5G时期MIMO基站系统的电磁辐射安全设计

摘 要

针对5G基站系统的MIMO技术特征对射频单元电磁辐射的影响开展研究，面向室外覆盖宏站和微站、室内覆盖有源和无源系统的典型场景，给出各自的适应性评估和辐射安全设计方法，提供相关场景的功率控制和辐射安全距离建议值。

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概述

移动网建设进入5G时代以来，多运营商2G~5G多系统共存的局面进一步复杂化，宏站天面和室内覆盖系统的天线数量和形态又升级到一个新水平。其中除了多系统电磁兼容和干扰隔离以外，电磁辐射是另一个突出的问题。首先5G基站系统载波带宽初期的2.6、3.5、4.9 GHz频段即以100 MHz及60 MHz带宽起步，典型的最大机顶功率更是达到了200 W，远超国标规定的电磁辐射源豁免条件；初期宏站站型以64TR为主，后续随着700 MHz、2.1 GHz、900 MHz用于5G的频段授权，增加了30、20和10 MHz的载波类型，宏站MIMO配置也扩充到64TR、32TR、8TR、4TR等；室内覆盖MIMO级数保持在1TR、2TR和4TR，但室内天线距离公众活动区域更近，也有必要重新审视室内天线系统部署的安全要求。本文就5G时代多MIMO站型的电磁辐射安全设计开展研究，以有效指导工程设计和建设。

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基站的电磁辐射评估标准

目前国内电磁辐射的评估标准遵照我国国家标准《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）的规定，要求环境中电场、磁场、电磁场场量参数的方均根值不应大于表1所示的各项值。

表1 公众暴露控制限值

注：①频率f的单位为所在行中第1栏的单位。

②表中场量参数是任意连续6 min内的方均根值。

③在远场区，可以只限制电场强度或磁场强度或等效平面波功率密度；在近场区，需同时限制电场强度和磁场强度。

标准还规定了可豁免于电磁环境保护管理要求的无线通信设施（设备）的要求，如表2所示。

表2 可豁免的无线通信设施（设备）的等效辐射功率