熊毅

【摘 要】為了解決H市移動通信基站選址難、建設難及被逼遷的困境，通過綜合考慮通信技術發(fā)展、城市總體規(guī)劃、運營商網(wǎng)絡拓撲和業(yè)務需求等諸多方面的關系，以泰森多邊形原理為依據(jù)，采用QGIS平臺對H市中心城區(qū)的移動通信基站進行控制性詳細規(guī)劃，并通過網(wǎng)絡覆蓋法來驗證規(guī)劃的合理性。結果表明，理論與實際規(guī)劃誤差不到5%，本規(guī)劃方法具有較高的精準度。

【關鍵詞】站址規(guī)劃 泰森多邊形 站間距 網(wǎng)絡覆蓋法

1 引言

通信行業(yè)的飛速發(fā)展對城市的經(jīng)濟建設和社會發(fā)展起到了非常重要的作用。但城市的基站規(guī)劃和建設仍存在著不容小覷的問題：一是密布的基站加重了民眾對電磁輻射的恐懼，致使不少通信基站面臨逼遷的困境；二是過快的基站建設速度超前于管理，影響了城市景觀；三是隨著5G頻譜的確定，運營商NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)）實驗網(wǎng)緊密部署，新一輪移動通信基站建設高潮即將來臨。

如何讓移動通信基站這把雙刃劍更好地為H市信息化建設服務，實現(xiàn)移動通信基站“統(tǒng)一規(guī)劃、一次建設、資源共享、規(guī)范管理”的目標，是政府部門、中國鐵塔公司、通信運營商等面臨的難題?；诖?，本文介紹了泰森多邊形的規(guī)劃原理，結合城市總體規(guī)劃和運營商的網(wǎng)絡發(fā)展思路，按照“通信基站現(xiàn)狀整理→初步規(guī)劃計算→優(yōu)化調(diào)整”的規(guī)劃步驟，對H市中心城區(qū)移動通信基站站址規(guī)劃進行了研究。

2 結合城市總體規(guī)劃的通信網(wǎng)絡規(guī)劃區(qū)域

分類

2.1 移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃區(qū)域劃分

一般情況下，移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃按無線傳播環(huán)境和業(yè)務分布情況進行分類。具體如下：

（1）無線傳播環(huán)境劃分

地形地貌、建筑物的分布、電磁噪聲、植被、人口流量和車流量等因素對無線傳播的特性有較大的影響。根據(jù)環(huán)境對無線傳播的影響，可將移動通信網(wǎng)絡的服務區(qū)域劃分為密集市區(qū)、一般市區(qū)、郊區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）和農(nóng)村四大類。

（2）業(yè)務分布劃分

無線網(wǎng)絡規(guī)劃建設的第一優(yōu)先級是保證語音業(yè)務的需求，然后在此基礎上大力發(fā)展寬帶上網(wǎng)、高清視頻業(yè)務（高清視頻流點播/高清電視直播/高清視頻會議）、移動視頻通話、高速在線游戲、融合性及位置服務等移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務。

移動通信基站規(guī)劃首先應當滿足網(wǎng)絡拓撲結構要求，其次是在業(yè)務熱點區(qū)域，站址分布和業(yè)務分布基本一致的情況下，通信基站扇區(qū)方向要盡可能指向業(yè)務熱點區(qū)域，以更好地滿足語音及各種數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。

2.2 基于H市城市總體規(guī)劃的區(qū)域劃分

不同性質(zhì)用地的基站分布密度各不相同，分布特性也各有差異。參考H市城市總體規(guī)劃的用地情況，可將基站規(guī)劃建設選址分為適建區(qū)、限建區(qū)和禁建區(qū)。具體如下：

（1）適建區(qū)：是指對生態(tài)條件的制約較少，可優(yōu)先選擇建設的區(qū)域。在合理規(guī)劃引導和調(diào)控的情況下，根據(jù)實際情況，對基站建設的用地規(guī)模、建設類型、天線外觀、輻射強度的限制較為寬松的區(qū)域允許建設基站。在可能引起周圍群眾投訴的區(qū)域，應考慮采用美化天線。

（2）限建區(qū)：是指生態(tài)、安全、資源環(huán)境等需要控制的地區(qū)，基站建設前應作出相應的生態(tài)評估或進行可行性、必要性的研究。該區(qū)域范圍內(nèi)新建基站需要進行嚴格的選址規(guī)劃，新建基站的天線一般采用景觀塔或美化天線。

（3）禁建區(qū)：是指生態(tài)、安全、資源環(huán)境、城市功能等對人類有重大影響的地區(qū)。該區(qū)域范圍內(nèi)禁止進行任何地面型基站的新建與擴建，可根據(jù)實際情況，采用室內(nèi)分布系統(tǒng)、微基站等方式來解決通信需求。

3 運營商的網(wǎng)絡發(fā)展思路及規(guī)劃站間距

原則

通過與H市的三家通信運營商進行溝通，目前三家運營商的網(wǎng)絡發(fā)展思路可概括為：在業(yè)務密集區(qū)域繼續(xù)對4G網(wǎng)絡進行擴容和補盲覆蓋，在郊區(qū)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）區(qū)域推進4G廣覆蓋，在農(nóng)村區(qū)域實現(xiàn)4G網(wǎng)絡的連續(xù)覆蓋和廣覆蓋，在城市密集區(qū)域逐步開展5G實驗網(wǎng)的測試工作。

根據(jù)運營商的網(wǎng)絡發(fā)展思路，結合移動通信技術的發(fā)展，不同場景下移動通信基站規(guī)劃站間距原則為：中心城區(qū)站間距為300 m左右，郊區(qū)、縣城站間距為600 m左右，高鐵站間距為800 m左右，高速公路站間距為1.2 km左右，農(nóng)村站間距為1.5 km左右。

4 H市移動通信基站站址規(guī)劃方法

4.1 規(guī)劃原理

泰森多邊形原理即將所有相鄰的現(xiàn)有基站站點連成三角形，作這些三角形各邊的垂直平分線，每個基站站址周圍的若干垂直平分線便圍成一個多邊形。這個多邊形的交叉點就是規(guī)劃的基站站址，具體如圖1所示：

4.2 規(guī)劃步驟

規(guī)劃步驟具體如下：

（1）從中國鐵塔公司資管系統(tǒng)獲取最新的通信基站在網(wǎng)信息，同時需獲取運營商未移交中國鐵塔公司站點及第三方公司承建的基站信息，將所有的基站信息進行整合匯總，形成H市通信基站網(wǎng)絡現(xiàn)狀。

（2）以泰森多邊形原理為依據(jù)，按照移動通信基站規(guī)劃站間距原則，選用筆者公司制作的移動通信基站規(guī)劃軟件QGIS進行計算，形成初步規(guī)劃站點。

（3）優(yōu)化規(guī)劃站點的位置。將軟件計算得到的初步規(guī)劃站點位置進行優(yōu)化，如對位于水域、江面的站點進行位置調(diào)整及優(yōu)化，具體如圖2所示。

4.3 H市中心城區(qū)移動通信基站規(guī)劃情況

H市中心城區(qū)有A、B、C、D四個片區(qū)，按照上文所述的規(guī)劃方法，H市移動通信基站規(guī)劃3 886個站址。其中，A區(qū)移動通信基站預計達到1 227個；B區(qū)移動通信基站預計達到739個；C區(qū)移動通信基站預計達到1 235個；D區(qū)移動通信基站預計達到685個。規(guī)劃期末各個片區(qū)及場景的基站情況如表2所示：

4.4 理論驗證

下面將采用網(wǎng)絡覆蓋法來驗證H市移動通信基站站址規(guī)劃的情況。網(wǎng)絡覆蓋法的原理是通過基站覆蓋一定范圍用地面積的原理，根據(jù)城市總體規(guī)劃的建設用地總量反推需要的移動通信基站數(shù)量。其基站的覆蓋面積公式為：endprint

通過上述計算可知，本次H市中心城區(qū)所需要的移動通信基站總數(shù)約為4 064個。

通過比較理論計算H市中心城區(qū)移動通信基站站址規(guī)劃所需要的基站與實際規(guī)劃的站址數(shù)，兩者之間存在178個站址的差異數(shù)，這是因為在中國鐵塔公司成立之前三家運營商各自為政，移動通信基站分別建設，網(wǎng)絡制式及網(wǎng)絡覆蓋水平均不同，從而導致H市的移動通信基站現(xiàn)狀實際情況較為復雜。從本次規(guī)劃值與理論值比較來看，誤差范圍在5%以內(nèi)，可以認為理論與實際規(guī)劃是基本吻合的。

5 結束語

本文從H市城市總體規(guī)劃和移動通信網(wǎng)絡區(qū)域劃分出發(fā)，提出以泰森多邊形原理進行規(guī)劃的方法，并與運營商充分溝通確定規(guī)劃的通信基站站間距，在H市現(xiàn)有通信基站的基礎上，使用規(guī)劃軟件對H市的中心城區(qū)進行控制性詳細規(guī)劃。研究表明，本文提出的移動通信基站規(guī)劃方法精準度較高且應用廣泛。

將移動通信基站規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃，不僅可以提前為基站建設預留資源，而且還保證了移動通信基站實施落地時的合規(guī)合法性。目前對H市中心城區(qū)移動通信基站站址規(guī)劃的研究已經(jīng)通過專家評審和規(guī)劃委員會審查，并獲得H市政府的批準實施。

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