一体化便携式基站技术应用研究

刘永毓

（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510630）

1 概述

随着 4G牌照的发放，移动通信市场竞争愈加激烈，新一轮通信网络基站建设高潮正在进行，基站站址规划规模较大。

无线通信技术的发展以及各通信运营商竞争的加剧，使得无线基站建设规模不断扩大。而市政规划力度的加大及广大居民环保意识的增强，造成基站选址及建设越来越困难。

常规基站建设由于建设周期长、对环境影响较大，对一些敏感区域存在很大的困难和挑战。在信息化建设、移动通信网络建设受到高度重视的前提下，为促进移动通信发展，提高移动通信网络规划和建设的科学性、经济性和合理性。为了解决在公园、广场、绿化带、高级小区、大学园区、高速公路、工业园区等敏感、可征地面积小、需要快速部署的区域基站建设需求，需要引入一种模块化、快速化建站基站解决方案。经过一系列解决模式的分析对比，本次针对一体化便携式基站的关键技术、特点及应用情况进行深入研究。

一体化便携式基站是对传统分列式基站的一次革新，它是集机房、铁塔为一体的，采用目前国际流行工业标准化设计和生产模式，预先在工厂制作完毕，将空调、保温、照明、馈线窗、防雷、防腐、防火等基站设备设施全部集中一体化解决方案。各组件均采用标准化生产，集成度高，安装施工简单，基站外观美观，颜色醒目，明显区别于传统铁塔，给运营商树立了良好的品牌形象。

2 常规建设模式存在的挑战

基站负责和本小区内移动台之间通过无线电波进行通信，并与核心网相连，以保证移动终端在不同小区之间移动时也可以进行通信。基站系统的物理设备包括基站设备及天线、馈线。其中设备部分安装于机房（室外型设备也可安装于天面、地面或者塔顶等室外空间)，天线部分需在天面、外墙、飘台或铁塔等处安装，馈线部分需从天线沿走线架进入机房与设备连接。常见的常规基站设备结构及实景图如图1所示。

常规基站配套一般由机房、杆塔、两大部分组成，机房一般有土建机房、租用机房、简易机房、铁甲机房、一体化室外柜等类型。天线安装杆塔种类比较多，如常规抱杆、铁塔、通信杆、升高架、各种类型的美化外罩和美化天线等。

常规基站配套的建设难点主要是:

（1)对于一些租用机房和楼面杆基站，机房和杆塔一般比较分散，馈线需要经过较长的馈线路由，各小区馈线长度不一，路由复杂。

（2)对于一些地面站，机房和杆塔一般分开建设，需要分别进行基础建设，施工比较困难。

（3)建设周期长：由于涉及到基础的建设，房屋和杆塔等设备都是需要现场施工安装，导致建设周期较长。

（4)建设成本较高：一般常规基站独立设计、独立施工，机房和杆塔分开建设，导致建设成本比较高。

图1 常规基站设备结构及实景图

（5)环境协调性较差：一般常规解决方案环境协调性较差，容易导致站点施工受阻或者被逼迁。比如采用原有的支撑杆方式会造成天面上天线林立，杂乱无章，既有碍美观，也容易带来周围居民的抵触情绪甚至激烈阻碍施工的行为。虽然有些站点可以采用一定的美化方式，但是由于美化建设的分散性，往往美化成本极高。

3 一体化便携式基站

一体化便携式基站是一种快速集成通信装置，由通信杆、通信机房、底座框架和配重地梁四部分组成，通过配重地梁提升整体自重来达到抗倾覆要求。整体安装无需基础，仅需对安装场地做夯实平整或砼硬化即可。一体化便携式基站仅需4h即可建站并投入使用。

在某地试点建设的一体化便携式基站安装完成后示意图如图2所示。

通信杆采用外法兰连接，GR65高强钢材，塔体高度10～45 m可任意选择。杆体造型多样化，比如灯杆型、双轮型、三环型等。配重地梁是预制混凝土地梁，在工厂钢模成型，可以实现工厂流程化生产，质量稳定可靠，地梁内置钢筋，并预埋固定螺丝及安装吊环。通信机房可以根据需求定制，可选用普通型彩钢板机房或铁甲防盗机房，机房面积可在10～25m2之间任意选择，能满足不同基站的设备安装需求。

该类基站解决方案基站根据布置方法一般可分为两类：配重+机房+铁塔的组合（可再细分为升降和固定式)、铁甲机房+铁塔的组合。同时，杆塔还可以根据场景环境的需求进行多种美化设计。

图2 一体化便携式基站图

一体化移动基站机房解决方案囊括了基站机房、天线杆塔、安全防护、消防、环境、供电系统、空调系统等各个方面，可全面满足各种移动通信设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、安全防护、防水、隔热、电源质量、防雷和接地等的要求。相对于传统的分散采购、分散建设和分散管理模式，全面的、整体的、一体化的解决方案和一站式服务可节省人力投入、缩短工程建设周期。

移动基站机房一体化解决方案充分考虑并利用了各种分系统之间的紧密配合关系，不仅有效保证了移动基站的整体安全和可靠性，而且还可避免一些不必要的重复投资。

4 一体化便携式基站关键技术

一体化便携式基站主要采用了自重抗倾覆技术、天线杆塔采用标准的多样化设计、一体化便携式基站机房设计、整体模块化预制工艺等关键技术。

4.1 自重抗倾覆技术

一体化便携式基站主要采用了自重抗倾覆技术、基站采用多根通过钢模成型、流程化生产的钢筋混凝土反梁作为活动基础，直接布防在经过夯实平整或砼硬化的地面，机房底座及杆塔直接安装在活动配重地梁预制螺栓上。钢结构底座与机房底座和杆塔底座整体焊接。

整个基站通信杆、机房、底座、混凝土反粱基础形成一个整体，依靠底座自身重量预防基站倾覆。

根据不同场景，机房大小的不同和杆塔高度及天线平台数量的不同，合理调整基础反梁的设计参数，特殊的塔体和框架材料的选用以及巧妙的结构设计，保证了整个塔体的力学性能，能抵御36.9 m/s阵风（12级台风)。

4.2 天线杆塔多样化设计

一体化便携式基站杆塔通过模块化工厂设计、加工、运输、安装，与机房基础一体化整体安装，天线杆塔可根据安装场景的需要进行灵活的整体设计。

（1)杆塔高度多样化设计，可以根据需要设计成10～45m高度不等，不同高度杆塔配置不同标准的底座和地梁基础。

（2)杆塔类型多样化设计，根据场景需要，可以设计成普通的钢管式通信杆，还可以设计成各种类型的美化杆类型，比如美化路灯杆、美化集束杆、美化树等多种美化类型，杆塔可喷涂成与环境协调的颜色。

（3)为了运输方便，杆塔类型可以设计成拆卸式杆塔和伸降式杆塔，自立式杆塔主要是采用标准钢管塔结构，中间用法兰盘连接，搬运时拆卸后分段吊装。伸降式杆塔是在杆塔分段之间采用滑轮实现升降安装。

一体化便携式基站常见杆塔类型举例如图3所示。

4.3 一体化便携式基站机房设计

一体化便携式基站机房主体结构为钢板一体化六面体集装箱式结构，各主要部件均采用工业化的结构设计，采用完全防水的物理结构，能够有效的抵御各种恶劣气候和自然灾害的危害，机房内所有配套设备可以在工厂配备安装完毕，整体搬运至站点，大大节省了工程施工时间。

（1)由于采取整体钢结构，并安装在预制混泥土配重地梁上，通过高强度螺杆固定，故可抗强度8级的地震和12级强风，均能满足建设地的设防标准。

（2)机房采用的钢板是热镀锌钢板作为基材，箱体表面为热反射隔热涂料，适应环境温度为：-40℃～70℃，相对湿度为10%～100%，可适用于平原、山区等多种地域，具有防盗、防火、防水、防尘、防冻等性能，具有极强的环境适应能力。

（3)可以集成配置照明、应急照明、消防、空气调节、防雷与接地等功能。

（4)可以根据需求配备满足远期机房设备运行和日常维护需要的交流和直流供电系统。

（5)机房可配备完善的远程监控系统，可以实现无人值守功能。

（6)机房可根据需求配置空调系统，满足机房设备运行温度控制要求。

（7)机房可根据需求定制配备防护栏，防护栏一般不低于2 m，加强了机房的防盗功能。

4.4 整体模块化预制工艺

一体化便携式基站机房、杆塔、基础、配重地梁以及机房内配套设备、安全防护设备都可以通过定制，在工厂实现模块化预制，机房可以将配套电源、监控、防盗等设施在工厂根据站点需求进行预制安装，施工时直接搬运至现场，对安装场地做夯实平整或砼硬化后即可实现安装。

5 一体化便携式基站特点及适用场景

一体化便携式基站是一种快速集成通信装置，由通信机房、铁塔（可升降)和底座框架组成，通过配备不同的通信设备，满足相应通信要求。

一体化便携式基站有以下主要特点：

建站快速便捷：2～4 h内即可完成机房的组装、塔体装配；

无需开挖基础：自重抗倾覆，无需开挖基础，无需拉线，大大缩短建站周期；

图3 便携式基站常见杆塔配置类型

塔房一体设计：塔房一体，结构紧凑，节省用地；

塔体高度超高：最高高度可达35 m，无须拉线；

抗风能力极强：特殊的塔体和框架材料的选用以及巧妙的结构设计，保证了整个塔体的力学性能，能抵御36.9 m/s阵风（12级台风)；

安装搬运方便：全防盗螺栓连接，结构组装灵活，一辆普通卡车即可搬运；

节能环保降耗：由于无需基础开挖施工，也就无需大型机械作业设备，所以也就不会有废气、废渣、噪音等污染；同时也不会因为基站的搬迁或废弃而留下的钢筋混泥土基础给环境带来永久性的破坏；

可重复使用：这是一个鲜明特点，在几乎不增加任何成本的情况下，该产品可反复拆迁、反复搬运、反复使用；

整体协调大方：塔体红白相间，机房采用浅灰色，地梁采用黄黑相间的斜条纹，加上四周的绿白相间的防盗围栏，整体显得色调柔和、形体大方；

建站成本低廉：远低于移动通信车造价，仅为同等高度永久性基站成本的60%～80%（含基础、机房、地勘、围墙等土建项目)。通过常规通信杆+机房的建设模式与一体化便携式基站建设成本对比，一体化便携式基站一次建设成本相对节约，同时由于一体化便携式基站可以方便拆迁和重复使用，因此一体化便携式基站长期折算成本进一步降低在某地市试点基站成本预算对比如表1所示。

根据一体化便携式基站的特点，针对如下特殊建设情况和场景，可以采用一体化便携式基站来满足建设需要。

表1 便携式基站建设成本分析

大型集会，解决临时信号拥堵； 重大事件，如大地震等，需要大量基站快速解决通信；网优压力极大的站点，特别是运营商激烈竞争需快速建站时；民扰敏感站点，建站极其困难，建设永久基站风险很大；在某些旧城改造、房屋拆迁、工业区、道理绿化带建设等还未定型，建永久基站的条件还不确定的情况；城市规划尚未批复且急需建站站点。

6 结束语

通过以上分析和地市试点应用结果，一体化便携式建站模式在当地和谐融入现场环境，而且实现了站点的快速部署。目前，站点运行良好，目前还没有接到周边居民的反对，建站模式试点成功。

从试点情况看，该建站模式在站点选址、租赁成本、配套安装时间、可重复使用等方面都具有较强的优势。

不足之处在于工程造价较高，但可通过谈判、集采等方式降低，另外由于站点可重复利用的特性，对于存在逼迁的敏感区域成本折旧程度高。

一体化便携式基站主要适用场景主要有公园、广场、绿化带、高级小区、大学园区、高速公路、工业园区等敏感，征地面积小、需要快速部署或者临时性部署的区域等。