优化基站建设对电磁环境的影响分析

崔伦

【摘 要】随着通信技术的进步和发展，移动通信基站建设也呈快速增长趋势。由原来的2G、3G网络到现在4G网络技术的成熟使用。运营商为了快速抢占市场份额，争先加大对基站建设的投入。在选址上，同一覆盖区域出现3家运营商重复建设杆塔的情况。这样不仅浪费了资源，而且对电磁环境数值超标有潜在影响。为了促进通信设施的共建共享，由中国电信、中国移动、中国联通3家企业联合成立的通信基础设施综合服务商中国铁塔股份有限公司应运而生。铁塔公司可协调3家运营商合理架设天线高度，有效调整天线方位角以避开敏感目标等措施，优化站点建设。文章通过实际监测结果分析铁塔公司共建基站与运营商单独建设共址基站对电磁环境的影响。

【关键词】基站；优化建设；电磁环境影响

【中图分类号】X820.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0102-02

1 背景

随着国家信息化的实施、通信技术的发展，移动通信基站建设快速增长。目前，正在商用的有2G、3G、4G基站。基站建设之初，中国电信、中国移动、中国联通3家运营商根据用户数量和公司的网络情况各自进行建设。同一信号覆盖区域，3家运营商各自建设杆塔，各自搭建天线。重复建设的情况严重。3家建设的基站架设高度、天线方位角等参数均按自己的情况规划建设。不仅浪费了资源，而且还会出现该区域电磁环境数值较大，甚至超标的现象。

在这背景下，2014年7月18日，中国电信、中国移动、中国联通3家电信企业共同出资成立了大型通信基础设施服务企业——中国铁塔股份有限公司（简称铁塔公司）。铁塔公司成立之后，3家运营商不再需要单独建设基站，而是由铁塔公司来负责铁塔的建设、维护、运营，3家运营商采用租赁的方式。目前，铁塔公司存量站址资源[1]包括运营商转交和铁塔自建2种。铁塔公司新建的方式有密集城区、一般市区以楼顶抱杆、美化为主，对于落地塔以绿化带内新建景观塔为主；县城、郊区铁塔以落地钢管塔为主，楼顶钢管塔、美化天线、楼顶拉线塔为辅；乡镇、农村、高铁等场景站点以钢管塔为主，塔高建议为40～50 m。铁塔公司在接到运营商转交基站后，旧站点铁塔建设的方式有对于楼顶钢管塔或美化天线，根据新增天线数量分别考虑新增相应数量的抱杆或美化天线；对于落地塔且塔高低于20 m的，结合周边建筑物高度，判断是否新建；对于落地塔且塔高于20 m的美化天线、钢架塔、钢管塔按新增铁塔抱杆考虑。

铁塔公司为了满足网络结构及与敏感建筑物距离的要求，对敏感建筑物采取普遍避让的原则。同时，在建设过程中为了满足3家运营商天线数量的需求，还会合理增加架设高度。因此，与原先运营商单独建站相比，铁塔公司對于基站建设采取了一定的优化措施。本文在此背景下，通过实地监测，分析运营商单独建设基站与铁塔公司优化建设对电磁环境的影响。

2 电磁相关标准、方法和监测仪器

2.1 相关标准

为保护公众健康、加强电磁环境的有效管理。原标准于2014年作了第一次修订，并更名为《电磁环境控制限值》（GB8702—2014）[2]。规定了电磁环境中公众曝露在电场、磁场、电磁场（1 HZ～300 GHZ）的控制限值。

本文所选基站电磁频段位于该标准频段范围内，方均根值满足表1的要求，所以公众总的功率密度限值不能超过40μW/cm2。

2.2 监测方法

《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[3]规定的监测范围：监测点位一般布设在以发射天线为中心半径50 m范围内可能受到影响的保护目标，根据环境情况可对点位进行适当调整。具体点位优先布设在公众可到达距离天线最近处。在楼顶的基站，优先考虑将点位布设在基站所在楼顶公众经常活动的地方。发射天线为定向天线时，测量点位原则上布在天线主瓣方向内。进行监测时，设法避免或减少周边偶发的电磁辐射的干扰。

2.3 监测仪器

测量仪器采用德国Narda公司的NBM550型（主机）综合场强分析仪，配备EF0391探头。频率响应范围为0.1～3 000 MHZ，仪器经国家计量部门检定合格。

3 典型基站辐射环境监测结果分析

3.1 单独建设共址基站电磁环境影响结果分析

在南宁市区，选取15个中国电信、中国移动、中国联通3家运营商单独建设的共址基站影响的环境区域进行实地监测，这里的共址建设指3家公司建设站点位于同一楼顶或相距很近（但3家公司不共塔），3家运营商覆盖区域接近。天线架设方式涉及拉线塔、钢管塔、美化天线3种。依据基站电磁辐射特性和所在地理、环境特征，重点监测以天线为中心，半径为50 m范围内公众可到达离天线最近处，在楼顶的基站，优先布设在楼顶公众经常活动的区域。选取的基站具有一定的代表性。监测结果功率密度范围见表2。

为了更清晰地了解该15个典型基站对电磁环境的影响，将监测的159个点位数据划分为6个数值范围，对这些数据的点位数和功率密度所占比例情况进行统计（见表3）。

从表2、表3中的数据统计可以看出，选取的15个共址基站中最大值为5.67 μW/cm2，最小值为0.01 μW/cm2，计算得平均值为0.67 μW/cm2。159个监测点中有105个监测点的值小于0.50 μW/cm2，占总数的66%；有26个监测数据在0.51～1.00 μW/cm2，占总数的16.4%；有12个监测数据在1.01～2.00 μW/cm2，占总数的7.5%；有14个监测数据为2.01～5.00 μW/cm2，占总数的8.8%；有2个监测数据为5.01～8.00 μW/cm2，占总数的1.3%；没有监测数据为8.00～40.00 μW/cm2。

3.2 共塔基站电磁环境影响结果分析

在南宁市区，选取15个中国电信、中国移动、中国联通3家运营商共塔建设基站影响的环境区域进行实地监测。与本文“3.1”中共址站点最重要的区别在于，共塔建设是把3家运营商基站建在同一塔架上，铁塔公司自建站点就是这样的模式。监测的基站架设方式普遍为钢管塔、钢架塔、美化天线。依据基站电磁辐射特性和所在地理、环境特征，重点监测以天线为中心，半径为50 m范围内公众可到达离天线最近处，在楼顶的基站，优先布设在楼顶公众经常活动的区域。选取的基站具有一定的代表性。监测结果功率密度范围见表4。

同样的对选取的15个共塔基站，共107个点位数据划分为6个数值范围，对这些数据的点位数和功率密度所占比例情况进行统计（见表5）。

从表4、表5统计看出，选取的15个共塔基站中最大值为0.72 μW/cm2，最小值为0.01 μW/cm2，计算得平均值为0.15 μW/cm2。107个监测点中有98个监测点的值小于0.50 μW/cm2，占总数的91.6%；有9个监测数据在0.51～1.00 μW/cm2，占总数的8.4%；无监测数据位于其他测值范围。

抽测的这些基站，标称功率大多为20 W，天线增益为9～21dbi。通过实际监测运营商单独建设的共址基站，得出小于0.50 μW/cm2的占总数的66%，有2个监测数据在5.01～8.00 μW/cm2，占总数的1.3%，最大值为5.67 μW/cm2。而优化建设的共塔基站监测数据得出，小于0.50 μW/cm2的占总数的91.6%，没有监测数据在5.01～8.00 μW/cm2，最大值为0.72 μW/cm2。将2种不同建设方式得出的监测数据进行比较得出，共建基站比单独建站时，受电磁环境污染影响降低，且数据较为稳定，大部分数据集中在小于0.50 μW/cm2这个区域。可见，优化基站建设对电磁环境影响具有实际的意义。

4 建议

随着通信技术的发展，特别是未来5G商用之后，基站建设会越来越密集。本着“监测达标、公众接受、环境友好”的原则，铁塔公司往后的基站建设，在满足运营商通信覆盖和质量的条件下，应协调中国电信、中国移动、中国联通3家运营商合理架设天线高度，调节天线功率和天线增益，有效调整天线方位角避开环境敏感目标等优化措施。

参 考 文 献

[1]陈刚，苏雷.铁塔公司通信基站专项规划思路探讨[J].电信工程技术与标准化，2017，30（4）：69-75.

[2]GB 8702—2014，电磁环境控制限值[S].

[3]HJ/T 10.2—1996，电磁辐射监测仪器和方法[S].