主頁（http://www.by236.com）：淺談上海港國際客運中心SB-9號樓無線對講系統工程設計 上海和源通信工程有限公司 郭小會
摘 要 本文通過對上海港國際客運中心SB-9號樓無線對講系統工程設計，實施過程中的方案來闡述我們對于無線對講系統集成項目的認識。同時，敘述了樓宇內無線對講系統的網絡架構設計理念以及所采用相關設備的技術資料。 無線對講系統具有機動靈活，操作簡便，語音傳遞快捷，使用經濟之特點，是實現生產調度自動化和管理現代化的基礎手段。 建設樓宇內無線對講系統對于安全保衛，設備維護，物業管理等各項管理工作將帶來極大的便利。可實現高效、即時的處理各種事件，最大限度地減少可能造成的損失。 系統包括但不限于最大有效功率、頻道空間、認可頻道、頻率容忍度等的使用可能需要由當地無線電委員會有關部門審批并發給之認可證書。系統電磁場覆蓋面之強度優于150ūV/m，沒有雜聲及干擾，或為當地無線電委員會認可之強度。
關鍵字 頻段 半雙工 電波傳輸 空間場強
第一章 緒 論 1.1 引言 無線對講系統是一個獨立的以放射式的雙頻雙向自動重復方式通訊系統，解決因使用通訊范圍或建筑結構等因素引起的通訊信號無法覆蓋，便于在何時何地精準使用于聯絡如保安、工程、操作及服務的人員，在管理場所內非固定的位置執行職責。
1.2 電波傳輸 電波傳輸就是依靠空氣為媒介進行信號傳輸。任何一種無線電信號傳輸系統均由發信部分、收信部分和傳輸媒質三部分組成。傳輸無線電信號的媒質主要有地表、對流層和電離層等，這些媒質的電特性對不同波段的無線電波的傳播有著不同的影響。根據媒質及不同媒質分界面對電波傳播產生的主要影響，可將電波傳播方式分成下列幾種： （1）地波傳播（沿地面傳輸） （2）天波傳播（依靠電離層反射傳輸） （3）視距傳播（無阻擋傳輸） 目前我們無線對講使用的頻段VHF和UHF,主要以視距傳輸為主，VHF和UHF略有地波傳播的特點，具有繞射能力，同時穿透效果也很明顯。 1.3 我國常用無線電頻段的劃分
1.4 無線電通訊方式 （1）單工通訊方式：無線電波單方向傳輸。例如：尋呼發射機、調頻廣播發射臺、調頻收音機的通訊方式均稱之為單工通訊工作方式。 （2）半雙工通訊方式：無線電波雖然雙方向傳輸。但同一時刻對于某通訊對象而言，發射時不能接收，接收時不能發射，例如：經常使用的對講機和車載臺均稱之為半雙工通訊工作方式。（俗稱單工方式） （3）雙工通訊方式：無線電波同一時刻雙方向傳輸。在接收的同時仍能發射，即能聽又能講。例如：中繼臺、GSM手機、有線電話等均稱之為全雙工通訊工作方式。
第二章 無線對講系統的設計分析 2.1 工程概況 上海港國際客運中心SB-9號樓坐落于黃浦江畔的北外灘。地下一層和地上20層,地上部分由A、B兩座塔樓組成.
2.2 需求分析 根據業主的招標要求及上海國際客運中心SB-9號樓對講機覆蓋系統建設的特點，我們認為系統應滿足以下幾點： - 設計的對講機覆蓋系統的覆蓋區域為大樓的地下室，裙房及塔樓標準層的公共走道及救生樓梯和電梯箱體內； - 系統設計要求具備兩組覆蓋頻率供安保部、工程部使用，兩個頻道互相可切換通信，并不會互相產生干擾; - 本系統設計采用的頻率為當地無線電管理局獲得許可，并可在建成后獲得系統使用許可證； - 整個對講機覆蓋系統采用室內吸頂天線和同軸電纜組成的室內無源分布系統來實現信號的覆蓋；
2.3 系統設計依據 - 上海國際客運中心SB-9號樓使用部門的要求； - 國家無線電管理局室內覆蓋系統設計的標準和規范： - 國家無線電管理委員會，國無管[1994]19號文《關于公眾數字蜂窩移動通信系統使用頻段的通知》； - 中華人民共和國國家標準《電磁輻射防護規定》（國標GB8702-88）； - GB/T 50311-2000建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范； - YD/T 5082-99建筑與建筑群綜合布線系統工程設計施工圖集； - 參考以往大量室內覆蓋系統的案例基礎上，并結合五月花生活廣場區域的系統設計，盡力避免了以往設計中出現的問題，采用可靠的技術和材料以提高此次設計中系統地合理性和穩定性。
第三章 無線對講系統的總體設計 3.1 系統架構 整個無線對講機覆蓋系統是包括信號源和天饋室內分布系統兩部分組成。信號源作為系統的核心部件將接收到的對講機信號處理后，放大并回送到對講機終端，從而實現建筑內外對講機之間的橋接作用，天饋室內分布系統作為信號在建筑內傳輸的網絡，遍布建筑各個位置，通過室內天線來發射和接收天線附近對講機終端的信息，室內分布系統的優劣直接影響到整個覆蓋區域的效果。
3.2 系統設備布局 信號源-中繼控制信道機設計安裝在上海港國際客運中心SB-9號樓一層的弱電機房內，由一個立式機柜構成，所有信號都將在這里作匯接處理，并發散到整個上海港國際客運中心SB-9號樓建筑內部，中繼站經過合路平臺后將信號輸出給室內天線分布系統。輸出的主干線建筑的內部橋架系統將信號傳輸到各個層面的室內天線上，并通過室內天線將信號發送給移動中的對講機終端。
我們通過調查進行數據采樣：調查人員分為四組,在兩小時內分別對安保、工程、管理及保潔人員使用對講機的時間進行統計,然后計算出各部門的使用對講機的概率,如下圖表：
通過數據采樣結果,我們可將覆蓋整個上海港國際客運中心SB-9號樓內部的頻道為兩個，可提供給上海港國際客運中心SB-9號樓安保、工程、管理及保潔人員使用，考慮到安保部門的工作頻率非常高，必須獨享一個頻道，工程部可考慮和管理部、保潔部這些非繁忙部門合用一個頻道，另外有些臨時人員，可考慮采用脫網的頻道進行短距離通信，既節約了有限的頻率資源，有不受干擾的通信。
3.4 天線的布放 室內分布系統的天線布放雖簡單但重要，是設計的關鍵點。我們遵循“小功率，多天線”的原則，保證信號均勻覆蓋整個目標建筑物。采用小功率的優點是信號易于控制，輻射小，對外干擾小。根據物業管理人員工作區域,我們將上海港國際客運中心SB-9號樓的無線對講覆蓋的區域劃為客梯、消防電梯、樓梯和公共區域(包括設備機房)四大部分。各區域的點位分布如下表:
客梯和公共區域是管理人員日常巡檢的重要區域,而消防電梯和樓梯又是應急事件發生后的重要疏散通道,保證這些區域通信暢通,不僅可以預防惡意事件的發生,而且還可以及時有效對應急事件進行處理。
3.4.1 電梯的覆蓋 由于電梯井道墻壁較厚、電梯橋箱為金屬體、電梯高速運行等等這些因素都給磁波的空間傳播帶來了很大有阻礙。電梯的覆蓋方式通常有兩種:一種是在電梯井道內壁貼裝定向天線;另一種是在電梯廳內吸頂安裝全向天線。 針對上海港國際客運中心SB-9號樓電梯的特點,我們經過分析,搭建測試模型,最終采用電梯廳吸頂安裝全向天線的方式進行覆蓋。原因主要有以下幾點: 1. 電梯井道空間狹小,天線安裝在里面不利于信號發散,多徑衰減大大增加,天線的覆蓋效果大大降低; 2. 電梯井道內施工屬于高空作業,線纜布放、天線安裝的都很困難,不利于成本控制; 3. 施工完成后,電梯正常運行,沒有辦法進行施工驗收,若施工工藝不合格,很可能會導致電梯不能正常運行,給樓宇管理帶來安全隱患;
上海港國際客運中心SB-9號樓電梯布局如下,A、B塔樓均有一個消防電梯和四個并列的客梯組成。
3.4.2 樓梯的覆蓋 上海港國際客運中心SB-9號樓塔樓的樓梯為剪刀梯,初步設計時,我們設計每隔五層在在樓梯內安裝室內吸頂天線,施工過程中發現在樓梯內不具備安裝條件,我們通過先進的設備進行多次模擬測試,最終將天線調整到樓梯前室,施工方便的同時也保證了樓梯內的信號覆蓋。
3.4.3 公共區域的覆蓋 無線對講覆蓋系統屬于隱蔽工程,天線為無源器件,一般都安裝在吊頂內, 而上海港國際客運中心SB-9號樓公共區域幾乎全是鋁扣板吊頂,鋁扣板對電磁波的衰減是石膏板的幾十倍(參考數據見下表),業主擔心無線對講信號經過鋁扣板衰減后達不到覆蓋要求,也不想將天線安裝于吊頂外,造成整個樓宇裝潢的不協調。我們同樣通過現場模擬測試,測得天線信號經過鋁扣板衰減后,場強可以達到-80dBm(即話音質量可以達到3分以上),解決了業主的后顧之憂。
3.5 信號場強推算 天線末端的信號推算 根據無線電管理局的設計要求，天線末端的最大信號強度不能高于15dBm，根據自由空間損耗公式1： L = 32.4 + 20log (F) + 20Log(D) 不同材料穿透損耗經驗值:（400MHz）
因此，建筑內天線能覆蓋的半徑遵循以下公式： P-15-12-8-L < -80dBm P=10dBm L=55dB 代入公式1算得天線能覆蓋的半徑為 D=32M 由此得出，設計天線端口增益為10dBm的情況下，在開闊的公共區通過建筑的墻體，隔板和管道的衰減后，到達32M處的信號可保持在-85dBm以上。
3.6 本次系統設計的達到的覆蓋效果 本次系統設計對上海港國際客運中心SB-9號樓作完全的覆蓋，主設備發射功率在40W,終端設備發射功率設定在3W，整個上海港國際客運中心SB-9號樓樓內通信的質量都達到話音3分以上標準，并無斷續，建筑內95%以上的區域信號場強高于-85dBm，建筑外紅線外100米范圍以外信號場強低于-105dBm，符合當地無線電管理局對企業對講機對外界電磁泄漏的規定，同時也很好的保證企業的調度保密性。
3.7 使用合法的頻率及獲得系統許可證{403～430MHz} 此次無線對講機覆蓋系統所使用的頻率是為上海港國際客運中心SB-9號樓專門申請的頻率。所選擇的頻率是由上海市無線電管理局指派的，并發放頻率使用許可證。考慮到信號在封閉空間的傳播特性，我們建議申請的頻率在以上注明的頻率范圍內。同時，我們將有責任采用技術措施來避免在合法頻段上來外界的頻率干擾。并避免建筑內的信號向外界泄漏。所以在頻率申請前后我們將在現場監測并建議合適的頻率給用戶方向有關部門提出申請。
4.1 系統的測試過程
測試時間：2010年07月5日，2010年07月10日 測試設備：駐波比測試儀、場強儀、寫頻電腦、手持終端 人員配備及分工 1、技術工程師1名 負責設備調試，各樓層的駐波比測試及情況判斷。 2、施工技術員1名 測試時若技術工程師提出需對饋線部分做出修改時進行及時變更。
測試設備及工具 1、駐波比測試儀 測試檢查饋線系統信號駐波比，可判斷線路通常與否及對信號的實際衰減。 2．鉗子，接頭等其他必要工具 3、場強儀 測試樓層內的各個點位，信號覆蓋強度是否達到要求。
測試情況說明： 經過安裝與調測、設置，完成了各個平面樓層的天線安裝。 測試環境： 各平面樓層測試數據：
在上海國際客運中心SB-9號樓無線對講覆蓋系統設計中,我們針對其建筑結構的特點,考慮到其電梯、樓梯以及吊頂方式等等因素,采用先進的設備和有效的測試方案,搭建了一套從技術、質量、經濟各方面均達到了優質標準的項目,為上海港國際客運中心SB-9號樓安全保衛工作提供了有力的保障。
此作品來源于2011摩托羅拉解決方案大獎賽 (中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
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