趙 淵
(中國鐵塔股份有限公司山西省分公司,山西 太原 030000)
鐵塔公司牽建多系統共站址美化場景問題研究及建議
趙 淵
(中國鐵塔股份有限公司山西省分公司,山西 太原 030000)
隨著移動通信技術的飛速發展,基站覆蓋范圍減小,要求建設的基站保證覆蓋,而國內移動通信市場競爭慘烈,各大運營商均是大力推動基站建設。目前國內基站數量跨越到百萬級,由于基站密度不斷加大,站址資源特別珍貴,在熱點和難點區域往往難以找到合適的站址。文章通過詳細的分析和論述,提出了在一般情況下和極端情況下的移動信號解決方案,并對運營商建設部分流程優化關鍵點提出建議。
站址;多系統;美化;抗干擾
隨著移動通信技術的飛速發展,從低頻到高頻,基站覆蓋范圍減小,需要建設更多的基站保證覆蓋。由于國內移動通信市場競爭慘烈,為保證競爭優勢,各大運營商均是大力推動基站建設。
對于優秀的站址資源,鑒于運營商的競爭形勢,往往是高價者得之,或關系密切者得之,較難形成資源共享。
鐵塔公司的成立開創了共建貢獻的新局面,一方面是將運營商存量鐵塔全部整合,完全消除了競爭因素導致的無法共享。另一方面是獲得了國家各級政府機關的支持,將在站址選取、站址談判等方面提升通信企業的話語權,尤其是在一些地方政府明確要求黨政機關、事業單位等對鐵塔公司開放樓頂、綠地等。種種措施很大程度上提高了在熱點區域等珍貴資源地建設基站的可能性。
對于點區域的重要基站來說,牽涉到諸多運營商的利益、物業關系的協調、居民關系的協調等問題,要真正實現滿足各家運營商需求,同時工期造價較優的目標還存在相當多的問題。主要的問題包括無線技術、各運營商建設流程不一、商務定價及周邊協調等問題。尤其是在天面空間緊張和需要進行天線美化的場合,問題更加突出,本文重點分析在需要美化等場合下的建設與解決方案。
總結前期多家運營商共享共建實施經驗,結合當前各運營商建設重點,鐵塔公司推出的部分建設規范等,分析美化天線場景下多系統共站址主要的技術困難有3點。
1.1.1 天面空間問題
在常規情況下,最好的選擇是每個運營商單獨設置美化天線,對于樓頂來說,每個運營商常規需要設置3~6個美化天線位置,3個運營商則需要設置9~18個美化天線位置。在鐵塔上最好是每個運營商單獨占用1個平臺根據空間設置3~6個天線。但是目前為了美觀或者是考慮到周邊居民感受等因素,往往不宜設置過多的美化天線。如何利用有限的空間,合理分配給不同的運營商和不同的通信系統則是較為突出的問題。
1.1.2 系統間干擾問題
移動通信系統發展到今天,每個運營商現有的通信系統基本都包含了2G,3G,4G,頻率范圍也分為800 M,900 M,1800 M,2100 M,2600 M等,不同的系統設備的接收靈敏度、抗干擾性能等都不盡相同,因此在實際安裝過程中會要求與其他系統有一定的隔離度進行保護,通常方法是進行空間水平隔離或垂直隔離,而在空間緊張的情況下可能較難保證系統間的隔離度。有可能會產生干擾,影響系統容量,甚至導致系統接收出現問題。干擾一般可分為雜散干擾、阻塞干擾、互調干擾等,距離較近的情況下阻塞干擾和互調干擾問題較為突出,例如電信CDMA800三階互調,會影響聯通DCS1800和FDD-LTE,聯通WCDMA三階互調會影響2.6G的TD-LTE等。
不同運營商的規劃、建設、優化流程各不相同,尤其是規劃和建設流程。
1.2.1 規劃流程問題
規劃流程的不同,體現在中國移動和中國電信注重于宏觀級別的規劃,3年滾動規劃偏重于網絡演進、網絡規模、覆蓋效果、用戶發展、投資策略等,而中國聯通同時注重宏觀和微觀的規劃,站址級別規劃的重要性更高,更加注重微觀級別的規劃。兩種規劃方式并無絕對優劣之分,與各運營商的集團管理模式和各分子公司的運作模式有關。
作為鐵塔公司來講,要發揮充分的能動性,主動的選擇和建設有用站址,必須要同時注重微觀和宏觀規劃。微觀規劃方面的問題是目前只有中國聯通有站址級的規劃,其他運營商沒有準確的站址級規劃,因此鐵塔各地市在制定規劃和選址時困難較大。
1.2.2 建設流程問題
完整的建設流程包括采購、勘察、設計、施工(監理)、驗收、交維等環節,對于鐵塔公司牽建基站來說,建設基站要滿足多家運營商的需求,在不同的需求矛盾之間進行協調,給出適中的解決方案。牽涉到共天線等場景,則需要合理安排由哪家負責采購;牽涉到施工問題,為了減少不必要的擾民等麻煩,需要協調施工時間,最好同時施工,同時驗收交維等。
建設過程中的遇到困難時要與多家運營商進行協商,盡量滿足多家運營商的需求,另外則是盡量滿足業主單位的需求,減少施工維護影響,避免不可預知的風險。
天面位置、天面空間、平臺位置等都是寶貴的資源,各運營商自然希望能夠獲得相對優質的天面位置,如何通過商務措施和相應的制度合理安排各運營商建設位置,保障各運營商的需求得到滿足同時不造成浪費值得研究和探討。
除了需要協調各運營商的關系,另外一個需要重點協調的是與物業單位的關系,收集匯總各運營商的建設需求和業主單位的要求,在滿足物業特殊要求的情況下盡量提高基站建設的質量,提高通信覆蓋和業務質量。
在多系統多站址共天面的場景,如果天面空間充足,例如樓頂面積較大放置天線數目不限、鐵塔可保證每運營商至少有一層平臺等,則不需要特別分析,只需在布放時注意各系統之間的空間隔離距離、各家運營商的具體需求等。而在天面空間不足、物業有特殊要求等場合則需要綜合考慮各方面問題,逐一妥善解決,給出較優的選擇。
鑒于當前移動通信的發展趨勢,對于每個運營商單個站址來說,至少要保證用戶的語音需求和數據需求,在VoLTE尚未普及應用之前,3家運營商在LTE之外均需要配置支持語音的通信系統,對于3家運營商目前的狀況來說,至少要保證的網絡承載能力如表1所示。

表1 網絡承載能力
以下根據最小保證1語音+1數據的原則,對多系統共站址天面提出相應的解決建議。
空間問題包括天線架設空間、饋線布放空間、天線調整空間、其他設備空間等問題。
2.1.1 天面空間問題-樓面基站
(1)樓面基站理想情況下,經與物業協商,架設天線數目不設限制,則可按照運營商需求建設,同時考慮滿足不同系統天線之間的空間隔離。
(2)若樓面空間受限,則需要考慮減少美化天線數目,限制每家運營商至3個美化天線位置,共享站址情況下需要6~9個美化天線位置。此時根據各運營商需求結合物業要求在合適位置為每個運營商單獨建設美化天線,要保證美化天線的空間內能夠放置和調整六端口天線(此種情況可以保證聯通實施WCDMA+LTE或WCDMA+LTE MIMO,保證電信實施CDMA2000+LTE MIMO,保證移動實施GSM+DCS+LTE),要求美化罩空間內方向角保證能±30°調整,機械下傾角能進行0~15°調整。
(3)若物業只能滿足最小的美化天線數量,或者只能放置美化水箱型美化天線的場景,則牽涉到運營商共天線問題。
(4)普通美化天線罩方式。若美化罩高度無特別限制,可考慮加裝長抱桿,安裝上下兩層天線,出于安全美觀等考慮,抱桿長度也不宜過長,此種情況下可滿足2家運營商共美化罩使用。
(5)若是美化水箱,則考慮增大水箱體積,在水箱內布置多層天線或安裝多個天線,同時考慮干擾問題。
(6)最極端情況,只允許放置3個美化天線且美化高度有限,不能加長抱桿安裝多付天線或水箱體積限制只能安裝3個天線,則考慮多端口寬頻天線,根據多個運營商建設需求,選擇合適的多端口天線,極端情況是3家運營商共站址情況下經過適當的合路(主要為低頻部分)保證3家運營商的最低需求,合路要注意避免同頻合路。目前多個天線廠家都開發出了多頻多端口天線,例如凱瑟琳的80010892天線,支持698-960×1+171 0-269 0×4,將移動GSM900與電信800 M的CDMA 2000合路使用低頻,聯通WCDMA+LTE使用1個高頻端口或2個高頻端口,移動和電信的LTE各使用1個高頻端口(根據DCS1800是否需要有多種的組合方式,可根據運營商需求和商務報價等協調各運營商如何分配端口),可以保證3個運營商最基本的語音+數據覆蓋要求。凱瑟琳80010892天線配置如圖1所示[1]。
國內外多個天線廠家都有豐富的多端口天線產品,使用時根據運營商需求適當留有擴容余地選擇合適的多端口天線。
實際上鐵塔公司成立之后,全國各地大部分政府都給予了很大的政策支持,在站址選擇方面,要求機關事業單位開放樓頂資源,而通常作為機關和事業單位等公共樓宇,天面通常較大,可供放置美化天線的位置較多。
2.1.2 桿塔基站
桿塔基站相對于樓面基站而言較易解決,解決步驟如下。
(1)桿塔通常會有3~5個平臺供各運營商使用,在平臺充足的情況下可給各運營商分配不同的天線平臺,保證垂直隔離,各平臺由不同運營商自行決定如何建設。
(2)每個平臺可以單獨或者整體進行美化,這與普通多平臺鐵塔相同,不同的僅是外部增加一個或多個美化罩,如圖2所示,兩層平臺均進行了美化處理。

圖1 凱瑟琳天線配置

圖2 桿塔美化效果圖
(3)可以進行多平臺美化處理的場景,在這種情況下需要注意的是要對各運營商周邊覆蓋情況進行摸底,通過仿真等技術手段解決運營商之間的平臺占用爭議,避免盲目占用高層平臺打壓競爭對手等。
(4)如果美化要求極為苛刻,只能進行一層美化設置,則與樓面基站相同,采用寬頻多端口天線來解決。
(5)其他美化桿塔,如美化樹形式的,一般可掛置多層天線,共用站址困難較小,協調好各運營商掛置高度即可(見圖3)。

圖3 美化樹效果
通信系統之間的干擾主要包括阻塞干擾、雜散干擾、互調干擾等。
阻塞干擾一方面取決于被干擾系統抗阻塞性能,一方面取決于干擾系統發射功率。
雜散干擾取決于干擾系統的雜散指標以及被干擾系統的接收靈敏度。
互調干擾取決于干擾系統所用頻點和被干擾系統頻點,通常三階互調的影響最大。
排除系統間干擾問題的主要手段有3種:(1)進行空間隔離,包括水平隔離和垂直隔離;(2)增加設備和天線的抗干擾性能,例如降低雜散指標,提高抗阻塞指標、提高互調指標等;(3)在前兩種都無法解決的情況下加裝發射濾波器或者接收濾波器(濾波器無法排除帶內互調干擾)。
當前3家運營商每年均會進行接下來3年的滾動規劃,規劃未來的網絡覆蓋目標、質量目標、市場發展目標、技術演進目標、更新換代目標、投資財務目標等,區別在于中國移動和中國電信側重于宏觀層面的規劃,中國聯通是宏觀層面和微觀站址級規劃并重。由于中國移動和中國電信站址級規劃缺失,將會給鐵塔公司的站址級規劃帶來一定的困難。
分析3個運營商的覆蓋策略,中國移動作為國內市場第一的運營商,目標基本是人口全覆蓋,幾乎不計建設成本,中國聯通和中國電信則是保證重點城市、鄉鎮、道路、景區、人口較多農村等的覆蓋,中國聯通LTE的目標之一就是不少于電信覆蓋。因此對于鐵塔公司的規劃選址來說,建議可采用如下流程。
(1)收集3家運營商現有網絡基站和工參,分別進行基站覆蓋仿真,由于當前的運營商之間的競爭已逐步演化到LTE的競爭,可以以LTE覆蓋仿真為主、WCDMA/CDMA2000覆蓋仿真為輔,注意進行精確的模型矯正和使用最新的高精度地圖,盡量提高仿真結果的準確性(各運營商路測、測量報告、投訴等數據由于較難收集,作為鐵塔公司可將仿真作為發現弱覆蓋的主要手段)。
(2)以中國聯通站址級規劃為基礎,篩選其中落在電信或移動弱覆蓋區域的站址,作為備選站址。
(3)在中國聯通站址級規劃之外,對于兩家或3家運營商弱覆蓋重疊的區域,進行圈選,選出問題點,給出可能的站址大致位置,作為備選站址。
(4)備選站址確定后,對3家運營商進行問詢,確定哪些備選站址可以保留,作為鐵塔公司規劃中的站址級規劃。
(5)鐵塔站址級規劃中非中國聯通規劃的站點,則需要進行現場選址,給出詳細站址。
(6)鐵塔站址級規劃之外,根據各家運營商的投資建設計劃,預留一定的宏觀級規劃,即其他共享可能性較低的站點可只給出大致數量和投資額度等。
(7)站址級規劃+其他宏觀級規劃可共同構成鐵塔的規劃。
(8)如果有可能的話,在未來可建議移動和電信給出一定的站址級規劃,比如確定要建設的一部分基站。
站址需求確定,技術協商完成,則可開始基站建設相關的流程,建設相關的較大流程一般包括勘察設計、設備采購、工程施工。對于這幾個流程的關鍵點分析和建議如下。
2.4.1 勘察設計是采購和施工的重要前提
若天面空間充足,則可協調3家運營商相應工程的設計院同時進行勘察設計,3家在現場確定方案,如有沖突矛盾最好在現場解決。注意在鐵塔平臺的占用上鐵塔可利用仿真等技術手段進行控制,避免惡意搶占首層平臺的行為。
若天面空間不足,需要共用美化罩或天線,則可由鐵塔牽頭指定一家設計院(或者鐵塔公司的中標設計院)按照3家運營商的需求進行設計,尤其是合路設計、工參設計、干擾計算等,并進行相應的仿真,保證工參配置的最優化。設計完成后與各家設計院協商獲取一致認可。
一致認可之后的設計方案原則上不允許更改。
2.4.2 設備采購
勘察設計完成后,進入設備采購,對于鐵塔公司目前來說,由于主設備、天線一般由運營商自行采購,在共天線的場景下,單獨一家采購的天線可能較難滿足其他運營商的需求。建議共天線場景下采購流程如下。
(1)由鐵塔公司牽頭組織多端口天線技術測試,評選出頻段合適、抗干擾性能指標優良天線。
(2)鐵塔公司建立相應的天線庫,若有運營商共用天線需求,則由鐵塔購買相應的天線及配件。
(3)購買的相應天線和配件投資應加入到其他電源、配套等投資內,作為對3家運營商計價收費的依據。
2.4.3 工程施工
工程施工主要考慮的問題是盡量減少上站施工的次數,盡量一次完成多家運營商的安裝。
為保證工程施工,施工進場應有鐵塔公司許可,尤其是天面安裝,需多家運營商都具備安裝調校后協調進場一次完成。
對于多運營商共天線的場景,建議由鐵塔公司施工隊按照設計完成施工,避免工參不準,不滿足某運營商需求等情況。
針對多運營商共站址且美化的場景,商務計算及控制方面的幾條建議如下。
(1)首先在多運營商共站址且需要美化的場景,美化罩應由鐵塔公司提供,當前鐵塔公司的計費主要是在電源和配套方面考慮,在美化場景下應將相應的美化費用計入成本,計算商務費用。在共用天線場景下最好由鐵塔公司統一采購多端口天線,計入成本計算商務費用。對于多端口天線,可根據占用的天線端口數量進行階梯計費,并保證每個運營商的最低需求,防止出現惡意計費。
(2)在美化桿塔和美化水箱的情況下,如果可以設置多層天線,則需要對天線平臺區別定價,第一層平臺價格要遠高于第二層平臺,同時針對多個基站累計情況做出限制和價格處罰,建議要求該種情況下,單個運營商占有第一層平臺的數量在所有基站中不超過某一比例,例如50%,防止惡意競爭打壓競爭對手的情況。
對于美化天線場景,為了更好地進行偽裝,以及增加鐵塔公司收入等考慮,可考慮增加與周邊環境相適應的廣告開發,例如在鐵塔加裝廣告牌、鐵塔美化外罩張貼廣告宣傳畫等。另外可以租用鐵塔給其他行業如安全行業加裝監控等,提高鐵塔的商務價值。但要注意在加裝其他應用時應不會對現有通信系統覆蓋效果造成較大影響。
對于站址資源,可通過多種手段開發新的站址資源,可以利用政府政策支持尋求合適的機關和事業單位等,協商開放樓頂,另外對于企事業單位,可以利用鐵塔廣告等作為交換措施,換取有利的站址資源。
針對當前鐵塔公司牽建的多系統共站址場景,尤其是使用美化天線的場景,分析了現存的主要問題,包括技術問題、流程問題、商務和協調問題等,其中技術問題最為關鍵。
針對技術問題進行了詳細的分析和論述,提出了在一般情況下和極端情況下的解決方案,并分析了可能存在的干擾和升級演進問題等,印證了目前即使在極端情況下也可以保證各運營商共址建設美化基站,并對天線、設備等的采購提出了建議,以達到良好的適應性、抗干擾指標,并且易于升級演進和優化調整。
針對流程問題分析對比了各運營商不同的規劃流程,給出了鐵塔公司規劃的流程建議,并針對建設流程、優化維護流程等分析了現有的突出矛盾,給出部分流程優化關鍵點和建議。
針對商務問題,分析了在多系統共址美化情況下,商務定價應考慮增加的內容,防止惡意競爭搶占平臺的策略建議,以及探討了周邊商務開發的可能性,站址開發的拓展思路等。
因此在站址資源無比寶貴的今天,我們有理由認為,只要站址選擇極為合適,建設方面的技術困難和協調困難是可以克服的,鐵塔公司只要牢固地掌握諸多的優良站址資源,并且具有強大的新增優秀站址開發能力,定能為通信事業的發展和中國信息化進程做出巨大貢獻,而運營商在鐵塔公司的統一協調下也定會降低站址談判難度,迅速提升覆蓋范圍,解決歷史遺留問題。
[1]KATHREIN-Werke KG.Antenna Solutions[EB/OL].(2015-04-17)[2017-10-25].http://www.kathrein.com.
Study and suggestions on the construction of multi-system co-site landscaping problem in tower company
Zhao Yuan
(China Tower Co., Ltd., Shanxi Branch, Taiyuan 030001, China)
With the rapid development of mobile communication technology, base station coverage is reduced, requiring the construction of the base station to ensure coverage. The domestic mobile communications market competition is fierce, the major operators are vigorously promote the base station construction. At present, the number of domestic base stations across to millions of levels. Due to the base station density continues to increase, making the site resources are particularly valuable, and in hot and difficult areas are often difficult to find the right site. In this paper, through detailed analysis and discussion, proposes in general and extreme cases of mobile signal solutions, and put forward suggestions on the key points of the process optimization of the operator construction.
site; multi-system; landscaping; anti-interference
趙淵(1972— ),男,山西太原人,總經理,學士;研究方向:通信基站建設及維護。