MF004501 基站勘测和布局 ISSUE14.docx
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MF004501基站勘测和布局ISSUE14
MF004501
基站勘测和布局
ISSUE1.4
华为技术
目录
课程说明1
课程介绍1
课程目标1
第1章业务简介2
第2章准备工作4
第3章覆盖要求7
第4章站址选择8
第5章天馈设计12
5.1合分路单元13
5.2塔放15
5.3馈线16
5.4天线17
5.5天线选择23
5.6天线高度27
5.7方位角28
5.8天线安装31
第6章勘测文档35
课程说明
课程介绍
本课程包括业务简介、准备工作、覆盖要求、站址选择、天线设计、勘测文档共六章内容。
课程目标
完成本课程学习，学员能够：
●掌握基站勘测和布局中的覆盖要求
●掌握站址选择和天馈部分的设计等
第1章业务简介
光测的主要目的是验证基站周围是否有造成电波反射的障碍物，如高大建筑物等。
频谱调查的目的是了解目前及近期内基站和天线周围的电磁环境是否良好。
站址条件则侧重于天线和设备的安装条件、电源供应、自然环境等。
本文仅就网络规划中较为关心的部分进行阐述，关于施工设计部分可以参考相关文档。
第2章准备工作
能获得数字电子地图更好。
勘测中使用GPS定位基站经纬度时，不要让人围着GPS，尽量提高定位的准确度及缩短定位时间；
中国地区使用GPS定位时，一般使用WGS-84坐标格式；
勘测中详尽记录基站周围环境，如站址周围的楼层分布、有无强干扰设施、共站址设备等，这些因素对信号传播有直接影响，对天线挂高和方向角起决定作用。
为了做好此工作，最好用相机将周围环境记录下来，一方面确定天线参数，一方面用于防止在基站数目较多的情况下忘却，另一方面也用于存档，为扩容等工作服务；
指南针使用时防止铁物质，避免磁化导致测量偏差过大；
对于有铁塔的站址，在判断铁塔是否可用的同时需要量好距离机房的长度（因为这关系到采用何种类型馈线以及EiRP的计算问题）。
协调会非常重要，是勘测工作顺利进行的有力保障。
第3章覆盖要求
服务质量指标：
参照《技术规范书》
发射机输出功率：
华为宏蜂窝基站的载频最大输出功率有40W和60W两种；
华为微蜂窝基站的载频最大输出功率有4W和8W两种。
接收机的可用灵敏度
华为BTS静态灵敏度900M优于-110dBm，1800M优于-109dBm；
华为BTS多径灵敏度优于-108dBm；
天线的方向性和增益：
详见第六节“天线设计”；
使用频段：
GSM系统使用频段为900M或1800M；
传播环境：
地形、城市建设等人为环境；
分集接收的应用：
是否采用分集接收技术？
采用何种分集方式，空间分集或极化分集？
第4章站址选择
在高话务区选站的思路主要从解决容量问题及提高网络服务等级出发；
慎选雷达、电台等附近建站主要考虑避开可能的外界干扰源；
慎选高山站是为了避免出现因严重越区覆盖带来的一系列网络问题（如：
拥塞、孤岛、干扰、塔下黑等）；
慎选湖泊、森林等附近建站，是为了减少这些特殊地形对无线信号的影响（如：
反射、吸收、时间色散等）。
站址的选择应尽量以满足合理的小区结构为目标；利用电子地图和市区图综合分析，在选取基站的过程中要求有备用站址。
考虑网络的整体结构，主要从覆盖、抗干扰、话务均衡等方面出发进行筛选。
在实际情况下，有可能要求运营商就所选站点跟业主协商，我们将选取的基站限制在可允许的范围供运营商挑选，一般站址范围应在蜂窝基站半径的1/4区域内。
站址的选择应重点保证政府机关所在地、机场火车站、新闻中心、移动通信企业营业厅所在地、主要酒店等区域的良好通话、避免对该类区域的重叠覆盖。
事实上在网络规划工程师进行基站勘测前，运营商很可能已经从其他方面考虑，确定了全部或者部分基站的站址；
各运营商由于其本身业务发展的情况不同，因此在选择基站站址时的侧重点也各不相同；
如果现有网络已经相对比较健全，扩容的目的主要是解决话务容量问题。
则由于运营商对自身网络情况更为熟悉，对其基站的选址更有目的性，因此网络规划工程师在同运营商进行充分沟通后，确认需要重点照顾的区域在本站址的覆盖范围内，即可以确认该站址；
如果现有网络还不太健全，运营商选择站址时更多地考虑了成本问题，而对日后的网络质量考虑不周。
此时网络规划工程师应对此做好充足准备，做好协调工作；对于今后可能达不到网络设计要求的站址制定必要的备忘录。
第5章天馈设计
5.1
合分路单元
5.2
塔放
基站接收灵敏度的提高一直是一个困难的问题，这主要是由于基站接收系统的有源器件和射频导体中的电子热运动引起的热噪声。
如：
接收回路中的馈线、跳线和基站内的接收分路器、高频放大器等。
这些热噪声的引入，降低了系统接收的信噪比（S/N），从而限制了基站接收灵敏度的提高、降低了通话质量。
信号传输中的多级放大器原理有利于改善系统热噪声的影响。
对一个多级放大系统，它的系统噪声系数为：
NF=F1+（F2-1）/G1+（F3-1）/G1*G2+┅┅
其中：
F1,F2,F3…是第一级到第三级的的噪声系数
G1,G2…是第一级到第二级的增益
从上述公式中可以看出，多级放大系统的噪声主要取决于第一级的噪声系数F1。
塔顶放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端，即紧靠接收天线下增加一个低噪声放大器来实现对基站接收性能的改善。
5.3
馈线
•常用馈线损耗列表
馈线型号
100米衰减（dB）
驻波（Anylength））
890MHz
1000MHz
1700MHz
2000MHz
SYF-50-22（7/8英寸）
4.03
5.87
6.46
1.15
LDF5-50A（7/8英寸）
4.03
4.3
5.87
6.46
1.15
LDF6-50（5/4英寸）
2.98
3.17
4.31
4.77
1.15
M1474A（7/8英寸）
4.3
6.6
1.15
HFC22D-A（7/8英寸）
4.47
6.7
1.15
FSJ4-50B（1/2英寸）
11.2
11.9
16.1
17.7
1.15
5.4
天线
天线的工作原理：
从实质上讲天线是一种转换器，它可以把在封闭的传输线中传输的电磁波转换为在空间中传播的电磁波，也可以把在空间中传播的电磁波转换为在封闭的传输线中传输的电磁波。
在移动通信系统中使用的基站天线一般多为由基本单元振子组成的天线阵列。
频率范围：
800M、900M、1800M、1900M等；
增益：
定向天线的增益一般在13～18dBi之间；
全向天线的增益一般在9～11dBi之间；
微蜂窝、室内小天线的增益一般小于10dBi。
极化方式：
定向天线一般有垂直极化和交叉极化两种；
全向天线一般都是垂直极化。
半功率角：
水平半功率角：
常用的定向天线有60°、65°90°、120°等；
全向天线在水平面上各向同向，没有水平半功率角的概念；
垂直半功率角：
与天线型号相关，从几度到几十度都有；
下倾角：
包括机械下倾角和电调下倾角两种。
水平面方向图
指天线的远区辐射电场的幅度在水平面内随角度变化函数的曲线，水平方向图反映了天线在水平面上的辐射特性。
一般水平方向图是按最大辐射方向的电场幅度值进行归一的。
垂直面方向图
指天线的远区辐射电场的幅度在垂直面内随角度变化函数的曲线，垂直方向图反映了天线在垂直面上的辐射特性。
垂直方向图也是按最大辐射方向的电场幅度值进行归一的。
泄漏电缆：
通过在馈线外壳上适当的小孔（耦合窗口），实现能量的辐射和接收，适用于隧道、地铁、电梯等狭长地带的覆盖，其主要指标包括衰减常数、耦合损耗；
同轴电缆：
为了降低损耗，在干线，尽量使用损耗较小的7/8”馈线；为了便于工程安装，在支路上，采用1/2”超柔电缆；
对于基站离覆盖区域较远的应用场合，可以采用光纤式分布系统。
三种分布式天线系统的比较：
类型
泄漏电缆
同轴馈电
光纤馈电
设计灵活性
好
好
不好
成本
高
低
高
安装复杂度
高
低
低
馈电损耗
高
高
低
电源与检测
不需要
不需要
不需要
可靠性
高
高
低
适用范围
地铁、隧道
大楼、商业区
远距离覆盖
5.5
天线选择
合路器的选择
对于主要以实现广覆盖为目的的基站，建议选择CDU、EDU等插入损耗较小的合分路单元；
使用CDU合分路单元时，注意“是否经过合路器”的插损区别；
选择EDU合分路单元时，要考虑网络发展的趋势，基站是否有扩容的潜在需求；
由于SCU的插损太大，一般不建议使用。
馈线的选择
在勘站时就需要考虑机房到天线安装平台的距离，应使馈线的长度尽可能短。
塔放的选择
选择安装塔放时注意正确调整CDU上的相应拨码开关及数管台上的相关数据。
天线选择得当，可以增大覆盖面积，减少干扰，改善服务质量；反之，会导致网络质量下降。
本文只介绍应用较多的市区、郊区、农村、公路等环境，其他环境的天线选择请参考《GSM天线选型指导书》
市区基站天线选择
为了能更好地控制小区的覆盖范围、抑制干扰，市区一般不选用水平半功率角≥90°的定向天线和全向天线；
由于市区基站一般对覆盖范围要求不大，因此建议选用中等增益的天线。
同时天线的体积和重量可以变小，有利于安装和降低成本；
由于市区基站对覆盖范围的控制很严格，下倾角一般很大，选择电下倾天线可以增大下倾角调整范围，同时有利于干扰控制；
由于市区基站站址选择困难，天线安装空间受限，建议选用双极化天线。
郊区基站天线选择
郊区的应用环境介于市区环境与农村环境之间，因此可根据实际情况分别参考市区与农村天线选择的建议；
考虑到将来的平滑升级，一般不建议采用全向站型；
郊区基站天线即使采用下倾角，一般下倾角也比较小；
郊区基站采用垂直极化和双极化天线的效果差不多，因此选择时主要从天线安装环境和成本等方面考虑。
农村环境特点：
基站分布稀疏，话务量较小，覆盖要求广；
如果要求基站覆盖周围的区域，没有明显的方向性，基站周围话务分布比较分散，建议采用全向基站覆盖；
如果对基站的覆盖距离有更远的覆盖要求，则需要用定向天线来实现。
一般水平面半功率角应选择90°、105°、120°等；
在某些基站周围需要覆盖的区域呈现很明显的形状，可选择地形匹配波束天线（如210°天线）进行覆盖；
农村基站由于覆盖要求广，因此天线增益一般较大；
因为预置下倾角天线对覆盖距离有影响，所以一般不建议使用；
考虑无线信号传播特性，无论发射和接收，垂直极化天线效果最好。
公路环境特点：
话务量低、用户高速移动、重点解决的是覆盖问题：
公路基站一般实现带状覆盖，故多采用双向小区，在穿过城镇，旅游点的地区也综合采用三向、全向小区；
不同的公路及同一条公路的不同路段环境差别很大，应具体分析；
由于大多数用户移动速度快，因此天线前后比不能太高，否则可能会由于两定向小区交叠深度太小导致切换不及时而掉话；
可参考农村环境下的天线选型原则。
5.6
天线高度
建议市区的天线挂高在20～25米左右，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40-50米；孤站高度不要超过70米；
采用1×3跳频技术的网络，要求市区内所有基站天线高度大致相同；
天线高度过高将给频率规划带来很大麻烦，同时会造成干扰、孤岛效应等网络问题。
5.7
方位角
对于采用1×3跳频技术的网络对天线方位角的要求更加严格；
在建网初期基站数量较少时，可以通过调整天线方位角将主瓣方向指向高话务密度区，加强某些地区的信号强度。
但是这样的调整将不可避免的降低其他地区的覆盖电平。
所以需要根据实际的情况，选择最适当的方位角。
下倾角
天线下倾角根据具体情况确定，既要减少对同频小区的干扰，又要保证满足覆盖区的范围，以免出现不必要的盲区；
下倾过大时，必须考虑天线的前后辐射比，避免天线的后瓣对背后小区产生干扰或天线旁瓣对相邻扇区的干扰；
天线倾角对小区覆盖的影响可以参考《天线倾角规划调整指导书》。
波束倾斜可以通过电气设计来实现，即改变阵单元的激励系数（幅度、相位）实现波束下倾；也可以通过机械调节办法使天线机械下倾实现波束下倾；
一副天线既有电下倾，同时具备机械下倾非常实用，尤其在网优时，仅有固定的电下倾往往是不够的；
在现阶段GSM网络基站间距越来越小，市区内对小区覆盖范围的要求很严格，特别在采用了1×3（或1×1）跳频技术的网络上，这一点更加明显，因此天线下倾角一般设计得很大，此时就应该尽量选用带电下倾的天线，配合机械下倾使用。
5.8
天线安装
将定向天线安装在墙面上，天线的发射方向最好垂直于墙面，若须调整方位角，则天线发射方向与墙面的夹角应大于75°；
为获得最理想的覆盖范围，天线周围净空要求为50～100m，对900M的GSM系统来说，在此距离的第一菲涅尔区约为5m，这意味着天线底部需要高出周围环境5m；
巧妙利用周围建筑物的高度，可以得到我们想要的基站覆盖范围。
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，以上表格给出了GSM900和DCS1800情况下天线距离天面高度的建议值。
以上天线隔离度公式中，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），S1、S2分别为发射天线和接收天线在90°方向上的副瓣电平（dBp）。
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。
全向天线的S为0。
分集概念：
为了抗多径衰落，将接收到的多径信号分离成不相关的多路信号，然后将其按一定规则合并起来，使接收的有用信号最大，从而提高信噪功率比，使误码率最小。
分集技术是对抗快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。
分集方式：
⑴空间分集：
利用在空间相距d的多付天线接收信号来实现分集；
⑵极化分集：
利用垂直/水平极化的正交性来进行两路分集；
⑶时间分集：
编码交织技术；
⑷频率分集：
跳频技术。
1λ=0.333m（900MHz）；1λ=0.167m（1800MHz）。
当分集天线的有效架设高度小于30m，分集天线间距要求小于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。
第6章勘测文档
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