无线对讲系统专项方案.doc

一、 系统概述
无线对讲覆盖系统建设是为便利企业管理各部门、保安及操作等人员日常工作，在紧急或意外事件出现时能够立即对全部相关部门工作人员进行统一调度和指挥，实现高效、即时处理，最大程度降低了可能造成损失。因为建筑物对无线电波屏蔽作用，尤其是数据中心地下室面积较大。各部位对讲机接收信号强度不均，对讲系统通话不顺畅，作为处理内部对讲系统屏蔽作用，改善通话质量是很必需，这也是企业管理使用一个基础系统。
二、 需求分析
依据上海平高世贸项目标实际需求和图纸情况、企业管理部门使用要求，结合现在无线频率使用条件，为本项目设计一套420MHz（MOTOROLA / GR1225B）常规无线对讲覆盖系统，并采取三个常规信道，从通信机制上实现了多工作组共享信道方法来扩大通信容量。
系统设计使信号在企业公共部位和人员常常活动区域有效地覆盖，使整个系统达成覆盖均匀，信号清楚，稳定可靠。本设计能够确保以上要求，以满足企业内部管理、使用和维护，和保安、消防、紧急通信之要求等，使其内部管理、维护和保安、消防人员之间方便、快捷地保持联络、通讯，达成良好通讯效果。
现拟采取三套信道主机作为信号源来实现双向无线对讲要求，设计要求以下：
Ø 设计无线对讲系统覆盖区域为上海平高世贸项目标公共区域，关键设备机房，地下层和周围相邻建筑；
Ø 设计入网对讲机发射功率为3瓦，系统天线输出电平为+10dBm，信号在覆盖区域内可测得场强值不低于-85dBm，话音质量不低于3分效果；
Ø 天线分布系统设计在吊顶以内，采取无源器件连接，不影响企业装修并能有效降低故障率。

三、概要设计
结合对企业无线对讲覆盖需求分析，此次设计要达成以下要求：
Ø 在确保系统整体质量及符合国家相关要求前提下，尽可能降低工程造价成本；
Ø 尽可能考虑施工过程中，原器件安装牢靠，馈线铺设简便、易行，确保施工不破坏企业建筑结构和装修外观，同时考虑施工比较轻易实现及施工效率，确定合理走线方法；
Ø 设计中尽可能作到室内场强均匀，并有足够边缘信号强度合理选择天线类型和计划天线输出功率及布放位置，使在满足设计要求达成良好均匀覆盖同时采取天线数量最少；
Ø 为建立较完美无线覆盖网络，在设计时兼顾边缘场强计算，确保不会产生显著信号泄漏，同时覆盖网络必需对外界干扰小，而且不易受到其它同类设备干扰，不仅要考虑通信覆盖面，同时也要考虑到无线电干扰存在性，必需依靠更合理设计来避免相互干扰问题。

3.1设计目标
Ø 造价：在确保系统整体质量及符合国家相关要求前提下，尽可能降低工程造价成本，采取低造价方法设计方案；
Ø 天线位置、数量和输出功率：合理设定天线位置、数量和输出功率，来达成均匀覆盖并满足边缘场强要求；
Ø 场强和信号情况：因为市区频率复用造成频率污染严重，轻易受到干扰或干扰她人，设计中作到室内场强均匀，信号强度好；
Ø 噪声影响：尽可能降低使用干线放大器，以降低噪声引入；
Ø 考虑泄漏：为建立高品质无线覆盖网络，在设计时应兼顾边缘场强计算，确保不会产生显著信号泄漏；
Ø 施工难度：考虑施工轻易实现及施工效率，合理安排走线；
Ø 扩容考虑：考虑未来扩容，采取宽频腔体耦合器、功分器和宽频室内天线等器件和馈线。
3.2技术指标
Ø 无线对讲呼损率＜2％；无线对讲接通率＞98％；
Ø 无线对讲覆盖区内可接通率：要求在无线对讲覆盖区内95％位置，99％时间移动手持对讲机可接入网络；
Ø 室内无线对讲覆盖边缘场强：≥-85dBm，地下室及电梯≥-95dBm；
Ø 外泄电平（建筑物50 米左右）＜-105dBm；
Ø 覆盖区和周围各建筑内对讲机系统之间无相互干扰。

3.3设计容量
首先，依据无线对讲覆盖系统需要一呼百应特点，一个信道内必需能够容纳相当数量对讲机，上海平高世贸项目采取常规对讲机系统，从通信机制上实现了多工作组共享信道方法来扩大通信容量，此次采取三个信道后，实际系统容量以下：
Ø 最低3组同时在线通话；
Ø 最多容纳3~5个通话组（非繁忙情况）；
Ø 分级管理更合理，可做到3级通信调度；
Ø 私线保密呼叫功效更适合领导需要。
但考虑到通信组最终仍必需绑定在要求信道和间隙中，若同个信道相同间隙内容纳过多工作组仍会出现堵塞现象，必需经过合理计划来避免这类问题，影响信道堵塞原因关键一下几点：
Ø 信道内有通信十分繁忙工作组（类似企业安保部呼叫组）；
Ø 信道内工作组通信高峰期相近。
所以为避免堵塞问题，我们将繁忙工作组错开，特殊必需长时间占用信道工作组单独计划独占间隙。多个不一样通信高峰期工作组组合在一个间隙内来处理通信堵塞问题。

本项目标信道分配计划以下：
部门名称
信道分配
信道属性

企业安保部
1信道1间隙
在网，覆盖全区，独占信道
可经过旋转频道实现跨组通信，
也设定锁定在某个频道上。
企业工程部
2信道1间隙
在网，覆盖全区，独占信道
企业管理部
3信道1间隙
在网，覆盖全区，独占信道
企业保洁部
2信道2间隙
在网，覆盖全区，独占信道
其它
3信道2间隙
在网，覆盖全区，独占信道

四、设计说明
整个无线对讲室内分布系统是包含信号源、管理平台，无源天馈分布系统等组成。上海平高世贸项目标无线对讲覆盖系统设计容量为三套常规转发信道，可容纳两组以上覆盖馆区工作组在网内工作，机房内由19英寸机柜组成主机部分，三常规信道主机经过合路平台后，再由单根线缆送往楼层区域，上海平高世贸项目为单体结构，各个层面分割功效也不一样，依据结构特点进行天线布局设计，企业自地下层开始，每层关键区域和公共区域全部设有天线，对楼梯和电梯也考虑了覆盖，经过计算天线末端输出功率保持在10dBm，每套天线输出增益均等，实现企业地下和地面对讲机信号均匀分布。同时对以后覆盖和信道增容做了端口预留。
对于室外属于企业公共区域，在建筑顶层安装一套室外全向天线以确保企业外围也能接收到良好对讲信号，同时控制信号覆盖范围不超出企业用地红线。
4.1信道处理源选择
选择摩托罗拉GR1225B系列无线常规对讲信道机作为信号源，含有功率大，信号稳定，抗干扰强，话音清楚等特点。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40W。电源采取220AC交流供电，峰值功耗500W。

4.2信号外泄分析
因为信号泄露会给系统带来过多干扰，所以，在设计时要尽可能减小信号泄露，依据不一样环境，通常采取以下两种方法：一是采取“多天线小功率”方法；二是采取定向天线覆盖。下面对不一样系统外泄进行以下分析，其中现在室内分布系统设计方案中，天线出口功率通常全部不会达成15dBm，无线对讲系统天线通常设计在关键筒周围走廊内，距离建筑边缘还有充足衰减距离。可测得到距离天线口20米处信号强度基础上全部小于-85dBm，满足系统需求。
频率
D米处路径损耗L（D）
（修正多墙模型公式）
天线口发射功率（dBm）
距离天线口20米处信号强度（dBm）
L（1）
L（5）
L（10）
L（15）
L（20）
400MHz
66.6
80.6
86.6
90.1
92.6
8
-89.6

4.3主机、天线安装位置和输入功率
结合模拟测试结果和现场施工可实施性，在满足无线对讲覆盖要求情况下综合考虑原有布线路由和天线点位，尽可能节省成本。
主机放置在安保控制中心
天线部署点位请参考点位图及点位表
为预防室内信号泄漏，我们尽可能降低天线口入口功率，确保信号不外泄干扰室外其它建筑。企业主体距离公共区域50米以上，不会对周围其它建筑内复用频率无线对讲覆盖系统产生干扰。
天线编号
天线类型
距窗边距离（m）
天线入口功率（dBm）
隔断情况
ANT09-01F
全向吸顶天线
10
5
隔断砖墙
钢化玻璃墙面

4.4系统合路分析
因为无线对讲覆盖系统含有三套信道主机，为馈送到单一一套天线分布系统内发射，必需经过对信号进行合路处理。
合路设备采取畅博10dB定向耦合合路单元，双环通器确保合路信道之间高达70dB隔离度，单信道在合路后衰减3dB 信号电平。三信道系统互调干扰性小能够忽略不计，考虑充足合路后馈送功率就能够了，接收部分采取多路分路器作为接收单元，总输出增益提10dB，双工器合并合路器和分路器之间信号为单路收发共缆形式，插损低于1.8dB。

4.5信号强度推算
天线末端信号推算：
依据无线电管理局设计要求，天线末端最大信号强度不能高于15dBm，设定以单根天线端口输出为10dBm，依据自由空间损耗公式：
Ø L = 32.4 + 20log（F）+ 20Log（D）
墙体类型
混凝土墙（100mm）
砖墙
玻璃
混凝土楼板（80mm）
天花板管道
穿透损耗（dB）
12~15
5~12
5~10
10~13
8
Ø 不一样材料穿透损耗经验值：（400MHz）
建材（厚度mm）
木板（15）
石膏板（7）
砖（60）
砖（含水）
瓦（15）
隔热玻璃纤维
损耗（dB）
3.2
0.1
1.3
5.5
7.5
34.1
所以，建筑内天线能覆盖半径遵照以下公式：
Ø P-15-12-8-L < -90dBm
Ø P=10dBm
Ø L=55dBm
Ø 代入公式1算得天线能覆盖半径为
Ø D=20M
由此得出，设计天线端口增益为10dBm情况下，经过建筑墙体，隔板和管道充足衰减后，抵达20M处信号可保持在-90dBm以上，单根天线覆盖半径小于20M。

4.6电磁辐射防护分析
依据中国国家标准GB9172-88《环境电磁波卫生标准》，环境电磁波许可辐射强度分为两个等级，以下表所表示：
波长
许可场强（）
一级区域
二级区域
300MHz~300GHz
<10
<40
Ø 一级标准：为安全区，指在该电子波强度下长久居住、工作、生活一切人群，均不会受到任何有害影响区域；
Ø 二级标准：为中间区，指在该电子波强度下长久居住、工作、生活一切人群可能引发潜在性不良反应区域。
一定区域EIRP为：
其中，为平均坡印廷矢量径向分量，在这对应为不一样等级标准；为辐射区域球面积。距离天线20cm处，根据一级标准要求EIRP不能超出17dBm，二级标准要求EIRP不能超出23dBm。对于现在室内分布系统天线出口功率，在设计时候天线出口功率通常全部是小于15dBm，所以是能够满足电磁辐射防护标准。

五、系统工作环境
5.1 电源
（1）为了确保系统在二十四小时内不间断地工作，系统设备机房应确保两路供电，一旦一路供电出现故障，应自动或人工切换到另一路供电，假如没有条件做到二路供电，应自行配置发电机或应急逆变后备电源，机房电源 220VAC/50Hz±10%。
5.2温度、湿度
系统设备不能长久工作在较高温度下，所以要求机房温度应控制在20±5℃之间，提议机房安装空调设备，系统周围不应存在高温热源及强烈电磁辐射物体，系统管理终端，系统控制计算机、交换单元、扩充槽工作温度控制在20±5℃，信道机、功率放大器及天线共用器工作温度控制在-10～30℃，湿度应控制在40%—85%之间为宜。
5.3接地
设备接地：设备应有接地要求，且和公用电源接地系统分开最少8米，这么能够确保其它接地系统巨大电流不至回到系统接地线中。同时，也降低了其它接地环路交流杂波串进系统概率。设备接地容量通常应为20A，地阻值应小于5W。
5.4安装机房场地要求
（1）系统设备安装位置距后墙应留有0.6m左右维修通道。
（2）机房内高度应>2.7m。
（3）基站设备机房应尽可能靠近弱电机房或弱电井道，通常此距离应小于15m。
（4）机房承重为100kg/m2。
（5）防尘，设备放置地点要求通风、干燥、清洁、周围应没有大型用电设备。系统控制中心设备工作环境应有一定防尘要求，所以机房应采取全封闭式结构。

六、设备选型及介绍
6.1控制信道机GR1225B（摩托罗拉）

频率范围：136-174；403-470MHz
频道数目：16
频道间隔：12.5/25 kHz（VHF）
频率稳定：±2.5 ppm
工作温度：-30 ℃～+60 ℃
电　　源：13.8V DC 220V AC 天线阻抗 50Ω N型
尺　　寸：45H x 132W x 285D（mm）
重 量：11Kg
输出功率：25～40W
频率偏移：±5.0kHz（25KHz）；±2.5kHz（12.5KHz）
邻道功率：70dB（wide，middle）；60dB（narrow）
音频失真：1KHz，60％频偏时<3%
灵 敏 度：<0.35μV（12.5）；<0.35μV（25）
静噪灵敏度：-4dBμV typ.（emf.threshold）
邻道选择度：75dBtyp.（wide，middle）；65dB typ.（narrow）
杂波抑制：75Db
互　　调：67dB typ
输出功率：4.0W typ.at 3% dist/4Ω
6.2室内天线 TLB-410 （畅博）

电气性能
产品型号
TLB-144/430V-
频率范围
144MHz & 430MHz
输入阻抗
50Ω
驻波比
<1.4
增益
2.15dBi（144MHz），3.5dBi（430MHz）
极化方法
垂直
避雷保护
直流接地
耐功率
100W
接头形式
SL16

机械特征
尺寸
500mm
重量
净重：380g；毛重：430g
辐射振子材料
不锈钢
6.3 1/2同轴电缆 HCAAY-50-12（中天日立）

电气特征

1/4"s
3/8"s
3/8"
1/2"s
1/2"
7/8"s
7/8"
7/8"低
1-1/4"
1-5/8"
特征阻抗（Ω）
50±1
速度系数（%）
83
82
88
81
88
88
88
88
88
88
电容（pF/m）
80
82
76
83
76
76
76
76
76
76
最大使用频率（GHZ）
20.4
13.4
13
10.2
8.8
5
5
4.9
3.3
2.7
额定功率峰值（KW）
8.2
13.5
15.6
19
58
90
91
99.5
200
290
内导体直流电阻
（Ω/Km）
10.45
5.3
4.19
2.97
1.62
2.97
1.2
1.4
0.78
0.91
外导体直流电阻
（Ω/Km）
7.02
4.5
3.08
3.54
2.08
1.31
1.2
1.19
0.66
0.52
绝缘介电强度（DC.V）

2500
2500
2500
6000
6000
10000
10000
10000
15000

最大电压驻波比、三阶交调（dBc）

频率（MHZ）
1/4"s
3/8"s
3/8"
1/2"s
1/2"
7/8"s
7/8"
7/8"低
1-1/4"
1-5/8"
最大电压驻波比
400-500
≤1.15
800-1000
≤1.15
1700-2200
≤1.15
三阶交调（dBc）
≥155

标准要求
衰减：VSWR 1.0，电缆温度20℃；
平均功率：VSWR 1.0，环境温度40℃，内导体温度100℃。

6.4 双工器 SGQ-450D（畅博）

频率范围
工作带宽
功率容量
连接形式
收发间隔
尺 寸
137~172
±200
25
N
5.7
214×154×31.5
插入损耗
阻 抗
电压驻波比
抑制度
隔离度
重 量
≤1.0
50
≤1.5
>75
>75
1.2
6.5 功率分配器 GFQ-450-2（畅博）

电气性能
工作频率：400~500MHz
电压驻波比：≤1.3
工作模式：二等分Halve
插入损耗：＜3.3dB
带内波动：＜0.3dB
振幅不平衡度：＜0.3dB
相位不平衡度：＜3°
隔 离 度：≧20dB
功率容量：50 W
标称阻抗：50Ω
接 头：N－F
工作温度：-40℃~ +70℃
相对湿度：5%-95%
尺　　寸：96×74×23（mm）
重 量：150g
6.6 定向耦合器 OHQ-450-10（畅博）

关键特征：
300~500MHz宽频带内工作
插损小，驻波性能好，隔离度高，平坦度好
带状线结构，结构小巧
室内系统使用

机械及环境指标
接头型号
N-座
尺寸（L×W×D）-mm
165×55×20
重量-g
210
工作温度-℃
-40℃ ~ +60
相对湿度