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铁塔公司通信基站专项规划思路探讨

2017-04-19陈刚苏雷

电信工程技术与标准化 2017年4期
关键词:站址铁塔存量

陈刚, 苏雷

(中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,济南 250101)

铁塔公司通信基站专项规划思路探讨

陈刚, 苏雷

(中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司,济南 250101)

随着国家信息化和宽带中国战略的实施,三大运营商均提出了大规模的站址需求,铁塔公司面临着一方面要满足客户站址建设需求,另一方面要解决选址建设难度,确保站址落地。铁塔公司需要充分发挥掌握的百万存量资源、归集3家运营商需求的优势,力争在站址规划满足率、共享率以及落地率方面达到行业领先水平,同时积极将铁塔等移动通信基础设施纳入城乡专项规划,确立移动通信基础设施的公共基础设施地位,实现规划站址的落地。本文就铁塔公司通信基站专项规划的规划思路进行了探讨,尤其为确保规划与需求吻合、与建设一致提出了详细的规划方法和步骤,同时从铁塔公司长期的站址储备提出了站址预规划空洞选址思路,为更好的化“被动需求”为“主动引导”,提升资源利用率。

铁塔公司;通信基站;专项规划;规划落地

1 背景

通信局房、基站、铁塔等通信基础设施是城市重要的市政基础设施,是落实“宽带中国”战略、构建下一代国家信息基础设施的根本保障,是全面推进城市信息化建设、促进信息消费和提高城市发展质量的关键要素。但通信基站面临规划不完善、选址难、建设难等问题,制约了城市通信网络快速发展。铁塔站址专项规划立足于铁塔公司在规划目标定位、规划输入条件、规划内容深度等方面的特点,应用需求整合、联合规划以及纳入城乡基础设施的方法,实现满足运营商需求,提高站址共享率,确保站址落地率。本文以此为背景,对铁塔公司通信基站专项规划的思路和方法进行了探讨。

2 专项规划思路

铁塔公司通信基站专项规划应主动对接运营商需求,通过研究运营商的网络发展策略、分析现网网络结构、结合网优数据、使用网络优化等手段预判站址需求;要对运营商需求进行有效整合,优先利旧存量资源,输出利旧站址方案及新建站址方案,通过仿真工具对规划方案进行仿真验证及调整;需要结合城乡通信基础设施规划,建立铁塔专项规划站址库,输出新建站址项目库、存量资源利旧项目库、站址储备库等。为确保专项规划合理、有据、与建设一致的目标,规划编制的总体思路包括以下几个方面。

(1)保证规划站址准确率,确保落地与规划一致性。规划是用来指导实际建设的,通过规划来控制全省建设范围和投资,提升全省工程建设的规范性,也给站址规划的合理性和准确性提出了很高的要求。

(2)以需求为导向,提高站址共享。本着集约化建设的原则进行资源整合和评估,以现有3家运营商站点为基础进行目标网规划,通过现有资源解决网络覆盖和布局问题,确定站点共享目标库和共建站点目标库,提升存量站共享率,减少新建站点数量。

(3)充分分析网络制式和运营商发展策略进行站址储备规划。规划通过分析各运营商不同网络规划指标、网络制式和运营商发展策略,结合运营商频段和技术特点进行合理布局,同时借助于市政规划,最终实现合理的储备站址规划,满足运营商未来的网络需求。

3 规划方法和步骤

立足现有存量站址,从需求出发,以共建共享为目标,本文将铁塔公司专项规划分为存量基础数据收集、网格划分、站址整合、储备规划以及纳入城乡基础实施五大步骤,如图1所示。

图1 专项规划方法

3.1 梳理存量站址资源数据

铁塔公司存量站址资源包括运营商转交和铁塔公司自建两个方面的来源,根据对比核查,存量站址存在两个方面的问题。一为工参信息特别是经纬度信息存在偏差比较大的情况,二是相对比例的存量站址机房或塔桅不具备共享扩展性。

存量资源工参校正的总体方法是以存量位置信息和网优数据位置信息进行最近站匹配,当匹配后的最近站距小于80 m时,认为此两站点可能为同一站点,若大于80 m,则认为该站址为可疑站点。对可疑站点的校正有Google Earth塔影校正、百度街景校正以及现场勘查3种方法。

(1)Google Earth拥有全球范围的卫星影像和三维地形数据,其所反映的信息非常丰富,能够满足铁塔地物的辨识精度需求。可以利用卫星地图上清晰的铁塔影子来确认可疑铁塔信息。

(2)百度街景地图为用户提供城市、街道或其它环境的360°全景图像,可以充分利用全景图像中丰富的海量数据来提取相关有用信息来进行站址确认,较为适合城区环境内相关站址的确认。

(3)对于使用塔影和街景方法均无法确认的站点,可借助第三方力量对前期已勘察站址进行核对;若此站点较为关键且无法确认,可以采用现场勘查的方式来确认站址。

存量站址资源校正流程如图2所示。

图2 存量站址资源校正流程

塔桅和机房的可用性评估主要基于资源数据库和勘察设计信息进行筛选计算,将明显不具备共享扩展条件的站址进行标记,不再作为后续可共享资源。

原则包括以下几条。

(1)对于剩余抱杆数量不小于3且可新增标准机架不小于1的存量物理站址可直接利旧。

(2)对于剩余抱杆和可新增标准机架数量不足,但塔桅和机房可改造的存量物理站点认定为可改造利旧。

(3)对于剩余抱杆和可新增标准机架数量不足,且塔桅和机房不可改造,需新建铁塔和机房,则认定为不可利旧。

(4)结合不同场景的塔体类型和高度,对于天线挂高不能满足的认定为不可利旧。

存量资源是基础,其信息准确性和完整性直接影响站址规划和落地的准确率。

3.2 对接运营商网络站址需求

运营商需求的对接一方面要掌握各运营商的远期网络规划思路和演进策略,另一方面要获取其近期站址需求。站址需求来源于三大运营商未来建设规划,但由于各运营商规划阶段和规划深度不统一,数据存在不合逻辑、不符合站间距要求甚至重复的可能性,首先需要对需求站点进行校正,剔除有明显问题的站点,为后续站址整合提供合理的数据输入。同时通过对各运营商的现有网络结构及需求位置分析,预判运营商潜在需求站点,进一步提升共享率。

通过对运营商网络制式的分析,可以掌握其组网架构和站址布局,从而计算得出站址间距要求和偏移要求。

为提升规划准确度,专项规划尽可能与运营商站址规划同步开展,充分与运营商对接具体站址需求,并主动参与规划站址的确址工作中,对不合理的需求或有助于提升共享率的需求反馈给运营商,力促其对需求进行适当调整,为后期的站址落地和共享率提升打好基础。

3.3 划分网格

规划区域的网格划分对站址整合的影响至关重要,按照地理、经济、人口3个要素对整个规划区域划分网格,分为密集城区、一般城区、郊区、县城、乡镇、农村等地理网格;按照特定场景如高铁、高速、校园、景区等划分场景网格。结合市政规划情况,以总规、控规区域土地利用类型为进一步场景分类进行站址规划,对老城区改造、拓展城区、新兴城区、开发区、工业园区等区域单独划分网格。

按照地物类型进行网格划分的方法存在针对性弱、划分粗的问题,本文提出了基于移动站址资源的新的网格划分方法,以规划中移动存量和需求为基础,网格划分方法如下。

(1)以移动存量和初步整合后的需求为基础计算站间距平均值,按照给定的典型场景站间距指导意见,定义站址所属场景类型。

(2)基于场景类型并结合实际地貌绘制多边形,消除毛刺和离散,形成连续区域的场景划分,并为3家运营商站址的场景类型进行反向赋值。

(3)高速、高铁景区等特殊区域划分为特殊场景类型。

新的网格划分方法能更加准确反映出规划区域对网络站址资源的需求程度,从而大大提升了后续的站址整合准确率。综合传统的网格划分方法和新的网格划分思路,能有效提升专项规划的准确率。

3.4 基于存量站址整合运营商需求

基于网格,同时与运营商沟通确定需求网络制式系统的网络结构要求和偏移要求,以此为基本技术指标将需求站址与现网存量站址进行充分整合。整合后的需求站址可以分为3类:利旧共享、新建共享以及新建独享。

站址整合包含3个过程。

3.4.1 基于存量的需求整合

需求站址首先要考虑利旧现有存量站址,在对存量站址可用性详细评估基础上,根据需求与存量的距离进行整合。将3家运营商需求分别与存量站址(扣除不具备共享能力的站址)进行匹配,判断需求是否可以利旧,输出“利旧站址库”。

站址整合过程中,站距设置须全面考虑无线环境、业务发展和建站条件等方面因素。各运营商的市场与网络发展策略、用户及业务规模、投资体量等存在较大的差异,导致站址密度与位置不尽相同。对运营商网络覆盖要求和现网结构分析,各种场景下站间距参考值如表1所示。

表1 各运营商不同制式网络站间距参考值(单位:m)

针对各运营商不同网络制式、工作频段及规划要求,选取不同站间距水平,按照规则六边形蜂窝结构分布,对多种典型场景进行无线网络覆盖仿真分析。在理想布局仿真的基础上,选择现实网络站址分布进行站址偏移覆盖效果验证。仿真结果显示站址偏离理想位置会在一定程度上恶化网络覆盖性能,适度的网络优化调整方位角、下倾角等参数,可实现网络覆盖效果整体满足要求。当前各运营商4G网络在不同频段、不同典型场景下的站址偏移范围参考值如表2所示。

表2 不同场景下运营商站址典型偏移半径(单位:m)

基于存量站址数据对需求站址库进行整合,分别进行移动需求与全部存量比对、联通需求与全部存量比对、电信需求与全部存量比对,选择出最满足运营商需求的存量站址作为规划站址。

基于偏移距离要求对需求分别整合后,需要结合天馈、机房、配套、承重等对存量站址资源进行进一步核实。特别是对两家及以上的需求共用同一存量站址的需要重点评估。如不能满足共享条件,重新调整利旧“利旧站址库”。

3.4.2 剩余需求整合

运营商站址需求可能存在重复性,特别是在城市热点区域以及新城区等,对不能利旧的站址需求进行共建分析,确定最终“新建站址库”信息。

3.4.3 采用地图作业及现场查勘,对整合结果进行校验

基于以上两个步骤基本完成了对需求站址的整合,将需求转化为“利旧站址库”和“新建站址库”,但由于城乡环境变动以及特殊条件使得场景划分存在一定偏差,需要结合Google Earth等地图软件以及现场查勘对整合结果进行校正。

3.5 需求预判及站址储备

运营商受工程投资限制,每期工程的站址需求无法保证覆盖区域连续覆盖,同时随着城市发展,对网络的需求范围不断扩张,需要铁塔公司在进行专项规划过程中充分分析运营商当前的网络覆盖现状、精确掌握运营商网络演进策略,对需求进行充分的预判,对覆盖空洞和未来潜在覆盖区域进行站址储备,形成“储备规划站址库”,并纳入到专项规划中,满足未来运营商快速建站的要求。需求预判主要有以下3个方面的来源。

3.5.1 基于网络路测、投诉及MR测量数据

协调运营商路测、投诉及MR等测试数据,获取电信企业网络运行和业务发展信息、网优站址需求,发现网络覆盖不足,预判电信企业需求,形成储备站址。基于网络测量数据的站址预规划如图3所示。

图3 基于网络测量数据的站址预规划

3.5.2 基于网络仿真

网络仿真是利用数学建模和统计分析等方法模拟网络覆盖情况,通过建立网络设备和网络链路的统计模型,模拟网络流量的传输,从而获取所需要的网络性能数据。将新增站址预判基础数据作为存量站址,通过网络仿真找出弱覆盖区域,针对问题区域结合附近站址资源进行分析判断是否有新增站址需求。

3.5.3 覆盖空洞

依据不同网格内不同运营商目标网络站距判断现网的网络覆盖情况以及完成目标网覆盖所需理想站址规模和大概位置,然后在一定偏移范围内完成空洞站点预规划。

通过以上3种手段获取储备站址的初步位置,同时为满足运营商网络架构要求,同时在分析城市用地建设条件的前提下,储备基站的选址有如下几条原则。

3.5.3.1 满足网络结构要求

原则上应避免选取超高、超低、超近、超远基站,尤其是避免选取对于网络性能影响较大的高站(站高大于50 m或站高高于周边建筑物15 m)。

3.5.3.2 满足与敏感建筑的距离要求

基站与油库的保护距离:基站应选择在比较安全的环境内。不应在易燃、易爆的仓库及容易发生火灾和爆炸危险的工业、企业附近。建议基站与油库的隔离距离应不少于50 m。

基站与高压电力线路(设备)的安全距离:铁塔距离高压电力线路(设备)的安全退让距离,原则上应满足倒塔距离(即含避雷针塔高+5 m)。基站与高压线之间隔离距离,建议尽量大于50 m。

基站与高压油管、天然气管、燃气管的安全间距:基站在上述地下管道附近选址时,应考虑上述管道可能发生泄露引起的燃烧、爆炸等事故,同时考虑杆塔遭雷击可能产生的危害,建议将安全距离控制在50 m以上。

基站与露天矿场的安全间距:露天矿山、采石场易发生爆破,为了防止职业危害,减少伤亡事故,保障人员、财产的安全与健康。对于在露天矿山、采石场附近的基站选址,如果无法确定具体的爆破方法,建议将最小安全距离控制在不小于300 m的距离。

基站与河道的安全距离:局、站址不应选择在易受洪水灌溉的地区。

基站与公路的隔离要求:在公路旁进行基站选址时,应根据公路的不同等级来确定与公路之间的隔离度。另外,建议满足塔倒距离。

基站与铁路的隔离要求:基站与铁路的隔离距离需满足塔倒距离。

基站与机场的隔离要求:地球站天线波束与飞机航线(特别是起飞和降落航线)应避免交叉,地球站与机场边沿的距离不宜小于2 km,移动基站亦按与机场边沿的距离不宜小于2 km。

3.6 规划落地

规划站址具备真正的落地条件,如此规划才有现实意义。规划站址落地需要做好3个方面的衔接工作:与运营商衔接、与城乡规划衔接、与项目建设衔接。

3.6.1 与运营商衔接

铁塔公司站址规划的根本目标是为运营商提供服务,通过与运营商的规划衔接,采取联合规划的形式深度合作,主动开展站址规划,进一步深化共享,改变以往需求被动接受、方案周期长等问题,以规划成果为基础,进行主动常态化的对接,确保规划站址能够顺利转化为需求,同时确保正式承接后快速承接、快速交付。

另一方面充分利用现有网络站址资源,挖掘预判运营商站址需求,主动向运营商推介规划站址,实现面向客户需求的个性化价值营销。

3.6.2 与城乡规划衔接

铁塔公司首先需建立与政府规划的接口机制,参与政府城乡规划流程、规划审批、材料准备、取费标准等多个方面的城乡规划工作。对于以上完成的“利旧站址库”、“新建站址库”以及“储备规划站址库”,铁塔公司牵头通信基础设施专项规划,与地市规划局、经信委等部门充分沟通,充分借助于城市规划设计院,推动规划站址纳入基础设施规划中,给站址资源一个合法的“身份证”,以提高站址共享比例,实现站址高效益。

加强与城乡规划衔接,力促规划站址落地。依托住建部与工信部联合下发的《关于加强城市通信基础设施规划的通知》,推动铁塔规划站址纳入城乡规划,减少谈址、建设阻力。与城乡规划衔接思路为根据城乡发展的重点区域,进行站址布局,根据土地利用规划图中的用地类型信息,设定各种用地类型合适的覆盖站间距,合理规划站址位置。

(1)遵循统筹规划、合理布局、适当超前、优化配置、资源共享以及可持续发展的原则,合理布局基站分布。

(2)按政府要求将站点分年分批纳入城乡规划,为取得“身份证”奠定基础。

(3)有效利用城市公用基础设施的资源和路灯、绿化带等,使站点落地能实施、可实施。

3.6.3 与项目建设衔接

规划的落地至关重要,是直接影响公司发展和利润的关键。落实做好规划工作与项目建设衔接,充分发挥规划引领作用,快速形成生产能力投入运营。以规划的站址信息为基础,通过选址原则确定合适建站位置,快速匹配运营商需求。利用塔桅使用原则和机房使用原则确定基站建设类型,对比选址建站方案输出最优建设方案。

规划站点建设方案要根据具体的站点类型、建设方式分别制定。

(1)利旧站点铁塔建设方式为对于楼顶抱杆或美化天线站点,根据新增天线的数量分别考虑新增相应数量的抱杆或美化天线;对于楼顶拉线塔,根据承重情况选择利旧或新建; 对于落地塔且塔高低于20 m的,结合周边建筑物高度,判断新建或盖章;对于落地塔且塔高高于20 m的景观塔、仿生树、单管塔,按新增铁塔抱杆进行考虑。

(2) 利旧站机房改造方式:首先要分场景对待,市区、县城以一体化机柜或拉远方式,郊区、农村原则上均需建设机房,楼面站以租赁机房和拉远为主;根据铁塔公司资产清查资料表或者资产接收资料表对需利旧站点机房情况进行筛查,找出漏水、倾斜等需改造机房站点,规划内进行考虑改造利旧;对于规划需新增蓄电池且机房类型为租赁机房的,考虑对机房进行加固处理。

(3)利旧站配套改造方式:机房内是否有蓄电池,蓄电池的容量和数量。无蓄电池或者蓄电池容量低于300AH的站点,建议规划新增2组蓄电池;机房内是否有开关电源,机房内无开关电源的本次规划需新增开关电源1架; 机房内是否有空调,无空调的本次新增3P空调一台。

(4)新建站建设方式:密集市区、一般市区以楼顶抱杆、美化天线为主,对于落地塔以绿化带内新建景观塔为主。对于需建设机房站点以租赁机房、彩钢板房为主;县城、郊区铁塔以落地单管塔为主,楼顶抱杆、美化天线、楼顶拉线塔为辅。机房以土建机房为主,对于绿化带内或者建站难度较大的站点可选择一体化(集装箱)机房或一体化机柜;乡镇、农村、高铁等场景站点以三管塔为主,塔高建议在40~50 m之间,机房以土建机房为主。对于农村单联通需求站点可考虑将部分站点机房按照一体化机柜进行考虑。

依托3个方面的衔接工作,将专项规划形成的“利旧站址库”、“新建站址库”以及“储备规划站址库”与运营商对接、与实际建设对接、纳入城乡规划,满足了铁塔公司专项规划来源于需求、服务于需求、与建设吻合、有助于落地的要求,实现了需求满足率和共建共享率目标。

3.7 持续规划

运营商需求随着网络部署及策略演进不断变化,规划覆盖区域目标也随着城乡变化而不断变化,因此纳入城乡规划的站址也需要不断补充,需要形成专项规划持续完善机制,实现专项规划日常化、动态化、持续化,随着外部场景变化、运营商需求变化和站址资源变化情况及时更新,动态调整。

持续规划机制的发起方可以是运营商新的站址需求,例如运营商每年一期或多期的工程建设项目;也可以是铁塔公司的目标网规划或滚动规划。由铁塔公司组织运营商、规划设计院以及规划局等政府部门形成联动机制,不断完善专项规划站址资源库,使通信基站资源真正成为城乡基础设施不可或缺的一部分。

4 总结

本文从铁塔公司角度出发,对通信基站基础设施的专项规划背景、思路以及具体方法和步骤进行了探讨。专项规划是将站址由需求转为落地的过程,需要统筹运营商、规划局、规划院等多个部门共同来完成,才能实现规划满足运营商需求,才能确保规划站址实实在在落地。同时专项规划是一个动态过程,需要根据需求的变化和城乡环境的变化实时调整,使通信基站真正纳入到市政基础设施中,为国家的信息化建设作出应有的贡献。

[1] 王丕大,汪钰,吴新. 基站与高压线、加油站、燃气管、露天矿场的安全间距[J]. 电信工程技术与标准化,2010(2).

News

大联大友尚集团推出意法半导体低功耗蓝牙单芯片解决方案

4月11日,大联大控股宣布其旗下友尚推出ST首款蓝牙低功耗SoC——BlueNRG-1。该产品兼备优异的能效和强大射频性能,可满足快速增长的市场需求。

BlueNRG-1内部射频收发器在应用设备常用模式下能效极其出色,例如零售店导航收发器的常用模式设为短暂数据通信连接,向顾客智能手机推送特价商品信息。BlueNRG-1能够在省电和工作两种模式之间快速切换,将电池续航时间从几个月延长至几年。此外,射频输出功率提升到+8 dBm,确保通信质量清晰可靠,取得最高能效,甚至在噪声环境中表现同样出色。

(曾淑君)

Study on special planning of communication base station for China Tower

CHEN Gang, SU Lei
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shandong Branch, Ji’nan 250101, China)

As the implement of national information and broadband strategy, operators of China need more and more base stations. So China Tower has to meet the demand of station as well as make sure construction landing. Possessing massive base resource and collection of operators’ demand are two advantages which can make sure demand satisfaction rate and station landing rate. Meanwhile China Tower has to put all the base stations into the special planning of urban and rural areas. Base on this, the article presents train of thought about special planning of communicating base station, gives detailed method and steps to achieve demand-planning accordance. In order to turn passive to active, the article proposes pre-planning about weak coverage area which will improve resource utilization further.

China Tower; base station; special planning; construction landing

TN929.5

A

1008-5599(2017)04-0069-07

2016-10-18

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