(快衰
落)。各条多径信号的不同传播路径长度产生不同的传播时延,称之
为多径分支。由于各条多径分支的功率是时变的,而各路多径信号到
达接收机的相位是不同的,因此产生衰落,而衰落的深度取决于信道
的类型。在直接视线不可接触的范围内,快衰落的信道类型为瑞利衰
落。瑞利衰落的是最严重的移动无线衰落信道。因为视线不可及,因
此没有一个绝对占优势的信道,所有的多径信道都是独立的,没有一
个占优,因此造成的衰落很深;而在直接视线接触的范围内,快衰落
的信道类型则是莱斯衰落,莱斯衰落的深度较之前者为浅。这是因为
视距路径就是一条占优势的信道。
所以,为能避免信号的深衰落,基站尽量应远离树林;即使没有
其他建设方案,基站选址只能在树林内,天线挂高应超出树林平均高
度30米以上,使得主要覆盖区内信号的衰落符合莱斯分布。
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十二、在山区、岸边比较陡的地方、湖泊区和丘陵城市及有高层
金属建筑的环境中选址时要注意信号反射及时间色散的影响
在接收端,由于射频信号的反射作用,接收机收到的信号是多种
多样的,其中有的反射信号来自远离接收天线的物体,这种反射信号
经过的路程比直射信号长很多,因而会形成相邻符号间的相互干扰。
这种现象称为时间色散。
出现时间色散的典型环境为山区、丘陵城市和高层金属建筑等。
出现时间色散的条件为(反射路径-直射路径)>1.1km。
避免有害时间色散的方法是:将基站设在离建筑物尽可能近的地
方;将基站设为背对反射物,天线的前景比高。
十三、建网初期,选择站点应保证重点地区良好的覆盖
在建网初期设站较少时,选择的站址应保证重要用户和用户密度
大的市区有良好的覆盖。
基站站址宜选择在规则蜂窝网孔中规定的理想位置,其偏差不应
大于基站半径的1/4。选择的站址不仅本期工程适用,将来小区分裂
时也能继续使用。
十四、尽量不要让天线主瓣沿街道、河流等地物辐射,避免波导
效应产生的导频污染或孤岛效应
天线主瓣沿街道覆盖,容易产生波导效应,小区覆盖距离较远,
对其他小区产生干扰,而且容易形成孤岛效应;天线主瓣沿河流覆盖,
由于水面的镜面反射系数较大,延长小区的覆盖,对其他小区产生干
扰,也容易形成孤岛效应。
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十五、为了人员、设备的安全和高压电力线路对移动通信基站可
能造成的干扰影响,建议基站站址根据电力铁塔的高度和基站铁塔的
高度,建在距电力线50-100米以外的地方
1、安全方面考虑:
电力铁塔一般为40~70米,考虑到遇意外事故造成铁塔倒塌、
电力线断裂时,造成基站设备及基站铁塔带强电,可能造成设备损坏
和维护人员的人身危害,建议基站站址根据电力铁塔及基站铁塔本身
的高度建在距电力线50~100米以外的地方。
2、电磁干扰方面考虑:
高压电线周围的强磁场可能会对基站设备造成的影响,一般可分
为四个方面:即工频电场、工频磁场、电磁幅射干扰和地电位。
上述四个方面对基站设备的干扰程度各有不同。一般认为在220
千伏以下,工频电场的影响较小,工频磁场的影响更小,主要是电磁
辐射干扰(以电晕放电和间隙击穿为主)和地电位。这种现象出现对离
电力线几十米的基站设备来说是致命的。
间隙击穿发生在高压输电线上两个互相靠近、电位不等的尖端之
间。间隙击穿时,放电电流产生很宽的辐射频谱,一直延伸到特高频
段。
电晕放电是由高达几万到几十万伏的电压产生很强的电场,引起
周围粒子激烈的惯性碰撞过程,形成的干扰具有随机干扰特征(其频
谱在数兆赫以下),产生电磁幅射干扰和噪声就会很大。有专家认为
工频电场、工频磁场影响不能轻视,例如:某大楼的8层,距220千
。
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伏高压线15米时,磁感应强度为15安培/米,电场强度为98.8伏/
米;在18米时,磁感应强度为0.5安培/米,电场强度40伏/米。就
工频电场影响来看,依据信息产业部制定的GB/T17618--98<信息技术
设备抗扰度限值和测量方法>中"电场强度应不超过3伏/米的限值,
可见其已超过极限值,可造成信息技术设备工作失灵。
对于磁感应强度的影响,瑞典规定不超过0.2微特斯拉,我国参
照国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值为0.1毫特
斯拉。信息产业部对IT方面的地电位有一个明确规定,即地电位的升
高值不得超过150伏,电磁幅射干扰场强值在频率为0.5MHz时,不大
于55dB(μv/m)。
3、有关法规
经查“中华人民共和国通信行业标准,移动数据通信网工程设计
暂行规定,(1998,YD5069-98)”及“中华人民共和国通信行业标准,
电信专用房屋设计规划,(1995,YD5003-94)”等规范,其中都没有
具体的要求。仅有“局(站、台)址选择时应考虑高压电站的影响……”
等提法。
另外,据日本NTT公司“关于变电站与电信局站间距要求”中称:
对于有接地体的高压铁塔及变电站,周围电信局房距其的最小安全距
离为60米;对于对于无接地体的高压铁塔及变电站,周围电信局房
距其的最小安全距离为10米。
经上述资料分析,为了人员、设备的安全和高压电力线路对移动
通信基站可能造成的干扰影响,建议基站站址根据电力铁塔的高度和
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基站铁塔的高度,建在距电力线50~100米以外的地方。
十六、站址不可选择在机场航道范围内
从平面与立面的角度分开分析。
平面:机场无线电导航台站关键性保护区域是以跑道两端为起
点、左右各10°向外延伸至约30公里处的两个扇形进场着陆区。飞
机的进场着陆能否成功,就取决于它能否在这一区域内建立正确的进
场航线。因此,这一区域也就成了各种地面或机载的无线电导航设备
对各种有害干扰的最为敏感的区域。基站站址可尽量靠近机场,但不
可选择在扇形进场着陆区内。
立面:军民航机场相关规定中基站天线挂高为20米。从机场附
近各基站情况来看,挂高均未超过20米;各基站铁塔已经进行过“降
高”手术。具体选址时还要看基站所在地机场是否有其他规定或要求。
十七、基站应选在人为噪声及其他无线电干扰小的地方。不应设
在大功率无线电发射台、大功率电视发射台、大功率雷达站附近
大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近,底噪较高,容
易出现掉话、通话质量差、信道丢失等问题。
十八、市区基站应避免天线前方近处有高大楼房而造成障碍或反
射后对其周围基站产生干扰
基站正前方100米内有高大楼房,将较大的影响本基站小区信号
覆盖范围变小。而且该基站信号被楼房反射后,信号方向杂乱,将不
可预测的对其他周边基站信号造成同频和邻频干扰。
十九、基站应具有良好的抗干扰能力,站址尽量不选在江河边
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对单个基站而言,基站抗干扰的提高是采用分集接收(空间、频
率等)技术。
站址尽量不选在江河边是基站天线主瓣如沿河流覆盖,由于水面
的镜面反射系数较大,导致小区的覆盖延长,对其他小区产生干扰,
也容易形成孤岛效应。
另外,需要注意的还有:基站应避免设在雷击区;严禁将基站设
置在矿山开采区和易受洪水淹盖的地方等。
在工程建设中,省公司对分公司建设单位的基站选址执行情况进
行不定期的检查,对违反本实施原则的进行通报批评及相应考核处
罚。本办法自公布之日起实施,解释权属省公司计划建设部。
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