ПРОЕКТИРОВАНИЕ НОВОЙ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ В ПЕРВОМАЙСКОМ РАЙОНЕ ГОР.ВЛАДИВОСТОКА

DESIGNING A NEW BASIC STATION IN PERVOMAYA DISTRICT OF VLADIVOSTOK

С развитием новых стандартов сотовой связи, возникает потребность размещения большего количества базовых станция, для улучшения скорости и качества мобильного интернета. В данном районе существует ПРТО (передающий радиотехнический объект) с техническими характеристиками (Таблица 1).

Таблица 1

Технические характеристики существующего ПРТО

1. Место нахождения ПРТО.

Приморский край, г. Владивосток, в районе ул. 50 лет ВЛКСМ, 32.

43° 05' 50.6» с.ш. 131° 55' 42.3" в.д.

2. Год ввода в эксплуатацию

2019

3. Сведения о реконструкции ПРТО.

Существующая ПРТО

4. Тип радиопередающих средств ПРТО.

БС DBS3900 LTE-2600 - RRU3281/3281/3221

РРС Mini-Link 6352- ODU

5. Количество РПДУ ПРТО.

БС DBS3900 LTE-2600 - 4/4/4

РРС Mini-Link 6352 - 1

6. Диапазоны рабочих часто РПДУ ПРТО.

БС DBS3900 LTE-2600 - 2490-2690 МГц

РРС Mini-Link 6352 - 71000-86000 МГц

7. Мощности излучения передатчиков, Вт

БС DBS3900 LTE-2600 - 20/20/20 Вт

РРС Mini-Link 6352- 0.01 Вт

8. Тип модуляции

БС DBS3900 LTE-2600 - 2М70, 3M00

РРС Mini-Link 6352- АМR 16 QAM

9. Состав антенной системы

3 панельные антенны AQU4518R14v07 стандарта LTE-2600 Aм1/Aм2/Aм3;

1 параболическая антенна РРС CBG-011286-020 - d=0.6 м Амррс1;

10. Высота установки антенн относительно поверхности земли

Aм1/Aм2/Aм3 -19.5 м

Aмррс1 – 20 м

11. Коэффициенты усиления антенных устройств на передачу (dBi)

Aм1/Aм2/Aм3 (2600 МГц) - 18.1 dBi

Aмррс1- 50.5 dBi

12. Режим работы ПРТО

Круглосуточный, непрерывный

16. Диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, градусы

Aм1/Aм2/Aм3 (2600 МГц) - 59°x5.1°

Aмррс1 - 0.5°х0.5°

17. Азимут излучения, (градусы)/углы наклона (мех. /элект. / сумм)

Aм1 = 25° (0°/6°/6°) вниз

Aм2 = 145° (0°/2°/2°) вниз

Aм3 = 265° (-2°/4°/2°) вниз

Aмррс1= 229.5° по юстировке

18. Подводимая к антенне мощность, Вт

БС DBS3900 LTE-2600 - 34.6/34.6/34.6 Вт

РРС Mini-Link 6352 - 0.01 Вт

Технологическое оборудование сторонней БС и трансмиссии размещено в климатическом шкафу, установленном у основания ОДН ООО «ДВИК» (Н=23 м) по адресу: Приморский край, г. Владивосток, в районе ул. 50 лет ВЛКСМ, 32. на типовых металлических трубостойках.

С учётом существующей БС, рельефа местности и требований Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 и СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190 необходимо выбрать место для размещения проектируемого оборудования. Подобрать подходящее оборудование (антенны) для проектируемой БС стандартов GSM-900/DCS-1800/UMTS и определить оптимальное место размещения ПРТО.

После анализ сложившейся электромагнитной обстановки путем моделирования в программном комплексе ПК АМО 4.0 и оценки рельефа местности было определены технические характеристики проектируемой БС и место ее размещения (Таблица 2).

Таблица 2

Технические характеристики проектируемой ПРТО

1. Место нахождения ПРТО.

Приморский край, г. Владивосток, в районе ул. 50 лет ВЛКСМ, 32.

43°05' 48" с.ш. 131° 55' 45" в.д.

2. Год ввода в эксплуатацию

2020

3. Сведения о реконструкции ПРТО.

Проектируемая ПРТО

4. Тип радиопередающих средств ПРТО.

БС DBS3900 GSM-900/DCS-1800/UMTS - RRU3281/3281/3221

5. Количество РПДУ ПРТО.

БС DBS3900 GSM-900 – 2/2/2,1800 – 2/2/2, UMTS – 3/3/3

6. Диапазоны рабочих часто РПДУ ПРТО.

БС DBS3900 GSM-900 – 880-960 МГц, DCS-1800 – 1695- 1990, UMTS – 2490-2960

7. Мощности излучения передатчиков, Вт

БС DBS3900 DBS3900 GSM-900/DCS-1800/UMTS - 20/20/20 Вт

8. Тип модуляции

БС DBS3900 GSM-900/DCS-1800/UMTS - 2М70, 3M00

9. Состав антенной системы

Панельные антенны AQU4518R9v06 стандарта GSM-900/DCS-1800/UMTS Aм1/Aм2/Aм3;

10. Высота установки антенн относительно поверхности земли

Aм1/Aм2/Aм3 -20м

11. Коэффициенты усиления антенных устройств на передачу (dBi)

Aм1/Aм2/Aм3 - 17.8 dBi

12. Режим работы ПРТО

Круглосуточный, непрерывный

16. Диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, градусы

Aм1/Aм2/Aм3 (2600 МГц) - 59°x5.1°

17. Азимут излучения, (градусы)/углы наклона (мех. /элект. / сумм)

Aм1 = 5° (0°/6°/6°) вниз

Aм2 = 125 (0°/2°/2°) вниз

Aм3 = 245° (-2°/4°/2°) вниз

18. Подводимая к антенне мощность, Вт

БС DBS3900 GSM-900/DCS-1800/UMTS – 98,2/Вт

Затем необходимо провести экспликацию зданий в радиусе 100 от места размещения ПРТО (Таблица 3).

Таблица 2

Экспликация зданий

Описание застройки

Высота здания, м.

Высота над уровнем моря, м.

Расстояние до места размещения БС, м.

с севера:

27

Одноэтажный кирпичный магазин (ул. 50 лет ВЛКСМ 30, ст.2)

3

70

86

с северо-востока:

28

Одноэтажный кирпичный магазин (ул. Полярная, 1, ст3)

3

70

64

4

Детская площадка (ул. Полярная 1)

1

69

32

         

29

Одноэтажно нежилое (ул. Полярная 1.ст. 2)

2

69

94

с востока:

30

Одноэтажные нежилые - гаражи (ул. Слуцкого)

2,5

68

12

с юго-востока:

5

Одноэтажные нежилые здания - гараж

2,5

66

22

6

Двухэтажные нежилые здания - гаражи

5

65

41

7

Одноэтажные нежилые здания - гаражи

2,5

64

61

11

Двухэтажное е нежилые здания - гаражи

4

63

96

8

Девятиэтажное жило здание (ул. Полярная,1 к1)

25

72

 

9

Детская площадка (ул. Полярная,1 к1)

1

70

 

10

Автостоянка

1

68

 

с юга:

14

Одноэтажные нежилые здания - гаражи

2,5

63

62

13

Одноэтажные нежилые здания -гаражи

2,5

64

41

с юго-запада:

16

Одноэтажные кирпичный магазин (ул. Коммунаров, 14 - крыша плоская)

3

68

89

с запада:

18

Трехэтажное кирпичное здание (ул. Коммунаров, 13 – крыша скатная)

9

70

54

с северо-запада:

19

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 32)

30

72

49

22

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 30)

30

76

91

23

Трансформаторная будка (ул. 50 лет ВЛКС, 30)

4

74

90

20

Одноэтажные нежилые здания -гаражи

2,5

78

87

29

Одноэтажно нежилое (ул. Полярная 1.ст. 2)

2

69

94

с востока:

30

Одноэтажные нежилые - гаражи (ул. Слуцкого)

2,5

68

12

с юго-востока:

5

Одноэтажные нежилые здания - гараж

2,5

66

22

6

Двухэтажные нежилые здания - гаражи

5

65

41

7

Одноэтажные нежилые здания - гаражи

2,5

64

61

11

Двухэтажное е нежилые здания - гаражи

4

63

96

5

Одноэтажные нежилые здания - гараж

2,5

66

22

6

Двухэтажные нежилые здания - гаражи

5

65

41

с юга:

14

Одноэтажные нежилые здания - гаражи

2,5

63

62

13

Одноэтажные нежилые здания -гаражи

2,5

64

41

с юго-запада:

16

Одноэтажные кирпичный магазин (ул. Коммунаров, 14 - крыша плоская)

3

68

89

с запада:

18

Трехэтажное кирпичное здание (ул. Коммунаров, 13 – крыша скатная)

12,5

70

42

с северо-запада:

19

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 32)

30

72

49

22

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 30)

30

76

91

23

Трансформаторная будка (ул. 50 лет ВЛКС, 30)

4

74

90

20

Одноэтажные нежилые здания -гаражи

2,5

78

87

19

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 32)

30

72

49

22

Десятиэтажное жилое здание (ул. 50 лет ВЛКС, 30)

30

76

91

Экспликация производится с помощью фрагмента топографической съемки, путем нумерованы объектов застройки и городской инфраструктуры, с целью оценки влияния ПРТО на них (Рисунок 1). Если объект находится в зоне влияния БС, то производится проверка на критерий безопасности.

Рисунок 1 - ситуационный план с пронумерованными зданиями

После анализа полученных данных построим ДН в направлении излучения антенн с учетом рельефа местности, а также с помощь программного комплекса ПК АМО 4.0 оценим ЗОЗ (зону ограничения застройки) в неосновных азимутах излучения. [1,9] Произведем расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по основным азимутам излучения и сформируем графики. [2,39]

Проводим расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости с учетом существующей БС по основным азимутам излучения и формируем графики.

С учетом новой ПРТО определяем максимальную протяженность ЗОЗ и минимальную нижнюю границу. [3]

- А1 (AQU4518R14v07) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 25,0 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 64,8 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 11.9 метров (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по азимуту 25 с учетом новой ПРТО

- А2 (AQU4518R14v07) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 145 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 105,1 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 11,7 метров (Рисунок 3).

Рисунок 3 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по азимуту 145 25 с учетом новой ПРТО

 

- А3 (AQU4518R14v07) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 265 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 55.9 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 11,7 метров (Рисунок 4).

Рисунок 4 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной по азимуту 265 25 с учетом новой ПРТО

- Аррс (РРС CBG-011286-020) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 229,5 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 47,9 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 15 метров (Рисунок 5).

Рисунок 5 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по азимуту 229,5 25 с учетом новой ПРТО

Диаграммы направленности по основным азимутам для проектируемой БС с учетом, существующей:

- А1 (AQU4518R9v06) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 5 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 87,4 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 10,8 метров; (Рисунок 6).

Рисунок 6 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной по азимуту 5 для проектируемой ПРТО

- А2 (AQU4518R9v06) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 125 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 85,2 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 12,6 метров (Рисунок 7).

Рисунок 7 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по азимуту 125 для проектируемой ПРТО

Рисунок 8 - Расчёт ЗОЗ в вертикальной плоскости по азимуту 245 для проектируемой ПРТО

- А3 (AQU4518R9v06) - представлена в виде объемной пространственной фигуры в секторе азимутом 265 градусов с максимальной ее протяженностью от фазового центра антенны вдоль линии максимального излучения равной 86,6 метра и высотой нижней границы ЗОЗ равной 11,7 метров (Рисунок 8).

Рисунок 9 - Расчёт ЗОЗ в горизонтальной плоскости на различных высотах для двух ПРТО

Результирующая ЗОЗ от всех антенн существующего ПРТО, имеет вид сложной пространственной фигуры, нижняя граница которой находится на высоте 10.8 м и максимальной протяженностью 87,4 м. [4,10]. От антенн проектируемого ПРТО имеет вид сложной пространственной фигуры, нижняя граница которой находится на высоте 11,7 м и максимальной протяженностью 105,1 м. (Рисунок 9).

Рисунок 10 - ЗОЗ в горизонтальной плоскости на ситуационном плане для двух ПРТО

По итогам проведенного моделирования были рассчитаны 5 контрольных точек (Рисунок 10) в районе 18 объекта (0,1549 мкВт/кв.см) , 4 объекта детского городка(0,0185 мкВт/кв.см), объекта 29 (0,0583 мкВт/кв.см) и объекта 8 (9,7058 мкВт/кв.см), объекта 9 (0,1132 мкВт/кв.см). В результате контрольных измерений ПДУ не обнаружено, но в одном из районов (жилой десятиэтажный дом №8) были зафиксированы граничные значения ПДУ. [5,14] Таким образом использование программных средств при проектировании новых базовых станций, позволяет предупредить возникновение проблем, связанных с электромагнитной экологией.

Использованные источники

1. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)" – М.: Издательство стандартов, 2003 г. – 9 с.

2.  Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин, Физика. 11 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный - М.: Просвещение, 2008 г. – 39 с.

3.  «Средства защиты от электромагнитных излучений» [Электронный ресурс]: http://studall.org/all-120786.html Доступ свободный.

4. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» – Издательство стандартов, 2008 г. – 10 с.

5.  Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 "Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи" – М.: Издательство стандартов, 2003 г. – 14 с.