山區(qū)基站的低成本建設(shè)方案

陳亮

摘要山區(qū)基站建設(shè)往往呈現(xiàn)成本高、工程量大等特點(diǎn)，文章針對(duì)這一現(xiàn)狀，提出了山區(qū)基站低成本建設(shè)方案，從站址規(guī)劃、載頻配置、配套電源等方面作了研究，并闡述了分布式基站在降低成本上的作用及其建設(shè)方式。

關(guān)鍵詞山區(qū)基站低成本建設(shè)配套電源設(shè)備二次搬運(yùn)費(fèi)分布式基站

1前言

效益是企業(yè)運(yùn)營(yíng)的核心，運(yùn)營(yíng)商增強(qiáng)成本效益觀念、強(qiáng)化科學(xué)管理、優(yōu)化資源配置、實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)營(yíng)對(duì)于增強(qiáng)整個(gè)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)上，運(yùn)營(yíng)商需要因地制宜，采取合適的技術(shù)手段，尤其對(duì)于山區(qū)地市，需認(rèn)真研究當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的特點(diǎn)，低成本地解決山區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，平衡建設(shè)投入、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與市場(chǎng)潛力的關(guān)系，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)能力，為市場(chǎng)發(fā)展提供有力支撐，努力實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化。

在傳統(tǒng)移動(dòng)通信工程建設(shè)中，尤其是山區(qū)基站建設(shè)往往存在建設(shè)成本高、工程量大等情況。本文針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展在山區(qū)應(yīng)用場(chǎng)景下的基站建設(shè)方案研究，探討如何在保證基站覆蓋性能的情況下，節(jié)約成本，降低建設(shè)投資。

2山區(qū)基站建設(shè)的現(xiàn)狀

山區(qū)基站主要用于解決覆蓋，網(wǎng)絡(luò)利用率極低，山區(qū)基站建設(shè)成本主要呈現(xiàn)如下兩大特點(diǎn)：

(1)單站投資較高：山區(qū)基站因施工條件惡劣，二次搬運(yùn)、交流引入等費(fèi)用較高，單站投資明顯高于平均水平。如考慮傳輸線路等投資，山區(qū)基站投資所占比重更高。

(2)土建投資額及比例較高：主設(shè)備、配套設(shè)備價(jià)格逐年下降，土建投資額及比例逐年上升；基站土建部分投資(鐵塔及基礎(chǔ)、機(jī)房及圍墻以及交流引入、二次搬運(yùn)等)約占總投資的60％。

移動(dòng)通信企業(yè)在前幾年建設(shè)了大量的邊際網(wǎng)基站，邊際網(wǎng)建設(shè)初期主設(shè)備采用室外型基站，采用交流供電，不建站房，未配置空調(diào)、監(jiān)控等配套設(shè)備。這種建設(shè)方式在投資緊張、主設(shè)備造價(jià)較高的情況下，有效地節(jié)約了投資，支持了市場(chǎng)發(fā)展。但邊際網(wǎng)基站與宏基站主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)適用性差距明顯、故障率高，而且現(xiàn)階段邊際網(wǎng)價(jià)格與宏站已基本持平，所以建設(shè)邊際網(wǎng)基站已不再適合作為降低山區(qū)基站建設(shè)成本的主要方案。

3山區(qū)基站低成本建設(shè)的基本思路

山區(qū)基站低成本建設(shè)的基本思路如下：

(1)綜合考慮建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)成本，不能為降低建設(shè)成本而造成后期運(yùn)行、維護(hù)成本的增加；

(2)因地制宜，細(xì)分場(chǎng)景，優(yōu)化建設(shè)方案，降低建設(shè)成本；

(3)努力提高規(guī)劃方案前瞻性，確保后期不折騰；

(4)高效、可靠的電源系統(tǒng)，是確保山區(qū)和室外型基站正常工作的關(guān)鍵。

4山區(qū)基站低成本建設(shè)的方案

4.1站址規(guī)劃

在山區(qū)基站的規(guī)劃選址方面，需要綜合考慮建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)成本，科學(xué)合理地布局基站，做到滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)覆蓋、業(yè)務(wù)需求的情況下，減少基站數(shù)量，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率?？梢越柚鶪oogle Earth工具軟件選點(diǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦魏突靖浇臒o(wú)線環(huán)境等有個(gè)初步的了解，獲得較為準(zhǔn)確的全局性的信息；然后再去現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)調(diào)研擬覆蓋區(qū)域的人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Α⒔邮招盘?hào)電平情況、周?chē)镜母采w情況、可以采取的低成本方案等。

山區(qū)基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的總體思路是：廣覆蓋、低成本、高速度。因此建設(shè)思路有兩個(gè)方向：一是采用能夠最

大幅度簡(jiǎn)化配套設(shè)備要求的主設(shè)備建網(wǎng)，因?yàn)楹?jiǎn)化對(duì)配套設(shè)備的要求，既可大幅度降低網(wǎng)絡(luò)整體建網(wǎng)成本，又可以降低建設(shè)難度，縮短建設(shè)周期；二是采用單站覆蓋面積大的設(shè)備建網(wǎng)，減少站點(diǎn)數(shù)，因?yàn)闇p少了站點(diǎn)即減少了投資，同時(shí)可以加快建網(wǎng)速度，降低維護(hù)難度。

對(duì)于擬覆蓋區(qū)域的人口稀少或者接收信號(hào)電平不低的情況，不建議建站。對(duì)于擬覆蓋區(qū)域與現(xiàn)有基站之間沒(méi)有山體及其他障礙物阻擋的情況，建議采用原有基站使用增強(qiáng)覆蓋的方式解決，不建議建站，以減少基站數(shù)量。對(duì)于建設(shè)條件較好的地區(qū)(交流引入、傳輸、二次搬運(yùn)等費(fèi)用較少)，可以?xún)?yōu)先建站。在不影響基站布局的情況下，盡量選擇距離傳輸線路較近、電源、鐵塔等設(shè)施容易得以充分利用的站址。

4.2站型與載頻配置

在山區(qū)，以下這些地形是比較常見(jiàn)的：盆地型山區(qū)、高山、半山腰、普通山區(qū)等。在盆地中心選址建站，如果盆地范圍不大，推薦采用全向O2站型；如果盆地范圍較大，或需要兼顧到某條出入盆地的交通要道，推薦采用S1／1／1或O+S的站型。如果覆蓋目標(biāo)離山較遠(yuǎn)，或是純粹超廣覆蓋而沒(méi)有具體區(qū)域，推薦采用S1／1／1站型，配以高增益天線。在半山腰建站，基站天線的掛高低于山頂，山的背面無(wú)法覆蓋；因此只需用定向小區(qū)，用半功率角較大的天線，覆蓋山的正面。普通地形起伏不大的山區(qū)，推薦采用S1門(mén)門(mén)站型，盡量增加信號(hào)強(qiáng)度，給信號(hào)衰減留下更多的余量。

4.3機(jī)房建設(shè)

山區(qū)基站的機(jī)房類(lèi)型，常采用的一般有獨(dú)立磚房、彩鋼板機(jī)房、一體化機(jī)房、無(wú)機(jī)房等。

獨(dú)立磚房尺寸大、耐久性高、安全防盜性強(qiáng)、保溫性好，可滿(mǎn)足50年使用壽命。但其一次性投資較大，如建設(shè)場(chǎng)地需要二次搬運(yùn)，建設(shè)所需的材料搬運(yùn)量會(huì)很大，且費(fèi)用較高。獨(dú)立磚房建設(shè)周期較長(zhǎng)，一般需要2個(gè)月以上；并且施工過(guò)程中，需要開(kāi)挖基礎(chǔ)、堆料等，占用的場(chǎng)地較大，且對(duì)周邊環(huán)境有一定影響。在特殊情況下，山區(qū)基站可選用彩鋼板機(jī)房、一體化機(jī)房、無(wú)機(jī)房等建設(shè)方式，例如：

(1)基站站址位于山頂，建筑材料很難運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，即使運(yùn)到，二次搬運(yùn)費(fèi)也非常昂貴，投資增長(zhǎng)巨大，可考慮建設(shè)彩鋼板機(jī)房；

(2)基站站址位于風(fēng)景區(qū)等對(duì)周邊環(huán)境有嚴(yán)格要求的場(chǎng)地，建設(shè)獨(dú)立磚房會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響。為了加快建設(shè)進(jìn)度、縮短建設(shè)周期，并最大限度地減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，可考慮建設(shè)彩鋼板機(jī)房；

(3)對(duì)于場(chǎng)地有限、征地尺寸非常緊張的情況，建設(shè)獨(dú)立磚房時(shí)，考慮建設(shè)基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)開(kāi)挖受限無(wú)法操作，可以考慮建設(shè)彩鋼板機(jī)房；

(4)在景區(qū)等不適宜建設(shè)機(jī)房的區(qū)域，可采用一體化機(jī)房；

(5)在偏遠(yuǎn)山區(qū)、話(huà)務(wù)量小的區(qū)域，建設(shè)機(jī)房比較困難的地區(qū)，可使用無(wú)機(jī)房建設(shè)，例如建設(shè)分布式基站或者直放站。

4.4鐵塔建設(shè)

山區(qū)基站的塔架類(lèi)型，常采用的有四角塔、雙H桿、組合抱桿等。在山區(qū)，同樣的高度下，四角塔的建設(shè)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于組合抱桿的費(fèi)用，而且相對(duì)組合抱桿，并沒(méi)有多大的優(yōu)勢(shì)；所以建議山區(qū)在所需天線高度在25米以下時(shí)采用組合抱桿，在25米以上時(shí)采用四角塔。在需要設(shè)備平臺(tái)的時(shí)候，可建設(shè)雙H桿。

4.5降低電源配套成本

(1)配套電源容量配置

基站配套電源設(shè)備主要包括開(kāi)關(guān)電源設(shè)備和蓄電池組，電源設(shè)備容量配置主要與設(shè)備負(fù)荷和蓄電池組后備時(shí)間等因素相關(guān)。

1)蓄電池組容量配置

由于山區(qū)基站市電供應(yīng)情況相對(duì)較差，月平均停電次數(shù)較多，每次停電時(shí)間較長(zhǎng)，地理環(huán)境復(fù)雜，交通不便，給發(fā)電維護(hù)帶來(lái)一定的困難，建議蓄電池放電時(shí)間

按24小時(shí)考慮。山區(qū)一個(gè)典型的GSM配置的基站，一般情況下－48V系統(tǒng)直流電源負(fù)載電流在10A～20A。據(jù)此，考慮供電的安全性，可以計(jì)算得出蓄電池的容量需求為300Ah閥控鉛酸蓄電池2組。傳統(tǒng)蓄電池組的配置容量為500Ah蓄電池2組，因而在市電條件和地理?xiàng)l件較好的地方，可以適當(dāng)降低蓄電池組配置容量，每個(gè)站點(diǎn)可節(jié)省投資12000元。

2)開(kāi)關(guān)電源容量配置

開(kāi)關(guān)電源容量配置主要與設(shè)備負(fù)荷、蓄電池組容量配置和開(kāi)關(guān)電源對(duì)蓄電池組充電電流等因素相關(guān)。根據(jù)山區(qū)基站設(shè)備負(fù)荷和蓄電池組充電電流統(tǒng)計(jì)，綜合考慮開(kāi)關(guān)電源設(shè)備招標(biāo)選型情況和后期電源擴(kuò)容方便，建議機(jī)架滿(mǎn)配容量選擇300A為宜。根據(jù)計(jì)算，配置3個(gè)50A或4個(gè)30A整流模塊能滿(mǎn)足基站近期需求。

(2)新能源解決方案

新能源作為可再生能源，滿(mǎn)足節(jié)能減排需求，可根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件進(jìn)行配置，包括太陽(yáng)能解決方案、光油互補(bǔ)解決方案、風(fēng)光互補(bǔ)解決方案等。

(3)節(jié)能技術(shù)的采用

節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要提出“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”?？梢酝ㄟ^(guò)采用一些節(jié)能技術(shù)降低電源消耗，減少運(yùn)維成本，包括采用開(kāi)關(guān)電源休眠功能、采用高效率開(kāi)關(guān)電源等。

4.6降低二次搬運(yùn)費(fèi)

(1)在建設(shè)雙H桿時(shí)，可采用鋼管替代水泥桿，鋼管長(zhǎng)度短、重量輕。例如搬運(yùn)時(shí)，水泥桿不僅不方便搬運(yùn)，而且高度有限，容易造成天線被樹(shù)木擋住的情況。

(2)在山勢(shì)坡度均勻的地方采用人工開(kāi)挖滑道，用卷?yè)P(yáng)機(jī)拖拽鐵船的方式來(lái)搬運(yùn)材料；在山勢(shì)陡峭的地方采用架設(shè)空中索道，用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引籮筐在鐵索道上滑動(dòng)的方式來(lái)搬運(yùn)材料。通過(guò)創(chuàng)新，每站可降低二次搬運(yùn)費(fèi)兩萬(wàn)元左右。

5采用分布式基站降低成本

5.1分布式基站對(duì)配套投資的影響

相對(duì)于傳統(tǒng)宏基站，分布式基站具有施工難度小、對(duì)配套設(shè)施要求低、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，適用于山區(qū)建設(shè)。相對(duì)于傳統(tǒng)宏基站來(lái)說(shuō)，分布式基站可減少下列投資：

(1)機(jī)房費(fèi)用

分布式基站不需要建設(shè)專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，所以可節(jié)省機(jī)房的建設(shè)費(fèi)用，包括相應(yīng)的基礎(chǔ)、機(jī)房裝修、征地及二次搬運(yùn)費(fèi)等，每站可節(jié)省投資約5.5萬(wàn)元。

(2)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備費(fèi)用

分布式基站不需要走線架、避雷器等機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備，每站可節(jié)省投資約5千元。

(3)天饋費(fèi)用

分布式基站采用光纖連接，無(wú)饋線等材料，每站可節(jié)省投資約1萬(wàn)元。

(4)電源投資

按1個(gè)中心站和3個(gè)RRU拉遠(yuǎn)站、站距3公里考慮，電源采用交流遠(yuǎn)供，分布式基站每站可節(jié)省電源投資約6萬(wàn)元。

與普通基站相比。分布式基站每站可節(jié)省配套投資約13萬(wàn)元。

5.2分布式基站的建設(shè)方式

分布式基站以靈活的安裝方式適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，特別在實(shí)現(xiàn)低話(huà)務(wù)區(qū)域的廣覆蓋(公路、鄉(xiāng)村、偏遠(yuǎn)山區(qū)等)方面更具有優(yōu)勢(shì)。

分布式基站如果是中心節(jié)點(diǎn)，則需建設(shè)機(jī)房，可建成塔下房或者塔邊房，其建設(shè)方式與普通山區(qū)基站一樣；如果不是中心節(jié)點(diǎn)，則不需建設(shè)機(jī)房，只需考慮電源、天面、傳輸?shù)慕ㄔO(shè)方案。傳輸?shù)慕ㄔO(shè)與普通宏基站類(lèi)似，本文主要從電源、天面兩個(gè)方面來(lái)考慮分布式基站的建設(shè)。

(1)供電方案

分布式基站遠(yuǎn)端RRU設(shè)備供電可以采用基站電源逆變拉遠(yuǎn)供電和就近供電方式，兩種方式的比較如表2所示。

兩種供電方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，投資主要在于市電引入和電纜，在實(shí)際工程中，應(yīng)綜合考慮市電情況、供電距離、施工難度、投資等情況，選擇最優(yōu)的供電方案。當(dāng)基站附近有比較穩(wěn)定可靠的市電電源，市電引入容易獲得、引入費(fèi)用不高時(shí)，應(yīng)盡量選擇就近供電的方式；當(dāng)基站附近無(wú)市電或市電質(zhì)量不穩(wěn)定，市電引入距離較遠(yuǎn)、引入費(fèi)用較高，且中心基站逆變拉遠(yuǎn)距離較近，施工難度不大時(shí)，應(yīng)盡量采用基站電源逆變拉遠(yuǎn)供電方式。

(2)天面建設(shè)方案

在山區(qū)可建設(shè)組合抱桿來(lái)放置分布式基站的天線和RRU及電源設(shè)備。組合抱桿主桿為3個(gè)塔柱。高度在15～25米，一般設(shè)置兩層天線支架，RRU可掛在主桿上。組合抱桿基礎(chǔ)采用墩基即可，采用拉線的方式固定，所，以基礎(chǔ)投資很少，且其重量不大，塔身投資也很少。組合抱桿的基礎(chǔ)和塔身的二次搬運(yùn)量均較小，費(fèi)用相應(yīng)較低。

6結(jié)束語(yǔ)

完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋可以幫助運(yùn)營(yíng)商增加業(yè)務(wù)收入，挖掘潛在用戶(hù)市場(chǎng)，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力。以較低的成本獲得完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，是在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。在低話(huà)務(wù)量區(qū)域例如山區(qū)、交通線、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、平原、海面等，只有采用低成本的建網(wǎng)方式才能保證較高的投入產(chǎn)出比。在山區(qū)優(yōu)先建設(shè)分布式基站可有效降低投資成本。