優(yōu)化基站建設(shè)對(duì)電磁環(huán)境的影響分析

崔倫

【摘 要】隨著通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，移動(dòng)通信基站建設(shè)也呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。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(yùn)營商為了快速搶占市場(chǎng)份額，爭(zhēng)先加大對(duì)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(yùn)營商重復(fù)建設(shè)桿塔的情況。這樣不僅浪費(fèi)了資源，而且對(duì)電磁環(huán)境數(shù)值超標(biāo)有潛在影響。為了促進(jìn)通信設(shè)施的共建共享，由中國電信、中國移動(dòng)、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(yùn)而生。鐵塔公司可協(xié)調(diào)3家運(yùn)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(biāo)等措施，優(yōu)化站點(diǎn)建設(shè)。文章通過實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果分析鐵塔公司共建基站與運(yùn)營商單獨(dú)建設(shè)共址基站對(duì)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(hào)】X820.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）02-0102-02

1 背景

隨著國家信息化的實(shí)施、通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信基站建設(shè)快速增長(zhǎng)。目前，正在商用的有2G、3G、4G基站。基站建設(shè)之初，中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通3家運(yùn)營商根據(jù)用戶數(shù)量和公司的網(wǎng)絡(luò)情況各自進(jìn)行建設(shè)。同一信號(hào)覆蓋區(qū)域，3家運(yùn)營商各自建設(shè)桿塔，各自搭建天線。重復(fù)建設(shè)的情況嚴(yán)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(fèi)了資源，而且還會(huì)出現(xiàn)該區(qū)域電磁環(huán)境數(shù)值較大，甚至超標(biāo)的現(xiàn)象。

在這背景下，2014年7月18日，中國電信、中國移動(dòng)、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(jiǎn)稱鐵塔公司）。鐵塔公司成立之后，3家運(yùn)營商不再需要單獨(dú)建設(shè)基站，而是由鐵塔公司來負(fù)責(zé)鐵塔的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營，3家運(yùn)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(yùn)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(duì)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(chǎng)景站點(diǎn)以鋼管塔為主，塔高建議為40～50 m。鐵塔公司在接到運(yùn)營商轉(zhuǎn)交基站后，舊站點(diǎn)鐵塔建設(shè)的方式有對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)敏感建筑物采取普遍避讓的原則。同時(shí)，在建設(shè)過程中為了滿足3家運(yùn)營商天線數(shù)量的需求，還會(huì)合理增加架設(shè)高度。因此，與原先運(yùn)營商單獨(dú)建站相比，鐵塔公司對(duì)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(shí)地監(jiān)測(cè)，分析運(yùn)營商單獨(dú)建設(shè)基站與鐵塔公司優(yōu)化建設(shè)對(duì)電磁環(huán)境的影響。

2 電磁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、方法和監(jiān)測(cè)儀器

2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

為保護(hù)公眾健康、加強(qiáng)電磁環(huán)境的有效管理。原標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)（1 HZ～300 GHZ）的控制限值。

本文所選基站電磁頻段位于該標(biāo)準(zhǔn)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(cè)方法

《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）[3]規(guī)定的監(jiān)測(cè)范圍：監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(hù)目標(biāo)，根據(jù)環(huán)境情況可對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。具體點(diǎn)位優(yōu)先布設(shè)在公眾可到達(dá)距離天線最近處。在樓頂?shù)幕荆瑑?yōu)先考慮將點(diǎn)位布設(shè)在基站所在樓頂公眾經(jīng)常活動(dòng)的地方。發(fā)射天線為定向天線時(shí)，測(cè)量點(diǎn)位原則上布在天線主瓣方向內(nèi)。進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，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(cè)儀器

測(cè)量?jī)x器采用德國Narda公司的NBM550型（主機(jī)）綜合場(chǎng)強(qiáng)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(jì)量部門檢定合格。

3 典型基站輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 單獨(dú)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(gè)中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通3家運(yùn)營商單獨(dú)建設(shè)的共址基站影響的環(huán)境區(qū)域進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)，這里的共址建設(shè)指3家公司建設(shè)站點(diǎn)位于同一樓頂或相距很近（但3家公司不共塔），3家運(yùn)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(diǎn)監(jiān)測(cè)以天線為中心，半徑為50 m范圍內(nèi)公眾可到達(dá)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)常活動(dòng)的區(qū)域。選取的基站具有一定的代表性。監(jiān)測(cè)結(jié)果功率密度范圍見表2。

為了更清晰地了解該15個(gè)典型基站對(duì)電磁環(huán)境的影響，將監(jiān)測(cè)的159個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)劃分為6個(gè)數(shù)值范圍，對(duì)這些數(shù)據(jù)的點(diǎn)位數(shù)和功率密度所占比例情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（見表3）。

從表2、表3中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，選取的15個(gè)共址基站中最大值為5.67 μW/cm2，最小值為0.01 μW/cm2，計(jì)算得平均值為0.67 μW/cm2。159個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有105個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的值小于0.50 μW/cm2，占總數(shù)的66%；有26個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在0.51～1.00 μW/cm2，占總數(shù)的16.4%；有12個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在1.01～2.00 μW/cm2，占總數(shù)的7.5%；有14個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為2.01～5.00 μW/cm2，占總數(shù)的8.8%；有2個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為5.01～8.00 μW/cm2，占總數(shù)的1.3%；沒有監(jiān)測(cè)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(gè)中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通3家運(yùn)營商共塔建設(shè)基站影響的環(huán)境區(qū)域進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)。與本文“3.1”中共址站點(diǎn)最重要的區(qū)別在于，共塔建設(shè)是把3家運(yùn)營商基站建在同一塔架上，鐵塔公司自建站點(diǎn)就是這樣的模式。監(jiān)測(cè)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(diǎn)監(jiān)測(cè)以天線為中心，半徑為50 m范圍內(nèi)公眾可到達(dá)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)常活動(dòng)的區(qū)域。選取的基站具有一定的代表性。監(jiān)測(cè)結(jié)果功率密度范圍見表4。

同樣的對(duì)選取的15個(gè)共塔基站，共107個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)劃分為6個(gè)數(shù)值范圍，對(duì)這些數(shù)據(jù)的點(diǎn)位數(shù)和功率密度所占比例情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（見表5）。

從表4、表5統(tǒng)計(jì)看出，選取的15個(gè)共塔基站中最大值為0.72 μW/cm2，最小值為0.01 μW/cm2，計(jì)算得平均值為0.15 μW/cm2。107個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有98個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的值小于0.50 μW/cm2，占總數(shù)的91.6%；有9個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在0.51～1.00 μW/cm2，占總數(shù)的8.4%；無監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)位于其他測(cè)值范圍。

抽測(cè)的這些基站，標(biāo)稱功率大多為20 W，天線增益為9～21dbi。通過實(shí)際監(jiān)測(cè)運(yùn)營商單獨(dú)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(gè)監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較得出，共建基站比單獨(dú)建站時(shí)，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?jǐn)?shù)據(jù)集中在小于0.50 μW/cm2這個(gè)區(qū)域。可見，優(yōu)化基站建設(shè)對(duì)電磁環(huán)境影響具有實(shí)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(huì)越來越密集。本著“監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)、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(yùn)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(dòng)、中國聯(lián)通3家運(yùn)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(biāo)等優(yōu)化措施。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳剛，蘇雷.鐵塔公司通信基站專項(xiàng)規(guī)劃思路探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)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(cè)儀器和方法[S].