基于泰森多邊形原理的H市中心城區移動通信基站站址規劃研究

熊毅

【摘 要】為了解決H市移動通信基站選址難、建設難及被逼遷的困境，通過綜合考慮通信技術發展、城市總體規劃、運營商網絡拓撲和業務需求等諸多方面的關系，以泰森多邊形原理為依據，采用QGIS平臺對H市中心城區的移動通信基站進行控制性詳細規劃，并通過網絡覆蓋法來驗證規劃的合理性。結果表明，理論與實際規劃誤差不到5%，本規劃方法具有較高的精準度。

【關鍵詞】站址規劃 泰森多邊形 站間距 網絡覆蓋法

1 引言

通信行業的飛速發展對城市的經濟建設和社會發展起到了非常重要的作用。但城市的基站規劃和建設仍存在著不容小覷的問題：一是密布的基站加重了民眾對電磁輻射的恐懼，致使不少通信基站面臨逼遷的困境；二是過快的基站建設速度超前于管理，影響了城市景觀；三是隨著5G頻譜的確定，運營商NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網）實驗網緊密部署，新一輪移動通信基站建設高潮即將來臨。

如何讓移動通信基站這把雙刃劍更好地為H市信息化建設服務，實現移動通信基站“統一規劃、一次建設、資源共享、規范管理”的目標，是政府部門、中國鐵塔公司、通信運營商等面臨的難題。基于此，本文介紹了泰森多邊形的規劃原理，結合城市總體規劃和運營商的網絡發展思路，按照“通信基站現狀整理→初步規劃計算→優化調整”的規劃步驟，對H市中心城區移動通信基站站址規劃進行了研究。

2 結合城市總體規劃的通信網絡規劃區域

分類

2.1 移動通信網絡規劃區域劃分

一般情況下，移動通信網絡規劃按無線傳播環境和業務分布情況進行分類。具體如下：

（1）無線傳播環境劃分

地形地貌、建筑物的分布、電磁噪聲、植被、人口流量和車流量等因素對無線傳播的特性有較大的影響。根據環境對無線傳播的影響，可將移動通信網絡的服務區域劃分為密集市區、一般市區、郊區（鄉鎮）和農村四大類。

（2）業務分布劃分

無線網絡規劃建設的第一優先級是保證語音業務的需求，然后在此基礎上大力發展寬帶上網、高清視頻業務（高清視頻流點播/高清電視直播/高清視頻會議）、移動視頻通話、高速在線游戲、融合性及位置服務等移動互聯網數據業務。

移動通信基站規劃首先應當滿足網絡拓撲結構要求，其次是在業務熱點區域，站址分布和業務分布基本一致的情況下，通信基站扇區方向要盡可能指向業務熱點區域，以更好地滿足語音及各種數據業務的需求。

2.2 基于H市城市總體規劃的區域劃分

不同性質用地的基站分布密度各不相同，分布特性也各有差異。參考H市城市總體規劃的用地情況，可將基站規劃建設選址分為適建區、限建區和禁建區。具體如下：

（1）適建區：是指對生態條件的制約較少，可優先選擇建設的區域。在合理規劃引導和調控的情況下，根據實際情況，對基站建設的用地規模、建設類型、天線外觀、輻射強度的限制較為寬松的區域允許建設基站。在可能引起周圍群眾投訴的區域，應考慮采用美化天線。

（2）限建區：是指生態、安全、資源環境等需要控制的地區，基站建設前應作出相應的生態評估或進行可行性、必要性的研究。該區域范圍內新建基站需要進行嚴格的選址規劃，新建基站的天線一般采用景觀塔或美化天線。

（3）禁建區：是指生態、安全、資源環境、城市功能等對人類有重大影響的地區。該區域范圍內禁止進行任何地面型基站的新建與擴建，可根據實際情況，采用室內分布系統、微基站等方式來解決通信需求。

3 運營商的網絡發展思路及規劃站間距

原則

通過與H市的三家通信運營商進行溝通，目前三家運營商的網絡發展思路可概括為：在業務密集區域繼續對4G網絡進行擴容和補盲覆蓋，在郊區（鄉鎮）區域推進4G廣覆蓋，在農村區域實現4G網絡的連續覆蓋和廣覆蓋，在城市密集區域逐步開展5G實驗網的測試工作。

根據運營商的網絡發展思路，結合移動通信技術的發展，不同場景下移動通信基站規劃站間距原則為：中心城區站間距為300 m左右，郊區、縣城站間距為600 m左右，高鐵站間距為800 m左右，高速公路站間距為1.2 km左右，農村站間距為1.5 km左右。

4 H市移動通信基站站址規劃方法

4.1 規劃原理

泰森多邊形原理即將所有相鄰的現有基站站點連成三角形，作這些三角形各邊的垂直平分線，每個基站站址周圍的若干垂直平分線便圍成一個多邊形。這個多邊形的交叉點就是規劃的基站站址，具體如圖1所示：

4.2 規劃步驟

規劃步驟具體如下：

（1）從中國鐵塔公司資管系統獲取最新的通信基站在網信息，同時需獲取運營商未移交中國鐵塔公司站點及第三方公司承建的基站信息，將所有的基站信息進行整合匯總，形成H市通信基站網絡現狀。

（2）以泰森多邊形原理為依據，按照移動通信基站規劃站間距原則，選用筆者公司制作的移動通信基站規劃軟件QGIS進行計算，形成初步規劃站點。

（3）優化規劃站點的位置。將軟件計算得到的初步規劃站點位置進行優化，如對位于水域、江面的站點進行位置調整及優化，具體如圖2所示。

4.3 H市中心城區移動通信基站規劃情況

H市中心城區有A、B、C、D四個片區，按照上文所述的規劃方法，H市移動通信基站規劃3 886個站址。其中，A區移動通信基站預計達到1 227個；B區移動通信基站預計達到739個；C區移動通信基站預計達到1 235個；D區移動通信基站預計達到685個。規劃期末各個片區及場景的基站情況如表2所示：

4.4 理論驗證

下面將采用網絡覆蓋法來驗證H市移動通信基站站址規劃的情況。網絡覆蓋法的原理是通過基站覆蓋一定范圍用地面積的原理，根據城市總體規劃的建設用地總量反推需要的移動通信基站數量。其基站的覆蓋面積公式為：endprint

通過上述計算可知，本次H市中心城區所需要的移動通信基站總數約為4 064個。

通過比較理論計算H市中心城區移動通信基站站址規劃所需要的基站與實際規劃的站址數，兩者之間存在178個站址的差異數，這是因為在中國鐵塔公司成立之前三家運營商各自為政，移動通信基站分別建設，網絡制式及網絡覆蓋水平均不同，從而導致H市的移動通信基站現狀實際情況較為復雜。從本次規劃值與理論值比較來看，誤差范圍在5%以內，可以認為理論與實際規劃是基本吻合的。

5 結束語

本文從H市城市總體規劃和移動通信網絡區域劃分出發，提出以泰森多邊形原理進行規劃的方法，并與運營商充分溝通確定規劃的通信基站站間距，在H市現有通信基站的基礎上，使用規劃軟件對H市的中心城區進行控制性詳細規劃。研究表明，本文提出的移動通信基站規劃方法精準度較高且應用廣泛。

將移動通信基站規劃納入城市總體規劃，不僅可以提前為基站建設預留資源，而且還保證了移動通信基站實施落地時的合規合法性。目前對H市中心城區移動通信基站站址規劃的研究已經通過專家評審和規劃委員會審查，并獲得H市政府的批準實施。

參考文獻：

[1] 謝勇，莊文雅，陳霖青. 基于城市控制性詳細規劃的移動通信基站站址規劃研究[J]. 移動通信， 2010，34（22）： 85-88.

[2] 陳永海. 探討城市移動通信基站專項規劃[J]. 城市規劃， 2010（11）： 83-87.

[3] 栗永生，肖子紅. 基于城市控規的移動通信基站站址規劃策略研究[J]. 通訊世界， 2016（5）： 142-143.

[4] 劉清海. 基于城市規劃的移動通信基站布局規劃[J]. 電信快報， 2016（9）： 35-39.

[5] 霍勵. 新建移動通信基站建設方案探討[J]. 中國新通信， 2017（7）： 12-13.

[6] 莊繼龍，趙立群. 智慧城市通信基礎規劃與建設應用[J]. 中國新通信， 2016（22）： 111.

[7] 湯向棟. 5G無線網絡規劃與城市規劃結合策略研究[J]. 信息通信， 2016（10）： 236-237.

[8] 吳淑花，蔣成煜. 結合城市發展規劃的移動通信基站選址[J]. 電信工程技術與標準化， 2006（9）： 56-58.

[9] 陳剛，蘇雷. 鐵塔公司通信基站專項規劃思路探討[J]. 電信工程技術與標準化， 2017（4）： 69-75.

[10] 黃宇飛. 移動通信基站預規劃與預選址研究[J]. 中國高新技術企業， 2016（34）： 10-11.endprint