以仙女山機場為例介紹支線機場無線專網調度系統建設實踐

馬建瑞，王譽璇，劉凌風

（重慶機場集團有限公司，重慶 401120）

1 機場常用無線專網調度系統類型及仙女山機場需求

1.1 機場常用無線專網調度系統類型

目前，機場常用的無線專網包括400 MHz窄帶數字集群、800 MHz窄帶數字集群、1.8 GHz寬帶數字集群以及5G公網切片等［1］。根據技術發展和不同業務應用場景，各類型的無線專網在不同時期不同機場發揮了相應的效益，對比如表1所示。

表1 機場常用無線專網類型對比

1.2 項目需求

因重慶地區交通、電力、石油以及民航等行業信息化發展迅猛，相應行業對寬帶無線接入系統的需求越加迫切，分時長期演進（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）1.8 GHz寬帶數字集群近期已成為移動專網通信發展趨勢，在與民航機場行業的行業匹配后，TD-LTE 1.8 GHz無線專網無論是大帶寬、抗干擾性、低時延、高可靠、多業務服務質量（Quality of Service，QoS）保障以及智能降噪方面，均能夠滿足機場室內室外復雜環境多元化指揮調度業務需求，為此仙女山機場無線專網建設首選TD-LTE 1.8 GHz寬帶數字集群，并基于此搭建一個統一指揮、生產調度、信息交互的平臺。

2 仙女山機場無線專網調度系統建設方案

2.1 相關政策

根據《工業和信息化部關于加強1 447-1 467 MHz和1 785-1 805 MHz頻段無線電頻率使用管理的通知》（工信部無〔2018〕197號）相關文件內容，1 800 MHz頻段本地無線接入主要用于滿足交通（城市軌道交通等）、機場、電力、石油等行業專用通信網和公眾通信網的應用需求，由各省、自治區以及直轄市無線電管理機構負責分配。

2.2 無線專網調度系統建設方案

2.2.1 業務帶寬

參照仙女山機場建設目標年吞吐量和航班量，結合機場地形、氣候、航班運行特點，6月至9月旅游旺季的航班量預計約占全年航班量的2/3，由此按照月高峰1 000架次、日高峰60架次的飛行量計算帶寬需求。經計算，機場當期上傳帶寬需求為18.67 Mb/s，如申請5 M頻率，則需要3～6個扇區；如申請10 M頻率，需要2～3個扇區。從運行需要（考慮室內、室外無線覆蓋需求）和節約頻率資源兩方面綜合考慮，要滿足仙女山機18.67 Mb/s的上傳業務需求，申請5 M帶寬基本能夠滿足當前運行需求，同時為了避免異系統（公網）雜散干擾，保障民航無線專網設備穩定運行，充分發揮頻率資源作用，擬申請1 790～1 795 MHz用于仙女山機場無線寬帶專網。

2.2.2 網絡規劃

仙女山機場擬建TD-LTE 1.8 GHz無線專網調度系統主要包括基站、核心網設備、網管設備、室內分布式系統及相關配套設施（電源、基礎配套）等，系統架構見圖1。

圖1 仙女山機場擬建TD-LTE 1.8 GHz無線專網調度系統架構

仙女山機場整體區域采用TD-LTE基站實現完整覆蓋，解決語音業務的接入需求以及移動視頻監控、數據傳輸等需求。航站樓內采用專用扇區進行TDLTE無線信號覆蓋，同時機場無線寬帶集群系統還提供eSDK平臺與外部應用系統對接。通過eSDK可以實現語音集群、應用數據傳輸和視頻控制等與上層應用系統的無縫對接。此外，機場無線覆蓋方案考慮到終端接入的安全性的問題，使用統一策略管理平臺來管理用戶和終端設備。

2.2.3 頻率可用性系統共存分析

1 785～1 805 MHz頻段附近和頻段內部通信系統眾多，存在中國移動、中國聯通等公網，頻段內部存在同步碼分多址的無線接入（Synchronous Code Division Multiple Access，SCDMA）和多載波無線信息本地環路（Multi-carrier Wireless information Local Loop，McWiLL）專網系統，不同系統間存在共存和干擾。結合相應系統的接收機特性和無用發射特性進行頻率共存分析，其中TD-LTE 1.8 GHz系統與McWiLL、SCDMA頻內專網系統共存分析包括共存異頻共存分析和同頻共存分析兩個類型。

（1）1.8 GHz頻段與外系統共存分析。DCS1 800對1.8 GHz頻段的影響較大，主要為DCS1 800基站對TD-LTE基站的雜散影響，為滿足兩系統的共存，需要預留足夠大的隔離距離或者保護帶寬（保護帶寬至少為2.5 MHz）。

（2）1.8 GHz頻段內系統間共存分析。①TDLTE 1.8 GHz與SCDMA異頻共存分析，若SCDMA與TD-LTE 1.8 GHz間不保留2.5 MHz的保護帶寬（即保護帶寬為0），即這兩個系統之間共存，則TDLTE 1.8 GHz基站與SCDMA基站之間需要約14 m的垂直隔離或8 km的水平隔離；若TD-LTE 1.8 GHz與SCDMA之間保留2.5 MHz的保護帶寬，則只需要約3.3 m的垂直隔離或1.9 km的水平隔離。②TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL異頻共存分析，與SCDMA系統相類似，若TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL之間不保留2.5 MHz的保護帶寬（即保護帶寬為0），則為滿足這兩個系統之間共存，TD-LTE 1.8 GHz基站與McWiLL基站之間最大需要約14 m的垂直隔離或8 km的水平隔離；若TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL之間保留2.5 MHz的保護帶寬，則最大只需要約3.5 m的垂直隔離或2.0 km的水平隔離。③TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL同頻共存分析，若TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL實施同頻組網，則最大需要約187 m垂直隔離或107 km的水平隔離距離。因此，TD-LTE 1.8 GHz與McWiLL難以進行同頻組網。④分析結論，因當前1.8 GHz頻段專網用戶大部分采用TD-LTE技術，若新的用戶單位采用SCDMA或McWiLL技術方式，那么新用戶不能與相鄰的TD-LTE 1.8 GHz用戶使用相同的頻率（即不能同頻共存），且使用不同的頻率時其與TD-LTE 1.8 GHz用戶頻率之間至少需要考慮保留2.5 MHz的保護帶寬（即可以異頻共存）。

3 建設運行中需考慮的事項及建議

3.1 建設和運行方面

3.1.1 專用頻率申請

TD-LTE 1.8 GHz無線專網頻率資源的有限性導致頻譜資源需求矛盾和分割式占用現象逐漸突出，不同省市制定了不同的無線電管理政策。建設單位需結合實際需求和當地政府政策，盡快按規定申請相關無線電頻率，并按要求開展技術可行性報告編制、專家評審以及聽證等環節。同時，在民航電磁環境保護區域用頻的需對選址進行電磁兼容分析和論證，并提供民航無線電管理部門批件。

3.1.2 機房和站點位置選擇

（1）機房位置。盡量選擇所在機房位置較高的建構筑物，以減少室內基帶處理單元（Building Base band Unit，BBU）和射頻拉遠單元（Remote Radio Unit，RRU）之間光纖長度，節約成本。

（2）站點要求。無線寬帶網絡要求穩定可靠的傳輸網絡，應選擇具備上聯骨干網絡傳輸資源的建筑物，同時還可以節約成本、降低施工難度。

3.1.3 加油站防爆

本期仙女山機場在動力設施區東南面規劃使用油庫和航空加油站、地面加油站，加油環節和裝置較多，現場環境復雜，需配備高防爆、高防護等級的對講終端，并滿足國家相關的防爆標準要求。

3.1.4 公?；パa

在機場航空器重要保障設備甚高頻、導航、氣象信號的數據傳輸中，充分考慮公?；パa結合模式，采用公網有線作為主用傳輸方式，無線寬帶專網作為備用和應急傳輸方式，提高運行保障與安全冗余。

3.1.5 運行管理要求

民用機場附近8 km范圍限制規劃和建設與機場在用TD-LTE 1.8 GHz無線專網同頻的其他行業基站，如確有建設必要，應與機場管理機構協商并經相應無線電管理部門同意后才能實施建設，并須采用必要技術手段確保不對機場在用無線電臺站造成干擾［2］。

3.2 建 議

3.2.1 保障頻率資源充分合理使用

1.8 GHz頻段資源緊缺，應科學規劃，合理分配給盡可能多滿足條件的行業使用。在條件允許的情況下，鼓勵專用頻率資源的復用，如時隙同步、空間復用等，以滿足不同場景下的不同業務需求。同時建議在滿足使用需求的情況下優先考慮分配5 MHz帶寬，并根據相應業務發展動態評估，增加或減少帶寬可行性，由此既可以提高1.8 GHz的利用率，又可滿足與已有在用系統的兼容性和穩定性[3-5]。

3.2.2 優先保障重要行業和重點業務需求

在專用頻率資源的規劃、使用以及分配上，建議優先重點保障重要行業（如民用航空、軌道交通等）和重要業務需求（應急調度、場區物聯網），非重點行業和非重點業務方面考慮使用其他頻段進行業務分流。在出現頻率干擾和協調時，首要保障重要行業、重要業務以及先分配頻率用戶的用頻穩定和安全[6,7]。

3.2.3 避免不同行業專網之間頻率干擾

在統籌考慮頻率規劃和分配方案時，應盡量使各用戶間的干擾和影響最小。用戶和無線電管理機構應科學規劃和分配頻率。規范頻率使用的前提條件包括使用地域范圍、時隙的同步以及最小的隔離保護距離要求等，最大程度減少用戶間的干擾[8]。在實際頻率使用中發生的多行業專網覆蓋空間重疊區域，如綜合的交通樞紐區域，各行業用戶應基于盡可能避免系統間干擾的第一原則，開展協調工作并給出具體的協調方案和建設規劃，向當地無線電管理機構報備。

3.2.4 不同行業TD-LTE系統在同頻情況下的時隙配置建議

各行業專網一般由行業主導投資建設，建設標準要求不一，覆蓋區域和業務場景不盡相同?？紤]到時分雙工（Time Division Duplexing，TDD）系統的同頻率共用情況及通信特性，建議對時隙按照上下行時隙比為3∶1配置，且各行業專網的時鐘應盡量保持同步，特別是同頻率的無線專網距離較近時，使用統一的時間參考基準，以減少系統間產生的干擾和影響[9,10]。

4 結 論

對于新建支線機場而言，無線寬帶調度系統具有傳輸速率高、抗干擾能力強、多業務融合承載以及高可靠性等特點，單獨建設一套無線專網調度系統較為簡單快捷，但對于擴建或新建大型機場而言，需考慮到不同駐場單位、不同用戶的使用需求，極有可能建設多套滿足不同應用場景的無線專網調度系統。多網合一（寬窄融合、公專融合、智慧融合）是現今無線網絡的發展趨勢，可有效降低建設和運行成本，提高網絡安全性，在保持獨立性和安全性的同時拓寬無線專網應用的深度和廣度。另外，可以考慮將正在快速發展的5G技術融入到民航機場現有的寬窄帶通信網絡中，實現“寬窄一體、平滑演進”，一網解決機場語音、定位、數據、視頻等多種業務的多種場景需求，推動機場從業務信息化到數字化，向云物大智+5G數字孿生機場轉型，提高機場運行效率和安全防控品質，進而為旅客提供良好的服務。