山区基站的低成本建设方案

陈亮

摘要山区基站建设往往呈现成本高、工程量大等特点，文章针对这一现状，提出了山区基站低成本建设方案，从站址规划、载频配置、配套电源等方面作了研究，并阐述了分布式基站在降低成本上的作用及其建设方式。

关键词山区基站低成本建设配套电源设备二次搬运费分布式基站

1前言

效益是企业运营的核心，运营商增强成本效益观念、强化科学管理、优化资源配置、实现高效运营对于增强整个企业的核心竞争力具有重要意义。在网络规划建设上，运营商需要因地制宜，采取合适的技术手段，尤其对于山区地市，需认真研究当地市场发展与网络建设的特点，低成本地解决山区的网络覆盖问题，平衡建设投入、网络质量与市场潜力的关系，增强网络竞争能力，为市场发展提供有力支撑，努力实现企业效益最大化。

在传统移动通信工程建设中，尤其是山区基站建设往往存在建设成本高、工程量大等情况。本文针对上述问题，开展在山区应用场景下的基站建设方案研究，探讨如何在保证基站覆盖性能的情况下，节约成本，降低建设投资。

2山区基站建设的现状

山区基站主要用于解决覆盖，网络利用率极低，山区基站建设成本主要呈现如下两大特点：

(1)单站投资较高：山区基站因施工条件恶劣，二次搬运、交流引入等费用较高，单站投资明显高于平均水平。如考虑传输线路等投资，山区基站投资所占比重更高。

(2)土建投资额及比例较高：主设备、配套设备价格逐年下降，土建投资额及比例逐年上升；基站土建部分投资(铁塔及基础、机房及围墙以及交流引入、二次搬运等)约占总投资的60％。

移动通信企业在前几年建设了大量的边际网基站，边际网建设初期主设备采用室外型基站，采用交流供电，不建站房，未配置空调、监控等配套设备。这种建设方式在投资紧张、主设备造价较高的情况下，有效地节约了投资，支持了市场发展。但边际网基站与宏基站主设备的网络适用性差距明显、故障率高，而且现阶段边际网价格与宏站已基本持平，所以建设边际网基站已不再适合作为降低山区基站建设成本的主要方案。

3山区基站低成本建设的基本思路

山区基站低成本建设的基本思路如下：

(1)综合考虑建设、运行和维护成本，不能为降低建设成本而造成后期运行、维护成本的增加；

(2)因地制宜，细分场景，优化建设方案，降低建设成本；

(3)努力提高规划方案前瞻性，确保后期不折腾；

(4)高效、可靠的电源系统，是确保山区和室外型基站正常工作的关键。

4山区基站低成本建设的方案

4.1站址规划

在山区基站的规划选址方面，需要综合考虑建设、运行和维护成本，科学合理地布局基站，做到满足网络覆盖、业务需求的情况下，减少基站数量，提高网络资源的利用率。可以借助Google Earth工具软件选点，对当地的地形和基站附近的无线环境等有个初步的了解，获得较为准确的全局性的信息；然后再去现场重点调研拟覆盖区域的人口、经济发展潜力、接收信号电平情况、周围基站的覆盖情况、可以采取的低成本方案等。

山区基站网络规划的总体思路是：广覆盖、低成本、高速度。因此建设思路有两个方向：一是采用能够最

大幅度简化配套设备要求的主设备建网，因为简化对配套设备的要求，既可大幅度降低网络整体建网成本，又可以降低建设难度，缩短建设周期；二是采用单站覆盖面积大的设备建网，减少站点数，因为减少了站点即减少了投资，同时可以加快建网速度，降低维护难度。

对于拟覆盖区域的人口稀少或者接收信号电平不低的情况，不建议建站。对于拟覆盖区域与现有基站之间没有山体及其他障碍物阻挡的情况，建议采用原有基站使用增强覆盖的方式解决，不建议建站，以减少基站数量。对于建设条件较好的地区(交流引入、传输、二次搬运等费用较少)，可以优先建站。在不影响基站布局的情况下，尽量选择距离传输线路较近、电源、铁塔等设施容易得以充分利用的站址。

4.2站型与载频配置

在山区，以下这些地形是比较常见的：盆地型山区、高山、半山腰、普通山区等。在盆地中心选址建站，如果盆地范围不大，推荐采用全向O2站型；如果盆地范围较大，或需要兼顾到某条出入盆地的交通要道，推荐采用S1／1／1或O+S的站型。如果覆盖目标离山较远，或是纯粹超广覆盖而没有具体区域，推荐采用S1／1／1站型，配以高增益天线。在半山腰建站，基站天线的挂高低于山顶，山的背面无法覆盖；因此只需用定向小区，用半功率角较大的天线，覆盖山的正面。普通地形起伏不大的山区，推荐采用S1门门站型，尽量增加信号强度，给信号衰减留下更多的余量。

4.3机房建设

山区基站的机房类型，常采用的一般有独立砖房、彩钢板机房、一体化机房、无机房等。

独立砖房尺寸大、耐久性高、安全防盗性强、保温性好，可满足50年使用寿命。但其一次性投资较大，如建设场地需要二次搬运，建设所需的材料搬运量会很大，且费用较高。独立砖房建设周期较长，一般需要2个月以上；并且施工过程中，需要开挖基础、堆料等，占用的场地较大，且对周边环境有一定影响。在特殊情况下，山区基站可选用彩钢板机房、一体化机房、无机房等建设方式，例如：

(1)基站站址位于山顶，建筑材料很难运到施工现场，即使运到，二次搬运费也非常昂贵，投资增长巨大，可考虑建设彩钢板机房；

(2)基站站址位于风景区等对周边环境有严格要求的场地，建设独立砖房会对周边环境造成一定的影响。为了加快建设进度、缩短建设周期，并最大限度地减少对周边环境的影响，可考虑建设彩钢板机房；

(3)对于场地有限、征地尺寸非常紧张的情况，建设独立砖房时，考虑建设基础，而基础开挖受限无法操作，可以考虑建设彩钢板机房；

(4)在景区等不适宜建设机房的区域，可采用一体化机房；

(5)在偏远山区、话务量小的区域，建设机房比较困难的地区，可使用无机房建设，例如建设分布式基站或者直放站。

4.4铁塔建设

山区基站的塔架类型，常采用的有四角塔、双H杆、组合抱杆等。在山区，同样的高度下，四角塔的建设费用远远高于组合抱杆的费用，而且相对组合抱杆，并没有多大的优势；所以建议山区在所需天线高度在25米以下时采用组合抱杆，在25米以上时采用四角塔。在需要设备平台的时候，可建设双H杆。

4.5降低电源配套成本

(1)配套电源容量配置

基站配套电源设备主要包括开关电源设备和蓄电池组，电源设备容量配置主要与设备负荷和蓄电池组后备时间等因素相关。

1)蓄电池组容量配置

由于山区基站市电供应情况相对较差，月平均停电次数较多，每次停电时间较长，地理环境复杂，交通不便，给发电维护带来一定的困难，建议蓄电池放电时间

按24小时考虑。山区一个典型的GSM配置的基站，一般情况下－48V系统直流电源负载电流在10A～20A。据此，考虑供电的安全性，可以计算得出蓄电池的容量需求为300Ah阀控铅酸蓄电池2组。传统蓄电池组的配置容量为500Ah蓄电池2组，因而在市电条件和地理条件较好的地方，可以适当降低蓄电池组配置容量，每个站点可节省投资12000元。

2)开关电源容量配置

开关电源容量配置主要与设备负荷、蓄电池组容量配置和开关电源对蓄电池组充电电流等因素相关。根据山区基站设备负荷和蓄电池组充电电流统计，综合考虑开关电源设备招标选型情况和后期电源扩容方便，建议机架满配容量选择300A为宜。根据计算，配置3个50A或4个30A整流模块能满足基站近期需求。

(2)新能源解决方案

新能源作为可再生能源，满足节能减排需求，可根据当地气象条件进行配置，包括太阳能解决方案、光油互补解决方案、风光互补解决方案等。

(3)节能技术的采用

节能是一项长期的战略任务，国家“十一五”规划纲要提出“建设资源节约型、环境友好型社会”。可以通过采用一些节能技术降低电源消耗，减少运维成本，包括采用开关电源休眠功能、采用高效率开关电源等。

4.6降低二次搬运费

(1)在建设双H杆时，可采用钢管替代水泥杆，钢管长度短、重量轻。例如搬运时，水泥杆不仅不方便搬运，而且高度有限，容易造成天线被树木挡住的情况。

(2)在山势坡度均匀的地方采用人工开挖滑道，用卷扬机拖拽铁船的方式来搬运材料；在山势陡峭的地方采用架设空中索道，用卷扬机牵引箩筐在铁索道上滑动的方式来搬运材料。通过创新，每站可降低二次搬运费两万元左右。

5采用分布式基站降低成本

5.1分布式基站对配套投资的影响

相对于传统宏基站，分布式基站具有施工难度小、对配套设施要求低、节省投资等优点，适用于山区建设。相对于传统宏基站来说，分布式基站可减少下列投资：

(1)机房费用

分布式基站不需要建设专门的机房，所以可节省机房的建设费用，包括相应的基础、机房装修、征地及二次搬运费等，每站可节省投资约5.5万元。

(2)机房内设备费用

分布式基站不需要走线架、避雷器等机房内设备，每站可节省投资约5千元。

(3)天馈费用

分布式基站采用光纤连接，无馈线等材料，每站可节省投资约1万元。

(4)电源投资

按1个中心站和3个RRU拉远站、站距3公里考虑，电源采用交流远供，分布式基站每站可节省电源投资约6万元。

与普通基站相比。分布式基站每站可节省配套投资约13万元。

5.2分布式基站的建设方式

分布式基站以灵活的安装方式适用于各种应用场景，特别在实现低话务区域的广覆盖(公路、乡村、偏远山区等)方面更具有优势。

分布式基站如果是中心节点，则需建设机房，可建成塔下房或者塔边房，其建设方式与普通山区基站一样；如果不是中心节点，则不需建设机房，只需考虑电源、天面、传输的建设方案。传输的建设与普通宏基站类似，本文主要从电源、天面两个方面来考虑分布式基站的建设。

(1)供电方案

分布式基站远端RRU设备供电可以采用基站电源逆变拉远供电和就近供电方式，两种方式的比较如表2所示。

两种供电方案各有优缺点，投资主要在于市电引入和电缆，在实际工程中，应综合考虑市电情况、供电距离、施工难度、投资等情况，选择最优的供电方案。当基站附近有比较稳定可靠的市电电源，市电引入容易获得、引入费用不高时，应尽量选择就近供电的方式；当基站附近无市电或市电质量不稳定，市电引入距离较远、引入费用较高，且中心基站逆变拉远距离较近，施工难度不大时，应尽量采用基站电源逆变拉远供电方式。

(2)天面建设方案

在山区可建设组合抱杆来放置分布式基站的天线和RRU及电源设备。组合抱杆主杆为3个塔柱。高度在15～25米，一般设置两层天线支架，RRU可挂在主杆上。组合抱杆基础采用墩基即可，采用拉线的方式固定，所，以基础投资很少，且其重量不大，塔身投资也很少。组合抱杆的基础和塔身的二次搬运量均较小，费用相应较低。

6结束语

完善的网络覆盖可以帮助运营商增加业务收入，挖掘潜在用户市场，提高综合竞争力。以较低的成本获得完善的网络覆盖，是在竞争中获得优势的关键。在低话务量区域例如山区、交通线、乡镇、平原、海面等，只有采用低成本的建网方式才能保证较高的投入产出比。在山区优先建设分布式基站可有效降低投资成本。