CDMA1X基站勘测指导书1227A20.docx
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CDMA1X基站勘测指导书1227A20
资料编码
产品名称
CDMA1X
使用对象
内部资料
产品版本
编写部门
网络规划部
资料版本
V2.0
CDMA1X基站勘测指导书
拟制：
杨滨
日期：
2002/12/27
审核：
日期：
审核：
日期：
批准：
日期：
华为技术有限公司
版权所有XX
修订记录
日期
修订版本
描述
作者
2002-07-11
V1.0
初稿
白晓斌
2002-12-27
V2.0
增加天线隔离度计算结果
杨滨
目录
第一章概述5
第二章基站勘测流程7
2.1基站勘测内容7
2.2基站勘测常用仪器8
2.3基站选址9
2.4详细勘测11
2.4.1勘测流程11
2.4.2GPS天线安装要求15
2.4.3馈线16
2.4.4共站址干扰和天线安装的隔离度要求17
第三章勘测报告24
关键词：
基站勘测天线选择隔离度
摘要：
基站勘测是规划网络不可缺少的重要工作之一，是网络预规划思想的具体实现，直接关系到网络质量的优劣。
本文给出了CDMA基站勘测的内容和流程，针对现阶段CDMA1X基站系统可能出现的问题，提出了工作重点。
缩略语清单：
参考资料清单：
参考资料清单
名称
作者
编号
发布日期
查阅地点或渠道
出版单位
《无线网络规划》
华为网络规划部
基站勘测规范
华为网络规划部
《天线倾角规划调整指导书》
华为网络规划部
《卫星同步天馈系统安装》
华为
第一章概述
对移动通信网络来说，网络规划工作自始至终伴随着网络的发展。
在CDMA1X网络中，网络规划工作内容包括话务覆盖分析、仿真、勘测、系统设计、安装调测和优化这样一个循环的过程。
其中基站勘测处于覆盖和容量分析之后。
此时，经过分析和系统的仿真，基站的分布和配置都有预规划的方案，勘测工程师根据这个方案进行实地勘测，选择理想站址并确定移动通信设备和天馈系统的工程参数。
这些数据将作为下一步系统设计的依据。
图一网络规划工作流程
基站勘测的内容主要包括，无线传播环境的勘测和工程安装条件的考查。
本文主要描述和网络规划工作相关的部分，包括电磁背景测试，基站选址，无线传播环境，天馈系统参数确定等。
但是对一个无线通信网络的建设不仅要从无线传播的技术角度考虑，还要从投资和工程实现方面综合考虑，因此基站选址还要考虑是否能以较小的投资满足技术的要求。
这个阶段工作的成果，可能影响整个通信网的质量和工程进度。
因此，一定要重视勘测工作的质量。
如果由于基站勘测错误导致的发货错误，返工，延期等，无法采用其他措施快速补救，损失是巨大的。
本文中内容主要包括基站勘测的工作和勘测所需要的仪器。
还有一些对不同基站环境问题的处理建议。
所有这些内容都是基于以前工作的经验完成的，适用于现阶段CDMA1X网络工程建设的需求。
第二章基站勘测流程
2.1基站勘测内容
图二为基站勘测的工作流程。
其中传播模型校正和电磁背景测试是可选项目。
基站勘测是网络规划工作中的一部分，是一项烦杂和细致的工作，需要在实际的现场环境中将网络规划的思想付诸实施，为以后建设一个质量良好的网络打下基础。
一定的网络规划和优化工作经验对提高基站勘测的质量是有帮助的，反之在实际的基站勘测中积累的经验也会促进网络规划和优化工作经验。
基站勘测主要包括基站选址和详细勘测两大部分。
基站选址对于复杂网络或新建网络有比较大的影响。
2.2基站勘测常用仪器
基站勘测常用仪器有
指南针
卷尺
角度仪
GPS接收机
照相机
地图
望远镜
便携式电脑
其中GPS接收机、卷尺和指南针是使用最频繁的仪器。
其他仪器虽然用的很少，但为以防万一还是应该带齐。
指南针用于确定机房和天线方位角，使用时注意不要靠近铁物质，以免受磁化影响精度。
GPS接收机是用来确定基站的经纬度和海拔高度。
GPS定位信息是接收太空中的24颗卫星中的4颗卫星信号后计算出来，为保证良好的接收信号，GPS要放置在无阻挡的地方。
我们使用的GARMIN系列的GPS有较高的精度，在同一地点两次开关机得到的经纬度数据距离相差不到10米。
在一个地区首次使用GPS要开机等待10分钟以上，这样才能保证精度。
根据地图椭球格式的不同，经纬度有不同格式。
在GPS中要进行设置。
我们现在使用的GARMIN12XLGPS中有一百多种格式，默认使用WGS84格式。
测量建筑物的高度经常要用到卷尺或角度仪。
使用卷尺可以准确的测量建筑物的高度。
对于不便使用卷尺的时候，可以利用角度仪进行估算。
如下图三所示。
建筑物高度H=h2＋dtan（a）
2.3基站选址
在进行基站选址之前，勘测人员首先要掌握工程建设的背景资料，包括本期工程投入，覆盖要求，网络容量。
如果已经开通了网络，还要了解已有网络的基站分布，话务容量，无线覆盖情况。
需要准备好勘测常用的工具，包括：
GPS，照相机，高度表，望远镜，指南针，角度仪。
另外一定要有覆盖区域的地图，可在当地书店购买（军用地图更好）。
在开始基站选址之前，网络规划工程师已经根据运营商的要求完成对覆盖区域的分析，并生成理想站址位置。
勘测人员根据理想站址位置进行勘测。
基站选址的常用原则如下：
1、首先保证重要区域和用户密集区的覆盖。
包括政府重要机关，机场火车站等交通枢纽，企业办公楼，商业中心，酒店和娱乐业，通信企业和员工住宿地，居民小区等。
2、在不影响基站布局的情况下，尽量选择现有的电信楼作为站址，使其机房、电源、铁塔等设施得以充分利用。
3、城市市区或郊区的海拔很高的山峰（与市区海拔高度相差100～300米以上）一般不考虑作为站址，一是为便于控制干扰范围，二也是为了减少工程建设的难度，方便维护。
4、新建基站应建在交通方便，市电可用、环境安全的地方；避免在大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近。
5、新建基站应设在远离树林处以避开接收信号的衰落。
6、在山区、岸比较陡或密集的湖泊区、丘陵城市及有高层金属建筑的环境中选址时要注意时间色散影响
7、在市区楼群中选址时，可巧妙利用建筑物的高度，实现网络层次结构的划分。
8、在建网初期建站较少时，选择的站址应保证重点地区有良好的覆盖。
9、避免天线主瓣沿街道与河流等地物辐射，避免波导效应造成的导频污染或孤岛。
10、如果基站选址是在现有网络扩容的基础上进行，在基站选址的时候还要注意和现有网络基站的配合。
首先在地图上标出理想站址的位置和覆盖区域。
勘测人员选择一个比较高的位置对覆盖区域进行观察，比如高层建筑的顶层或野外的山顶。
在这里可以观测到建筑的走向或地形情况，了解是否有影响电磁波传播的阻挡物或反射物。
参照地图对理想站址进行选择和确认。
在CDMA1X网络建设的初期优先考虑无线覆盖要求，并选择用户密集区中心建立基站。
基站选址方案没有完全的正确或错误的答案，考核的原则就是使基站的无线资源利用率达到最高。
好的基站布局结构要考虑到无线覆盖要求、容量的要求和长期发展的需要。
这里体现出勘测人员对移动通信网了解的程度。
为获得理想的覆盖范围，一般天线周围净空要求为50～100m。
对800M、900M的无线信号来说，在此距离的第一菲涅尔区约为5m，这意味着基站天线底部要高出周围环境5m。
对1900M的无线信号来说，在此距离的第一菲涅尔区约为3.5m，对450M的无线信号来说，在此距离的第一菲涅尔区约为7m，天线周围净空要求如下图：
图四天线周围净空要求
看清建筑物的分布和走向对地面覆盖范围有比较大影响。
根据经验城市中建筑比较复杂，室内信号比室外有10～20dB的损耗，容易引发用户的投诉。
选定基站后还要对覆盖区域如商场和办公楼进行实际走访和调查。
了解建筑物结构，地面物体的阻挡等。
除了对无线传播方面的勘测外，另外就是调查用户分布，确定话务密集区。
方法有：
利用已有的GSM网络的话统数据或IS95话统数据；咨询运营商的网络维护人员；实地走访和调查。
确定基站位置后，要尽快的和房东或土地所有者联系确认是否可以获得该地方的使用权。
有时候这个工作无法同步完成，我们需要再选择几个备用站址。
顺序勘测这些基站，直到将覆盖区域全部观测完成。
CDMA网络使用的频段都是统一划分的。
但是实际应用中，不能保证所有地区该频段是完全纯净的。
特别是在有直放站的地方，不同行政区域的交界处，矿山和野外等区域，注意进行电磁背景的测试，详见电磁背景测试指导书。
这是可选流程。
对于一些复杂地形的覆盖区域，为了确认基站是否能满足要求，可以进行传播损耗的测试。
在候选的站址设置一个模拟发射机，勘测人员在覆盖区域内移动采集接收电平的信号。
覆盖区域内的接收电平强度要大于运营商的覆盖设计要求。
根据测试结果来确定基站位置是否可用。
网络规划工作中，覆盖预测准确程度依赖于传播模型和电子地图的精度。
如果需要，在勘测阶段还可以进行传播模型校正。
详细内容参见相关文档。
这也是可选流程。
对于已有网络扩容建设，基站选址的时候还要注意和现有网络的配合。
首先采集现有网络的无线覆盖数据，包括基站位置、使用的频点、接收电平、接收质量和系统消息。
受限于原来基站布局，增加的基站位置选择范围有限。
根据上述原则和原来覆盖情况进行基站选择。
对于搬迁基站，一定要采集原来天馈系统的工程参数，包括天线和馈线类型、挂高、方位角、下倾角、原来区域的覆盖范围。
综合以上情况，可以初步确定基站的位置。
如果时间允许，建议在选站过程中使用仿真工具.把候选的站址输入仿真工具,查看是否能满足覆盖和容量的要求,是否有覆盖空洞等等.。
如果是共站址基站，还可以对已建成网的站点进行CW路测,进行传播模型校正，再进行仿真，这样与实际情况更加吻合，更能正确地选择基站的位置。
2.4详细勘测
一旦基站位置确定下来，就要制定详细基站勘测计划。
详细勘测得到的结果要用于网络规划，设备采购和工程建设。
所以详细勘测内容包括机房和铁塔，传输和供电，设备安装位置等内容。
本文内容只涉及和网络规划有关的部分。
2.4.1勘测流程
勘测人员首先要采集基站的经纬度数据，海拔数据，建筑物高度数据和已经存在的共站址的天线系统数据。
需要的话可以用照相机拍下照片。
照片内容包括基站周围的情况，基站设备安装空间，和已有的天线系统结构和安装环境。
拍摄基站周围覆盖区域时以正北方向为准，隔45度共拍摄8张。
这些照片用于后期网络规划的时候天线方位角调整的参考。
下面就是要确定天线类型和天线安装工程数据。
我司CDMA设备种类多，使用的天线多种多样，有全向天线，定向天线和分布式天线等。
通常根据覆盖区域的地形特点和大小以及用户容量来选取。
城市宏蜂窝一般使用定向天线。
对于用户分布均匀和稀疏的农村可以使用全向天线。
城市网络在建设初期可以选择高增益的天线，随着网络扩容小区分裂，天线增益要适当减小。
受天线安装空间和投资的影响，现在越来越多的网络采用双极化天线。
使用零点填充的天线对减少无线网络信号波动的情况是有改善的。
详细参见“天线选型指导书”。
天线的高度设计也要综合考虑保证良好的覆盖和干扰控制。
可以参考覆盖区域内建筑物高度的均值。
一般建议市区的天线挂高在30米以下，城郊边缘朝向外围的小区天线可以适当增加天线高度，一般为35-50米；孤站高度不要超过70米。
特别是全向站架设过高会造成“塔下黑”的情况。
市区的天线挂高在30米以下,要在勘查时就对运营商说明利弊。
如果基站的楼太高,则建议天线安装在外墙。
不要图一时方便,以后有问题再改更麻烦。
同一基站不同小区的天线允许有不同的高度。
这可能是受限于某个方向上的安装空间；也可能是小区规划的需要，以满足各小区不同的覆盖、隔离、分集和干扰的要求。
在进行天线方位角设计时，从整个网络的角度来考虑，建议在市区各个基站的三扇区采用尽量一致的方位角，尽量按蜂窝结构布局网络结构，确保覆盖均匀，减少覆盖空洞，减少重叠覆盖区，同时避免日后小区分裂时带来网络规划的复杂性。
蜂窝结构如图所示。
图五蜂窝网络结构图
具体工程中可以作一些小的调整。
城郊结合部、交通干道、一般城区等地方根据覆盖目标对天线方位进行调整。
确定天线方位应避免天线主瓣沿街道与河流等地物辐射，避免波导效应造成的导频污染或孤岛。
使天线主瓣方向朝向重要区域和用户密集区覆盖，减少基站和用户上下行链路所需得的发射功率，降低系统噪声Io，增大扇区载频容量。
天线主瓣方向不能有明显的障碍物阻挡，避免增大电波传播方向上的传播损耗。
两个相邻扇区定向天线的夹角不应小于天线的水平半功率角（常用65°天线），避免两天线的辐射区重叠太多。
天线方位角设计规定正北方向为0度，按顺时针方向旋转，正东为90°，依次类推。
一般初期规划和设计时（不考虑以后优化调整）正北往东的第一个扇区天线为基站的第一扇区，按顺时针方向依次是第二、第三扇区。
一般市区新建网络规划基站方位角推荐第一扇区为60°，第二扇区为180°，第三扇区为300°。
天线下倾角根据具体情况确定。
对于分布在市区的基站，当天线无倾角或倾角很小时，各小区的实际服务范围取决于天线高度、方位角、增益、发射功率，以及地形地物等，此时覆盖半径可以采用Okumura-Hata（800M）或COST231（1900M）公式计算；当天线倾角较大时，因上述公式中没有考虑倾角，无法计算出实际的覆盖半径。
此时可以根据天线垂直半功率角和倾角大小按三角几何公式直接估算。
为了便于实际运用和考虑相邻小区间必要的部分区域重叠，密集市区基站到覆盖目标距离D可以简化为小区设计半径（即站间距的2/3）。
结合市区常用天线和常见天线高度（25-35米），可以计算出在250、500、800、1000米小区半径下的天线倾角，结果如下表所示：
天线型号
垂直半功率角
小区半径（R）
天线高度
下倾角
65度，增益15.5dBi
13
200
25
14
65度，增益15.5dBi
13
200
30
15
65度，增益15.5dBi
13
200
35
16
65度，增益15.5dBi
13
250
25
12
65度，增益15.5dBi
13
250
30
13
65度，增益15.5dBi
13
250
35
14
65度，增益15.5dBi
13
500
25
9
65度，增益15.5dBi
13
500
30
10
65度，增益15.5dBi
13
500
35
10.5
65度，增益15.5dBi
13
800
25
8
65度，增益15.5dBi
13
800
30
8.5
65度，增益15.5dBi
13
800
35
9
65度，增益15.5dBi
13
1,000
25
8
65度，增益15.5dBi
13
1,000
30
8
65度，增益15.5dBi
13
1,000
35
8.5
一般初期建网时，基站站距一般在2－4公里，天线下倾角可为3－6度，郊区、农村等需要广覆盖的地方天线下倾角可为3度以下，或不下倾（即零度）。
天线有机械下倾和电子下倾两种。
预置下倾是指通过合成合适的天线方向图来实现对主波束附近的旁瓣压缩，这样既能控制越区信号又能避免天线的辐射图出现变形。
对于机械下倾方式，机械下倾不宜超过10度，否则，大于10度后天线波瓣变形会对其他小区造成意想不到的干扰；当需要的下倾角超过10度后，需要考虑采用电子下倾天线（在规划时），或适当降低天线高度（在优化时）。
因此在规划密集市区的网络时，建议采用电子下倾天线。
一般可以采用预置6度左右的电子下倾天线，同时天线高度不宜超过35米。
关于天线倾角对小区覆盖的影响详见“天线倾角规划调整指导书”。
天线安装环境也要受一定影响。
安装环境可分为天线附近环境和基站附近环境。
对于天线附近环境主要考虑天线之间的隔离度和天线受铁塔、天面的影响。
将定向天线安装在墙面上，天线的传送方向最好垂直于墙面，如果必须调整其方向角，则天线传送方向与墙面的夹角要求大于75°。
这时候，只要天线的前后比大于20dB，其反方向由墙面反射的信号对辐射方向的信号影响极小，如下图六所示：
图六天线在墙面的安装要求
基站天线在安装时还应该注意其在覆盖区是否会产生较大的阴影。
阴影的形成通常是由于基站附近存在较大的阻挡物，如大楼、高山等。
安装时应尽量避开阻挡物。
当利用大楼顶面安装定向天线时，必须注意避免大楼的边沿阻挡波束辐射，应尽量靠近大楼边沿安装，这样可以减少或消灭阴影的形成。
由于天面的复杂性，当天线必须离大楼边沿较远安装时，天线应尽量架设在离天面较高的地方，此时工程上必须考虑楼面的承载和天线的迎风受力问题。
不考虑天线倾角的影响，以下表给出800M、1900M、450M天线距离天面高度的建议值。
800M
天线到大楼边沿距离D（m）
天线底部到大楼天面距离H（m）
0～1
0.5
1～10
2
10～30
3
〉30
3.5
1900M
天线到大楼边沿距离D（m）
天线底部到大楼天面距离H（m）
0～2
0.5
2～10
1
〉10
2
450M
天线到大楼边沿距离D（m）
天线底部到大楼天面距离H（m）
0～1
0.7
2～10
3
〉10
7
分集技术是对抗衰落最为有效的措施之一。
在水平面内两副天线相距10个波长可使衰落降低。
虽然接收分集需要两个或更多个端口，但它却显著地降低了衰落，其结果使移动站功率降低，传输质量提高，对整个系统来说是一大优点。
空间分集时，两根接收天线的距离为12～18λ；1λ=0.33m（890MHz）。
对于450M天线的分集距离是8米。
一般取分集天线水平间隔等于天线有效高度的0.11倍。
天线安装越高其分集天线的水平间距越大，但天线间隔为6m时，在塔上安装很困难。
另外，在分集接收中，垂直分离是要求同一分集增益的水平分离的5～6倍。
实际工程中一般不采用垂直分集。
当分集天线的有效架设高度小于30m，分集天线间距小于3m时，两副分集天线互相处于对方的近场内而影响天线的方向图发生畸变。
为了使两副天线相互影响造成天线方向的起伏不超过2dB，则分集天线在任何天线有效高度情况下都应大于3m。
当采用全向天线覆盖公路时，一般使两根接收天线的连线垂直于公路。
图七定向天线空间分集距离示意
2.4.2GPS天线安装要求
CDMA1X系统要使用GPS/GLONASS卫星同步天馈系统。
安装安装GPS/GLONASS天线的位置天空视野要开阔，周围没有高大建筑物阻挡，距离楼顶小型附属建筑应尽量远，安装GPS/GLONASS天线的平面的可使用面积越大越好，天线竖直向上的视角应大于90°。
如图八所示。
⑴周围建筑或其他遮挡物
⑵GPS/GLONASS天线
图八天线安装位置示意图
●注意不要受移动通信天线正面主瓣近距离辐射，不要位于微波天线的微波信号下方，高压电缆下方以及电视发射塔的强辐射下。
●从防雷的角度考虑，安装位置应尽量选择楼顶的中央，尽量不要安装在楼顶四周的矮墙上，一定不要安装在楼顶的角上，楼顶的角最易遭到雷击。
●天线安装位置附近应有专门的避雷针或类似的设施，如电信铁塔。
天线应处在避雷针的有效保护范围内。
即天线接收头与避雷针或铁塔顶端的连线与竖直方向的夹角小于30°。
若无铁塔或避雷针，应安装专门的避雷针，以满足建筑防雷设计要求。
避雷针距天线水平距离在2～3m为宜，并且应高于GPS天线接收头0.5m以上。
●在铁塔上安装GPS/GLONASS天线时，一般安装在铁塔下部。
离铁塔顶部的大功率天线越远越好；采用天线支架固定天线，以免受到铁塔主体的影响；天线周围不能有其它障碍物的阻挡，以免接收效果受到影响。
2.4.3馈线
常用的馈线类型有：
1/2″、7/8″、5/4″。
其百米损耗典型值如下表所示。
馈线型号
损耗（100米）
损耗（100米）
损耗（100米）
450MHz
800MHz
2000MHz
7/8″
2.7
4.03
6.46
5/4″
1.9
2.98
4.77
1/2″
7.6
11.2
17.7
馈线选取原则如下：
馈线长度大于80米采用5/4″馈线；小于80米采用7/8″馈线。
另外注意馈线弯曲曲率不宜过大，外导体要求接地良好。
勘测时需要估侧每一根馈线的长度,并对拐弯及馈线架斜坡留有余量.然后算出馈线损耗,提供给网络设计.
2.4.4共站址干扰和天线安装的隔离度要求
为避免同一系统收发信机之间的干扰，基站的收、发信机必须有一定的隔离，隔离度一般应满足30dB的要求。
天线隔离度取决于天线辐射方向图和空间距离及增益，其计算如下：
垂直排列布置时，Lv=28＋40log（k/λ）；（dB）
水平排列布置时，Li=22＋20log（d/λ）－（G1＋G2）－（S1＋S2）；（dB）
其中，λ为载波的波长，k为垂直隔离距离，d为水平隔离距离，G1、G2分别为发射天线和接收天线在最大辐射方向上的增益（dBi），在a1度方向（天线1的最大指向与天线1和天线2的连线方向夹角）的副瓣电平为S1，在a2度方向（天线2的最大指向与天线2和天线1的连线方向夹角）的副瓣电平为S2（dBp,相对于主波束，取负值）。
通常65°扇形波束天线S约为-18dBp，90°扇形波束天线S约为-9dBp，120°扇形波束天线S约为-7dBp，这可以根据具体的天线方向图来确定。
采用全向天线时，S为0。
下面列出65度定向天线水平面方向图上在各个角度上的相对增益值：
表天线各角度相对增益表
角度a
65°天线
0°
0（dB）以下同
±5°
-0.1
±10°
-0.3
±15°
-0.7
±20°
-1.2
±25°
-1.9
±30°
-2.7
±35°
-3.6
±40°
-4.6
±45°
-5.8
±50°
-7
±55°
-8.3
±60°
-9.7
±65°
-11.2
±70°
-12.6
±75°
-14
±80°
-15.4
±85°
-16.5
±90°
-17.6
±95°
-18.5
±100°
-19.5
±105°
-20.5
±110°
-21.4
±115°
-22.2
±120°
-22.9
±125°
-23.6
±130°
-23.8
±135°
-24.7
±140°
-26.2
±145°
-27.1
±150°
-28.6
±155°
-27.5
±160°
-27.8
±165°
-26.9
±170°
-25.8
±175°
-23.9
±180°
-23.0
天线错位时（图九右图），可以用以下公式计算天线隔离度：
Si=（Lv-Li）×angle/90+Li
图九天线垂直放置
对于国内的实际情况来看，联通作为现阶段唯一的CDMA1X设备运营商，新建网络中许多1X基站都和以前的GSM共站址建设。
这样作的目的
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