無線對講系統(tǒng)設(shè)計方案教材

1、一、系統(tǒng)概述無線對講覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)是為便利 XX管理各部門、保安及操作等人員的日常工作， 在緊急 或意外事件出現(xiàn)時可以及時對所有相關(guān)部門工作人員進行統(tǒng)一的調(diào)度和指揮，實現(xiàn)高效、即時 的處理，最大的限度減少了可能造成的損失。由于建筑物對無線電波的屏蔽作用，特別是數(shù)據(jù) 中心的地下室面積較大。各部位的對講機接收信號強度不均，對講系統(tǒng)通話不順暢，作為解決 內(nèi)部對講系統(tǒng)的屏蔽作用，改善通話質(zhì)量是非常必要的，這也是XX管理使用的一個基礎(chǔ)系統(tǒng)。二、需求分析根據(jù)XX項目的實際需求和圖紙情況、XX管理部門使用要求，結(jié)合目前無線頻率的使用條件， 為本項目設(shè)計一套420MHz(MOTOROLAKX)常規(guī)無線對講覆蓋

2、系統(tǒng)，并采用三個常規(guī)信道，從 通信機制上實現(xiàn)了多工作組共享信道的方式來擴大通信容量。系統(tǒng)設(shè)計使信號在XX的公共部位和人員經(jīng)常活動區(qū)域有效地覆蓋，使整個系統(tǒng)達到覆蓋均 勻，信號清晰，穩(wěn)定可靠。本設(shè)計能夠保證以上要求，以滿足XX內(nèi)部管理、使用和維護，以及保安、消防、緊急通信之要求等，使其內(nèi)部管理、維護以及保安、消防人員之間方便、快捷地 保持聯(lián)系、通訊，達到良好的通訊效果?，F(xiàn)擬采用三套信道主機作為信號源來實現(xiàn)雙向無線對講的要求，設(shè)計要求如下：設(shè)計的無線對講系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域為 XX項目的公共區(qū)域，主要設(shè)備機房，地下層和周邊 相鄰建筑；設(shè)計入網(wǎng)的對講機發(fā)射功率為 3瓦，系統(tǒng)天線輸出電平為+10dBm信號在

3、覆蓋區(qū)域內(nèi) 可測得的場強值不低于-85dBm,話音質(zhì)量不低于3分效果；天線分布系統(tǒng)設(shè)計在吊頂以內(nèi)，采用無源器件連接，不影響 XX裝修并能有效降低故障 率。三、概要設(shè)計結(jié)合對XX無線對講覆蓋的需求分析，本次設(shè)計要達到以下要求：在保證系統(tǒng)整體質(zhì)量及符合國家相關(guān)規(guī)定的前提下，盡可能降低工程造價成本；盡量考慮施工過程中，原器件安裝牢固，饋線的鋪設(shè)簡便、易行，保證施工不破壞XX建筑結(jié)構(gòu)和裝修的外觀，同時考慮施工比較容易實現(xiàn)及施工效率，確定合理的走線方 式；設(shè)計中盡量作到室內(nèi)場強均勻，并有足夠的邊緣信號強度合理選擇天線的類型和規(guī)劃 天線的輸出功率及布放位置，使在滿足設(shè)計要求達到良好的均勻覆蓋同時采用的天線

4、 數(shù)量最少；為建立較完美的無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計時兼顧邊緣場強的計算，保證不會產(chǎn)生明顯的 信號泄漏，同時覆蓋網(wǎng)絡(luò)必須對外界的干擾小，并且不易受到其他同類設(shè)備的干擾， 不僅要考慮通信的覆蓋面，同時也要考慮到無線電干擾的存在性，必須依靠更合理的 設(shè)計來避免互相的干擾問題。3.1 設(shè)計目標造價：在保證系統(tǒng)整體質(zhì)量及符合國家相關(guān)規(guī)定的前提下，盡可能降低工程造價成本， 采用低造價方式設(shè)計方案；天線的位置、數(shù)量和輸出功率：合理設(shè)定天線的位置、數(shù)量和輸出功率，來達到均勻 覆蓋并滿足邊緣場強要求；場強與信號情況：由于市區(qū)頻率復用造成頻率污染嚴重，容易受到干擾或干擾他人， 設(shè)計中作到室內(nèi)場強均勻，信號強度好；噪聲

5、影響：盡量減少使用干線放大器，以降低噪聲的引入；考慮泄漏：為建立高品質(zhì)的無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計時應兼顧邊緣場強的計算，保證不會產(chǎn)生明顯的信號泄漏；施工難度：考慮施工容易實現(xiàn)及施工效率，合理安排走線；擴容考慮：考慮將來的擴容，采用寬頻腔體耦合器、功分器和寬頻室內(nèi)天線等器件和饋線。 TC "Walkie-talkie 室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計"f A l "2"3.2 技術(shù)指標無線對講的呼損率 2%;無線對講的接通率98%;無線對講覆蓋區(qū)內(nèi)可接通率：要求在無線對講覆蓋區(qū)內(nèi)的95%位置，99%的時間移動手持對講機可接入網(wǎng)絡(luò)；室內(nèi)無線對講覆蓋的邊緣場強： -85dBm,地

6、下室及電梯-95dBm外泄電平（建筑物50米左右） -105dBmi覆蓋區(qū)與周圍各建筑內(nèi)對講機系統(tǒng)之間無互相干擾。3.3 設(shè)計容量首先，根據(jù)無線對講覆蓋系統(tǒng)需要一呼百應的特點，一個信道內(nèi)必須能夠容納相當數(shù)量的 對講機，必項目采用常規(guī)對講機系統(tǒng)，從通信機制上實現(xiàn)了多工作組共享信道的方式來擴大通 信容量，本次采用三個信道后，實際的系統(tǒng)容量如下：最低3組同時在線通話；最多容納35個通話組（非繁忙情況）； 分級管理更合理，可做到3級通信調(diào)度; 私線保密呼叫功能更適合領(lǐng)導的需要。但考慮到通信組最終仍必須綁定在規(guī)定的信道和間隙中，若同個信道的相同間隙內(nèi)容納過 多的工作組仍會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，必須通過合理的規(guī)劃

7、來避免此類問題，影響信道堵塞的因素主 要一下幾點：信道內(nèi)有通信十分繁忙的工作組（類似 XX安保部的呼叫組）；信道內(nèi)工作組通信高峰期相近。所以為避免堵塞問題，我們將繁忙的工作組錯開，特殊必須長時間占用信道的工作組單獨規(guī)劃獨占間隙。多個不同通信高峰期的工作組組合在一個間隙內(nèi)來解決通信堵塞的問題。獨占工作組工依甄匕餐餐，工祚用工站型空周）工#甥r空網(wǎng)）工作蛆空閑）本項目的信道分配規(guī)劃如下:部門名稱信道分配信道屬性XX安保部11信道1間隙在網(wǎng)，覆蓋全區(qū)，獨占信道XX工程部2信道1間隙在網(wǎng)，覆蓋全區(qū)，獨占信道可通過旋轉(zhuǎn)頻道實現(xiàn)跨組通信， 也設(shè)定鎖定在某個頻道上。XX管理部3信道1間隙在網(wǎng)，覆蓋全區(qū)，獨占

8、信道XX保潔部；2信道2間隙在網(wǎng)，覆蓋全區(qū)，獨占信道其它3信道2間隙在網(wǎng)，覆蓋全區(qū)，獨占信道四、設(shè)計說明整個無線對講室內(nèi)分布系統(tǒng)是包括信號源、管理平臺，無源大饋分布系統(tǒng)等組成。XX項目 的無線對講覆蓋系統(tǒng)設(shè)計容量為三套常規(guī)轉(zhuǎn)發(fā)信道，可容納兩組以上覆蓋館區(qū)的工作組在網(wǎng)內(nèi)工作，機房內(nèi)由19英寸機柜組成主機部分，三常規(guī)信道主機經(jīng)過合路平臺后，再由單根線纜送 往樓層區(qū)域，XX項目為單體結(jié)構(gòu)，各個層面的分割功能也不同，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點進行天線布局設(shè)計，XX自地下層開始，每層的重要區(qū)域和公共區(qū)域都設(shè)有天線，對樓梯和電梯也考慮了覆蓋，經(jīng)過計算天線末端的輸出功率保持在 10dBm每套天線的輸出增益均等，實現(xiàn) XX

9、地下和地面的 對講機信號的均勻分布。同時對以后的覆蓋和信道增容做了端口預留。對于室外屬于XX的公共區(qū)域，在建筑頂層安裝一套室外全向天線以保證XX外圍也能接收到良好的對講信號，同時控制信號的覆蓋范圍不超過XX的用地紅線。4.1 信道處理源的選擇選才¥ xxxXX系列無線常規(guī)對講信道機作為信號源，具有功率大，信號穩(wěn)定，抗干擾強，話音清晰等特點。更能安裝于標準19英寸機柜內(nèi)，可多路合路安裝，單信道輸出功率在 40W電 源采用220AC交流供電，峰值功耗500W4.2 信號外泄分析由于信號泄露會給系統(tǒng)帶來過多的干擾，因此，在設(shè)計時要盡量減小信號泄露，根據(jù)不同 的環(huán)境，一般采取以下兩種方式：一

10、是采用“多天線小功率”的方式；二是采用定向天線覆蓋。 下面對不同系統(tǒng)的外泄進行如下分析，其中目前室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計方案中，天線的出口功率一 般都不會達到15dBm無線對講系統(tǒng)的天線通常設(shè)計在核心筒周圍的走廊內(nèi)，距離建筑邊緣還有充足的衰減距離?？蓽y得到距離天線口 20米處的信號強度基本上都小于-85dBm,滿足系統(tǒng)需求。頻率D米處路徑損耗L （D） （修正的多墻模型公式）天線口發(fā)射功 率（dBm距離大線口 20米處信 號強度（dBmL (1)L (5)L (10)L (15)L (20)400MHz66.680.686.690.192.68-89.64.3 主機、天線安裝位置和輸入功率結(jié)合模擬測試

11、的結(jié)果以及現(xiàn)場施工的可實施性，在滿足無線對講覆蓋要求的情況下綜合考 慮原有布線路由以及天線點位，盡量節(jié)約成本。主機放置在安?？刂浦行奶炀€布置點位請參考點位圖及點位表為防止室內(nèi)信號泄漏，我們盡量降低天線口的入口功率，保證信號不外泄干擾室外其他建 筑。XX主體距離公共區(qū)域50米以上，不會對周圍其他建筑內(nèi)的復用頻率無線對講覆蓋系統(tǒng)產(chǎn)生 干擾。天線編號天線類型距距邊距離（m天線入口功率（dBm隔斷情況xxx全向吸頂天線105隔斷磚墻 鋼化玻璃墻間4.4 系統(tǒng)合路分析由于無線對講覆蓋系統(tǒng)含有三套信道主機，為饋送到單一一套天線分布系統(tǒng)內(nèi)發(fā)射，必須 通過對信號進行合路處理。合路設(shè)備采用xx的10dB定向耦合

12、合路單元，雙環(huán)通器保證合路信道之間高達 70dB的隔離 度，單信道在合路后衰減3dB信號電平。三信道系統(tǒng)互調(diào)干擾性小可以忽略不計，考慮充足的 合路后饋送功率就可以了，接收部分采用多路分路器作為接收單元，總輸出增益提10dB,雙工器合并合路器和分路器之間的信號為單路收發(fā)共纜形式，插損低于1.8dBo天線雙功券4.5 信號強度的推算 TC ”信號強度的推算”f C l "2" 天線末端的信號推算：根據(jù)無線電管理局的設(shè)計要求，天線末端的最大信號強度不能高于15dBm設(shè)定以單根天線 端口輸出為10dBm根據(jù)自由空間損耗公式：L = 32.4 + 2010g(F) + 20Log (

13、D)墻體類型混凝土墻（100mm磚墻玻璃混凝土樓板（80mm天花板管道穿透損耗（dB）121551251010138不同材料穿透損耗經(jīng)驗值：（400MHZ建材（厚度mm木板（15）石骨板（7）磚（60）磚（含水）瓦（15）隔熱玻璃纖維損耗（dB）3.20.11.35.57.534.1因此，建筑內(nèi)天線能覆蓋的半徑遵循以下公式:P-15-12-8-L < -90dBmP=10dBmL=55dBm代入公式1算得天線能覆蓋的半徑為D=20M由此得出，設(shè)計天線端口增益為10dBm勺情況下，通過建筑的墻體，隔板和管道的充分衰 減后，到達20M處的信號可保持在-90dBm以上，單根天線的覆蓋半徑小于

14、20M4.6 電磁輻射防護分析根據(jù)中華人民共和國國家標準 GB9172-88環(huán)境電磁波衛(wèi)生標準，環(huán)境電磁波容許輻射強 度分為兩個級別，如下表所示：波長允許場強（NW / cm2)一級區(qū)域二級區(qū)域300MHz300GHz<10<40一級標準：為安全區(qū)，指在該電子波強度下長期居住、工作、生活的一切人群，均不 會受到任何有害影響的區(qū)域； 二級標準：為中間區(qū)，指在該電子波強度下長期居住、工作、生活的一切人群可能引 起潛在性不良反應的區(qū)域。一定區(qū)域的 EIRP為：EIRP = SrMds其中，1為平均坡印廷矢量的徑向分量，在這對應為不同級別標準；ds為輻射區(qū)域的球面積。距離天線20cm處，按

15、照一級標準要求 EIRP不能超過17dBm二級標準要求EIRP不能超過 23dBm對于目前室內(nèi)分布系統(tǒng)的天線出口功率，在設(shè)計的時候天線的出口功率一般都是小于 15dBm所以是能夠滿足電磁輻射防護標準的。五、系統(tǒng)工作環(huán)境5.1電源(1)為了保證系統(tǒng)在24小時內(nèi)不間斷地工作，系統(tǒng)設(shè)備機房應保證兩路供電，一旦一路供 電出現(xiàn)故障，應自動或人工切換到另一路供電，如果沒有條件做到二路供電，應自行配備發(fā)電 機或應急逆變后備電源，機房電源 220VAC/50Hzi 10%5.2 溫度、濕度系統(tǒng)設(shè)備不能長期工作在較高的溫度下，因此要求機房的溫度應控制在20±5C之間，建議機房安裝空調(diào)設(shè)備，系統(tǒng)附近不應

16、存在高溫熱源及強烈電磁輻射的物體，系統(tǒng)管理終端，系統(tǒng) 控制計算機、交換單元、擴充槽的工作溫度控制在 20工5C,信道機、功率放大器及天線共用器 工作溫度控制在-1030C,濕度應控制在40%-85戒間為宜。5.3 接地設(shè)備接地：設(shè)備應有接地要求，且與公用電源接地系統(tǒng)分開至少8米，這樣可以保證其它接地系統(tǒng)的巨大電流不至回到系統(tǒng)的接地線中。同時，也減少了其它接地環(huán)路的交流雜波串進系 統(tǒng)的概率。設(shè)備接地的容量一般應為 20A,地阻值應小于5Q05.4 安裝機房的場地要求(1)系統(tǒng)設(shè)備安裝位置距后墻應留有0.6m左右的維修通道。(2)機房內(nèi)高度應2.7m。(3)基站設(shè)備機房應盡可能接近弱電機房或者弱電

17、井道，通常此距離應小于15m(4)機房承重為100kg/m2。(5)防塵，設(shè)備放置地點要求通風、干燥、清潔、附近應沒有大型的用電設(shè)備。系統(tǒng)控制 中心設(shè)備的工作環(huán)境應有一定的防塵要求，因此機房應采用全封閉式結(jié)構(gòu)。六、設(shè)備選型及介紹6.1 控制信道機XX (xxx)頻率范圍：136-174; 403-470MHz頻道數(shù)目：16頻道間隔：12.5/25 kHz (VHF頻率穩(wěn)定：± 2.5 ppm工作溫度：-30 C+60 C電 源：13.8V DC 220V AC天線阻抗50 Q N型尺寸：45H x 132W x 285D (mm重量：11Kg輸出功率：2540W頻率偏移：土 5.0k

18、Hz (25KHN; ± 2.5kHz ( 12.5KHz)鄰道功率：70dB (wide, middle); 60dB (narrow)音頻失真：1KHz, 60%頻偏時<3%靈敏度：<0.35 V (12.5); <0.35 V (25)靜噪靈敏度：-4dBpV typ. (emf.threshold )鄰道選擇度：75dBtyp. (wide, middle); 65dB typ. (narrow)雜波抑制：75Db互 調(diào)：67dB typ輸出功率：4.0W typ.at 3% dist/4 Q6.2 室內(nèi)天線xxx電氣性能產(chǎn)品型號xxx頻率范圍144MHz

19、& 430MHz輸入阻抗50 Q駐波比<1.4增益2.15dBi (144MHz , 3.5dBi (430MHz極化方式垂直避雷保護直流接地耐功率100W接頭形式SL16機械特性尺寸500mm重量凈重：380g;毛重：430g輻射振子材料不銹鋼6.3 1/2 同軸電纜xxxx1 QEumi電氣特性1/4"s 3/8"s 3/8" 1/2"s 1/2"7/8"s7/8"7/8"低1-1/4" 1-5/8"特性阻抗（Q ）50±1速度系數(shù)（%83828881888888888888電容（pF/m）80r 8276 J837676761 767676 J最大使用頻率（GHZ20.413.41310.28.8554.93.3271額定功率峰值（KW8.213.515.61958909199.5200290 1內(nèi)導體直流電阻（Q /Km）10.455.34.192.971.622.971.21.40.780.91外導體直流電阻（Q /Km）7.024.53.083.542.081.311.21.190.660.52絕緣介電強度（DCM :20002500250025006000600010000100001000015000最大電壓駐波比、三階交調(diào)（dBc）所（MH