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1、无线对讲系统设计方案一、企业概况企业简介本公司专业从事各类无线电通讯产品的代理销售、技术支持、安防工程施工的高科技贸易型企业,公司集中了大批业内专业的管理、销售、技术人才。公司历经了多年的完善与发展,在业内已具有一定的影响力、知名度和竞争力。本公司经营多年来,在运行体制、人力资源、业务能力、知名度、信誉度、规范管理及企业文化等诸多方面,已具有一定经验、能力和规模。在日趋激烈的市场竞争中,我们遵循“客户至上,诚信为本,追求卓越,持续发展”的原则,与业内众多同行保持着良好的合作关系,同时也赢得了广大的客户好评!二、相关规范 GB/T15844.1-1995移动通信调频无线电话机通用技术条件; GB
2、/T50311-2000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范; GB/T50312-2000建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范; DG/TJ08-1105-2010移动通信室内信号覆盖系统设计与验收规范;工信部无2009666号文件关于150MHz、400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知;三、系统概述无线对讲覆盖系统的建设是为便利公司管理各部门、保安及操作等人员的日常工作,在紧急或意外事件发生时,可以及时对相关部门工作人员进行统一的调度和指挥,实现高效的、即时的处理,最大限度的减少可能造成的损失。由于建筑物对无线电波的屏蔽作用,特别是数据中心的地下室面积较大。各部位的对讲
3、机接收信号强度不均,对讲系统通话不顺畅,作为解决内部对讲系统的屏蔽作用,改善通话质量是非常必要的,这也是公司管理使用的一个基础系统。3.1无线对讲系统的优点无线对讲系统网络结构简单、建网投资少。终端设备单元价格与同类产品相比,价格低,这是数字集群(网络结构复杂,建网费用庞大,终端产品昂贵)所不能比的。3.12运营费用低该系统是专网专用,无需月租费、无需通话费,降低通讯成本,提高通讯质量、提升管理档次,为领导和使用者带来效益,感受高科技创造的无限魅力。3.13应急调度即发即通、一呼百应,满足了安全需求,对突发事件快速反应,提高个人安全,与潜在危险环境中的人员保持联系。3.14控制性能强大协调内部
4、管理资源、加强团队控制力,为管理者提供便利的工具。3.1. 5适应性强该系统不完全依赖转发电台,适应性强。而GSM、CDMA、PHS这些公众系统虽然覆盖范围广,用户容量大,但目前这些系统还不能实现调度所必须的群呼和组呼功能。而且这些产品均需基站方可进行通讯,遇到紧急情况致使基站损坏时,通讯网络瘫痪,单机无法直接通讯。此外,拨号呼叫建立时间一般需十多秒钟,不适合紧急调度。四、需求分析根据该项目的实际需求和图纸情况、公司管理部门使用要求,结合目前无线频率的使用条件,为本项目设计一套420MHZ(摩托罗拉数字无线对讲覆盖系统,并采用两台数字信道机,实现四个通道。使整个系统达到覆盖均匀,信号清晰,稳定
5、可靠。本设计能够保证以上要求,以满足公司内部管理、使用和维护,以及保安、消防、紧急通信之要求等,使其内部管理、维护以及保安、消防人员之间方便、快捷地保持联系、通讯,达到良好的通讯效果。本项目的信道分配规划如下:部门名称信道分配信道属性公司安保部1信道1时隙在网,覆盖全区,独占信道可通过旋转频道实现跨组通信,也设公司工程部1信道2时隙在网,覆盖全区,独占信道公司管理部2信道1时隙在网,覆盖全区,独占信道定锁定在某个频道公司保洁部2信道2时隙在网,覆盖全区,独占信道上。五、概要设计在保证系统整体质量及符合国家相关规定的前提下,尽可能降低工程造价成本;尽量考虑施工过程中,原器件安装牢固,馈线的铺设简
6、便、易行,保证施工不破坏公司建筑结构和装修的外观,同时考虑施工比较容易实现及施工效率,确定合理的走线方式;设计中尽量作到室内场强均匀,并有足够的边缘信号强度合理选择天线的类型和规划天线的输出功率及布放位置,使在满足设计要求达到良好的均匀覆盖同时采用的天线数量最少;为建立较完美的无线覆盖网络,在设计时兼顾边缘场强的计算,保证不会产生明显的信号泄漏,同时覆盖网络必须对外界的干扰小,并且不易受到其他同类设备的干扰,不仅要考虑通信的覆盖面,同时也要考虑到无线电干扰的存在性,必须依靠更合理的设计来避免互相的干扰问题。5.1 设计目标 造价:在保证系统整体质量及符合国家相关规定的前提下,尽可能降低工程造价
7、成本,采用低造价方式设计方案; 天线的位置、数量和输出功率:合理设定天线的位置、数量和输出功率,来达到均匀覆盖并满足边缘场强要求; 场强与信号情况:由于市区频率复用造成频率污染严重,容易受到干扰或干扰他人,设计中作到室内场强均匀,信号强度好; 噪声影响:尽量减少使用干线放大器,以降低噪声的引入; 考虑泄漏:为建立高品质的无线覆盖网络,在设计时应兼顾边缘场强的计算,保证不会产生明显的信号泄漏; 施工难度:考虑施工容易实现及施工效率,合理安排走线; 扩容考虑:考虑将来的扩容,采用宽频腔体耦合器、功分器和宽频室内天线等器件和馈线。5.2 技术指标 无线对讲的呼损率V2%;无线对讲的接通率98%; 无
8、线对讲覆盖区内可接通率:要求在无线对讲覆盖区内的95%位置,99%的时间移动手持对讲机可接入网络; 室内无线对讲覆盖的边缘场强:-85dBm 外泄电平(建筑物50米左右)VT05dBm; 覆盖区与周围各建筑内对讲机系统之间无互相干扰。 设计入网的对讲机发射功率为3瓦,系统天线输出电平为+IOdBm,信号在覆盖区域内可测得的场强值不低于-85dBm,话音质量不低于3分效果(接收功率区间-80dB-90dB)。六、设计说明整个无线对讲室内分布系统是包括信号源、管理平台,无源天馈分布系统等组成。本项目的无线对讲覆盖系统设计容量为两数字转发信道,可容纳四组以上覆盖馆区的工作组在网内工作,主机安装于消防
9、控制中心19英寸机柜内,多模拟信道主机经过合路平台后,再由单根线缆送往楼层区域,该项目为单体结构,各个层面的分割功能也不同,根据结构特点进行天线布局设计,每层的重要区域和公共区域都设有天线,每条天线输出口功率均小于15dBm,经过计算每条天线的有效覆盖半径都保持在30米以上,实现公司所需覆盖区域对讲机信号的均匀分布。6.1信道处理源的选择选择中兴高达PR900系列无线常规对讲信道机作为信号源,具有功率大,信号稳定,抗干扰强,话音清晰等特点。更能安装于标准19英寸机柜内,可多路合路安装,单信道输出功率在520W电源采用220AC交流供电,峰值功耗500W。6. 2电磁辐射防护分析根据中华人民共和
10、国国家标准GB8702-2014电磁环境控制限制,环境电磁波容许辐射强度分为两个级别,如下表所示:波长单位容许场强一级(安全区)二级(中间区)长、中、短波Vm1025超短波Vm612微波Wcm21010混合V/m按主要波段场强;若各波段场强分散,则按复合I场强加权确定一级标准:为安全区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群,均不会受到任何有害影响的区域;二级标准:为中间区,指在该电子波强度下长期居住、工作、生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域。一定区域的E1RP为:EIRP=SrXdS其中,Sr为平均坡印廷矢量的径向分量,在这对应为不同级别标准;4为辐射区域的球面积。距离天线
11、20Cm处,按照一级标准要求EIRP不能超过17dBm,二级标准要求E1RP不能超过23dBmo对于目前室内分布系统的天线出口功率,在设计的时候天线的出口功率一般都是小于15dBm,所以是能够满足电磁辐射防护标准的。6. 3主机、天线安装位置和输入功率结合模拟测试的结果以及现场施工的可实施性,在满足无线对讲覆盖要求的情况下综合考虑原有布线路由以及天线点位,尽量节约成本。主机放置在安保控制中心天线布置点位请参考点位图及点位表为防止室内信号泄漏,我们尽量降低天线口的入口功率,保证信号不外泄干扰室外其他建筑。公司主体距离公共区域50米以上,不会对周围其他建筑内的复用频率无线对讲覆盖系统产生干扰。6.
12、4信号强度的推算天线末端的信号推算:根据中华人民共和国国家标准GB9172-88环境电磁波卫生标准,天线末端的最大信号强度不能高于15dBm,系统设计平均天线端口输出W15dBm,根据无线链路传播模型中常用的两种公式:6.4.1 室内无线链路传播模型:1bs=32.4+n*101gD+201gff:工作频率(GHZ);n:距离损耗指数(=2.8)D:移动台与天线的距离(m);6.4.2 自由空间传播公式:1b=32.4+201gD+20IgfD:为路径(km)f:为频率(MHZ)6.4.3 下行链路边缘场强分析:由于无线对讲覆盖系统含有多套信道主机,为馈送到单一套天线分布系统内发射,必须通过对
13、信号进行合路处理。合路设备采用定向耦合合路单元,双环通器保证合路信道之间高达70dB的隔离度,中继台20W(43dBm)在双工器合并合路器和分路器后衰减后发射至分布系统。主机通过合路分路器双工损耗后下行输出功率P=中继台功率-双工器合并合路器和分路器损耗系统设备一般接线图:建筑内般穿透损耗表:墙体类型混凝土墙(IOOmm)砖墙玻璃混凝土楼板(8Omm)穿透损耗(dB)12155125101013结合项目实际建筑情况,基本使用混凝土墙,建筑平均损耗取值15dB。有效覆盖区域边缘场强计算公式:P(dBm)=Pt+Gm-1bsP(dBm):有效覆盖区域边缘场强强度。Pt:为天线输入口功率Gm:为天线
14、增益Z1dBiU:室内无线链路传播损耗设计天线覆盖半径为30m:则末端天线输出口功率为IOdBm的有效覆盖区域边缘场强计算为:室内无线路径损耗为:1b132.4+2.8*1OIg(30m)+201gf=65.8dB混凝土墙(IoOmm)穿透损耗:15dB设计考虑人体损耗为:3dB系统设计余量为:IOdBP(dBm)=Pt+Gm-1bs=10+2.1-65.8-15-13=-81.7dBm-85dBm由此得出,设计末端天线端口功率为IOdBm的情况下,通过建筑的墙体,到达30M处的信号可持在-85dBm以上,满足覆盖边缘场强2-85dBm的要求。常用器件损耗表器件名称耦合损耗(dB)插入损耗(d
15、B)耦合度5dB耦合器(宽带)1.60.15IOdB耦合器(宽带)0.10.11015dB耦合器(宽带)0.50.11520dB耦合器(宽带)0.10.120(注:耦合器耦合口输出功率=输入功率-耦合度-插入损耗耦合器输出口输出功率=输入功率-耦合损耗-插入损耗。)器件名称分配比插入损耗(曲)二功分器(宽带)-3dB:-3dB0.1(注:功分器每个输出口的输出功率=输入功率+分配比-插入损耗。)常用馈线损耗表电缆名称电缆型号百米损耗(dB100m)1/2电缆HCAAYZ-50-124.756.4.4上行链路场强分析:对讲机发射功率设定为3W(34.8dBm)。其中任意一条天线有线链路中损耗如下表:天线编号合路分路双工器损耗曲耦合器损耗(dBm)馈