4G移動通信基站建設及工程應用研究

文/黃曉新，廣東海格怡創科技有限公司

4G移動通信基站建設及工程應用研究

文/黃曉新，廣東海格怡創科技有限公司

4G移動基站建設是為人們提供良好的通信基礎的重要途徑，在4G移動基站建設過程中必須要對基站建設的要點進行控制，選擇合適的位置，對基站天線進行合理設計，確保基站運行的可靠性和穩定性。本文對通信基站建設的相關問題進行分析和探討，旨在提高移動通信基站的工作效率。

基站建設；4G移動通信基站；基站天線設計

引言

通信是人們日常生活中的一個重要內容，而且隨著人們對通信質量的要求越來越高，移動通信網絡不斷優化，我國通信網絡建設不斷加速，通信網絡覆蓋面越來越廣。移動通信基站是通信網絡中的重要組成部分，基站建設是通信無線接入系統的重要組成部分，其發展受到很多因素的影響，隨著通信覆蓋面逐漸擴大，基站的建設也越來越密集，基站布局十分緊湊，隨著4G時代的不斷發展，運營商建設的基站會越來越多，為了提高基站運行的穩定性，在基站建設過程中必須要采用一體化結構，使得基站建設更加快捷、方便，而且能夠提高通信質量。在基站建設過程中天線的設計是一個十分重要的部分，天線是接受各種信號的重要元件，雙層結構寬頻帶對稱陣子天線在基站建設過程中是一種比較新穎的天線設計方式，可以通過對天線結構的調整，對貼片的形狀以及尺寸進行改變，從而實現對原有天線性能的優化。另外，對于移動通信基站的各種配套設備要加強管理，提高設備運行的穩定性和可靠性，為人們提供更加穩定的信號。

1 移動基站概述

移動基站通常指的是小基站，是區別于宏基站的基站類型的統稱，按照單載波發射功率的不同可以將其分為微基站、皮基站和飛基站三種。當前的4G技術應用已經越來越成熟，高頻段、高速率的4G網絡要求移動基站有更高的容量和覆蓋需求，所以也促使4G網絡從水平的蜂窩結構網絡向立體分層的異構網絡轉變。異構網絡指的是在宏蜂窩覆蓋小區中放置低功率節點，例如微蜂窩、皮蜂窩、飛蜂窩、relay等，由于在基站中包含了各種類型不同、大小不同的小區，組成了多樣化的設備形態、差異化的覆蓋方案、多頻段組網方式的分層立體網絡，并且還引入了異構網絡，主要是為了達到三個目的，第一，增強基站信號的覆蓋面，針對宏蜂窩覆蓋邊緣和覆蓋盲區，可以通過建立移動基站對小范圍以及盲區中的信號覆蓋能力進行提升，實現小范圍區域內的覆蓋增強。第二，增加網絡容量，當前的4G網絡部署越來越成熟，宏基站升級和宏基站加密也不能滿足人們使用通信網絡的過程中所產生的容量需求，通過移動基站的建設可以增強熱點區容量，實現覆蓋和容量的均衡。第三，實現話務分擔與均衡，傳統的宏蜂窩無法提供良好的室內覆蓋，采用移動通信基站可以提供室內覆蓋信號質量，加強室內深度覆蓋。

2 移動基站建設應用

2.1 部署策略

由于移動通信基站具有很強的靈活性，能夠對突發的零散性的弱覆蓋問題進行解決，在基站建設過程中，站點建設要遵循“發現一個，規劃一個，協同大網，按需建設”的總體原則，對于移動通信基站的部署主要有兩個方面：

第一，網優口的需求，對于網優口進行布置時，主要在于網絡結構中的補盲層和補熱層兩個方面的設計，要根據網絡測試的數據，精確地確定補點位置，綜合考慮覆蓋場景和容量需求，再選擇合適的設備形態，對移動基站的系統接入控制、干擾控制和負荷分擔參數進行合理設置。網優口需求分析過程中主要有兩個方面。一個是MR弱覆蓋，根據MR數據分析，可以得到MR弱覆蓋小區列表，再根據覆蓋情況選擇比較適宜的移動小基站設備形態進行補弱建設。另一個是路測數據。在移動通信基站規劃過程中，除了精確地分析網優口需求之外，還應該要結合需要重點解決的一些單位和客戶的發展需求，優先解決弱覆蓋點、價值較高的數據熱點區域，例如對于一些集團單位、辦公區、會議室、宿舍樓、酒店等網絡覆蓋信號進行滿足。

第二，工程口的需求。工程口需求設計主要集中于網絡結構中的基礎覆蓋層，在移動基站建設過程中，有工程建設的難點區域較大，對于宏基站建設無法覆蓋的地區，可以采用移動基站進行補充，要綜合分析覆蓋需求、投資效益等因素，再選擇比較適宜的設備形態和覆蓋方案，減少移動基站建設的成本，提高投資效益。

第三，場景化覆蓋建議。移動通信基站的場景化覆蓋特點十分明顯，應該要充分分析小基站的物理尺寸、發射功率、供電方式、安裝要求等，從室外以及室內兩個方面對移動基站的覆蓋常見進行分析，再根據分析結果選擇不同的設備形態進行覆蓋。基站的設備種類較多，而且不同的廠商生產的設備的支持能力不一致，頻段大都為D頻段，少數廠家生產的設備支持的頻段為F/D可選。

圖一 移動基站天線結構

2.2 天線設計

天線是移動基站設計過程中的一個重要部分，天線是發送和接收信號的主要設備，天線的設計是否合理、天線質量等都會直接影響移動基站的信號接收水平。在基站天線設計過程中需要注意以下幾個方面的問題：

1、基站天線規格的設計。基站天線研制是對移動通信基站天線進行布設的基礎，要根據移動基站的覆蓋范圍、信號傳輸水平等確定具體的天線規格，設計出滿足要求的天線，才能提高基站的工作效率。4G移動通信基站具有多頻帶、多極化要求，在天線設計過程中，為了減少天線之間的干擾，一般會盡可能減少天線的數量，但是為了確保天線的接收能力滿足要求，則可以選擇寬帶雙頻印刷偶極子作為基站天線的單元。

2、反射板的設計。反射板是對信號進行反射、傳輸的重要設備，在4G移動通信基站天線設計過程中，反射板的設計是否合理，會直接影響天線的覆蓋水平，水平方向上的輻射方向圖要根據基站覆蓋的區域以及服務區的形狀來確定，一般基站都采用扇區配置，所以在水平方向上設計的時候，反射板的角度可以選擇65°、90°和105°，反射板一般采用角形反射器或矩形平板結構，可以實現扇形波束。

3、基站天線的快速精確分析。4G移動通信基站的天線是一種結構比較復雜、尺寸相對比較大的天線，反射板的尺寸有限、結構也可能比較復雜，因此在設計天線的時候要對整個基站的天線系統進行全面考慮，對所有的天線進行建模，提高基站天線設計的合理性。可以采用矩量法對一些結構比較復雜而且尺寸較大的天線進行精確分析，從而在節約費用的情況下，合理地對基站的天線進行架設，使得基站天線滿足基站通信要求。

2.3 疑似脫星

在移動基站建設過程中，對于農貿市場、高校食堂等場景，由于工程協調的原因，一般可以使用一體化微基站掛在室內進行信號覆蓋，但是這種放會導致室內場景接收不到信號的問題，同時樓棟之間也存在一些盲區，4G移動基站建設就會對這些問題進行解決，在1588v2同步不可行的情況下，一般可通過GPS延長線將GPS天線安裝于信號較好的位置，但這需要在設備清單簽訂階段提早介入。

2.4 小區合并

在4G移動基站建設演變過程中，深度覆蓋研究越來越深度，對于一些比較復雜的地區，尤其是連片的小區，可以采用分布式微基站的小區合并技術，解決工程建設的物業協調問題。小區合并技術雖然減少了切換次數、削弱了鄰區關系，但是在容量上有一定犧牲。

2.5 4G移動通信基站的發展

隨著4G移動通信基站技術的研究不斷深入，在未來發展過程中還會融入其他的新技術，例如物聯網技術與4G移動通信網絡建設的結合，VR技術在4G移動通信網絡建設過程中的應用，都是未來移動基站建設的主要方向和趨勢。另外，隨著4G移動通信網絡的建設不斷推進，也為5G網絡技術的研究提供了基礎，在5G網絡的建設過程中，基帶部分的單元是不需要更換的，因此可以減少投資預算，節約成本。

3 結語

綜上所述，隨著人們對通信質量的要求越來越高，傳統的宏基站覆蓋范圍問題越來越明顯，加強移動通信基站建設可以解決信號覆蓋問題，提高通信質量。在4G移動通信基站建設過程中，要對基站需求進行分析，并且對設備進行合理選擇，對基站天線規格進行確定，提高4G移動通信基站的通信水平。

[1]趙運剛.4G時代移動通信基站建設策略[J].科技展望，2015（05）

[2]查中泉，鄧華盛，葉長淋.4G移動通信基站建設及工程應用[J].移動信息，2016（11）

[3]賴展軍，卜斌龍.移動通信基站天線一體化設計方法探討[J].移動通信，2015（15）