勘站基本理论知识

1. 勘站基本理论知识 1.1 建站规划
在基站设计过程中需要综合考虑省公司的安排（或政府需求）、网络业务发展需求（单向收费）、用户投诉等因素或应急通信需求（春节等）及评估现有网络容量负荷余量，得到新建站、搬迁站、及改造、扩容基站规划总量，在规划过程中主要遵循如下基本要求。

覆盖站规划
覆盖距离：城区300 - 500米，农村1 - 1.5公里； 信号场强：城区高于-90dB ，农村高于-94dB ； 容量站规划
小区配置：城区为6/6/6，农村为8/8/8； 话务热点：基于话务密度、重要客户及区域、KPI 性能分析而定； 搬迁站规划
建站目标：不能通过天线调整或其它优化措施满足周边区域的覆盖需求。

政 府 需 求
建 站 规 划
话 务 热 点 区
搬 迁 站 容 量 站 覆 盖 站
节 日 或 重 大 事 件
新 业 务 区 拓 展
用 户 投 诉 处 理
第 三 方 检 查
达 不 到 预 期 目 的
1.2区域规划
区域规划是结合预规划中的建站需求、现网基站容量调整规划等合理调整各县市的新建、搬迁基站类型及相应数量。

1.3初始布局
基站布局主要受场强覆盖、话务密度分布和建站条件三方面因素的制约,目前对大中城市市区还作不到按街区预测话务密度，因此，对市区可按照下述方面进行分类:
繁华商业区；
宾馆、写字楼、娱乐场所集中区；
经济技术开发区、住宅区；
工业区及文教区等。

具体选址时结合当地地形和城市发展规划进行基站布局，可以适度超前，基本原则如下：
有重要用户的地方应有基站覆盖；
市内话务量“热点”地段增设微蜂窝站或增加载频配置；
大型商场宾馆、地铁、地下商场、体育场馆如有必要用微蜂窝或室内分布解决；
结合KPI分析，如周边小区话务量、切换频繁关系定位站址。

1.4初始定位
完成基站初始布局后，网络规划工程师要与工程设计院一起，根据站点布局图进行站址的选择与勘察，初选中至少应考虑到如下因素：
交通方便、市电可靠、环境安全及占地面积小；
保证重要用户和用户密度大的市区有良好的覆盖；
在不影响基站布局的前提下，应尽量选择现有电信枢纽楼、邮电局或微波站作为站址，并利用其机房、电源及铁塔等设施；
避免在大功率无线发射台附近设站，如雷达站、电视台等，如要设站应核实是否存在相互干扰，并采取措施防止相互干扰；
避免在高山上设站，高山站干扰范围大，影响频率复用，同时不利于小盆地的乡镇信号覆盖；
避免在树林中设站，如要设站，应保持天线高于树顶；
避免在易燃易爆场所建站，如加油站等；
避免在国家安全部门附近建站；
市区基站中，应做到房主基本同意用作基站。

1.5站址评估
初选完成之后，由网络规划工程师、设计院与移动公司进行现场查勘，确定站址条件是否满足建站要求，并确定站址方案，最后由移动公司与房主落实站址，要求如下：
需关注城区建筑物的高度、密度，街道的宽度、走向；
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干扰其后方的同频基站；
市区基站中，基站宜选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址，对于微蜂窝基站则选低于建筑物平均高度的楼房设站且四
周建筑物屏蔽较好；
避免选择今后可能有新建筑物影响覆盖区或同频干扰的站址；
天线规划应避免与街道方向一致，从而干扰其它同邻频基站；
选择机房改造费低、租金少的楼房作为站址，如有可能应选择本部门的局、站机房、办公楼作为站址；
机房面积足够大，具备一定扩展能力（如预留3G设备区等）；
平台须预留足够的空间，满足天线安装需求；
权衡3G基站选址要求，基站尽量以标准的蜂窝拓朴结构布局。

1.5.1 评估依据
为确保新建基站站址选择的可靠性，需要了解如下周围基站信息及准备相应的勘站工具。

1.6 机房设计
机房设计主要考虑如下几方面的因素：
满足机房工艺要求，如面积方面、地面及墙体承重； 满足机房环境要求，如防盗、干湿度； 满足机房供电要求，应配置220V 市电电源； 满足机房消防要求，配置基本的消防设施； 满足走线架及馈线安装要求；
满足其它要求。

勘站工具
•地图（Paper or Digital map) •GPS
•数码照相机（DC ）
•周边基站信息（经纬度、方向角、高度、配置等） •望远镜
•指南针（Compass ） •测试手机（含SIM 卡） •测高仪
•
笔和记录本（或便携式电脑）
周围基站信息
• 基站站型（全向、定向、
室内分布） • 天线参数 • 基站高度 • 基站间距 • BTS 设备类型 • BTS 容量配置 • 传输拓朴结构
1.7天线规划
基站天线是移动通信网络与用户手机终端空中无线连接的设备，其性能质量直接影响移动通信网络的覆盖及服务质量，不同的地理环境需要选用不同类型、不同规格的天线。

表征天线性能的有电性能参数及机械参数两个方面，下面列举一些基本要求。

天线类型：从覆盖及天线隔离安装角度建议尽可能用定向天线，但如在农村话务密度低的区域也可选全向天线；
工作频段：对于GSM900/1800共站小区可选用双频天线；
水平/垂直半功率角：视覆盖环境而定，如铁路沿线一般选用90度水平半功率角天线，城区用于解决楼层较高且无室内覆盖的天线垂直半
功率角可大一些；
增益：结合地形环境及覆盖需求选择合适增益的天线；
分集技术：城区一般选±45度极化天线，而农村采用单极化的空间分集天线；
下倾角：城区最好选电调天线，农村无较大下倾角需求时可选机械天线；
旁瓣抑制与零点填充：具有波形整形技术，能提高天线辐射性能；
前后比：一般选用前后比较高的天线，但在高速等有特殊需要的地方可选用有较强后瓣信号覆盖的天线，也可用同一小区两幅定向天线来
替代此功能；
美化天线：选择具有特定外形的天线以适应当地环境的需要。

从上图可知，整形波束天线确保在所覆盖扇区内不同地点之间强度基本保持不变，从而避免常规波束技术天线的塔下黑现象，提高服务质量。

1.7.2 天线性能参数介绍
天线半功率角（水平及垂直）模拟示意图
天线水平平面的半功率角（H: 45°,60°,90°等)定义了天线水平平面的波束宽度。

角度越大,在扇区交界处的覆盖越好，但当提高天线倾角时，也越容易发生波束畸变,形成越区覆盖。

角度越小，在扇区交界处覆盖越差。

提高天线倾角可以在一定程度上改善扇区交界处的覆盖，而且相对而言，不容易产生对其他小区的越区覆盖。

在市中心，基站站距小，天线倾角大，应当采用水平平面的半功率角小的天线，郊区选用水平平面的半功率角大的天线，对于街道站而言需要根据街道的宽度及规划覆盖范围而选择适中水平平面半功率角的天线。

垂直平面的半功率角（V －Plane Half Power beamwidth ）:（48°, 33°,15°,8°）定义了天线垂直平面的波束宽度。

垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，越容易通过调整天线倾角准确控制覆盖范围。

天线下倾角的模拟示意图
选择合适的天线俯仰角可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于天线垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，优化相邻小区间的同、邻频干扰至最小。

但由于街道站安装位置的限制，对天线尺寸的要求较高（尽可能短小），因而天线垂直半功率角一般较大，为弱化对街道高层的负面影响推荐具备电调功能的天线，且下倾角的大小视街道两边楼层高度控制在10度左右。

从上图中我们可以看到
0度倾角的最大功率平行发射出去，半功率角点在426米处；
6度倾角的最大功率在570米处，半功率角点在240米处；
电调天线与机械天线
从上图中（左中右分别对应调整前、电调调整后、机械调整后信号覆盖效果图）我们可以发现增大天线俯仰角后：
电调天线各方向的辐射距离均衡减少，增强的近处的信号强度；
机械调天线正面的辐射距离明显减少，而两端覆盖距离未有明显变化，但信号场强反而有所增强，波形似被压缩。

1.7.3 天线安装规范
天线高度直接与基站的覆盖范围有关。

一般来说，我们用仪器测得的信号覆盖范围主要受两方面因素影响：
天线所发直射波所能达到的最远距离；
到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。

市区基站中，宏蜂窝基站宜选高于建筑物平均高度但低于最高建筑物的楼房作为站址，对于微蜂窝基站（含街道站）则选低于建筑物平均高度的楼房设站且四周建筑物屏蔽较好。

市区基站应避免天线正前方近处有高大楼房而障碍前面覆盖信号及因信号反射干扰其后方的同邻频基站。

在具体安装过程中还需考虑天线高度与天线至平台边缘距离之间的关系，至少应大于第一菲涅尔半径，如下图所示：
另外安装过程还须考虑天线水平半功率角及天线下倾角调整的影响，在安装高度方面须叠加因下倾角调整而需修正的天线安装高度Δh,在水平面与墙壁之间夹角至少大于天线水平半功率角15度，如下图所示。

1.8 勘察记录
勘站完成后应及时作好记录,主要包括如下几个方面:
基站基础信息（经纬度、高度、站名、站号等） 机房情况（屋顶平台、塔下房）
BTS 设备情况(如站型、配置等）
H D² + / 4 )
λ = )² ½ (( D - D 的关系如下（第一菲涅尔半径）：
2.24 m
30 m
1.29 m 10 m 0.41 m 1 m 高度 H 至平台边缘距离 D
实
例
G900
h
天线规划（天线类型、安装位置、方向角、下倾角等）
周边地形（360度全景数码照片）
周边基站信息
2.应用方案集锦
街道站一般位于密集城区或商业区，人口流量大，这决定了其在提供容量及低层深度覆盖需求的同时还需与当地环境相协调，具有较强的隐蔽性，因此在街道站选址时需要终合考虑基站的设备类型、安装位置、天馈设备类型及环境等多种因素的影响，下面将结合美化天线分享一些街道站选址及建站经验。

2.1墙饰、LOGO等装饰型
适用于较高的建筑，利用仿建筑外墙面同样式样和色彩的外包，看不出任何天线的痕迹。

上两幅对比图为墙饰型，但左边的美化天线分别设计成LOGO或与外墙风格等形式，而右边则为常规型，其效果一目了然。

2.2屋顶花架及烟囱型
适合密集城区、商业区或小区内较低楼层的站址。

2.3广告、灯箱型
适合密集城区、商业区及小区内，而BTS等机房设备可采用光纤拉远技术予以解决。

2.4仿生树型
适合风景区、小区内通信，可根据站址所在环境选择合适高度的仿生树。

2.5简易型
下面是一些对环境要求不太高的站址，如移动公司营业厅或关联单位等，但安装位置也尽可能要隐蔽些，同时要利用墙体屏蔽后瓣信号。

3. 附录
3.1 附录一：传播模型
Okumura - Hata 传播模型
其中
f 工作频率 [MHz] a(h m ) MS 修正因子
h b BS 天线高度 + BS 海拔高度 - MS 海拔高度[m] d BS and MS 间距离 [1-35 km]
- A= 69.55, B = 26.16 (150 .. 1000 MHz) - A= 46.3, B = 33.9 (1000 ..2000 MHz)
Walfish - Ikegami 传播模型
其中
f 工作频率 (800 .. 2000MHz) d BS and MS 间距离 [km Urban]
L rts 屋顶至街道绕射及散射损耗 (NLOS)
L msd 多重屏障绕射损耗(NLOS) L o 自由空间传播损耗
其主要应用于密集城区，如下图所示：
o L 42.6 d f = + + log log 226 (LOS )
+ + L r t L m s
L L = (NLOS ) .. . L A B f h a h h d b
m b
= + - - + - log log ( ) ( log ) log 13 82 44 9 6 55 b
3.2 附录二：基站天线隔离
3.3 附录三：俯仰角计算工具
俯仰角的大小可以由以下公式推算：
其中：θ--天线的俯仰角
h--天线的高度 R--小区的覆盖半径 A-天线的垂直平面半功率角
θ=arctg (h/R)＋A/2
• 天线之间的隔离度要求
T X - R X 40dB T X - T X 20dB
• 垂直隔离要求[dB]
A V =28+40log(d V /λ)
d V = vertical distanc
e between antennas [m] λ = wavelength[m]
• 水平隔离要求[dB]
A h =26+20log(d h / λ)-(G1+G2)
d h = horizontal distanc
e between two antennas [m] G1 = gain o
f antenna1 in directions to antenna 2[dBi] G2 = gain of antenna2 in direction to antenna 1 [dBi]
• 联合（水平和垂直）隔离要求[dB]
A vh ≈ ( A v – A h ) ⨯ (α / 90︒) + A h [d
B ]。