鐵塔高度及平臺(tái)分析

1、建設(shè)維護(hù)部鐵塔高度及平臺(tái)分析鐵塔高度及平臺(tái)分析2014年12月提綱二、不同平臺(tái)方案對(duì)塔高影響三、不同塔高造價(jià)對(duì)比一、多場(chǎng)景不同塔高覆蓋半徑1.1 鐵塔覆蓋典型場(chǎng)景分類2序號(hào)序號(hào)場(chǎng)景分類場(chǎng)景分類場(chǎng)景描述場(chǎng)景描述主要覆蓋方式主要覆蓋方式1 1密集市區(qū)密集市區(qū)/ /普通市區(qū)普通市區(qū)中低層住宅區(qū)等建筑密集，道路間距小，建筑物高約3-6層居民區(qū)外圍采用地面塔往居民區(qū)內(nèi)覆蓋，居民區(qū)內(nèi)采用樓頂塔覆蓋商業(yè)街、城市廣場(chǎng)、公園等主要覆蓋路面及臨街商鋪，覆蓋場(chǎng)景比較空曠地面塔，如路燈等城市快速路主要覆蓋城市道路、環(huán)路、立交，城市立交一般高5-10米以樓頂美化桿為主，地面塔為輔2 2郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)市郊大型住宅區(qū)城市

2、新區(qū)及新開(kāi)發(fā)樓盤(pán)，多為10層左右的中層建筑，分布規(guī)則通常采用樓頂美化桿，物業(yè)談判困難點(diǎn)，會(huì)采用地面塔從外向內(nèi)覆蓋開(kāi)發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)建筑多為5層左右的辦公樓宇或廠房，分布規(guī)則，道路較寬；地面塔、樓頂塔市郊住宅區(qū)/普通鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)建筑多為57層左右的樓房，分布不規(guī)則，道路比較窄。地面塔3 3道路道路高速鐵路列車(chē)的車(chē)體穿透損耗大、運(yùn)行速度快地面塔高速公路/國(guó)道/省道/客運(yùn)鐵路等沿線地形復(fù)雜，覆蓋距離遠(yuǎn)地面塔4 4旅游區(qū)旅游區(qū)景區(qū)一般對(duì)景觀要求較高地面塔5 5農(nóng)村農(nóng)村平原地勢(shì)平坦，基本無(wú)山地丘陵地物，建筑物多為1-3層左右的樓房地面塔丘陵/山區(qū)地勢(shì)起伏，覆蓋難度大，村莊比較分散地面塔p根據(jù)各種場(chǎng)景的地形地貌

3、、建筑物特點(diǎn)及傳播模型，將鐵塔主要覆蓋場(chǎng)景分成5大類。p密集市區(qū)/市區(qū)廣覆蓋以樓頂支撐桿為主，鐵塔主要作為熱點(diǎn)（如廣場(chǎng)）、線（如商業(yè)街）等補(bǔ)充；郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)可充分利用建筑物高度，地面塔作為補(bǔ)充；道路、旅游區(qū)、農(nóng)村等是鐵塔建設(shè)的主要場(chǎng)景。1.2 各運(yùn)營(yíng)商覆蓋受限的頻率3p中國(guó)移動(dòng)：主要受限于LTE系統(tǒng)。其中密集市區(qū)/普通市區(qū)一般采用D頻段和F頻段，受限于D頻段；其它場(chǎng)景目前主要采用F頻段，鏈路規(guī)劃站間距。p中國(guó)電信：主要受限于LTE系統(tǒng)。目前LTE 1.8G主要用于室外站，2.1G主要用于室內(nèi)站，暫時(shí)按LTE 1.8G鏈路規(guī)劃站間距。p中國(guó)聯(lián)通：主要受限于WCDMA系統(tǒng)。按WCDMA鏈路規(guī)劃站間距。

4、1.3 理論計(jì)算基站覆蓋半徑及站間距4pCost 231-Hata 模型計(jì)算基站覆蓋半徑 L=46.3+33.9lgf-13.82lghb-a（hm)+（44.9-6.55lghb）lgd+Cm 其中：L為平坦市區(qū)的中值傳播損耗（dB） f 指頻率，范圍1500MHz-2000MHz，單位MHz hb、hm基站、移動(dòng)臺(tái)天線有效高度，單位為米 d為傳播距離，范圍120km a(hm)移動(dòng)臺(tái)天線高度修正因子 Cm城市修正因子，需根據(jù)各地市模型修正。暫時(shí)按典型經(jīng)驗(yàn)值，大城市中心取3dB，中等城市取0dB，郊區(qū)取-5dB，農(nóng)村及道路取-10dB。 由此可得： 基站覆蓋半徑：d= 10(MAPL 46.

5、3 33.9 * log(f) 13.82 * log(hb) + a（hm) - Cm) / (44.9- 6.55*log(hb) ) 其中：MAPL指準(zhǔn)許的最大鏈路損耗p基站站間距 站間距設(shè)置為覆蓋半徑的1.5倍1.4 鏈路預(yù)算5p鏈路預(yù)算-移動(dòng)TDD通過(guò)對(duì)比上、下行最大允許鏈路損耗MAPL(dB)發(fā)現(xiàn)，上行是受限因素。項(xiàng)目單位密集市區(qū)普通市區(qū)郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村道路（高鐵）道路（其它）上行上行上行上行上行上行系統(tǒng)帶寬MHz202020202020總RB數(shù)個(gè)100100100100100100上行與下行配比222222MIMO配置1X21X21X21X21X21X2邊緣速率kbps2562562

6、56256256256發(fā)射機(jī)單天線端口最大發(fā)射功率dBm232323232323發(fā)射天線增益dBi000000EIRPdBm232323232323232323232323單用戶分配RB數(shù)777777MCS444444接收機(jī)接收機(jī)噪聲系數(shù)dB333333熱噪聲dBm-113-113-113-113-113-113接收基底噪聲dBm-110-110-110-110-110-110SINRdB-1-1-1-1-1-1接收機(jī)靈敏度dBm-111-111-111-111-111-111增益余量損耗接收天線增益dBi181818182020干擾余量dB10.50.50.50.50.5饋線損耗dB1111

7、11塔放增益dB000000陰影衰落dB11.78.65.5444穿透損耗（室內(nèi)）dB25202015285穿透損耗（室外）dB000000人體損耗dB000000分集增益dB333333切換增益dB000000最大允許鏈路損耗最大允許鏈路損耗MAPL（室內(nèi)）（室內(nèi)）(dB)dB116.3116.3124.9124.9128128134.5134.5123.5123.5146.5146.5最大允許鏈路損耗最大允許鏈路損耗MAPL（室外）（室外）(dB)dB141.3141.3144.9144.9148148149.5149.5151.5151.5151.5151.51.4 鏈路預(yù)算6p鏈路預(yù)算

8、-電信FDD通過(guò)對(duì)比上、下行最大允許鏈路損耗MAPL(dB)發(fā)現(xiàn)，上行是受限因素。項(xiàng)目單位密集市區(qū)普通市區(qū)郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村道路（高鐵） 道路（其它）上行上行上行上行上行上行系統(tǒng)帶寬MHz202020202020總RB數(shù)#100100100100100100MIMO配置1X21X21X21X21X21X2邊緣速率kbps256256256256256256發(fā)射機(jī)單天線端口最大發(fā)射功率dBm232323232323發(fā)射天線增益dBi000000EIRPdBm232323232323單用戶分配RB數(shù)444444接收機(jī)接收機(jī)噪聲系數(shù)dB333333熱噪聲dBm-115.4-115.4-115.4-115.

9、4-115.4-115.4接收基底噪聲dBm-112.4-112.4-112.4-112.4-112.4-112.4SINRdB-1-1-1-1-1-1接收機(jī)靈敏度dBm-113.4-113.4-113.4-113.4-113.4-113.4增益余量損耗接收天線增益dBi181818182020干擾余量dB222222饋線損耗dB111111塔放增益dB000000陰影衰落dB11.68.75.54.04.04.0穿透損耗（室內(nèi)）dB25202015285穿透損耗（室外）dB000000人體損耗dB000000分集增益dB333333切換增益dB000000最大允許鏈路損耗最大允許鏈路損耗MA

10、PL（室內(nèi)）（室內(nèi)）(dB)dB117.8125.7128.9135.4124.4142.4最大允許鏈路損耗最大允許鏈路損耗MAPL（室外）（室外）(dB)dB142.8145.7148.9150.4152.4152.41.4 鏈路預(yù)算7p鏈路預(yù)算-聯(lián)通CDMA通過(guò)對(duì)比上、下行最大允許鏈路損耗MAPL(dB)發(fā)現(xiàn)，上行是受限因素。覆蓋區(qū)域密集市區(qū)城區(qū)郊區(qū)農(nóng)村高鐵系統(tǒng)參數(shù)CS64CS64CS64CS64CS64移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)最大移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)功率dBm2121212121移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)天線增益dBi00000移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)EIRPdBm2121212121基站接收機(jī)熱噪聲密度dBm/Hz-174 -17

11、4 -174 -174 -174 基站接收機(jī)噪音系數(shù)dB55555接收機(jī)噪聲密度dBm/Hz-169 -169 -169 -169 -169 接收機(jī)噪聲功率dBm-103 -103 -103 -103 -103 基站接收機(jī)(Eb/No)dB33333基站接收機(jī)靈敏度（不含干擾儲(chǔ)備）dBm-118 -118 -118 -125 -125 基站接收機(jī)天線增益dBi17.217.217.217.219基站接收機(jī)饋線和接頭損耗dB33333塔頂放大器增益dB00000最大路徑損耗dB153 153 153 160 162 各種儲(chǔ)備干擾儲(chǔ)備dB3.0 2.2 1.5 1.0 1.0 快衰落儲(chǔ)備dB222

12、22人體損耗dB00000對(duì)數(shù)正態(tài)衰落儲(chǔ)備(車(chē)外)dB7.25.54.053.53.5軟切換增益dB22222對(duì)數(shù)正態(tài)衰落儲(chǔ)備(車(chē)內(nèi))dB98777總儲(chǔ)備(車(chē)外)dB10.2 7.7 5.6 4.5 4.5 允許路徑損耗(車(chē)外)dB142.9 145.4 147.5 155.8 157.6 總儲(chǔ)備(車(chē)內(nèi))dB12.0 10.2 8.5 8.0 8.0 車(chē)輛穿透損耗dB2520201528允許路徑損耗(車(chē)內(nèi))dB116.1 122.9 124.6 137.3 126.1 1.5 塔高對(duì)覆蓋半徑的影響8p密集市區(qū)/普通市區(qū)-中低層住宅區(qū)此場(chǎng)景需考慮室內(nèi)穿透損耗，可參考鏈路預(yù)算密集市區(qū)/普通市區(qū)的室

13、內(nèi)場(chǎng)景。按照目前三家運(yùn)營(yíng)商在抽樣中的平均站間距，考慮后續(xù)繼續(xù)加密的因素，密集市區(qū)及市區(qū)移動(dòng)站間距約為200-300米，電信、聯(lián)通站間距約為400-600米，因此，天線最低掛高需求約為25米。室外站點(diǎn)室外站點(diǎn)+ +天饋線天饋線天線有效高度（米）密集市區(qū)普通市區(qū)移動(dòng)LTE 2.6G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G移動(dòng)LTE 2.6G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G251492381953144803663015525020433151038735161261213348537407401672722213625634254517228122837658744250177

14、290235390610458注：站間距約為覆蓋半徑的1.5倍1.5 塔高對(duì)覆蓋半徑的影響9p密集市區(qū)/普通市區(qū)-商業(yè)街、城市廣場(chǎng)、公園和城市快速路此場(chǎng)景基本都在室外，可參考鏈路預(yù)算密集市區(qū)/普通市區(qū)的室外場(chǎng)景。商業(yè)街、城市廣場(chǎng)、公園等場(chǎng)景：基站覆蓋半徑一般在600米以內(nèi)，因此，天線掛高建議最低為15米；城市快速路等場(chǎng)景：三大運(yùn)營(yíng)商市區(qū)內(nèi)站間距一般不會(huì)超過(guò)1000米，但考慮到城市快速路一般設(shè)有立交，因此，天線掛高建議最低為20米。天線有效高度（米）密集市區(qū)普通市區(qū)移動(dòng)LTE 2.6G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G移動(dòng)LTE 2.6G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G

15、257441190109411381740155930796128111771225188516853584413671254130620201804408891447132613822147191545931152313951454227020225097115961461152323872124注：站間距約為覆蓋半徑的1.5倍室外站點(diǎn)室外站點(diǎn)+ +天饋線天饋線1.5 塔高對(duì)覆蓋半徑的影響10p郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)市郊大型樓盤(pán)：此場(chǎng)景一般在樓頂設(shè)置天線；若在大型樓盤(pán)外面設(shè)置鐵塔，則天線高度至少高出周?chē)≌瑯?0米以上，以建筑物高度為10層計(jì)算，天線最低高度約為40米。開(kāi)發(fā)區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)：按照目前三家運(yùn)營(yíng)商在抽

16、樣中的平均站間距，考慮后續(xù)繼續(xù)加密的因素，郊區(qū)移動(dòng)站間距約700米，聯(lián)通電信站間距約800-1000米，按周?chē)ㄖ锲骄叨燃s20米計(jì)算，相應(yīng)天線最低掛高需求約為35米。天線有效高度（米）郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)移動(dòng)LTE 1.9G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G25714814562307638715993580892563340851975664458911022694509291068722注：站間距約為覆蓋半徑的1.5倍室外站點(diǎn)+天饋線1.5 塔高對(duì)覆蓋半徑的影響11p道路高鐵：按照目前三家運(yùn)營(yíng)商在抽樣中的平均站間距，移動(dòng)站間距約1200米，聯(lián)通電信站間距約1500米，因此，天線最低掛高

17、需求約為35米。國(guó)道、省道、客運(yùn)鐵路等：可根據(jù)覆蓋需求合理設(shè)置天線掛高，無(wú)需一味追求鐵塔高度，建議天線最低掛高在25-35之間。天線有效高度（米）道路（高鐵）道路（其它）移動(dòng)LTE 1.9G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G移動(dòng)LTE 1.9G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G2573784076532433698336530788900818354440493680358359568683828438139774088010089144100469942614592110589584360500445345096111051000461253004797注：站間距約為

18、覆蓋半徑的1.5倍1.5 塔高對(duì)覆蓋半徑的影響12p農(nóng)村平原：可根據(jù)各電信運(yùn)營(yíng)的覆蓋需求合理設(shè)置，站間距在2000米以內(nèi)的，天線最低掛高在25米，站間距在2000米以上的，天線最低掛高在35米。丘陵/山區(qū)：可利用地形提高相對(duì)高度，并根據(jù)覆蓋范圍合理設(shè)置鐵塔高度。注：站間距約為覆蓋半徑的1.5倍天線有效高度（米）類型農(nóng)村移動(dòng)LTE 1.9G電信LTE1.8G頻段聯(lián)通WCDMA 2.1G25室內(nèi)覆蓋半徑14971707176725室外覆蓋半徑39344486581930室內(nèi)覆蓋半徑16171848191430室外覆蓋半徑43124926641535室內(nèi)覆蓋半徑17301980205235室外覆蓋半

19、徑46695344698140室內(nèi)覆蓋半徑18362105218240室外覆蓋半徑50115743752645室內(nèi)覆蓋半徑19382224230645室外覆蓋半徑53406129805250室內(nèi)覆蓋半徑20352339242650室外覆蓋半徑565965038564相對(duì)高度相對(duì)高度山山區(qū)站山區(qū)站平原站平原站目標(biāo)區(qū)域目標(biāo)區(qū)域132.1 平臺(tái)水平隔離度要求 三家運(yùn)營(yíng)商所應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)制式，故考慮不同制式間的干擾，以確定平臺(tái)的使用是否可以滿足覆蓋需求。應(yīng)用于高鐵各系統(tǒng)水平隔離度要求（米），具體如下：干擾系統(tǒng)GSM900TDD-LTE(F頻段)TDD-LTE(D頻段)WCDMALTE FDD(F頻段，聯(lián)通)

20、CDMALTE FDD(F頻段，電信)GSM9000.50.50.50.51.30.5TDD-LTE(F頻段)0.5340.54TDD-LTE(D頻段)0.50.50.50.50.5WCDMA0.530.50.50.50.5LTE FDD(F頻段，聯(lián)通)0.540.50.50.54CDMA1.30.50.50.50.50.5LTE FDD(F頻段，電信)0.540.50.540.5142.2 平臺(tái)垂直隔離度要求 三家運(yùn)營(yíng)商所應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)制式，故考慮不同制式間的干擾，以確定平臺(tái)的使用是否可以滿足覆蓋需求。應(yīng)用于高鐵各系統(tǒng)垂直隔離度要求（米），具體如下：干擾系統(tǒng)GSM900TDD-LTE(F頻段)TD

21、D-LTE(D頻段)WCDMALTE FDD(F頻段，聯(lián)通)CDMALTE FDD(F頻段，電信)GSM9000.30.20.30.30.60.3TDD-LTE(F頻段)0.20.50.60.50.6TDD-LTE(D頻段)0.20.20.20.20.2WCDMA0.50.50.20.20.50.2LTE FDD(F頻段，聯(lián)通)0.30.20.20.20.20.6CDMA0.50.50.20.50.20.2LTE FDD(F頻段，電信)0.20.20.20.20.60.2152.3 平臺(tái)方案對(duì)塔高影響p密集市區(qū)和市區(qū)塔一般采用燈桿塔、美化塔等類型，一般不配置平臺(tái)，利用垂直隔離滿足系統(tǒng)間干擾抑制需求，按照天線層數(shù)劃分，對(duì)于共享需求2家采用4層天線，三家采用6層天線。也可采用2層和3層四端口多頻天線滿足需求。p郊區(qū)、農(nóng)村、道路等場(chǎng)景的鐵塔一般采用三管塔、單管塔等，可配置平臺(tái)，利用水平隔離和垂直隔離滿足需求，一般一個(gè)電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)劃分一個(gè)平臺(tái)。2層平臺(tái)滿足2家共享需求，3層平臺(tái)滿足3家共享需求，目前平臺(tái)之間間距為5米，可酌情減少到3米。p根據(jù)隔離度要求，可對(duì)同一平臺(tái)接入不同電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)開(kāi)展試點(diǎn)，積極探索新的建設(shè)方式162.3 平臺(tái)方案對(duì)塔