優(yōu)化基站建設(shè)對電磁環(huán)境的影響分析

崔倫

【摘 要】隨著通信技術(shù)的進步和發(fā)展，移動通信基站建設(shè)也呈快速增長趨勢。由原來的2G、3G網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)在4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟使用。運營商為了快速搶占市場份額，爭先加大對基站建設(shè)的投入。在選址上，同一覆蓋區(qū)域出現(xiàn)3家運營商重復建設(shè)桿塔的情況。這樣不僅浪費了資源，而且對電磁環(huán)境數(shù)值超標有潛在影響。為了促進通信設(shè)施的共建共享，由中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家企業(yè)聯(lián)合成立的通信基礎(chǔ)設(shè)施綜合服務(wù)商中國鐵塔股份有限公司應(yīng)運而生。鐵塔公司可協(xié)調(diào)3家運營商合理架設(shè)天線高度，有效調(diào)整天線方位角以避開敏感目標等措施，優(yōu)化站點建設(shè)。文章通過實際監(jiān)測結(jié)果分析鐵塔公司共建基站與運營商單獨建設(shè)共址基站對電磁環(huán)境的影響。

【關(guān)鍵詞】基站；優(yōu)化建設(shè)；電磁環(huán)境影響

【中圖分類號】X820.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）02-0102-02

1 背景

隨著國家信息化的實施、通信技術(shù)的發(fā)展，移動通信基站建設(shè)快速增長。目前，正在商用的有2G、3G、4G基站?；窘ㄔO(shè)之初，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家運營商根據(jù)用戶數(shù)量和公司的網(wǎng)絡(luò)情況各自進行建設(shè)。同一信號覆蓋區(qū)域，3家運營商各自建設(shè)桿塔，各自搭建天線。重復建設(shè)的情況嚴重。3家建設(shè)的基站架設(shè)高度、天線方位角等參數(shù)均按自己的情況規(guī)劃建設(shè)。不僅浪費了資源，而且還會出現(xiàn)該區(qū)域電磁環(huán)境數(shù)值較大，甚至超標的現(xiàn)象。

在這背景下，2014年7月18日，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家電信企業(yè)共同出資成立了大型通信基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)企業(yè)——中國鐵塔股份有限公司（簡稱鐵塔公司）。鐵塔公司成立之后，3家運營商不再需要單獨建設(shè)基站，而是由鐵塔公司來負責鐵塔的建設(shè)、維護、運營，3家運營商采用租賃的方式。目前，鐵塔公司存量站址資源[1]包括運營商轉(zhuǎn)交和鐵塔自建2種。鐵塔公司新建的方式有密集城區(qū)、一般市區(qū)以樓頂抱桿、美化為主，對于落地塔以綠化帶內(nèi)新建景觀塔為主；縣城、郊區(qū)鐵塔以落地鋼管塔為主，樓頂鋼管塔、美化天線、樓頂拉線塔為輔；鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村、高鐵等場景站點以鋼管塔為主，塔高建議為40～50 m。鐵塔公司在接到運營商轉(zhuǎn)交基站后，舊站點鐵塔建設(shè)的方式有對于樓頂鋼管塔或美化天線，根據(jù)新增天線數(shù)量分別考慮新增相應(yīng)數(shù)量的抱桿或美化天線；對于落地塔且塔高低于20 m的，結(jié)合周邊建筑物高度，判斷是否新建；對于落地塔且塔高于20 m的美化天線、鋼架塔、鋼管塔按新增鐵塔抱桿考慮。

鐵塔公司為了滿足網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及與敏感建筑物距離的要求，對敏感建筑物采取普遍避讓的原則。同時，在建設(shè)過程中為了滿足3家運營商天線數(shù)量的需求，還會合理增加架設(shè)高度。因此，與原先運營商單獨建站相比，鐵塔公司對于基站建設(shè)采取了一定的優(yōu)化措施。本文在此背景下，通過實地監(jiān)測，分析運營商單獨建設(shè)基站與鐵塔公司優(yōu)化建設(shè)對電磁環(huán)境的影響。

2 電磁相關(guān)標準、方法和監(jiān)測儀器

2.1 相關(guān)標準

為保護公眾健康、加強電磁環(huán)境的有效管理。原標準于2014年作了第一次修訂，并更名為《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702—2014）[2]。規(guī)定了電磁環(huán)境中公眾曝露在電場、磁場、電磁場（1 HZ～300 GHZ）的控制限值。

本文所選基站電磁頻段位于該標準頻段范圍內(nèi)，方均根值滿足表1的要求，所以公眾總的功率密度限值不能超過40μW/cm2。

2.2 監(jiān)測方法

《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法》（試行）[3]規(guī)定的監(jiān)測范圍：監(jiān)測點位一般布設(shè)在以發(fā)射天線為中心半徑50 m范圍內(nèi)可能受到影響的保護目標，根據(jù)環(huán)境情況可對點位進行適當調(diào)整。具體點位優(yōu)先布設(shè)在公眾可到達距離天線最近處。在樓頂?shù)幕?，?yōu)先考慮將點位布設(shè)在基站所在樓頂公眾經(jīng)?；顒拥牡胤?。發(fā)射天線為定向天線時，測量點位原則上布在天線主瓣方向內(nèi)。進行監(jiān)測時，設(shè)法避免或減少周邊偶發(fā)的電磁輻射的干擾。

2.3 監(jiān)測儀器

測量儀器采用德國Narda公司的NBM550型（主機）綜合場強分析儀，配備EF0391探頭。頻率響應(yīng)范圍為0.1～3 000 MHZ，儀器經(jīng)國家計量部門檢定合格。

3 典型基站輻射環(huán)境監(jiān)測結(jié)果分析

3.1 單獨建設(shè)共址基站電磁環(huán)境影響結(jié)果分析

在南寧市區(qū)，選取15個中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家運營商單獨建設(shè)的共址基站影響的環(huán)境區(qū)域進行實地監(jiān)測，這里的共址建設(shè)指3家公司建設(shè)站點位于同一樓頂或相距很近（但3家公司不共塔），3家運營商覆蓋區(qū)域接近。天線架設(shè)方式涉及拉線塔、鋼管塔、美化天線3種。依據(jù)基站電磁輻射特性和所在地理、環(huán)境特征，重點監(jiān)測以天線為中心，半徑為50 m范圍內(nèi)公眾可到達離天線最近處，在樓頂?shù)幕?，?yōu)先布設(shè)在樓頂公眾經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域。選取的基站具有一定的代表性。監(jiān)測結(jié)果功率密度范圍見表2。

為了更清晰地了解該15個典型基站對電磁環(huán)境的影響，將監(jiān)測的159個點位數(shù)據(jù)劃分為6個數(shù)值范圍，對這些數(shù)據(jù)的點位數(shù)和功率密度所占比例情況進行統(tǒng)計（見表3）。

從表2、表3中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出，選取的15個共址基站中最大值為5.67 μW/cm2，最小值為0.01 μW/cm2，計算得平均值為0.67 μW/cm2。159個監(jiān)測點中有105個監(jiān)測點的值小于0.50 μW/cm2，占總數(shù)的66%；有26個監(jiān)測數(shù)據(jù)在0.51～1.00 μW/cm2，占總數(shù)的16.4%；有12個監(jiān)測數(shù)據(jù)在1.01～2.00 μW/cm2，占總數(shù)的7.5%；有14個監(jiān)測數(shù)據(jù)為2.01～5.00 μW/cm2，占總數(shù)的8.8%；有2個監(jiān)測數(shù)據(jù)為5.01～8.00 μW/cm2，占總數(shù)的1.3%；沒有監(jiān)測數(shù)據(jù)為8.00～40.00 μW/cm2。

3.2 共塔基站電磁環(huán)境影響結(jié)果分析

在南寧市區(qū)，選取15個中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家運營商共塔建設(shè)基站影響的環(huán)境區(qū)域進行實地監(jiān)測。與本文“3.1”中共址站點最重要的區(qū)別在于，共塔建設(shè)是把3家運營商基站建在同一塔架上，鐵塔公司自建站點就是這樣的模式。監(jiān)測的基站架設(shè)方式普遍為鋼管塔、鋼架塔、美化天線。依據(jù)基站電磁輻射特性和所在地理、環(huán)境特征，重點監(jiān)測以天線為中心，半徑為50 m范圍內(nèi)公眾可到達離天線最近處，在樓頂?shù)幕荆瑑?yōu)先布設(shè)在樓頂公眾經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域。選取的基站具有一定的代表性。監(jiān)測結(jié)果功率密度范圍見表4。

同樣的對選取的15個共塔基站，共107個點位數(shù)據(jù)劃分為6個數(shù)值范圍，對這些數(shù)據(jù)的點位數(shù)和功率密度所占比例情況進行統(tǒng)計（見表5）。

從表4、表5統(tǒng)計看出，選取的15個共塔基站中最大值為0.72 μW/cm2，最小值為0.01 μW/cm2，計算得平均值為0.15 μW/cm2。107個監(jiān)測點中有98個監(jiān)測點的值小于0.50 μW/cm2，占總數(shù)的91.6%；有9個監(jiān)測數(shù)據(jù)在0.51～1.00 μW/cm2，占總數(shù)的8.4%；無監(jiān)測數(shù)據(jù)位于其他測值范圍。

抽測的這些基站，標稱功率大多為20 W，天線增益為9～21dbi。通過實際監(jiān)測運營商單獨建設(shè)的共址基站，得出小于0.50 μW/cm2的占總數(shù)的66%，有2個監(jiān)測數(shù)據(jù)在5.01～8.00 μW/cm2，占總數(shù)的1.3%，最大值為5.67 μW/cm2。而優(yōu)化建設(shè)的共塔基站監(jiān)測數(shù)據(jù)得出，小于0.50 μW/cm2的占總數(shù)的91.6%，沒有監(jiān)測數(shù)據(jù)在5.01～8.00 μW/cm2，最大值為0.72 μW/cm2。將2種不同建設(shè)方式得出的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比較得出，共建基站比單獨建站時，受電磁環(huán)境污染影響降低，且數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，大部分數(shù)據(jù)集中在小于0.50 μW/cm2這個區(qū)域。可見，優(yōu)化基站建設(shè)對電磁環(huán)境影響具有實際的意義。

4 建議

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，特別是未來5G商用之后，基站建設(shè)會越來越密集。本著“監(jiān)測達標、公眾接受、環(huán)境友好”的原則，鐵塔公司往后的基站建設(shè)，在滿足運營商通信覆蓋和質(zhì)量的條件下，應(yīng)協(xié)調(diào)中國電信、中國移動、中國聯(lián)通3家運營商合理架設(shè)天線高度，調(diào)節(jié)天線功率和天線增益，有效調(diào)整天線方位角避開環(huán)境敏感目標等優(yōu)化措施。

參 考 文 獻

[1]陳剛，蘇雷.鐵塔公司通信基站專項規(guī)劃思路探討[J].電信工程技術(shù)與標準化，2017，30（4）：69-75.

[2]GB 8702—2014，電磁環(huán)境控制限值[S].

[3]HJ/T 10.2—1996，電磁輻射監(jiān)測儀器和方法[S].