【摘要】对无线电固定监测站与公众通信基站共址建设模式进行分析和思考，并结合广西无线电固定监测站与公众通信基站共址建设的尝试，通过实际测试，评估共址建设对监测结果的影响程度，为今后无线电固定监测站建设模式选择提供参考。
【关键词】无线电固定监测站；公众通信基站；共址建设
前言
无线电技术设施是无线电管理技术手段的重要支撑，无线电固定监测站建设是无线电管理机构技术设施建设的重要内容，传统无线电固定监测站建设模式一个最大的困难在于选址难。当前电信行业基站共建共享方式，为无线电固定监测站建设选址提供了新的参考。广西铁路监测网部分无线电监测站站点（接收天线）采用与公众通信基站同在一座铁塔或同在一层楼面（以下简称共址）的建设模式。
1传统方式无线电固定监测站建设存在的问题和困难
无线电固定监测站建设过程包括选址、监测机房建设、天线架设和设备安装以及其他相关配套设施建设等环节。适合的站址是无线电固定监测站建设成功的关键。传统无线电固定监测站建设站址取得方式主要有自建房和购买商品房两种方式。自建房方式在实际实施中受到比较大的约束：①城市规划批复的建设用地很难是理想的站址位置；②建设的层高很难达到或长期保持该片区域的最高点，随着城市建设发展，容易受其他高层建筑物的遮挡，影响监测效果；③需要建设或完善电源、防雷、网络、环境监控等相关配套设施，总体建设工程量大。购买商品房进行固定站建设是目前地方无线电管理机构进行无线电监测固定站建设最普遍的方式，这种方式相对容易找到合适的站址，但这种方式受到另外方面的制约，如架设监测天线需占用楼顶公共资源，物业、业主阻挠无线电固定站建设时有发生。总之，传统建设方式选址难，建设周期长，需要投入大量的人力物力，当站址周边监测环境劣化，搬移监测站点困难。
2监测站共址建设
2.1背景
2014年国家铁塔公司成立后，各地铁塔公司也纷纷成立。铁塔公司成立后，统一各地铁塔建设、维护、运营和基站机房、电源、空调等配套设施建设，极大地减少了电信行业的铁塔及相关基础设施资源的重复建设，提高了电信基础设施共建共享水平，缓解企业选址难的问题。无线电管理机构人员编制少，随着经济社会发展所承担各方面的工作任务越来越重，探索行之有效的监测站共址建设模式，将很大程度上解决建站选址难的问题。
2.2共址建设需要考虑和解决的问题
2.2.1监测站的选址考虑和理想站址的要求（1）站址选择需统筹考虑各方面问题，包括：①明确使用目的，分析拟建站点监测的重点业务、重点频段和需要监测覆盖的区域，所选择的站址必须符合使用目的；②考虑附近发射机的辐射对监测站的影响，监测站在这个电磁环境下能正常、稳定工作；③考虑建站及维护成本；④考虑周边公共基础设施建设情况及站址相关配套设施，以及城市发展规划对拟建站点今后的影响等。（2）理想站址的要求。为了获得满意的监测效果，理想的无线电固定监测站站址应该具有良好的射频条件，选址符合三个主要原则：①位于适合的监测地点，监测点海拔相对高，距离监测对象相对近，即监测点要有良好的地理覆盖；②避开障碍物，监测天线附近无遮挡；③防止电磁辐射，站址附近的噪声电平应尽可能地小。2.2.2共址建设需要解决的问题公众通信基站遍布每座城市各个角落，各基站的电源、网络、防雷设施、机房环境监控等相关配套设施比较完善，从众多的基站中挑选监测覆盖理想的站点不难，困难在于公众通信基站属于大功率发射设备，站址周边电磁环境相对复杂，监测站共址建设，需要减少公众通信基站辐射对无线电固定站的影响，使无线电固定监测站正常、稳定工作，监测出符合要求的数据。
2.3消除公众通信基站对无线电固定站影响的技术
2.3.1空域滤波器和智能天线空域滤波器原理：用一定形状的波束来通过有用信号或需要方向的信号，并抑制不需要方向的干扰。陈列天线的波束形成可以采用模拟方式，也可以采用数字方式。采用数字方式在基带实现滤波的技术称为数字波束形成（DBF），是空域滤波的主要形式，在通信中也称之为智能天线。智能天线由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成。它通过满足某种准则的算法去调节各阵元信号的加权幅度和相位，从而调节天线阵列的方向图形状，以达到增强所需信号抑制干扰信号的目的。2.3.2频域滤波器频域滤波器作用是分开及组合不同频率，选取需要的信号频率，抑制不需要的信号频率。接收机加装频域滤波器，能对有用频率进行提取、分隔不需要的频率分量从而达到抑制干扰的目的。2.3.3天线隔离隔离分为距离空间隔离和隔离物隔离。距离空间隔离，即不同系统天线之间保持一定的距离，监测天线尽可能地远离大辐射源，从而实现空间上的隔离；隔离物隔离是不同系统天线之间增加隔离物（反射板），增加天线之间的隔离度。2.3.4天线方向图发射天线的基本功能是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，并且把大部分能量朝某方向辐射，即所谓的天线方向图。公众通信基站通常采取板状天线，这种天线一般是有馈源和角型反射器两部分组成，两块反射板构成120°反射器，反射器和馈源组成扇形定向天线[3]。每块板状天线的天线方向立体图像一个苹果被均匀地切成三块中的一块，根据天线方向图，在板状天线上下及天线背面辐射最小。因此，理论上监测天线安装在这两个位置上受到公众通信基站辐射影响最小。
2.4共址建设模式实例
广西无线电管理机构积极探索监测站共址建设模式。广西铁路无线电监测网和边境无线电监测网，部分监测站站点建设采用了与公众通信基站共址建设模式。以下以广西铁路无线电监测网贵港站点为例介绍监测站共址建设情况。广西铁路监测网贵港站采用监测站共址建设模式，监测天线与公众通信基站的天线在同一楼面上，如图1所示，监测主机安装在通信运营商机房内。由于监测天线处于公众通信基站避雷针下45°角保护范围内，站点不需重新设计避雷针。
2.5共址监测站运行
2.5.1运行情况广西铁路监测网贵港站于2016年7月初建成并投入使用。经过近半年的运行，各项功能运行正常、稳定。设备对GSM-R、GSM、CDMA解码分析功能正常，能很好地完成对GSM-R上下行频段各项技术指标的监测。对10MHz~6GHz内其他各业务频段进行监测，都具有较高的频率测量精度和电平测量精度，对小信号有比较好的监测发现能力，见图2~4闭站前的频谱图。监测能力满足设计要求。2.5.2公众通信基站对监测的影响广西铁路监测网贵港站与联通2G、3G和4G的公众通信基站共址建设，为了掌握监测站共址建设对监测效果造成的影响程度，技术人员分别在关闭公众通信基站（以下简称闭站）前后对20MHz~3.5GHz内各业务频段分别进行监测，比较闭站前后测到的频谱图。为了使监测数据更具可比性，每个频段闭站前后都采用相同的测试参数进行监测。经过监测和比较，公众通信基站对监测的影响主要集中在800~1100MHz频段内，特别是在900MHz附近，见图3；对其他频段影响很小，从监测的频谱图看不出差别，见图2和图4。图4中，闭站后监测到的信号幅值下降，是因为关闭了共址的联通3G公众通信基站，监测到其他临近的联通3G频段信号。公众通信基站对监测的影响主要是抬升频谱背景噪声，表现为频谱底噪增大，毛刺增多。受影响严重的频段，底噪抬升有1~4dB。GSM-R上下行频段是受公众通信基站影响最大的业务频段之一，闭站后，正常信号电平幅值没有明显变化，但频谱的底噪减少3dB左右，毛刺也明显减少，见图3。
3共址建设建议
（1）建站定址前要做好充分的调研工作，做好拟建站址电磁环境评估，选择监测覆盖好，电磁环境较好的站址。（2）与厂家进行积极沟通，接收设备、监测天线根据安装位置、安装环境量身定制，天线和接收机尽可能小型轻便，方便安装、维护。（3）除了接收天线安装在机房外边，其他设备如接收主机建议安装在机房内，保证设备处于舒适、安全的环境。（4）引导设备厂家对共址建站进行相关研究，包括相关技术和设备以及数据传输安全等方面的研究，提高无线电监测站和公众通信基站共址建设的水平。
4结语
监测站共址建设模式周期短、成本低，采用这种建站模式能为无线电管理节省大量的人力资源。在实际实施中，要做好前期调研工作，与设备厂家、铁塔公司进行沟通，利用技术手段，选择合适的监测天线安装位置等方式把公众基站辐射对监测站影响降到最低。从监测效果来看，采用共址建设模式的监测站所监测到的正常信号的电平幅值没有明显变化，只是部分频段的底噪抬升和毛刺增多，因此共址建设模式在无线电频谱利用监测以及不明信号的监测方面是真实可靠的，无线电管理机构可根据监测目的和实际情况选择合适的建站模式。监测站共址建设作为一种新的建站模式，需要进一步去探索和完善。
参考文献
[1]张志，钱时详.电磁频谱监测站设备与选址[J].国外电子测量技术，2009（2）.
市场经济期刊[2]国家无线电监测中心.VHF/UHF无线电监测技术设施建设规范及技术要求.2006.
[3]刘学观，郭辉萍.微波技术与天线[M].西安电子科技大学出版，2001.
作者：黄广应 单位：广西贵港市无线电管理处
