以仙女山机场为例介绍支线机场无线专网调度系统建设实践

马建瑞，王誉璇，刘凌风

（重庆机场集团有限公司，重庆 401120）

1 机场常用无线专网调度系统类型及仙女山机场需求

1.1 机场常用无线专网调度系统类型

目前，机场常用的无线专网包括400 MHz窄带数字集群、800 MHz窄带数字集群、1.8 GHz宽带数字集群以及5G公网切片等［1］。根据技术发展和不同业务应用场景，各类型的无线专网在不同时期不同机场发挥了相应的效益，对比如表1所示。

表1 机场常用无线专网类型对比

1.2 项目需求

因重庆地区交通、电力、石油以及民航等行业信息化发展迅猛，相应行业对宽带无线接入系统的需求越加迫切，分时长期演进（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）1.8 GHz宽带数字集群近期已成为移动专网通信发展趋势，在与民航机场行业的行业匹配后，TD-LTE 1.8 GHz无线专网无论是大带宽、抗干扰性、低时延、高可靠、多业务服务质量（Quality of Service，QoS）保障以及智能降噪方面，均能够满足机场室内室外复杂环境多元化指挥调度业务需求，为此仙女山机场无线专网建设首选TD-LTE 1.8 GHz宽带数字集群，并基于此搭建一个统一指挥、生产调度、信息交互的平台。

2 仙女山机场无线专网调度系统建设方案

2.1 相关政策

根据《工业和信息化部关于加强1 447-1 467 MHz和1 785-1 805 MHz频段无线电频率使用管理的通知》（工信部无〔2018〕197号）相关文件内容，1 800 MHz频段本地无线接入主要用于满足交通（城市轨道交通等）、机场、电力、石油等行业专用通信网和公众通信网的应用需求，由各省、自治区以及直辖市无线电管理机构负责分配。

2.2 无线专网调度系统建设方案

2.2.1 业务带宽

参照仙女山机场建设目标年吞吐量和航班量，结合机场地形、气候、航班运行特点，6月至9月旅游旺季的航班量预计约占全年航班量的2/3，由此按照月高峰1 000架次、日高峰60架次的飞行量计算带宽需求。经计算，机场当期上传带宽需求为18.67 Mb/s，如申请5 M频率，则需要3～6个扇区；如申请10 M频率，需要2～3个扇区。从运行需要（考虑室内、室外无线覆盖需求）和节约频率资源两方面综合考虑，要满足仙女山机18.67 Mb/s的上传业务需求，申请5 M带宽基本能够满足当前运行需求，同时为了避免异系统（公网）杂散干扰，保障民航无线专网设备稳定运行，充分发挥频率资源作用，拟申请1 790～1 795 MHz用于仙女山机场无线宽带专网。

2.2.2 网络规划

仙女山机场拟建TD-LTE 1.8 GHz无线专网调度系统主要包括基站、核心网设备、网管设备、室内分布式系统及相关配套设施（电源、基础配套）等，系统架构见图1。

图1 仙女山机场拟建TD-LTE 1.8 GHz无线专网调度系统架构

仙女山机场整体区域采用TD-LTE基站实现完整覆盖，解决语音业务的接入需求以及移动视频监控、数据传输等需求。航站楼内采用专用扇区进行TDLTE无线信号覆盖，同时机场无线宽带集群系统还提供eSDK平台与外部应用系统对接。通过eSDK可以实现语音集群、应用数据传输和视频控制等与上层应用系统的无缝对接。此外，机场无线覆盖方案考虑到终端接入的安全性的问题，使用统一策略管理平台来管理用户和终端设备。

2.2.3 频率可用性系统共存分析

1 785～1 805 MHz频段附近和频段内部通信系统众多，存在中国移动、中国联通等公网，频段内部存在同步码分多址的无线接入（Synchronous Code Division Multiple Access，SCDMA）和多载波无线信息本地环路（Multi-carrier Wireless information Local Loop，McWiLL）专网系统，不同系统间存在共存和干扰。结合相应系统的接收机特性和无用发射特性进行频率共存分析，其中TD-LTE 1.8 GHz系统与McWiLL、SCDMA频内专网系统共存分析包括共存异频共存分析和同频共存分析两个类型。

（1）1.8 GHz频段与外系统共存分析。DCS1 800对1.8 GHz频段的影响较大，主要为DCS1 800基站对TD-LTE基站的杂散影响，为满足两系统的共存，需要预留足够大的隔离距离或者保护带宽（保护带宽至少为2.5 MHz）。

（2）1.8 GHz频段内系统间共存分析。①TDLTE 1.8 GHz与SCDMA异频共存分析，若SCDMA与TD-LTE 1.8 GHz间不保留2.5 MHz的保护带宽（即保护带宽为0），即这两个系统之间共存，则TDLTE 1.8 GHz基站与SCDMA基站之间需要约14 m的垂直隔离或8 km的水平隔离；若TD-LTE 1.8 GHz与SCDMA之间保留2.5 MHz的保护带宽，则只需要约3.3 m的垂直隔离或1.9 km的水平隔离。②TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL异频共存分析，与SCDMA系统相类似，若TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL之间不保留2.5 MHz的保护带宽（即保护带宽为0），则为满足这两个系统之间共存，TD-LTE 1.8 GHz基站与McWiLL基站之间最大需要约14 m的垂直隔离或8 km的水平隔离；若TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL之间保留2.5 MHz的保护带宽，则最大只需要约3.5 m的垂直隔离或2.0 km的水平隔离。③TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL同频共存分析，若TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL实施同频组网，则最大需要约187 m垂直隔离或107 km的水平隔离距离。因此，TD-LTE 1.8 GHz与McWiLL难以进行同频组网。④分析结论，因当前1.8 GHz频段专网用户大部分采用TD-LTE技术，若新的用户单位采用SCDMA或McWiLL技术方式，那么新用户不能与相邻的TD-LTE 1.8 GHz用户使用相同的频率（即不能同频共存），且使用不同的频率时其与TD-LTE 1.8 GHz用户频率之间至少需要考虑保留2.5 MHz的保护带宽（即可以异频共存）。

3 建设运行中需考虑的事项及建议

3.1 建设和运行方面

3.1.1 专用频率申请

TD-LTE 1.8 GHz无线专网频率资源的有限性导致频谱资源需求矛盾和分割式占用现象逐渐突出，不同省市制定了不同的无线电管理政策。建设单位需结合实际需求和当地政府政策，尽快按规定申请相关无线电频率，并按要求开展技术可行性报告编制、专家评审以及听证等环节。同时，在民航电磁环境保护区域用频的需对选址进行电磁兼容分析和论证，并提供民航无线电管理部门批件。

3.1.2 机房和站点位置选择

（1）机房位置。尽量选择所在机房位置较高的建构筑物，以减少室内基带处理单元（Building Base band Unit，BBU）和射频拉远单元（Remote Radio Unit，RRU）之间光纤长度，节约成本。

（2）站点要求。无线宽带网络要求稳定可靠的传输网络，应选择具备上联骨干网络传输资源的建筑物，同时还可以节约成本、降低施工难度。

3.1.3 加油站防爆

本期仙女山机场在动力设施区东南面规划使用油库和航空加油站、地面加油站，加油环节和装置较多，现场环境复杂，需配备高防爆、高防护等级的对讲终端，并满足国家相关的防爆标准要求。

3.1.4 公专互补

在机场航空器重要保障设备甚高频、导航、气象信号的数据传输中，充分考虑公专互补结合模式，采用公网有线作为主用传输方式，无线宽带专网作为备用和应急传输方式，提高运行保障与安全冗余。

3.1.5 运行管理要求

民用机场附近8 km范围限制规划和建设与机场在用TD-LTE 1.8 GHz无线专网同频的其他行业基站，如确有建设必要，应与机场管理机构协商并经相应无线电管理部门同意后才能实施建设，并须采用必要技术手段确保不对机场在用无线电台站造成干扰［2］。

3.2 建 议

3.2.1 保障频率资源充分合理使用

1.8 GHz频段资源紧缺，应科学规划，合理分配给尽可能多满足条件的行业使用。在条件允许的情况下，鼓励专用频率资源的复用，如时隙同步、空间复用等，以满足不同场景下的不同业务需求。同时建议在满足使用需求的情况下优先考虑分配5 MHz带宽，并根据相应业务发展动态评估，增加或减少带宽可行性，由此既可以提高1.8 GHz的利用率，又可满足与已有在用系统的兼容性和稳定性[3-5]。

3.2.2 优先保障重要行业和重点业务需求

在专用频率资源的规划、使用以及分配上，建议优先重点保障重要行业（如民用航空、轨道交通等）和重要业务需求（应急调度、场区物联网），非重点行业和非重点业务方面考虑使用其他频段进行业务分流。在出现频率干扰和协调时，首要保障重要行业、重要业务以及先分配频率用户的用频稳定和安全[6,7]。

3.2.3 避免不同行业专网之间频率干扰

在统筹考虑频率规划和分配方案时，应尽量使各用户间的干扰和影响最小。用户和无线电管理机构应科学规划和分配频率。规范频率使用的前提条件包括使用地域范围、时隙的同步以及最小的隔离保护距离要求等，最大程度减少用户间的干扰[8]。在实际频率使用中发生的多行业专网覆盖空间重叠区域，如综合的交通枢纽区域，各行业用户应基于尽可能避免系统间干扰的第一原则，开展协调工作并给出具体的协调方案和建设规划，向当地无线电管理机构报备。

3.2.4 不同行业TD-LTE系统在同频情况下的时隙配置建议

各行业专网一般由行业主导投资建设，建设标准要求不一，覆盖区域和业务场景不尽相同。考虑到时分双工（Time Division Duplexing，TDD）系统的同频率共用情况及通信特性，建议对时隙按照上下行时隙比为3∶1配置，且各行业专网的时钟应尽量保持同步，特别是同频率的无线专网距离较近时，使用统一的时间参考基准，以减少系统间产生的干扰和影响[9,10]。

4 结 论

对于新建支线机场而言，无线宽带调度系统具有传输速率高、抗干扰能力强、多业务融合承载以及高可靠性等特点，单独建设一套无线专网调度系统较为简单快捷，但对于扩建或新建大型机场而言，需考虑到不同驻场单位、不同用户的使用需求，极有可能建设多套满足不同应用场景的无线专网调度系统。多网合一（宽窄融合、公专融合、智慧融合）是现今无线网络的发展趋势，可有效降低建设和运行成本，提高网络安全性，在保持独立性和安全性的同时拓宽无线专网应用的深度和广度。另外，可以考虑将正在快速发展的5G技术融入到民航机场现有的宽窄带通信网络中，实现“宽窄一体、平滑演进”，一网解决机场语音、定位、数据、视频等多种业务的多种场景需求，推动机场从业务信息化到数字化，向云物大智+5G数字孪生机场转型，提高机场运行效率和安全防控品质，进而为旅客提供良好的服务。