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基站代维综合试题(含答案)
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基于分布式基站覆盖高铁网络技术方案
优质期刊推荐作者：钱春升、 王霄峥、 石翠仙　　单位：河北行政学院　　转载：电子测量技术　　发布时间：一、应用概述
&&&&&&& 在移动通信行业中已经开始广泛应用各种GIS系统进行各种移动通信设备（如基站、直放站、MTU等）的管理。网络规划设计是移动通信网的建设中极其重要的环节，它对于网络的建设成本与网络建立后的运行质量有重要的影响。[3]在无线网络优化工作中，人们常结合GIS技术更加清楚地了解基站天线在地理位置上的分布情况，极大地方便了无线网络的规划工作。&!--more--&
&&&&&&& 传统的GIS应用方式只是简单地将移动通信设备显示为地图中的点，只能提供用户对于这些设备的简单定位功能，不能深入地挖掘GIS在移动通信应用中的巨大潜力。在《地理信息系统&&原理与技术》[1]一书中，作者认为&广泛共享的、第一层次的地理学概念是地理学尺度的实体和现象&&广泛共享的、第二层次的地理学概念是关心地理尺度的时空可用性观点，特别是地理实体与地理现象中的时空关联性&&&。从理论上讲，GIS系统最具价值的功能不仅仅是地理对象的定位和查找，更重要的是反映系统运转的状况以及资源分布的合理程度，为决策者提供有效的分析和决策的支持。
　　GSM无线网络规划是基于基站的电波传播分析，根据基站的发射功率和天线配置计算其覆盖区域。[3]可以将各个基站对应的覆盖区域作为无线网络中的小区。确定小区的覆盖情况是移动通信行业中的一项非常重要的工作，对企业内部体现了现有资源在区域上的分配和建设的合理性，对企业外部则反映了所提供的移动通信服务的质量，与运营商的利益紧密相关。
&&&&&&& 实际环境中的基站覆盖范围的确定会受到诸多因素的影响。可以将这些因素分为两类，即：移动网络通讯设备的自身因素，如基站发射功率、天线的方位角、BCCH、TCH等；影响信号传播的外在因素，如干扰、障碍物、天气等。
二、模拟方法
&&&&&&& 影响基站覆盖范围的外在因素偶然性强，不易于人工的控制，且无法通过调整进行改变，其影响方式和强度在基站的覆盖分析中也没有确定的依据，因而在小区覆盖模拟时都被认为是理想状况。[4]
&&&&&&& 按照理想的电波传输理论，天线产生的电磁波以天线中心向四周传播，随传播距离的增加，电磁波的强度不断减弱直至消失。对于相邻的两个基站产生的电磁波信号，必然会在两基站之间形成一个信号的分界线，分界线的基站侧的任意一点接收到的电磁波信号肯定会比另一侧基站的信号强度要大。由于信号强度用影响通话的质量，应选择邻侧基站作为主要服务基站。
&&&&&&& 从几何角度分析，两基站的分界线是两点之间连线的垂直平分线，将整个平面分为两个半平面，各半平面中任何一点与本半平面内基站的距离都要比到另一基站距离小。当基站数量在2个以上时，整个平面会划分为多个包含一个基站的区域，区域中任何一点都与本区域内基站距离最近，因此这些区域能够看作是基站的覆盖区域。我们将这种由多个点将平面划分成的图称为Voronoi图。
&&&&&&& Voronoi图是计算几何的重要研究内容,在计算几何理论和应用中发挥着重大作用.在计算几何中,用Voronoi图成功解决了最近点查找、最大空圆、点的凸包、最小树等问题[9]
&&&&&&& Voronoi图因为综合了矢量数据结构中图形与空间对象一一对应以及栅格数据结构中对空间连续铺盖的双重特点，可以良好地反映非接触地物之间的邻近关系[5]，并使空间操作局部化，维护了整体拓扑关系的稳定性，所以被认为是一种有发展前途的实现动态GIS的方法。[2]
三、绘制实现方法
&&&&&&& 小区模拟覆盖区域绘制的输入数据是若干基站的位置信息，输出数据是由端点和连线构成的Voronoi图，处理过程以Voronoi图的生成算法将点转化为图。
&&&&&&& 地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统;二是工具型地理信息系统，也就是GIS工具软件包。[8]本功能作为网络优化系统的一个功能模块，利用已有的地理信息系统，即MapInfo产品包进行应用型GIS的开发。
&&&&&&& 基站的经纬度信息保存在数据库中，通常采用支持空间数据访问的数据库系统。Voronoi图的呈现依赖于应用程序的电子地图组件，目前常见的GIS软件有Arc/Info系列、Intergraph GIS系列、Bentley系列和MapGIS系列。本文采用的数据库系统是Oracle 10g，地图组件选用MapInfo公司的MapXtreme Java，使用Java语言编程实现。
&&&&&&& 由于基站的位置是经纬度形式，基站在地球球面上的位置并不是严格的平面，如果要将基站显示为平面上的点，必须先经过GPS的地图平面化的处理，使原来三维的球面可以表示在二维的平面上，类似于地图的功能。在计算几何学科中，人们形成了多种计算由点集生成Voronoi图的方法，其中Fortune算法的复杂度为O(n logn)，是计算Voronoi图的最优算法。
&&&&&&& Voronoi图的Fortune算法的原理是以扫描线自上而下扫描由点所在的平面，在扫描过程中利用发生的特定事件记录构建Voronoi图所需的端点以连线信息，并由此生成Voronoi图。数据结构是算法的骨骼，在Voronoi算法利用列表保存端点，利用双向链接表保存边，扫描过程中事件存储在队列中，由于事件点的发现需要高效的搜索算法，因此以二叉搜索树作为搜索使用的数据结构，保存扫描时的点和由点和扫描线构成的弧，可以将搜索指定条件的节点所需的时间复杂度保持在O(logn)，因而能够提高搜索时的效率。
&&&&&&& MapXtreme Java需要涉及到包含记录和地图的文件。数据既可以采用MapInfo格式，也可采用空间数据的格式。由于小区模拟使用的数据存储在Oracle数据库，因此空间数据需要使用JDBC驱动程序连接RDBMS数据库访问数据。
&&&&&&& 小区的模拟覆盖地图包含多个图层，可以选择将Voronoi图的绘制放在已有图层中，也可以单独使用一个新图层。由于Voronoi图的区域可以帮助选择和分析小区，因而最好建立新图层。
&&&&&&& MapXtreme Java绘制地图要请求MapXtremeServlet实例获取数据，然后再使用MapXtremeDataProviderRef从其选的数据提供方服务器直接访问数据源。
&&&&&&& 使用Java语言实现地图创建和使用的方法如下：
1） MapJ对象初始化MapJ myMap = new MapJ();2） 加载地图数据 在MapJ对象创建完毕后，要加载加图数据。地图数据可以从Geoset文件加载，也可以从地图定义中加载，如文件中的地图定义、数据库中的记录等。MapDefContainer mdc = new FileMapDefContainer(dir);其中dir是到包含地图定义文件目录的完整路径。或使用MapDefContainter mdc = new JDBCMapDefContainer(driver, url, user, password);其中driver、url、user和password均为数据库连接参数。3） 设置地图设施边界 设置渲染的地图图像的大小，需要在渲染之前完成，大小以像素计。myMap.setDeviceBounds(new DoubleRect(0, 0, 800, 600));4） 渲染地图 地图的渲染需要借过渲染工具对象MapXtremeImageRenderer，可以将图像渲染为GIF文件。String mapxtremeServletUrl = ;ImageRequestComposer imageRC = ImageReuqestComposer.create(myMap, 256, Color.blue, &image/gif&);MapXtremeImageRenderer renderer = new MapXtremeImageRenderer(mapxtremeServletUrl);5) 绘制图层，生成GIF文件renderer.render(imageRC);renderer.toFile("comp.gif");
&&&&&&&&& 以石家庄市的部分基站为例绘制的小区模拟图如图3-1所示：
图3-1 石家庄某区的小区模拟
五、结论与展望
&&&&&&& 通过在小区的覆盖范围问题上应用Voronoi图，可以有效地掌握小区的覆盖状况以及与其他邻近小区的位置关系，通过点取某个小区对应的Voronoi图可以迅速查看小区的详细信息，有效地将地理信息与其它信息进行整合，很好地满足了网络优化分析的需要。
　　简单地应用Voronoi图用于小区模块是基于信号强度与距离为线性关系的前提，实际工作上还与其他许多因素有关。小区的模拟覆盖应进一步考虑其他的因素，从而改善小区覆盖与实际覆盖情况的差距情况。
&&&&&&& Voronoi模型无歧义地定义空间邻近关系 ,构建能封装对象间空间关系的拓扑网络，能够更深入地发掘数据模型在地理信息系统中的作用。[7]
　　[1] （美）朗利.地理信息系统.电子工业出版社.2004　　[2] 陈军,崔秉良.用Voronoi方法为MapInfo扩展拓展功能.武汉测绘科技大学学报.1997,9　　[3] 朱婷.UMTS无线网络规划.上海交通大学硕士学位论文.2006　　[4] 孙红云,王亮,王涛,范荣双.GIS技术在无线电波场强分析中的应用研究.测绘科学.2007(06)　　[5] 赵仁亮.基于Voronoi图的空间关系计算研究.中南大学.2004.9　　[6] MapInfo.MapXtreme Java Edition开发者指南.Version4.8　　[7] 胡志勇,何建邦,柯正谊. 地理空间意像模式的Voronoi模型[J]地理科学 , 2001,(02)　　[8] 杨雷. 基于Mapinfo平台的移动通信网络管理系统的研究开发.哈尔滨工程大学.)　　[9] 刘书桂,杨芳,邹志华,陈友林. 计算几何在测试计量技术中的应用&&求解最大内接圆[J]仪器仪表学报 , 1998,(06) .
阅读(...) 评论() &咸宁市主城区5G基站设施近期建设规划（）咸宁市城市规划设计院中国铁塔股份有限公司咸宁市分公司前言成立铁塔公司是为贯彻落实党的十八大及十八届三中、四中全会精神，全面深化改革，大力推进生态文明建设，促进电信行业资源整合共享，提升电信网络投资效益。铁塔公司将与三家运营商一起加强规划统筹、加强共建共享、加强存量整合、加强协调配合，将切实减少重复建设、加强资源共享，促进电信行业健康持续发展。第一章总则第一条 规划目的按照国家的要求，铁塔湖北分公司将于2015年9月接收全省已建通信铁塔，为了减少电信行业内铁塔以及相关基础设施的重复建设，提高行业投资效率，进一步提高电信基础设施共建共享水平，缓解企业选址难的问题，增强企业集约型发展的内生动力，从机制上进一步促进节约资源和环境保护，同时为了加快推进咸宁市移动通信行业健康有序发展，结合咸宁市实际情况合理整改、建设无线通信基站，特制订本规划文本。第二条 规划范围规划范围为《咸宁市城市总体规划( 年)》中确定的城区范围，包括107国道以北片区、工业园一期片区、工业园二期片区、盘泗洲片区、中心片区、泉塘片区、孝子山周边片区、城际铁路南站片区、潜山片区、温泉片区、贺胜路以东片区共十一个片区。第三条 规划期限本规划与《咸宁市城市总体规划（ 年）》编制年限一致，期限为 年。近期:2017年至2022年；第四条 规划对象本次规划的对象主要为室外分布的无线微基站，对基站配套的相关设施（机房、一体化机柜等）提出原则性指导意见。第二章规划目标、依据及原则第五条 规划目标1、总体规划目标加强三大运营商无线通信基站选址的管理，站在城市建设整体高度协调满足运营商建设需求，规范运营商无线通信网络的规划建设，维护通信用户、社会公众和通信运营商权益，积极推动共建共享，促进节约资源和环境保护，保障三大运营商的健康发展。明确室外微基站的建设数量和选址，保证实现整个规划区信号连续覆盖，可畅通地进行语音通信、数字业务，满足第四代移动通信网络的需求。第六条 规划依据1、《中华人民共和国城乡规划法》2、《城市通信工程规划规范》（GB/T ）3、《湖北省公众移动通信系统基站管理办法》（湖北省人民政府令第271 号）4、《咸宁市城市总体规划（ 年）》5、《电磁辐射防护规定》（GB870288）6、《环境电磁波卫生标准》（GB9175—88）7、咸宁市已经审批的各片区控制性详细规划8、国家、省、市其它相关政策性文件和法规规范9、各通信运营商提供资料及现状调查资料第七条 规划原则1、后向兼容的原则布局优化充分尊重历史，在体现前瞻规划的同时，也着重体现了后向兼容的思想。对于由于客观原因导致的基站设置现状不作颠覆性的变更，并基于精细化管理的原则对其进行了梳理、归类，或保留、或调整、或拆除。基本确立了“大部保留，适当调整，少量拆除”的原则，以确保移动通信服务不会由于规划的根本性变更而发生重大事故，确保移动通信行业安全运行。2、规划引导的原则基站规划需要充分体现城乡规划及布局的意图，实现基站与人口、用地属性、地形地貌等方面的有机融合。通过规划先行推动基站设置的有的放矢，推动基站布局的进一步优化，最终实现“按需设站”的基站设置思路。3、资源集约的原则基站设置不仅涉及空间资源，同样也涉及到能源供应、传输等方面的一系列要素。本次规划以站址集约为切入点，进一步强化多要素的集约利用。在空间上倡导移动通信行业内的天面、物理空间等的共享；倡导移动通信行业与其他城市公共设施行业的共享4、多要素融合的原则基站设置源于移动通信网络的部署需要，其技术的合理性直接影响到运营商的利益，同时，基站设置落脚于城市具体物理形态，其技术合理性必然受到包括业主、居民在内的多元利益群体的影响。因此，基站规划的过程中，通过多要素的综合预判，以实现多元主体在利益上的平衡和趋同。第三章建设标准第八条 各场景覆盖需求根据目前运营商5G网络频段部署情况，结合不同场景的链路预算，建议各类场景的站距如下：网络类型主要业务需求规划建议站距（m）大型商业（务）区基础数据业务，VR,超高清视频50-100开发区（工业园）智能监控200-300大学城（大型校园）100-200一般社区智能抄表，智能停车，监控类100-200大型景区100-200第九条 用地适建性划分结合城市用地分类，可将基站规划建设选址分为适建区、限建区和禁建区。1、禁建区即存在非常严格的制约条件，禁止新建任何基站的区域。禁止建设区主要从功能角度来设置，包括四种情况：一是微基站的电磁场干扰或影响其他行业正常工作的区域，如机场的导航台和定向台、卫星地球站、城市收信区、精密的电子和通信设备等；二是微基站受其他强辐射源影响无法正常运行的区域，如广播电视发射塔、机场和气象部门的雷达站、110kV 及以上变电站和架空线等；三是影响主体建筑功能的区域，如市级、省级和国家级文物保护单位的保护范围。该区域范围内不得进行任何基站的新建与扩建。2、限建区即存在较为严格的生态制约条件，对基站建设的用地规模、建设类型、天线外观、辐射强度等方面有限制条件的区域。主要是指影响主体建筑功效的区域，如音乐厅、大剧院等市级或区级公共建筑。该区域范围内新建基站需要进行严格的选址规划，新建基站的天线必需采用美化天线。3、适建区即生态制约条件较少，对基站建设的用地规模、建设类型、天线外观、辐射强度的限制较为单一的区域。除上述禁止建设区、限制建设区外，其他区域都适宜设置基站，条件是满足国家现行的电磁辐射值的相关规定。鉴于人在睡眠状态下免疫能力较低，在居住区内设置基站，应优先选择会所等非居住建筑该区域范围内允许建设基站，在可能引起周围群众投诉的情况下应考虑采用美化天线。第十条 基站建设形式基站建设的形式主要有：新建或利用公共社会资源改造成为通信基础设施并兼顾多业务多功能的市政电力、路灯杆塔。第十一条 各形式基站选址要求1、微站的站址规划同步考虑三家电信企业的共享，微站由铁塔公司统一新建或利用公共社会资源改造成为通信基础设施并兼顾多业务多功能的市政杆塔。2、原则上在现有城区以利用公共社会资源改造为主；在新建区域或旧城改造区域，以新建多功能杆塔为主。第十二条 基站建设形式控制引导对位于城市景观轴带、门户及标志性建筑、城市开敞空间（如公园绿地、广场等）、重要功能区（如交通枢纽、大型公共设施等）、生态控制区、旅游区域周边的基站，必须采用美化塔形式，除对基站天线进行美化、隐藏等处理外，还须对抱杆、机房等设施进行仿生态化处理，尽量减少基站对城市景观的影响。第四章规划布局第十三条 基站选址原则基站的选址规划基于两个出发点：一是通信发展规划，二是城市建设规划。因此，在基站选址时应既满足无线电连续覆盖，又能符合城市市容景观的要求。1、基站选址应满足用户的容量需求和网络的覆盖要求基站选址应能够满足用户的容量需求和网络的覆盖要求。在网络覆盖需求上，应满足人口密集区和城市主要通道（如铁路、高速公路、快速路、主次干道等）沿线的5G通信需求。2、基站选址应与用地适宜性相匹配土地是城市经济活动不可或缺的重要空间要素，因此土地利用规划是基站合理建设规划的指导。基站的选址应与各类用地的适宜性相匹配，如应尽量避免居民密集区，优先考虑设置在开敞空间、公共建筑、市政设施用地内。（用地适宜性详见附表四）3、基站选址应符合城市景观要求基站对城市环境的主要影响为破坏城市景观，随着基站的密度越来越大、形式越来越多，在一定程度上对市容景观造成了负面影响。因此，基站的选址应符合城市景观要求，尽量减小对城市景观的影响，避免破坏基站周边的城市景观。4、基站选址应尽量减少对公众电磁辐射影响基站选址同时应从环境保护角度考虑，尽量减少对公众的电磁辐射，使基站的布局在满足信号覆盖和通信容量的同时，又能满足环评的要求。5、基站尽量选址在新建或改造地块受《物权法》影响，现状建成地块内补建基站的难度较大，且程序十分繁琐，新增基站宜布置在新建或改造地块内。对于有效用户数超过单个微基站承载用户数的大地块，需在人流中央布置新增微基站。同时，借鉴香港政府的管理经验，开放政府已建设的物业和基础设施，使其成为基站的可选站址，拓展基站站址资源。6、基站选址应满足相关建设条件首先需满足天线挂高的设置要求。基站天线挂高控制约为5～20 米（总体控制要求，可根据各业务密度片区的不同场景再具体调整）；其次，需满足设置规律的最不利要求。在不同业务密度片区，基站间距需满足预测模型中最大的距离要求。第十四条 现网基站改造原则由于历史原因，三家运营商现网基站共建共享率较低，存在多家运营商在同一地点各自建站问题，造成土地资源和投资的浪费，针对上述问题特设定现网基站分场景整合范围建议：场景资源整合范围（M）密集市区50一般市区100郊县和乡镇200农村300高铁及高速200整合以不另行新建基站为原则，本着不破坏现有网络整体布局为导向，以实现经济效益最优化为目的，楼面站优先整合入地面站，高度较低基站整合入较高基站，年限较长基站整合入较短基站等。其中替换下来的旧杆塔及其部件须检测合格后方可再次使用。第十五条 基站建设原则1、积极推进共建共享铁塔建设应充分利用三家运营商现有铁塔资源，不能利用的再新建。铁塔的利旧优化要遵循先优化布局再评估后实施的流程，实施前应先进行相应区域铁塔布局优化，后对具体站点进行评估。同时满足两家运营商需求的站点，尽可能利用周边第三家运营商已有站点，如可改造并同时满足两家需求的，列入特别优先级利旧改造项目建设计划，如不能利用或者只能满足一家需求，宜采用新建方式，集中考虑两家共享需求，列入优先级新建项目建设计划。满足一家运营商需求的站点，尽可能利用周边其余2家运营商已有站点资源，如改造可满足，列入特别优先级利旧改造项目建设计划，如不能满足，列入一般性新建项目建设计划。已建铁塔的布局优化遵循后向兼容、规划引导、资源集约、多要素融合原则。要充分结合已有的网络布局和未来的运营商网络规划，近期以解决目前4G需求为主，又具有一定的前瞻性，促进铁塔共享，具备条件的站点评估方案应提倡适当预留天线荷载，从而有利于降低整体建设成本。已建铁塔的评估除了要充分考虑其自身构（建）筑物的物理属性的以外，还必须满足其通信相关工艺要求，应结合无线通信网络的微观角度和具体环境的微观角度进行分析，铁塔评估结论应包括建议近期维持现状、建议近期改造优化和建议拆除三大类，改造包括技术改造、景观改造和站址归并等措施。铁塔的改造实施应通过结构安全复核以保证其结构安全性。结构安全对象应包括地面站塔桅及基础或者楼面桅杆及为其提供天面的建筑。铁塔的防雷接地安全性应保证满足规范要求，达不到标准的应改造，考虑使用新增防雷器等新技术的应用及其标准。2、推广景观美化基站基站因天线、抱杆等因素容易影响城市景观，需对城市景观控制区域的基站建设形式进行引导，促进基站与城市建设协调发展。目前，咸宁市城区（国家潜山森林公园、十六潭公园、曦园小区等）已建成若干美化塔基站，并取得较好的应用效果。随着城市建设发展，建筑单体的形式和风格会更加个性化，景观化基站的应用范围也会更加广泛，应进一步丰富和拓展景观化基站的建设形式。对于生态控制区、旅游区域的基站，除对天线美化外，还需对抱杆、铁塔、机房等设施进行仿生态化处理，尽量减少基站对城市景观的影响。第十六条基站规划布局1、规划基站咸安、温泉主城区新增地面微基站2811个，其中利旧改造2566个、拟新建245个（主要分布在高新区、温泉/咸安老城区和棚户改造区），新建杆塔以配合市政建设拟采用共建杆塔的形式完成。现阶段规划共享社会公共资源微站数量占微站总建设量的91.28%，后期逐步达到95%以上。
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