大唐移動TD與GSM共站址實施方案

案例簡介：

由于居民環(huán)保意識的增強，對于基站輻射比較敏感，站址的選擇也因此受到較大影響。

詳細介紹

一、前言

目前，隨著TD-SCDMA大規(guī)模試驗網(wǎng)絡(luò)的展開，對于運營商來說，要實現(xiàn)TD網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)�？焖俨渴�，實現(xiàn)安全、可靠、節(jié)省的建網(wǎng)要求，站址的選取和建設(shè)至關(guān)重要。如果能夠充分利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)2G/3G共址，則可以為運營商的建網(wǎng)帶來很大的便利。本文以目前TD-SCDMA部署過程中，大唐移動在上海、廣州等試驗網(wǎng)中積累的一些共站址實施經(jīng)驗，就TD/GSM共站址的實現(xiàn)提供解決方案。

二、共址問題概述

在TD-SCDMA擴大試驗網(wǎng)的建設(shè)過程中，曾經(jīng)一度因為站址協(xié)調(diào)困難等原因，造成了TD部署和工程實施進度的滯后。其主要原因在于：一方面，北京、上海、廣州地區(qū)的2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋緊密，已經(jīng)先期占用了大量的站址資源;另一方面，由于居民環(huán)保意識的增強，對于基站輻射比較敏感，站址的選擇也因此受到較大影響。

因此，如何在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期降低建設(shè)成本的同時，快速建設(shè)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)擺在了運營商與設(shè)備商的面前?如果能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)共用站址資源，是解決TD-SCDMA基站架設(shè)難題的最佳解決方案。

要實現(xiàn)2G/3G共站址的要求，就要解決如何利用2G站址資源，包括機房、電源、傳輸?shù)纫延匈Y源的相關(guān)問題。

對于已有的2G基站資源的重利用，包括了以下幾個方面：

Ø 電源設(shè)備重利用

Ø 室內(nèi)外防雷接地網(wǎng)的利舊

Ø 傳輸設(shè)備、DDF/ODF架的共用

Ø 走線架的共用

Ø 門禁、監(jiān)控設(shè)備的共用

Ø 現(xiàn)有鐵塔、桅桿等資源的利用

Ø 現(xiàn)有饋線窗的利用

三、共站址干擾問題分析

1.干擾的產(chǎn)生和分析原理

目前，TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備工作頻段采用2010-2025MHz。工作于不同頻率的系統(tǒng)間的共存干擾，主要是由于發(fā)射機和接收機的性能的不完善造成的。

對于干擾進行分析，實現(xiàn)TD與其它移動系統(tǒng)的共站址布放，需要進行干擾的原理分析，從而獲得干擾隔離度等重要數(shù)據(jù)，指導(dǎo)建網(wǎng)中的工程實施。

干擾分析原理分為以下幾個步驟：

(1)計算接收機能容忍的干擾信號門限強度

(2)和發(fā)射機發(fā)射的干擾信號強度比較

(3)得到最低的空間隔離度要求，最后換算成空間距離

從技術(shù)上說，共址基站間的干擾主要分為三部分：阻塞干擾、雜散干擾和互調(diào)干擾。

阻塞干擾：是接收微弱的有用信號時，受到接收頻率兩旁強干擾信號，超出了接收機的線性范圍，導(dǎo)致接收機因飽和而無法工作。

雜散干擾：是由于干擾源濾波特性不能滿足技術(shù)要求，使干擾源的帶外信號以噪聲的形式出現(xiàn)在相鄰頻段內(nèi)，抬高被干擾基站的噪聲基底，接收機靈敏度降低，上行鏈路性能變差。

互調(diào)干擾：是干擾信號滿足一定的關(guān)系時，由于接收機特性的非線性，會出現(xiàn)與接收信號同頻的干擾信號。它的影響和雜散輻射一樣，提高接收機的基底，降低接收機的靈敏度，因此可以把互調(diào)干擾也看作雜散的影響。

2.干擾分析

發(fā)射機的發(fā)射功率和雜散輻射作用于接收機時，帶內(nèi)發(fā)射功率可能導(dǎo)致接收機阻塞，需要考慮為滿足接收機阻塞指標(biāo)時所必需的隔離度;而雜散輻射可能導(dǎo)致靈敏度的下降，此時需要考慮滿足雜散輻射時的另一個隔離度要求。這樣，在我們的簡化工程分析中對每一種情況可能獲得兩個隔離度，在一種應(yīng)用環(huán)境中，只要選取最大的一個作為隔離度要求即可滿足。

(1)發(fā)射機的大功率發(fā)射信號對接收機的阻塞影響

其中Po為干擾發(fā)射機的輸出功率，Pb為接收機的阻塞電平指標(biāo)。

(2)發(fā)射機雜散對接收機的干擾

其中Pspu為干擾基站發(fā)射的雜散信號功率，Pn為受干擾系統(tǒng)的接收帶內(nèi)熱噪聲，Nf為接收機的噪聲系數(shù)，Nise為正常工作時接收機的干擾提升。

綜合考慮阻塞和雜散的影響，要求的最小隔離度為：

天線隔離度通常有三種方法：水平隔離、垂直隔離和組合梯形隔離。

3.共站址隔離方法

對于可能存在的系統(tǒng)間干擾問題，常用的隔離措施有：

(1)發(fā)射天線和接收天線保證足夠的空間隔離，二者在垂直或水平距離上保持足夠遠;

(2)利用地形地物阻擋或使用擋板;

(3)調(diào)整基站天線的方位角或下傾角;

(4)干擾基站發(fā)送端增加帶通濾波器;

(5)降低干擾基站的發(fā)射功率;

(6)在被干擾基站的接收端增加帶通濾波器。

在工程實施上，可以通過基站天線的安裝來實現(xiàn)要求的隔離度。具體需要的隔離距離，與天線的增益、方向特性、極化特性，以及相對擺放位置等都有緊密關(guān)系。

3GPP中對扇區(qū)天線有幾種推薦的安裝方式，如下圖所示。具體施工時，我們至少要保證天線的平行安裝，嚴(yán)格避免出現(xiàn)天線相對的情況。

4.共站實例與隔離度要求

該圖例為大唐移動承建的廣州微波局站址，圖中所示的共鐵塔為廣州微波局廣播天線、2G、TD共天面的安裝實例。圖中所示的鐵塔一層為TD天線部分，鐵塔頂部的二層，為GSM天線安裝位置。該站址對2G和3G天線實現(xiàn)垂直隔離。

對于隔離度的具體要求，業(yè)界可能有不同的計算方式和仿真結(jié)果。以下是大唐移動提供的參考數(shù)據(jù)，供大家參考：

四、共站址解決方案

1.機房面積和基本要求

從目前建網(wǎng)的實際情況看，2G基站基本上都是可以共站址建設(shè)的，除個別2G站址空間狹小的不能共站址除外。目前在大唐移動承建的廣州和上海的試驗網(wǎng)建設(shè)中，共站址的比例高達85%以上。在3G站址的選擇過程中，特別要考慮到諸如電源、傳輸(高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尤為突出)、機房空間以及原有2G站址的合理性等因素。

新建TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)共用機房，需在原有機房增加一架TD-SCDMA機架。如果無線基站機房已規(guī)劃遠期擴容位，則TD-SCDMA無線設(shè)備可以直接安裝于遠期擴容位。如果無線基站機房沒有規(guī)劃遠期擴容位，可以通過調(diào)整原有GSM系統(tǒng)無線設(shè)備安裝位置或調(diào)整GSM系統(tǒng)的設(shè)備配置來解決。另外，還可以啟用或租賃GSM系統(tǒng)機房隔壁的房間作為新機房。

目前，大唐移動提供的TDB36A光纖拉遠型宏基站，可以支持靠墻安裝，占地面積僅為0.7X1.2平方米。機房高度要求為2.0米。在大唐移動承建的上海、廣州中國移動TD試驗網(wǎng)中，有很多的共站址應(yīng)用實例。

如圖所示，為TD基站和2G基站共址的基本情況。

目前中國移動機房的面積大多在15平米左右，重點需要考慮該類型面積的機房共址應(yīng)用。

對于機房面積更加緊張的機房，而容量要求不大的情況，大唐移動還推出了TDB18AE緊湊型基站設(shè)備。該設(shè)備可以支持掛墻安裝，同時支持堆疊擴容方式，或與19英寸的機架實現(xiàn)模塊混插。

這樣的簡便設(shè)計，大大增強了設(shè)備在實際部署中的靈活性，適應(yīng)了運營商快速部署和機房條件工程實施簡單的要求，在廣州和上海的2G/3G共址中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.機房承重

共用機房中，機房情況比較復(fù)雜，民用建筑設(shè)計承重部分不能滿足3G機房條件，必須靈活進行基站建設(shè)。當(dāng)空間、承重等條件滿足的前提下，可充分利用2G機房。

在進行TD-SCDMA與GSM共站設(shè)計時，需要對機房承重進行重新測算。在滿足基站設(shè)備承重要求后，方可安裝設(shè)備。尤其對于利用不在一層的商品房(居民住宅、商用辦公樓等)作為通信基站機房的情況，由于其樓面承載能力較差，需要特別注意承重的問題。為確保機房承載安全，需將機房的設(shè)備平面布置圖委托建筑設(shè)計單位進行核算，若達不到要求，必須采取相應(yīng)加固措施或在原機房隔壁新規(guī)劃一房間作為機房。

目前大唐移動承建的試驗網(wǎng)建設(shè)中，大唐提供的光纖拉遠型宏基站，滿配重量55kg。在機房建設(shè)中，根據(jù)2G機房的基本情況，將機房面積和承重進行了核算。對于機房承重要求達不到設(shè)計要求的，可以利用扁角鐵成“十”字形搭建在房屋橫梁上，這樣可以減小橫梁之間房屋的面積，增加原有的房屋承重能力。該解決方法在廣州建網(wǎng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

如果機房承重不能達到要求，則可以考慮在實際應(yīng)用中，采用TDB18AE基站，實現(xiàn)零站址、零承重要求�；蛘卟捎么筇埔苿有乱淮�全天候基站TDB18C來實現(xiàn)基站的全天候靈活部署。

3.電源改造

針對現(xiàn)有GSM系統(tǒng)基站設(shè)備所需直流電源與TD-SCDMA系統(tǒng)不同的情況，第一種情況，TD-SCDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)共用電源，可通過DC/DC轉(zhuǎn)換設(shè)備將原+24V直流轉(zhuǎn)換成-48V直流，并通過對原+24V電源系統(tǒng)進行核算，對+24V電源系統(tǒng)進行擴容，以滿足同時向GSM系統(tǒng)及TD-SCDMA系統(tǒng)供電的需求。第二種情況，TD-SCDMA系統(tǒng)新建一套電源系統(tǒng)，則需要核實原電源系統(tǒng)的交流容量、機房的面積及樓板負荷。

目前在改造過程中，最大的問題是蓄電池部分的擴容設(shè)計。以廣州為例，考慮到部分基站機房面積限制，在實現(xiàn)機房承重加固之后，將電池組進行2層疊放，也是一種很好的解決方式。只是這種擴容方式一定要充分考慮機房承重的要求。如圖所示：

4.走線架共用

盡量考慮利用原有走線架，對于在新增TD-SCDMA無線主設(shè)備上方無走線架或原有走線架不能滿足新系統(tǒng)的需求時，需對原有機房進行走線架改造。對于大唐移動，由于采用了光纖拉遠的宏基站TDB36A，其設(shè)備頂端走線部分為：

1根光纖×3扇區(qū)

1根供電電纜(RRU)×3扇區(qū)

1根GPS饋線

2根電源線

1根接地線

E1線

相比射頻拉遠，采用了光纖拉遠方式后，饋線數(shù)量減少3/4，單根饋線直徑降低了50%，對室內(nèi)走線架要求降低了60%，只要有150mm的空間即可滿足線纜走線要求。

室外走線架，也可以充分利用2G走線架已有的資源。以廣州建網(wǎng)情況為例，目前射頻拉遠基站雖然也采用了集束電纜，但由于對走線架要求較高，所以大都采取新建走線架的方式擴容，走線架采用單獨走線。

而對于光纖拉遠型基站，由于采用了光纖拉遠技術(shù)，對于走線架的要求大大降低。以圖示的情況為例，在2G走線架上充分利用現(xiàn)有的空間，采用PVC管做外部包裝，將光纖部分從PVC管中通過，實現(xiàn)2G/3G混合布放(圖中PVC管由局方提供)。

5.饋線窗的改造

饋線窗的重利用中，可以根據(jù)機房饋孔情況核實現(xiàn)有饋線位;若滿足饋線和電源線安裝要求，則不需新開饋線孔;若不滿足，在綜合考慮設(shè)備走線需求和機房條件的基礎(chǔ)上，新開標(biāo)準(zhǔn)饋線孔。

大唐移動采用的光纖拉遠型基站，可以根據(jù)運營商網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，充分實現(xiàn)利舊。如圖所示，只需要6個1/2”小孔(供電電纜×3+光纖×1+GPS×1+接地線×1)。若新加饋線窗, 只需加一個大小為250 mm X250mm饋線窗口。

6.共享室內(nèi)分布系統(tǒng)

在3G建網(wǎng)初期，就需要考慮對一些室內(nèi)的熱點地區(qū)引入專門的3G室內(nèi)分布系統(tǒng)。如果已有2G室內(nèi)分布系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮2G/3G之間共用室內(nèi)分布系統(tǒng)。

對3G室內(nèi)分布系統(tǒng)來講，與GSM共用是簡單、有效而且經(jīng)濟、快速的建設(shè)方案，這里最主要的工作是需要保證在基站設(shè)備接入端采用能夠滿足系統(tǒng)間隔離度要求的雙工器。

7.共天饋系統(tǒng)

3G與2G系統(tǒng)間共享天饋資源也非常重要。其中可以通過采用共用桅桿、鐵塔等基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)。我們在規(guī)劃3G無線網(wǎng)絡(luò)的時候，需要考慮到2G和3G之間的干擾情況。在2G/3G共址的情況下，兩個系統(tǒng)之間存在如雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾等，這些干擾在兩個系統(tǒng)頻帶相鄰的情況下尤其嚴(yán)重，如TD-SCDMA與GSM1800系統(tǒng)等。除此之外，在2G/3G共址的情況下，頻帶相鄰的兩個系統(tǒng)還存在鄰頻干擾的情況。這些干擾因素也都會影響系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，必須予以重視。

原有天饋線系統(tǒng)改造主要應(yīng)考慮以下幾方面：

(1)空間：需要為TD-SCDMA系統(tǒng)提供足夠的空間來安裝天線和饋線。

(2)高度：需要為TD-SCDMA智能天線提供高度合適的安裝位置。

(3)隔離：TD-SCDMA天線的安裝位置需考慮與本公司以及其他運營商的系統(tǒng)的隔離問題。

(4)饋線選擇：饋線的特性阻抗、工作頻段等指標(biāo)應(yīng)與主設(shè)備相適應(yīng);饋線直徑的選擇需考慮覆蓋需求、饋線長度、饋線路由和現(xiàn)場施工條件等因素。

(5)美觀安全：室外走線架必須考慮美觀、安全等因素，達到既美觀又安全的要求。其它創(chuàng)新解決方案也可考慮。

對于智能天線的安裝，除了考慮隔離度之外，還需要考慮迎風(fēng)面積和RRU配置的具體情況，要詳細調(diào)查2G桅桿和天面狀況。由于單管塔和角鋼塔承載能力和可靠度較高，可在單管塔和角鋼塔上安裝，RRU放置在平臺上，靠塔身安裝;對于拉線塔、拉線桅桿情況比較復(fù)雜，要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定。在廣州和上海的試驗網(wǎng)中，也有一定的共用實例;對于小型桅桿，各扇區(qū)單獨設(shè)立桅桿，RRU固定在桅桿上。同時，樓頂安裝支架、增高架、鐵塔時，所有的水泥墩等要盡量安裝在建筑的承重梁上。

大唐移動由于采用了6陣元智能天線和單一RRU的設(shè)計，在工程實施上帶來很大的便利。每個6陣元智能天線重量為13kg，RRU重量35kg。對于桅桿要求如下：

一般情況下塔上可以采用50mm天支式桅桿，而樓頂桅桿直徑應(yīng)大于76mm。另外，在現(xiàn)場有些桅桿盡管直徑大于76mm，但懸掛過高也是存在風(fēng)險的，下圖中斜撐支點到天線下卡箍距離為2.8m，因此存在風(fēng)險。規(guī)范要求，斜撐支點到桿頂長度不得大于2m，也就是說斜撐支點到天線下卡箍距離應(yīng)小于0.7m。

TD智能天線美化，可采用各扇區(qū)天線分別美化的方式，具體美化形式可以是仿柱、仿空調(diào)室外機等。如果因環(huán)境條件限制，只能集中美化的話，那么可采用粗壯底座的大型水塔或給整個天線表面架設(shè)圍柵。

8.接地系統(tǒng)

按照《通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范》YD5098-2005的規(guī)定，基站的室內(nèi)接地系統(tǒng)，可根據(jù)具體情況，選擇“環(huán)形”或“星形”等電位連接方式。

廣州移動根據(jù)自身特點，部分站點進行了等電位改造，即在走線架建設(shè)等電位環(huán)，所有設(shè)備就近接入等電位環(huán)。避免因為2G、3G設(shè)備以及眾多的配套設(shè)備接地線長短不同造成的等電位差。

該方案對于接地安全有一定優(yōu)勢，但對于老機房接地網(wǎng)的改造要求較高，可以在基站建設(shè)中靈活選擇。

室外接地中由于大唐移動RRU的接地保護設(shè)計，在箱體本身就帶有接地保護的泄流筏，因此，RRS箱體本身不需要特殊的防雷設(shè)計。饋線接地則按照2G現(xiàn)有的資源情況，以及TD的饋線接地要求進行。對于光纖拉遠型基站的光纖部分，是不需要接地保護的。

五、結(jié)束語

目前隨著TD大規(guī)模試驗網(wǎng)的建設(shè)，2G、3G共址的相關(guān)問題還在不斷地探討和研究，新的技術(shù)和共址解決方案也不斷出現(xiàn)。希望通過本篇文章，結(jié)合大唐移動的TD建網(wǎng)經(jīng)驗，為共址的技術(shù)發(fā)展和研究提供寶貴經(jīng)驗。