人防无线宽带集群基站选址刍议

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近年来，随着通信技术的不断发展，以LTE为核心的无线宽带技术日趋成熟，组建人防系统自有可控、安全高速的无线宽带专网成为可能。以笔者所在的山东省为例，人防无线宽带集群项目建设正在如火如荼地开展。基站选址是无线宽带集群专网建设的前提和基础，也是实现系统组网和信号覆盖的关键和保障，在此，笔者想结合自身实际探讨一下人防无线宽带集群基站选址中应注意和把握的几个问题。

一、人防无线宽带集群基站设备及组网原理简介

（一）基站设备简介

1.核心交换设备-系统核心网络交换设备。主要用于对固定基站的设备管理、移动性管理、信息数据网内交互/网外出局、指挥控制命令集群交互，并依托主体核心交换设备软件调度平台完成指挥调度、音视频调度、集群通信、音视频会议等功能。

2.固定基站-无线宽带网络信号区域覆盖设备。用于构建覆盖全域的无线宽带网络信号，搭建承载链接全域的骨干无线网络，单基站可提供不低于60Mbps的链路带宽，覆盖距离视距不低于20Km，多基站可同频/异频联合组网，为各类终端与指挥场所网间交互提供无线宽带传输链路。

3.便携式基站-无线宽带网络信号补盲覆盖设备。单基站可提供不低于20Mbps的链路带宽，覆盖距离视距不低于15Km，可单兵背负或车载携行，对固定基站覆盖盲区进行补盲覆盖，确保任意处置现场位置的信息获取和实时传输。

4.大功率无中心自组网通信设备-用于固定基站间的无线桥连。架设于铁塔上，与固定基站通过有线网络互联，根据无中心自组网无中心寻址、多路径寻址、多跳绕射和星型、网型的拓扑结构等系统特性，构建固定基站间的多路径无线横联及信息交互无线网络，串联固定基站从而与核心交换设备构成网间交互网络，确保固定基站无线联合组网。

（二）组网原理简介

无线宽带集群传输专网通信系统组网主要在网络层和接入层完成。

其中，网络层由核心交换设备和无中心自组网设备组成，通过核心交换的信令处理、移动性管理、终端信息存储、网络信息处理及异构网络出局等功能构建核心网络，然后通过无中心自组网设备形成具备分级管理、垂直立体、平行互联的综合交换网络。

接入层由固定/移动基站及有线网络构成，通过基站区域覆盖、联合组网的特性构建承接网络层和终端设备的无线宽带集群传输专网。固定基站实现规模性联合组网覆盖，便携基站实现机动补盲，固定基站间通过有线连接无中心自组网设备无线桥接汇聚至核心网形成网状结构。

二、基站选址的基本原则

根据无线宽带集群基站的设备组成及其电磁特性，结合项目建设积累的实践经验，我们认为基站选址应遵循如下原则：

（一）突出重点

即围绕人防业务关注的重点部位进行基站选址。这是由现实的情况和专网建设的目的共同决定的。一方面，由于财力等的限制，基站建设特别是固定基站的数量不可能太多，因此我们不能也不应该像通信运营商一样追求全域无缝覆盖；另一方面，人防指挥场所、防护工程、重要经济目标、群众防空组织等分布广泛，必须有侧重地进行分级规划，以尽可能提高无线宽带集群专网应用的综合效能。在实践中，我们认为基站选址时应优先考虑各级人防指挥场所和各级人防部门办公场所的覆盖效果，以便于更好地进行信号的汇聚和处理，其次应考虑大型的防护工程和重要经济目标，以便于对其进行监控和信息采集，最后还应考虑大型社区和其他重要的部位。

（二）统筹规划

即从时间上和空间上总体把握基站的选址。首先，人防无线宽带集群专网是一个建设周期较长，需要省市县多级协调的系统性工程。组织基站选址既要考虑现有的覆盖情况，也要考虑未来可能的组网需求。其次，还要在整体布局上下功夫，既要考虑省市主干链路的建设，也要注重解决“最后一公里”的问题，既要充分发挥固定基站的性能优势，也要做好移动基站的补盲设计。

（三）高站优先

即选择海拔较高的基站位置。这主要是由无线电波的传播特性决定的。海拔较高的基站覆盖半径更大，有助于提高专网整体的覆盖面积和覆盖率；同时，由于基站间的组网主要通过微波视距传输实现，较高的基站在组网时不易受到遮挡，也便于进行天线的俯仰调校。

（四）由近及远

 即按照必要的逻辑和思路进行主干链路的基站选址。在实践中，我们认为应首先确定核心网设备所在的基站位置，然后以该基站为中心，逐一向各个方向由近及远地选取主干链路的基站位置。这对于解决初期选址的盲目性和随意性问题尤为重要。

三、基站选址的主要方法和需要注意的问题

（一）阶段迭代法

迭代是数学和计算机科学中的一个概念，是指重复反馈过程的活动，其目的通常是为了逼近所需目标或结果。每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。在组织基站选址的实践中，我们始终坚持这种思想和方法。首先，我们认为基站选址不仅仅是无线宽带集群项目建设的前期工作，而应该贯穿项目的整个生命周期。为此，我们大致将基站选址划分了三个阶段—盲选、初选和优选。其次，各阶段选址的内容和侧重点不尽相同。其中，盲选可结合项目建设的规划阶段进行的，选址的方式和目的不在于确定基站的位置，而是大致明确基站覆盖的区域；初选阶段主要是组织对盲选阶段确定的覆盖区域进行资源普查和调研，结合实际安装环境和电磁环境明确基站建设的具体位置；优选阶段则是在初选的基础上，先利用软件对拟选址基站覆盖和组网情况进行模拟，结合计算机模拟的结果对部分站址进行调整，再配合测试工作展开，根据联调测试的结果适当地调整部分基站的位置，以达到网络贯通、链路优化的目的。再次，还要重视各阶段选址成果的迭代应用。将每个选址阶段都作为一个迭代周期，输出必要的结果。同时，下个阶段的选址必须充分运用上个阶段成果，以提高迭代的科学性和可靠性，达到优化选址的最终目的。

（二）图上作业法

在地图上选取基站位置，并辅助进行覆盖范围和组网链路的测算，这是做好基站选址的一种有效方法。在实践中，我们利用某地球软件能够在遥感影像图上精确地标定基站位置，同时还可以配合使用相关工具标绘出基站覆盖的范围和组网的链路，这不仅有效地提高了基站选址的效率，也使得选址的科学性和可靠性大大增加。在实际应用中，一是可对单基站覆盖范围进行多径标绘。考虑到地形、地面建筑的影响，我们在进行单基站覆盖估算时采用了多径标绘的方法。即以基站为圆心，选取多个覆盖半径分别画出覆盖范围，不同圆环使用不用颜色的线条标注。考虑到覆盖半径对通信质量的影响，这样既有助于整体把握覆盖范围，也有助于把握整体覆盖效果。二是可对组网骨干链路进行预选址。由于笔者所在地市的地形复杂，属低山丘陵区，山丘起伏，沟壑纵横，对信号传输的影响很大。加上基站间的距离普遍较远，原有的全向天线组网方案无法实现，只能利用定向的抛物面天线进行骨干链路组网。这就可以利用地图的测距功能进行基站组网的预选址。三是要灵活运用地图的高程参数。某地球软件不仅能够展示经纬度等二维信息，而且可查看任意两点间的高度配置情况，这就能够有效地解决基站间是否存在遮挡的问题，极大提高了选址的有效性。同时，由于基站天线的安装高度一般距地面几十米，通过配置该基站的高程，可更形象地模拟无线信号视距传输的路径，使选址更具科学性和实际性。

（三）在选址中应注意的其他方面

一是要注重理论和实际的结合。古语云，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。不论采取何种原则，何种方法得出选址结论，都必须放在实践中加以检验。而由于现实种种因素的制约，理论的选址方案能够完全契合实际几乎是不可能的。这就要求我们在盲选阶段做好备用站点的储备，以便在勘察现场时按需调整，同时还应利用技术手段对选址方案进行测试，以进一步提高其可靠性。

二是要注重资源整合，加强沟通协调。通信铁塔是基站架设的依托，而目前大部分通信铁塔资源都由各地铁塔公司掌握，因此，必须采取资源整合的思路，主动沟通，加强协调，以争取其大力支持。在当地铁塔公司的配合下，我们拿到了其在全市近万个基站的站址资料，这也为我们做好选址工作提供了极大便利，奠定了良好基础。