5G建设过程中通信铁塔承载能力的研究

秦建胜

摘 要 在无线网络通信中，移动通信铁塔作为重要的基础设施，能够对用户网络通信需求予以有效满足，也是网络强国建设的重要基础。目前5G技术的推广运用，极大地促进了物联网、大数据、人工智能的快速发展，同时对无线网络的质量的要求也越来越高，现有铁塔基站的承载能力已无法满足发展需要，同时还需要对新建铁塔的造价、难度等因素进行综合考虑，因此对现有铁塔资源进行优化、开发和改造势在必行。本文铁塔建设现状地行分析，并对如何提高铁塔承载能力进行探讨。

关键词 5G;通信铁塔;承载能力

1铁塔建设现状分析

通常在进行通信铁塔建设时，首先需要对区域进行规划，周围建筑环境进行考察，确保信号覆盖的高度及范围要求等能够得到有效满足，同时通信铁塔高度需要保持在20～42m之间，同时铁塔高度和类型需要根据周边建筑类型及覆盖区域规划进行确定[1]。目前通信铁塔主要塔形包括：美化塔、单管塔、角钢塔等，存在的通信铁塔主要对2G、3G以及4G信号的覆盖问题予以解决，而未对5G的建设需求予以考虑，导致现阶段的铁塔预留平台无法对不同运营商的 5G建设需求予以满足。另外如高度为42m的五层平台单管塔，能够对运营商现网的建设需求予以满足，但如需在同一座铁塔再新增5G天线6付或以上， 此建设需求则难以满足。

5G天线的集成化程度与现网天线相比要高，并且具有迎风面积小、尺寸小、重量大的特点。在4G时代，现网的不断扩容， 极大地增加了RRU的数量，并在所有RRU都需要在铁塔中加以设置，使铁塔负载大幅度提高。所以进行5G建设时必须综合考虑铁塔承载能力以及其他多方面影响因素[2]。

2通信铁塔承载能力分析

根据目前移动通信铁塔承载能力现状，可以从运营商和铁塔建设两个层面出发，对铁塔承载能力有效提高的措施进行探讨。

2.1 运营商

从运营商方面进行分析，可以采用增加多频天线，并尽可能使天线数量减少的方式提高承载能力。运营商的现网中大多采用各种单频天线，并采用简单叠加的方式对某一区域进行2G、3G、4G信号覆盖，同时对多种信号的收发予以满足，最基本需要使用9 付天线。目前通信技术的快速发展，多频天线的应用力度不继加大，现阶段在此类天线能够支持的频段也在不断增加，与单频天线相比，其网络性能也能满足信号收发需求，并且能够通过天馈合路，有效减少天线数量，能够使铁塔有限的天面空间得到充分利用，使铁塔承载能力大幅度提升。

在进行铁塔设计时，通过天线挂高降低，能够使其承载能力提高。铁塔塔底直径及壁厚都大于塔顶，对铁塔承载能力进行综合考虑和复核时，需要对铁塔迎风面积加虽重视，随着天线高度的增加，铁塔顶部迎风面积也随之加大，铁塔所受到的风荷载影响也越来越大。在铁塔顶部时如风荷载集中，塔顶将出现明显的位移，极大地影响铁塔承载能力[3]。因此在周边信号覆盖要求得到滿足的情况下下，应对天线挂高予以降低，将铁塔中部作为天线最大的迎风面，使风荷载作用转移，合铁塔承载能力提高。

2.2 铁塔建设方

从铁塔建设方入发，需要对一体化塔房进行加固。随着5G技术的发展，针对一体化塔房塔身直径和壁厚较小，无法多层平台设计要求的问题，需要对原平台仅有2～3层的设计进行改造。在对一体化塔房进行加固建设中，可通过增加配重和斜撑的方式，使其承载能力显著提高，将平台增至3～4层，从而能够对一个家运营商的5G建设需求予以基本满足。

还可以替换单管塔主材以及拆除辅材等方面进行改造。由于单管塔的塔壁厚度较大、直径较宽，并且强度较高，但其塔身和塔脚法兰连接处往往是受力薄弱点。因此需要对部分早期建设的单管塔进行改造，实际工程中将原设计的螺栓更换为更高强度等级的螺栓，加强受力薄弱点的承载能力，从而使铁塔整体抵抗外部荷载能力提高[4]。另外在以往铁塔设计中，为了对基站附近及周边环境美化、协调以及投诉等问题进行改善和解决，不少单管塔采用了塔顶加装了外罩的方式进行美化，因外罩迎风面积远超过天线迎风面积，为了保证铁塔安全性，此类铁塔在设计初期对较高强度和抵抗风荷载能力进行了充分考虑。目前对于铁塔基站的投诉等问题已明显减少，并且在保持良好沟通协调的情况下，能够将美化外罩拆除，进一步使铁塔承载能力提高，通过拆除美化外罩，大幅度减少了铁塔顶部的迎风面积，使新增天线抱杆的需求得以有效满足。

通过延长天线抱杆，也能使通信铁塔承载能力增强。以往铁塔的抱杆设计长度通常为 2m，现阶段所采用的四频和双频天线高度通常为1.5～2.0m，结合RRU安装位置的综合考虑，只能有1付天线安装在一根抱杆上。因5G天线集成化程度较高，高度通常低于1m，可利用2.5m抱杆替换原有抱杆，并且可进行2付AAU天线的安装，使铁塔平台利用率大幅度提升。另外在进行抱杆替换时，需要对设备重量加强重视，对替换后的抱箍和抱杆应强化加固处理。

3结束语

随着5G建设力度的不断加大，针对现有的通信铁塔的承载能力，需要采取一系列的改造措施，比如对铁塔进行加固、替换主材、拆除辅材，以及抱杆延长等方式，使铁塔的承载能力大幅度提升。另外通过改造，能够使天面空间有效增加，能够对现有 5G 建设需求予以充分满足。随着 5G 网络的大规模商用，铁塔在未来通信网络发展中的需求量也将不断增加，因此对铁塔承载能力加强研究，对新的改造工艺和技术进行探索有着重要的现实意义。

参考文献

[1] 靳宏圆.5G建设过程中通信铁塔的承载能力分析[J].中国新通信，2019，21（22）：9-11.

[2] 刘鸣.5G通信工程建设的项目管理研究[J].南国博览，2019（5）：288.

[3] 权文.面向5G的铁塔公司网络规划及应用策略研究[D].南京：南京邮电大学，2018.

[4] 刘鸣.5G通信工程建设的项目管理研究[J].南国博览，2019（5）：288-288.