大厦无线对讲覆盖方案.docx

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大厦无线对讲覆盖方案

两江企业总部大厦

无线对讲系统

技

术

方

案

1工程概述

两江企业总部大厦两江新区龙兴工业园，由两江新区置业发展有限公司投资建设，占地约50083平方米，项目建筑面积约110000平方米。

成后将成为全国最长、最宽的办公楼。

　本次方案主要针对大厦及周边园区进行覆盖。

该建筑体是封闭性较强的建筑体，包括地下层以及地面建筑，地下层形状均为不规则空间，墙体厚实，封闭严重，对无线信号的传输影响较大。

手持式无线对讲机在使用过程中，有较多盲区，会较大影响工作效率，造成诸多不便。

经过实地测试及分析需要架设无线中继系统，进行地面及地下信号覆盖分布，在工程的设计和施工过程，尽量考虑元器件安装牢固，馈线的敷设简便、易行。

天线的位置布设合理，既使信号分布均匀，又保证可靠、美观;在满足设计要求的前提下，尽量使用较低的输出功率，达到良好的覆盖效果，参照中华人民国卫生部颁发“环境电磁波卫生标准”，保护周围人员卫生健康。

由于结构复杂，单机盲点率高，设计中尽量做到室场强均匀，并有足够的信号强度。

考虑今后系统扩容和多频点信号覆盖，所有的元器件设备和室天线均采用多频点器件和线缆接口，并设计一定的功率分配余量。

2方案设计依据

Ø中华人民国无线电管理条例

Ø超短波无线电台（站）和移动通信网的技术设计容无线电管理局

ØITU-T及ITU-R国际电联相关标准

ØGB/T15844.1移动通信调频无线通用技术条件

ØGB628025～1000MHz陆地移动通信网的容量系列及频道配置

ØGB/T15542－1993/7数字程控自动交换机技术要求

ØGA267-2000计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规

Ø从业主了解的建设此项目的需求。

3方案设计思路及方案说明

3.1设计原则

系统采用数字全双工或者半双工的通信方式，通过手持对讲机满足管理人员随时通话的需要，系统对讲机的最终数量将根据业主确定。

对讲机的覆盖围包括了整个楼（含地下层）和楼外所属地区。

Ø在保证质量系统的前提下，尽可能采用低造价方式设计方案；

Ø合理设定天线的位置、数量和输出功率，保证使用较少的天线，较小的输出功率，来达到良好的覆盖效果；

Ø由于高层切换频繁，掉话率高，设计中尽量作到室场强均匀，信号强度好；

Ø建立较完美的无线覆盖网络；

Ø同时考虑施工比较容易实现及施工效率，特别是合理安排走线

Ø链路满足在覆盖区域载噪比>15dB；

Ø设计信号场强为大于-90dBM。

3.2覆盖目标

根据客户需求，本次方案的覆盖目标包括：

Ø覆盖大厦及周边园区

3.3技术分析

1．频率选择：

考虑到大厦结构的特殊性，应选用403-470MHZ频段，因为该频段的电波传播有一定的穿透性，并且大厦一般都建在比较繁华的地段，该频段的抗干扰性较好。

2．电波辐射分析：

大厦里的电波传播与开阔地不同，我们采用的方法是：

设置无线中转台，根据场强测试的结果，通过功分器和射频同轴电缆将中转台的射频电平合理分配到需要覆盖的各个区域，用全向天线覆盖地面以上各层，用吸盘天线覆盖地下各区域。

3、后备电源：

做为大厦的调度对讲通迅系统，如遇停电等意外情况发生，应保证通讯畅通，所以在中转台中加装了交直流浮充接口，外接12V电瓶，停电时无触点自动切换至电瓶供电，来电时自动恢复充电。

4、避雷：

覆盖地面的全向天线应加装避雷器，防止雷电损坏中转台。

3.4信号源

根据对讲机无线通信网络的特点，为了减少噪声源，达到优良建筑信号覆盖的效果，同时考虑系统扩容的方便。

中继台可工作在模拟模式和数字模式。

工作在数字模式时可提供2个信道同时使用，可同时为两个部门提供通话信道。

工作在数字模式时，需配合数字对讲机进行使用。

3.5方案说明

根据客户要求，最终确定安装4套数字中转设备，提供8个通话信道。

系统中转设备安装在负一楼弱电机房，安装1套室外高增益全向天线，室外全向高增益天线安装在大厦楼顶。

安装20套室全向天线。

方案系统图如下所示：

3.6无线信号的计算

自由空间是指相对介电常数和相对导磁率均恒为1（既介电常数ε和导磁率μ分别等于真空介电常数ε。

及真空磁导率μ。

）的均匀介质所存在的空间。

它是一种理想的无限大的空间，也是现实生活中的某些实际空间为简化问题的研究而提出的一种科学的抽象。

例如，当研究某个具体环境中的无线电波传播时，如果实际介质与障碍物对电波传播的影响可以忽略，则这种情况下的电波传播就可以认为（或抽象为）是自由空间的传播。

无线电波在自由空间的传播与真空中的传播一样，具有三个基本特点：

其一，不存在反射，折射，色散，吸收，磁离子分裂等现象及产生的相应损耗；其二，电波传播速度等于真空中的光速c；其三，电波沿直线传播，仅存在因能量扩散引起的损耗。

其损耗大小（或离开电波放射距离为d处场强的大小）可依下述方法进行计算。

根据赫兹偶极子（电流元）的辐射场理论可知，当它向球面外辐射出去的功率为Pt时。

则距离波源为d处的功率密度为：

S=Pt/4πd²

而根据电磁场理论可知，其功率密度又可为：

S=1/2EmHm=EH=E²/120π

上式中，Em、Hm分别为电场、磁场强度的振幅值，E、H为有效值。

根据（11-1）式和（11-2）式关系不难求得距离波源为d处的场强为

E=

这是赫兹偶极子作为理想的全向天线在所有方向上产生均匀辐射的结果。

当作为波源的发信天线是一个具有方向系数为Gt的辐射器时，在忽略天线自身损耗的情况下，则可将（11-3）式改为

E=

式中，E为场强（V/m）；Pt为辐射功率（W），Gt为发信天线增益。

应当指出，上述某处的场强是指波源在自由空间的该点处产生的能量密度，与波源的工作频率和置于该点处的接收天线形式（无论存在天线与否）无关。

然而，如果在该点装有一有效面积为A=λ²/4π的理想全向天线时，则不难求得当波源发信天线也为理想全向天线情况下，在该接收天线上产生得最大有用功率Pr为

Pr=SA=E²/120π×λ²/4π=E²λ²/480π²

显然，当收发信均采用方向性天线，且增益系数分别Gr、Gt时，则该接收天线上所能产生得最大有用功率Pr可改写为

Pr=SA=E²/120π×λ²/4π=E²λ²GrGt/480π²

式中，E的单位为μV/m，Pr的单位为mW。

根据波源的发信功率Pt与距波源d处接收功率Pr之间的关系,可求得

Pt/Pr=（4πd/λ）²/GrGt=Ls

上式中的Ls、称为收发信天线增益分别为Gr、Gt时电波在自由空间仅因扩散传播产生的损耗。

如果d的单位为Km，f的单位为MHz，Ls的单位为dB，则可将（11-7）式改为

Ls=32.45+20lgf（MHz）+20lgd（km）-10lgGrGt

=Lbs-Gr-Gt

显然，如果上式中，收发均为理想全向天线，则Gr=Gt=0,则有

Lbs=32.45+20lgf（MHz）+20lgd（km）

式中，Lbs称为自由空间的路径传播损耗。

它与收发天线增益Gr、Gt无关，仅与传输路径有关。

如果将其它参数保持不变，仅使工作频率f（或传输距离d）提高一倍，则其自由空间的路径损耗就增加6dB。

然而，实际上，电波还要受到诸如平地面的吸收，反射和曲率地面的绕射以及地面上覆盖物等产生的传输损耗的影响。

总结模拟测试效果说明：

经各种不同覆盖区域的现场模拟测试，所设计的天线布放位置可以达到覆盖效果。

设计的信源设备功率、干线放大器、中继台都能满足覆盖要求。

对于系统，上行噪声分析计算如下：

基站上行噪声电平=干线放大器上行噪声-路径损耗（基站发射功率-干线放大器接收功率）

工程要求基站口上行噪声电平≤-120dBm

干线放大器上行噪声电平≤基站口上行噪声电平+（基站口发射功率-干线放大器接收功率）

=-120dBm+（（37dBm-（-5dBm））

[设基站输出37dBm,经耦合干放的输入为-5dBm,]

=-58dBm（上行底噪声电平值）

干线放大器上行噪声电平=-121dBm+干线放大器噪声系数+干线放大器上行增益

干线放大器上行增益≤-58dBm+121dBm-5dB=58dB（上行增益）

在限定区域的大楼室覆盖可以上下行增益不平衡，上行增益可以调为55dB。

3.7场强预测

无线基地台覆盖围的预估是无线通信网总体设计的重要容。

基地台的地点、天线架设高度、天线有效辐射围、收信机的可用灵敏度以及移动设备有关的技术参数等，直接影响无线通信网的覆盖围与用户服务区的大小。

但是由于电台使用的环境复杂多变，加之信号场强分布的不确定性，使无线覆盖区很难精确预估，目前用来做覆盖的数学模型又有多种，计算结果也不尽相同。

通常先根据无线基地台与移动台的有关参数选用某种数学模型作初步估算，然后作实际基地台－－移动台通信测试，系统建成后，再做实地通信效果测试，以决定用户服务区的大小。

由于预测结果是在数学模型上计算出来的，而实际的地形地貌和电磁环境和预测模型本身存在一定的差异。

为了了解在大楼地形条件下450MHz电波传播的实际情况和拟建基地台的实际通信围及场强环境。

将在工程开始的初期进行实地场强测试。

经计算在中转台输出功率为45W时，可以满足本工程对系统指标的要求。

但最后实际输出功率大小宜在工程施工时经实地测试后，根据无线场强覆盖情况再确定。

3.8泄漏分析

尽量避免泄漏，特别是楼宇附近有较大车流的街道、高架等交通时，应保证在这些区域楼宇泄漏出的信号低于原有信号10dB以上。

本系统通过选择合理的天线安装位置和天线口功率来避免信号直接辐射到楼宇外主干道上去，以此来降低楼宇信号的泄漏。

4系统功能描述

本方案采用数字中转台作为基站主设备，此中转台可提供两个数字通话信道，同时满足两个部门的人员进行通信（对讲机需为数字对讲机）。

数字对讲机通过后台写频软件进行分组。

通过对讲机上的信道旋钮可选择所需的通话信道。

5系统组成及安装要求

5.1系统组成

系统包括中转台、耦合器、双工器、干线放大器、功分器、天线和低损耗馈线组成的天馈系统，以及对讲机等。

5.2设备安装说明

5.2.1室天线安装

具体天线分布位置参见上面系统图。

安装天线时，应该注意以下事项；

（1）天线位置与吊顶的射频馈线连接良好，并使用扎带固定。

（2）位置符合设计方案的位置。

（3）保持天线外表的洁净。

（4）天线暗装。

5.2.2馈线走向

原则上，馈线走向应严格按照设计方案走向，安装时应注意：

（1）馈线走线严禁与高压、强电，消防管道一起走线。

（2）在天花板的情况下，保证室整洁美观。

（3）走线应根据实地情况，合理布线，无任意弯曲，固定间隔合理，（一般每隔1.5–2米用扎带固定），确保安装牢固。

（4）当馈线需要弯曲布放时，要求弯曲角保持圆滑，其弯曲半径（1/2馈线）不宜小于如下弯曲半径：

210mm（多次弯曲）、125mm（单次弯曲）。

5.2.3射频连接器安装

射频连接器安装上分布系统工程中最为关键的一步，为系统指标测试的重要容，安装时应注意以下事项：

（1）严格按照射频连接器的安装操作规安装。

（2）连接良好，保证连接器的插损应小于0.1dB。

5.2.4耦合器、功分器的安装

（1）应用捆扎带、固定件固定，不允许悬空、无固定放置。

（2）与该类器件的相连的馈线无交叉，在距接口300mm处的馈线应固定。

5.2.5标签

每个设备和每根电缆的两端都要贴上标签，根据设计文件的表示注明设备的名称、编号和电缆走向。

各种设备标签编号要求如下:

室天线

ANTn-m

功分器

PSn-m

耦合器

Tn-m

合路器

CBn-m

负载

LDn-m

衰减器

ATn-m

馈线

起始端：

to____设备编号

终止端：

from_____设备编号

注：

n表示设备编号，m表示设备安装的楼层。