（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230031）

4G時(shí)代的移動(dòng)通信基站環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)

古莉姍，鄧也，武科

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230031）

隨著4G基站的大規(guī)模建設(shè)，4G基站的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作也越來(lái)越多，由于4G基站使用的是2GHz以上的頻段，其信號(hào)衰耗遠(yuǎn)大于900MHz系統(tǒng)，但是現(xiàn)有的環(huán)境影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有考慮高頻和低頻的差別，所以本文對(duì)4G時(shí)代的移動(dòng)通信基站環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題進(jìn)行了探討，并提出了一種測(cè)試的方法。

環(huán)境影響評(píng)價(jià)；4G；安全防護(hù)距離；電磁輻射

基站是移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了手機(jī)之間、手機(jī)與移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的信息連接，起到了橋梁與紐帶的作用，是服務(wù)社會(huì)和方便人民生活的基礎(chǔ)民生設(shè)施。近年來(lái)，移動(dòng)通信事業(yè)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的話(huà)音業(yè)務(wù)需求逐步向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)變，為滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量需求，特別是對(duì)居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等人口密集區(qū)域的深度覆蓋需求，基站的建設(shè)頻速、分布密度越來(lái)越高，隨著公眾健康意識(shí)、自我保護(hù)意識(shí)和法律意識(shí)的不斷增強(qiáng)，與基站電磁輻射相關(guān)的環(huán)保投訴糾紛也逐年增多。

為做好環(huán)境保護(hù)工作，使得移動(dòng)通信事業(yè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，控制電磁輻射污染、保障公眾健康，確保移動(dòng)通信基站建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，運(yùn)營(yíng)商需要開(kāi)展輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。隨著鐵塔公司的成立，該項(xiàng)工作逐漸改由鐵塔公司承擔(dān)，在通過(guò)城市環(huán)保部門(mén)的評(píng)審后，新建的移動(dòng)通信基站才能正式運(yùn)行。

1 環(huán)境影響評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和工作內(nèi)容

移動(dòng)通信基站環(huán)境影響評(píng)價(jià)主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)包括《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《電磁輻射檢測(cè)儀器和方法》、《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》等。

移動(dòng)通信基站環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要工作是電磁輻射評(píng)價(jià)。首先，通過(guò)對(duì)基站站址周邊環(huán)境敏感點(diǎn)的電磁輻射現(xiàn)狀值的監(jiān)測(cè)，掌握基站建設(shè)前的電磁輻射環(huán)境情況。然后通過(guò)對(duì)典型基站的詳細(xì)分析，掌握其對(duì)周邊環(huán)境輻射的分布規(guī)律，通過(guò)類(lèi)比分析，評(píng)估基站建設(shè)后，運(yùn)行時(shí)對(duì)周?chē)姶怒h(huán)境的輻射影響。通過(guò)移動(dòng)基站環(huán)境評(píng)價(jià)工作，對(duì)不符合規(guī)范的基站，提出整改方案，調(diào)整方案落實(shí)后，重新檢測(cè)及評(píng)價(jià)其是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)分類(lèi)管理名錄》（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部令第33號(hào)）的規(guī)定，“環(huán)境敏感區(qū)”主要是指以居住、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研、行政辦公為主要功能的區(qū)域。因此，基站的主要環(huán)境保護(hù)目標(biāo)為評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的居民住宅區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、機(jī)關(guān)及活動(dòng)的人群。

環(huán)境影響評(píng)價(jià)的工作思路如圖1所示。

若敏感點(diǎn)至天線(xiàn)直線(xiàn)距離大于主瓣安全防護(hù)距離，則該點(diǎn)功率密度值不需進(jìn)行預(yù)測(cè)。

若敏感點(diǎn)至天線(xiàn)直線(xiàn)距離小于主瓣安全防護(hù)距離，且位于主瓣區(qū)域，則該點(diǎn)需要進(jìn)行整改。

若敏感點(diǎn)至天線(xiàn)直線(xiàn)距離小于主瓣安全防護(hù)距離，且小于副瓣安全防護(hù)距離，則該點(diǎn)需要進(jìn)行整改。

若敏感點(diǎn)至天線(xiàn)直線(xiàn)距離小于主瓣安全防護(hù)距離，且大于副瓣安全防護(hù)距離，則需進(jìn)行功率密度預(yù)測(cè)，然后在進(jìn)行判斷。

其中比較關(guān)鍵的步驟如下。

1.1 輻射安全防護(hù)距離預(yù)測(cè)

根據(jù)《電磁輻射檢測(cè)儀器和方法》（HJ/ T10.2-1996）中遠(yuǎn)場(chǎng)軸向功率密度的計(jì)算公式，可以推導(dǎo)出基站安全防護(hù)距離預(yù)測(cè)公式：

其中，Pd為功率密度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，μW/cm2；目前的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)基站只含單套系統(tǒng)時(shí)，Pd=8μW/cm2，當(dāng)基站含多套系統(tǒng)時(shí)，Pd=20μW/cm2。

P為天線(xiàn)口功率，單位W。等于機(jī)頂功率減去天饋系統(tǒng)總損耗功率。

G為天線(xiàn)增益（倍數(shù)）；G=10天線(xiàn)增益/10。

R為安全防護(hù)距離，單位m。

1.2 天線(xiàn)增益歸一化值選取

在計(jì)算主瓣安全防護(hù)距離時(shí)，G=10天線(xiàn)增益/10，而在計(jì)算副瓣安全防護(hù)距離時(shí)，天線(xiàn)增益歸一化值取天線(xiàn)最大垂直副瓣增益歸一化值保守估算，G=10天線(xiàn)增益/10×10天線(xiàn)最大垂直副瓣歸一化增益/10。

圖1 移動(dòng)通信基站環(huán)境評(píng)價(jià)工作思路示意圖

若敏感點(diǎn)位于天線(xiàn)垂直副瓣區(qū)域，根據(jù)保守原則，統(tǒng)一取天線(xiàn)最大垂直副瓣增益歸一化值來(lái)預(yù)測(cè)功率密度。

若敏感點(diǎn)位于天線(xiàn)垂直主瓣區(qū)域，同時(shí)處于天線(xiàn)水平副瓣區(qū)域，則根據(jù)敏感點(diǎn)相對(duì)天線(xiàn)水平夾角所對(duì)應(yīng)的水平波瓣增益歸一化值進(jìn)行功率密度預(yù)測(cè)，但歸一化取值不得低于天線(xiàn)最大垂直副瓣歸一化值。

2 4G時(shí)代的移動(dòng)通信基站環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

2.1 移動(dòng)通信基站環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于不同頻段產(chǎn)生的問(wèn)題

根據(jù)《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法（試行）》（環(huán)發(fā)[2007]114號(hào)）第5.3條中規(guī)定：監(jiān)測(cè)點(diǎn)位一般布設(shè)在以發(fā)射天線(xiàn)為中心半徑50 m的范圍內(nèi)可能收到影響的保護(hù)目標(biāo)。

一般來(lái)說(shuō)，距離基站50 m范圍內(nèi)的信號(hào)覆蓋可以視為自由空間傳播。電波在自由空間傳播時(shí)，其能量既不會(huì)被障礙物所吸收，也不會(huì)產(chǎn)生反射或散射。自由空間的傳播損耗公式為：

Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz) (2)

由式(2)可見(jiàn)，自由空間中電波傳播損耗（亦稱(chēng)衰減）只與工作頻率f和傳播距離d有關(guān)，當(dāng)f或d增大一倍時(shí)，Lfs將分別增加6 dB。

目前，3家電信運(yùn)營(yíng)商的頻率資源使用情況及后期頻段使用演進(jìn)如圖2所示。

那么，站高都相同的情況下，在同一位置點(diǎn)，1 800 MHz基站的自由空間損耗比900 MHz基站增加6 dB，TD-LTE D頻段（2 600 MHz）基站的自由空間損耗比900 MHz基站增加9 dB。

依據(jù)目前的標(biāo)準(zhǔn)，在輻射安全防護(hù)距離的計(jì)算過(guò)程中，沒(méi)有考慮頻率的因素。移動(dòng)通信系統(tǒng)常用的3G/4G系統(tǒng)基站設(shè)備標(biāo)稱(chēng)功率一般為40 W，900 MHz系統(tǒng)基站設(shè)備標(biāo)稱(chēng)功率一般為40 W或60 W，900 MHz和3G/4G天線(xiàn)增益基本上一致，一般在14～17 dB左右，由于3G/4G系統(tǒng)使用的為BBU+RRU設(shè)備，其天饋損耗比900 MHz系統(tǒng)小，按照目前的輻射安全防護(hù)距離公式計(jì)算出來(lái)的900 MHz系統(tǒng)安全防護(hù)距離和3G/4G系統(tǒng)的安全防護(hù)距離幾乎沒(méi)有差距。

但是4G系統(tǒng)的自由空間傳播損耗遠(yuǎn)大于900 MHz系統(tǒng)，在極端情況下可以理解為4G系統(tǒng)的天線(xiàn)口功率比900 MHz系統(tǒng)低6～9 dB，所以輻射安全防護(hù)距離應(yīng)該是900 MHz系統(tǒng)的1/8～1/4。但依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，很難體現(xiàn)高頻和低頻系統(tǒng)的安全防護(hù)距離差別，在目前大量存在多系統(tǒng)共站址的情況下，若不能客觀的評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的輻射情況，那么很容易加大整個(gè)站點(diǎn)通不過(guò)環(huán)評(píng)的概率。

2.2 如何判斷高頻段組網(wǎng)的輻射安全距離評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為了客觀的判斷高頻段組網(wǎng)的輻射安全距離評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該對(duì)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的基站進(jìn)行電場(chǎng)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)基站選取的原則如下。

(1) 一個(gè)天面上同時(shí)有GSM900/1800，TD-LTE D頻段基站的天線(xiàn)。

(2) 所選GSM900/GSM1800/TD-LTE D頻段的基站安全防護(hù)距離基本一致。

(3) 選取不少于10個(gè)基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(4) 在城市郊區(qū)或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村選址，盡量減少其它基站的電磁輻射對(duì)測(cè)量站點(diǎn)的影響。

圖2 電信運(yùn)營(yíng)商頻率資源使用情況及后期頻段使用演進(jìn)圖

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法如下。

(1)關(guān)閉GSM1800、TD-LTE基站，只監(jiān)測(cè)GSM900基站電磁輻射強(qiáng)度。

(2)關(guān)閉GSM900、TD-LTE基站，只監(jiān)測(cè)GSM1800基站電磁輻射強(qiáng)度

(3)關(guān)閉GSM900、GSM1800基站，只監(jiān)測(cè)TDLTE D頻段基站電磁輻射強(qiáng)度。

(4)在基站正常工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)間選擇在環(huán)境電磁輻射的高峰期，一般為一天的8：00～20：00，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)連續(xù)測(cè)量5次，每次測(cè)量時(shí)間不小于15 s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值。

在獲取GSM900、GSM1800和TD-LTE D頻段基站的綜合場(chǎng)強(qiáng)后，對(duì)同一位置不同系統(tǒng)的綜合場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得高頻段組網(wǎng)的輻射安全距離評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3 總結(jié)

本文對(duì)移動(dòng)通信基站環(huán)境影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和工作內(nèi)容進(jìn)行了介紹，并詳細(xì)解釋了其中的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著4G基站的大規(guī)模建設(shè)，4G基站的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作也越來(lái)越多，由于4G基站使用的是2 GHz以上的頻段，其信號(hào)衰耗遠(yuǎn)大于900 MHz系統(tǒng)，但是現(xiàn)有的環(huán)境影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有考慮高頻和低頻的差別，所以本文對(duì)4G時(shí)代的移動(dòng)通信基站環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)的一些問(wèn)題進(jìn)行了探討，并提出了一種測(cè)試的方法。

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《信息物理系統(tǒng)發(fā)展白皮書(shū)》專(zhuān)家研討會(huì)在北京召開(kāi)

近日，《信息物理系統(tǒng)發(fā)展白皮書(shū)》專(zhuān)家研討會(huì)在北京召開(kāi)。中國(guó)工程院李伯虎院士以及中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、同濟(jì)大學(xué)、北京科技大學(xué)、中航工業(yè)、中船工業(yè)、東風(fēng)汽車(chē)、三一重工、南瑞集團(tuán)等高校、研究院所和骨干企業(yè)的專(zhuān)家、代表參加會(huì)議，工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司安筱鵬副司長(zhǎng)參加會(huì)議并致辭。安筱鵬指出，信息物理系統(tǒng)作為兩化融合的技術(shù)體系，是信息化和軟件服務(wù)業(yè)司深入推動(dòng)兩化融合的重要抓手。指導(dǎo)編制《信息物理系統(tǒng)發(fā)展白皮書(shū)》是促進(jìn)信息物理系統(tǒng)發(fā)展的重要舉措之一。安筱鵬強(qiáng)調(diào)，白皮書(shū)的編制要充分總結(jié)提煉國(guó)內(nèi)外研究成果，既要有繼承性又要有創(chuàng)新性，對(duì)我國(guó)信息物理系統(tǒng)的發(fā)展具有指導(dǎo)性；對(duì)信息物理系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)要有層次性和系統(tǒng)性，并要不斷深化、動(dòng)態(tài)演進(jìn)；白皮書(shū)要能體現(xiàn)我國(guó)在該領(lǐng)域的最高認(rèn)識(shí)，具有一定的權(quán)威性。

（來(lái)源：工業(yè)和信息化部官網(wǎng))

Discussion on environmental impact assessment standard of 4G mobile communication base

GU Li-shan, DENG Ye, WU Ke
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230031, China)

With the large-scale construction of 4G base stations, 4G base station's environmental impact assessment work is also more and more. The 4G base station is using a frequency of more than 2GHz, the signal attenuation is far greater than the 900MHz system. But the existing environmental impact assessment standard does not consider the difference between high frequency and low frequency, so in this paper,we discussed on the 4G mobile communication base station EIA, and put forward a test method.

ELA; 4G; safety protection distance; electromagnetic radiation

TN929.5

A

1008-5599（2017）02-0046-04

2016-08-24