表征移动通信基站的参数及填写方法探讨
李冠超,张腊根
(1.广东核力工程勘察院,广东 广州 510800)
[摘要]移动通信是通信双方中至少有一方在移动中进行信息交换的通信方式,移动通信基站在移动通信系统中发挥着极为重要的作用,同时也是可能产生电磁辐射环境污染的环节。本文根据环境保护主管部门的要求、各运营商提供的资料以及日常工作经验,对在移动通信基站的环评和验收监测工作中,采用哪些参数才能准确、直观地描述移动通信基站提出建议,并探讨这些参数的意义和填写方法。
[关键词]移动通信基站;参数;意义;填写方法。
随着社会经济的不断发展,人们对移动通信的需求越来越大,移动通信用户量不断增长,移动通信行业空前繁荣。为满足广大群众日益增长的移动通信需求,改善移动通信质量,进而提高居民的生活水平,各大运营商优化网络结构,加大基站建设力度,努力提供优质、快速的移动通信服务。
由于基站数量众多,各个基站本身的物理参数和周围环境情况差异大,在移动通信基站的环评和验收监测工作中,根据环境保护主管部门的要求、各运营商提供的资料以及日常工作经验,本文从基站物理参数、基站周围环境参数、基站所在天面参数、是否列为抽测基站等四个方面,力求准确、直观地描述移动通信基站。其重要性在于:
(1)作为环评和验收监测工作中抽取现场测试基站的重要依据;
(2)环境保护主管部门审批和日常环境管理基站的基础资料;
(3)处理公众投诉事件的重要依据。
1.基站物理参数
(1)基站名称:
意义:用以识别某一个基站的专门称呼,以便区分不同基站。
填写方法:以基站附近标志性的企事业单位、建筑物名称、门牌号或道路名称等命名,避免同一地市出现相同名称基站,尽量简单化。
(2)所在市(区/县):
意义:方便建设单位和环境保护主管部门进行区域查询和管理,是抽取代表性基站的依据之一。
填写方法:根据当前行政区划,填写各个基站位于哪个市、区、县)。如珠海市应划分为香洲区、金湾区、斗门区、横琴新区、高新技术产业开发区、高栏港经济区等,中山市应划分为石岐街道、东区街道、西区街道、南区街道、五桂山街道、中山火炬高技术产业开发区和下辖的18个镇。
(3)地理位置:
意义:描述基站所处的位置,对基站的唯一性进行定量刻画。
填写方法:按照“××市××市/区/县××路××××”的格式填写,如“深圳市宝安区龙华镇梅龙二路梅龙大厦十楼天面”。
(4)经纬度:
意义:精确地表明基站的位置,弥补“地理位置”参数无法准确描述带来的缺陷。
填写方法:按照”114.03514、22.61342”的格式填写,精确到小数点后5位。
(5)建设性质:
意义:根据国家环保管理要求,建设项目的建设性质分为三类:“新建”、“改扩建”和“技术改造”,其中“改扩建”包括“改建”和“扩建”两类项目。建设性质是采用何种评价方法的主要依据。
填写方法:新建项目是指原来没有而新开始建设的基站项目;扩建项目是原基站增加主机设备、天线、载波等;改建项目是指更换主机设备、天馈系统等;技术改造是指进行技术更新、升级。
如果本期工程为新选址建设,则填写“新建”;如果本期工程是在原来工程的基础上建设的,或更换主机设备、天线设备、馈线的,应填写“改扩建”;如果是对技术进行更新、升级,应填写“技术改造”。
(6)基站系统名称:
意义:通过基站系统名称,可以确定发射天线的近场和远场区,根据不同系统的工作原理确定监测方法,便于现场测试和理论计算。
填写方法:根据表1填写。
表1 基站系统名称表
运营商 |
移动公司 |
电信公司 |
联通公司 |
2G |
GSM900、GSM1800 |
CDMA800 |
GSM900、GSM1800 |
3G |
TD-SCDMA |
CDMA2000 |
WCDMA |
4G |
TD-LTE |
TD-LTE、LTE FDD |
TD-LTE、LTE FDD |
(7)主机设备型号:
意义:可以表征不同生产厂家的主机设备名称、型号。例如:RRU3929是由华为技术有限公司生产的多模射频远端处理单元,通过该型号可以查询到主机设备的尺寸、重量、适用天气条件、频段范围、制式、输出功率、容量、接收灵敏度等参数。
填写方法:根据主机设备生产厂家提供的型号填写。
(8)标称功率:主机设备的标称(或额定)功率,一般为20~40W。
意义:标称功率是某一主机设备固有的指标,是确定基站是否处于豁免水平的依据之一。
填写方法:根据主机设备提供的标称功率填写。需要注意的是,标称功率通常与载波数有关。
(9)实际发射功率:
意义:实际发射功率是进行理论计算所必需的重要参数,也是环境保护主管部门进行环境管理的控制参数之一。
填写方法:根据网络维护部门提供的实际发射功率填写,如果各扇区的实际发射功率不同,应分开填写。
(10)天线设备名称:
意义:即天线型号,可以表征不同生产厂家的天线设备名称、型号。例如:ODP-065V18A型天线为京信通信系统控股有限公司生产的CDMA800/65°18dBi单极化非电调天线,通过该型号,可以查询到的天线对应的电气性能指标(工作频率、天线增益、极化方式、前后比、驻波比、水平面波瓣宽度、垂直面波瓣宽度等)、机械性能指标(天线尺寸、重量、机械倾角、适用天气条件等)和方向图等信息。
填写方法:根据生产厂商提供的天线型号填写。
(11)天线增益:
意义:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比,定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一[1]。环评工作中,天线增益是确定基站是否属于豁免水平的依据之一,也是理论计算的主要参数之一。
填写方法:根据生产厂商提供的增益填写,单位采用dBi。例如:ODP-065V18A型天线对应的天线增益是18±1dbi。
(12)天线架设高度:
意义:天线距离周围地面的相对高差,见图3。
填写方法:填写评价工程天线的架设高度,精确到m即可。如果各扇区高度不同且相差较大,建议按扇区分别填写。例如:38m。
(13)天线发射角度:如“30/90/190”。
意义:天线发射角度是描述定向天线方位的参数之一。由于基站大部分天线为定向天线,每副定向天线都有自身的方向图,见图1。根据方向图可以看出,天线有很多波瓣,其中最大辐射方向的波瓣为主瓣,其他波瓣为副瓣,位于主瓣正后方的波瓣为后瓣。主瓣方向的辐射强度最高,对周围环境的影响最大,因此环保工作最关心的是天线的主瓣方向。天线发射角度能够反映每个扇区天线的主瓣方向,可以定性地为评价和监测提供依据。
填写方法:分扇区填写,例如:如果三个扇区分别是30°、90°和190°,则应填写“30/90/190”。
图1 定向天线主瓣方向图
(14)天线下倾角度:
意义:天线下倾主要是改变天线的垂直方向图主瓣的指向,使垂直方向图的主瓣信号指向覆盖小区[1]。天线下倾角度可以分为机械倾角和电调倾角。机械倾角通过调整天线物理的下倾来实现(见图2),电调倾角通过调整天线阵子来实现。这里所说的天线下倾角度指的是机械倾角和电调倾角的和。天线下倾角度可以定性地确定天线对周围建筑物的影响程度。
填写方法:分扇区填写,例如:如果三个扇区分别是30°、90°和190°,则应填写“30/90/190”。
图2 定向天线下倾角图
(15)载波数:主机配备的载波数量,如“4/4/4”
意义:载波是一个特定频率的无线电波,单位Hz。在无线通信技术上我们使用载波传递信息,将数字信号调制到一个高频载波上然后再在空中发射和接收。载波是传送信息(话音和数据)的物理基础,最终的承载工具。载波的数量也是对周围环境影响大小的重要因素。
填写方法:分扇区填写,例如:如果三个扇区分别是4、4和4,则应填写“4/4/4”。
(16)天线架设形式:
意义:为了天线的应用效果和与周围环境相协调,天线因地制宜地采取多种支撑方式,即天线架设形式。填写天线架设形式可以对天线有直观的印象,并定性地了解其环境影响程度。例如:铁塔站对周围环境的影响一般很小,而美化水桶对周围环境的影响一般很大。
填写方法:由于关于天线假设形式没有统一的划分方法,根据经验以及对周围环境影响的大小,本文分为 “铁塔”、“通信杆”、“增高架”、“抱杆”、“美化天线—××”等。其中“铁塔”是指从地面建设的,一般高度在20m以上的铁架;若在楼房天面上建设,且高于楼房天面10m以上的,则归为增高架;“增高架”指天线与楼房天面高差在10m以上;“抱杆”指天线与楼房天面小于10m;“美化天线”指在楼房天面建设的天线,填写具体的美化形式,如排气管、罗马柱、空调、水桶等,填写格式举例:“美化天线—排气管”。
(17)共站类型:
意义:基站周围50m范围内有无其他运营商的发射天线,对初步判定基站对周围环境的影响大小、是否需要分频测试等有重要意义。
填写方法:共站类型主要分为“独立站”、“移动与联通共站”、“移动与电信共站”、“联通与电信共站”、 “移动、联通与电信共站”等情况。如果有其他类型的发射天线,则如实填写。
(18)基站类型:
意义:不同类型的基站对周围环境的影响大小有区别,例如宏基站无论是从设备规模还是发射功率而言,对周围环境的影响都比较大,而室内分布基站由于发射功率小、天线增益低,对周围电磁辐射环境的影响很小。
填写方法:基站类型主要分为“宏基站”、“微基站”、“一体化基站”、“分布式基站”、“射频拉远”、“室内分布”等,根据实际类型填写。
(19)是否投入运行:
意义:对确定评价方法有重要意义。如果基站已经开通运行,则主要采取现场测试的评价方法;如果基站未开通运行,则采取理论计算或类比监测的评价方法。
填写方法:如果基站已经开通运行,填写具体的开通日期,按照“××年××月××日”的格式填写;如果基站尚未开通运行,则填写“未开通”。
2.基站周围环境状况参数
基站周围环境状况的相关参数是抽测基站是否代表性和包络性的重要依据之一,主要刻画基站周围环境敏感点的分布情况以及水平距离和高差,使人们尽量直观地确认基站对周围敏感点电磁辐射环境影响的大小。重点关注以发射天线为中心50m范围内有高差小的环境敏感点的基站。
(20)周围环境性质:
意义:定性地描述基站周围环境概况。如果基站位于“环境关注区”,则应引起重视,确定抽测基站时,应重点选取位于“环境关注区”的典型基站。
填写方法:根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)中第5.3条规定,“监测点位一般布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的保护目标……。”[2]以发射天线为中心50m范围内有《建设项目环境影响评价分类管理名录》(环境保护部令第2号)中规定的“以居住、医疗卫生、文化教育、科研、行政办公等为主要功能的区域” [3],本文建议列为“环境关注区”,按照以下格式填写:关注区—居民区”、“ 关注区—医院”、“ 关注区—学校”、“ 关注区—党政机关”等。
如果以发射天线为中心50m范围内没有上述区域,则不列为“环境关注区”按照以下格式填写:“工业区”、“商业区”、“交通干线”、“山地”、“乡村”等。
例如:距离发射天线30m有一所学校,则可以填写“关注区—学校”。
(21)与敏感点最小水平距离:
意义:定量地描述发射天线与环境敏感点的最小水平距离,水平距离越近,需要关注的程度越高。重点关注天线主瓣方向上的环境敏感点。
填写方法:如果以发射天线为中心50m范围内有环境敏感点(居民点、学校、医院、党政机关等),则应填写具体的水平距离。例如某学校的教学楼距离发射天线25m,则应相应栏中填写“25m”。
如果以发射天线为中心50m范围内没有环境敏感点,则填写“>50m”,无需填写具体距离。例如发射天线与最近居民楼的距离为55m,则相应栏中填写“>50m”即可。具体释义见图3。
(22)与敏感点最小高差:
意义:定量地描述发射天线与环境敏感点的最小高差,高差越小,需要关注的程度越高。重点关注天线主瓣方向上的环境敏感点。
填写方法:如果与敏感点最小水平距离小于或等于50m,则填写发射天线与最近或高差最小环境敏感点的高差。例如某学校的教学楼距离发射天线25m,该教学楼天面与发射天线的高度差为5m,则应相应栏中填写“5m”。
如果与敏感点最小水平距离大于50m,即“与敏感点最小水平距离”参数栏填写的是“>50m”,相应栏中填写“—”即可。具体释义见图3。
3.基站所在天面状况参数
基站所在天面状况的参数描述的是基站所在建筑物天面的信息,也是抽测基站是否代表性和包络性的重要依据之一,主要刻画天面是否属于公众活动区域,是否需要进行电磁辐射环境监测。重点关注不可控、有公众活动、天线与天面高差小的基站。
(23)是否位于建筑物天面:
意义:位于建筑物天面的基站,除了关注发射天线周围环境敏感点的情况,还需要关注发射天线所在建筑物的情况。重点关注有公众活动的建筑物天面。
填写方法:填写“是”或“否”。如果本栏填写“否”,则第24~27项填写“—”即可。
(24)所在建筑物类别:
意义:定性地确定基站所在建筑物的敏感程度,如果基站位于居民楼、学校等建筑物天面,则应引起足够重视。
填写方法:根据实际情况,填写“居民楼”、“党政机关办公楼”、“企、事业单位办公楼”、“学校”、“医院”、“酒店”、“商场”或“其他”。
(25)与天面高差:
意义:定量地刻画建筑物天面的敏感程度,高差越小敏感程度越高。
填写方法:例如天线最低点距离天面的高差为4m,则应相应栏中填写“4m”。
注意,这里说的“天面”不是指楼梯间的天面。具体释义见图3。
(26)天面有无公众活动:
意义:重点关注有公众活动的天面,尤其关注用作“办公”、“住宿”等的天面。
填写方法:根据实际情况,填写“无”、“晾晒衣物”、“种植花菜”、“办公”、“住宿”、“仓储”、“娱乐休闲”、“食堂”、“工作场地”或“其他”。
(27)天面是否可控:
意义:
填写方法:根据实际情况,填写“可随意进出”、“已有门锁”、“专人看守”或“到达困难”等。其中“到达困难”指的是没有直接到达天面的通道,或需要借助梯子或其他工具才能到达天面的情况。
4.是否列为现场测试基站
根据《2012年首届全国电磁环境管理经验交流会会议纪要》的要求,“各级环境保护行政主管部门在审批通讯类建设项目时应注重通信网络的整体性,避免对单个基站进行单独环评。通讯类建设项目竣工环保验收时,重点对环境影响评价周围内有敏感点的基站进行监测,确保监测值达标。”目前在移动通信基站环境评价和验收监测工作中,一般采取抽测的方法,抽测的比例以环境保护主管部门的要求为准。为保证抽测基站的代表性和包络性,建议通过以下原则抽取现场测试基站:
①重点选取公众投诉的基站。
②重点选取周围有环境敏感点的典型基站。
③重点选取与其他运营商基站或其他电磁污染源共站址的基站。
④涵盖新建、改扩建、技术改造等各种建设性质,重点为新建和改扩建。
⑤涵盖天线的各种架设形式。重点选取架设形式为美化天线、抱杆等对周围电磁辐射环境影响较大的基站。
⑥涵盖各种系统类型。
⑦涵盖各种基站技术参数(如主机设备、天线型号)的基站。
⑧选取的基站分布于所辖各个市、区、县。
验收时,还应选取环评阶段实测或预测超标、地理位置等参数较环评时有变化的基站。
(28)是否抽测:
意义:确定按照一定比例抽取为现场测试的基站。
填写方法:填写“是”或“否”
图3 与环境有关参数含义示意图
结论与建议:
本文从环评和验收监测工作、环境保护主管部门审批和日常环境管理三个角度,分基站物理参数、基站周围环境参数、基站所在天面参数、是否列为抽测基站四个方面,探讨了表征基站参数的意义和填写方法,为环评单位编制环境影响报告书、验收监测单位编制验收监测报告提供参考。
本文在描述基站周围环境敏感点的最小水平距离和高差时,可能水平距离小的建筑物高差很大,所以仍不能非常准确地刻画基站的敏感程度。例如仅从水平距离看,有些水平距离近的建筑物敏感程度可能很高;但是该建筑物与天线的高差可能很大,敏感程度并不高。这部分内容需要进一步深入研究。
参考文献
[1] 魏红,黄慧根.移动基站设备与维护[M].北京:人民邮电出版社,2009.20-38.
[2] 移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)[S].
[3] 环境保护部令第2号,建设项目环境影响评价分类管理名录 [S].