主页（http://www.pttcn.net）：浅谈上海港国际客运中心SB-9号楼无线对讲系统工程设计 上海和源通信工程有限公司 郭小会
摘 要 本文通过对上海港国际客运中心SB-9号楼无线对讲系统工程设计，实施过程中的方案来阐述我们对于无线对讲系统集成项目的认识。同时，叙述了楼宇内无线对讲系统的网络架构设计理念以及所采用相关设备的技术资料。 无线对讲系统具有机动灵活，操作简便，语音传递快捷，使用经济之特点，是实现生产调度自动化和管理现代化的基础手段。 建设楼宇内无线对讲系统对于安全保卫，设备维护，物业管理等各项管理工作将带来极大的便利。可实现高效、即时的处理各种事件，最大限度地减少可能造成的损失。 系统包括但不限于最大有效功率、频道空间、认可频道、频率容忍度等的使用可能需要由当地无线电委员会有关部门审批并发给之认可证书。系统电磁场覆盖面之强度优于150ūV/m，没有杂声及干扰，或为当地无线电委员会认可之强度。
关键字 频段 半双工 电波传输 空间场强
第一章 绪 论 1.1 引言 无线对讲系统是一个独立的以放射式的双频双向自动重复方式通讯系统，解决因使用通讯范围或建筑结构等因素引起的通讯信号无法覆盖，便于在何时何地精准使用于联络如保安、工程、操作及服务的人员，在管理场所内非固定的位置执行职责。
1.2 电波传输 电波传输就是依靠空气为媒介进行信号传输。任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播方式分成下列几种： （1）地波传播（沿地面传输） （2）天波传播（依靠电离层反射传输） （3）视距传播（无阻挡传输） 目前我们无线对讲使用的频段VHF和UHF,主要以视距传输为主，VHF和UHF略有地波传播的特点，具有绕射能力，同时穿透效果也很明显。 1.3 我国常用无线电频段的划分
1.4 无线电通讯方式 （1）单工通讯方式：无线电波单方向传输。例如：寻呼发射机、调频广播发射台、调频收音机的通讯方式均称之为单工通讯工作方式。 （2）半双工通讯方式：无线电波虽然双方向传输。但同一时刻对于某通讯对象而言，发射时不能接收，接收时不能发射，例如：经常使用的对讲机和车载台均称之为半双工通讯工作方式。（俗称单工方式） （3）双工通讯方式：无线电波同一时刻双方向传输。在接收的同时仍能发射，即能听又能讲。例如：中继台、GSM手机、有线电话等均称之为全双工通讯工作方式。
第二章 无线对讲系统的设计分析 2.1 工程概况 上海港国际客运中心SB-9号楼坐落于黄浦江畔的北外滩。地下一层和地上20层,地上部分由A、B两座塔楼组成.
2.2 需求分析 根据业主的招标要求及上海国际客运中心SB-9号楼对讲机覆盖系统建设的特点，我们认为系统应满足以下几点： - 设计的对讲机覆盖系统的覆盖区域为大楼的地下室，裙房及塔楼标准层的公共走道及救生楼梯和电梯箱体内； - 系统设计要求具备两组覆盖频率供安保部、工程部使用，两个频道互相可切换通信，并不会互相产生干扰; - 本系统设计采用的频率为当地无线电管理局获得许可，并可在建成后获得系统使用许可证； - 整个对讲机覆盖系统采用室内吸顶天线和同轴电缆组成的室内无源分布系统来实现信号的覆盖；
2.3 系统设计依据 - 上海国际客运中心SB-9号楼使用部门的要求； - 国家无线电管理局室内覆盖系统设计的标准和规范： - 国家无线电管理委员会，国无管[1994]19号文《关于公众数字蜂窝移动通信系统使用频段的通知》； - 中华人民共和国国家标准《电磁辐射防护规定》（国标GB8702-88）； - GB/T 50311-2000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范； - YD/T 5082-99建筑与建筑群综合布线系统工程设计施工图集； - 参考以往大量室内覆盖系统的案例基础上，并结合五月花生活广场区域的系统设计，尽力避免了以往设计中出现的问题，采用可靠的技术和材料以提高此次设计中系统地合理性和稳定性。
第三章 无线对讲系统的总体设计 3.1 系统架构 整个无线对讲机覆盖系统是包括信号源和天馈室内分布系统两部分组成。信号源作为系统的核心部件将接收到的对讲机信号处理后，放大并回送到对讲机终端，从而实现建筑内外对讲机之间的桥接作用，天馈室内分布系统作为信号在建筑内传输的网络，遍布建筑各个位置，通过室内天线来发射和接收天线附近对讲机终端的信息，室内分布系统的优劣直接影响到整个覆盖区域的效果。
3.2 系统设备布局 信号源-中继控制信道机设计安装在上海港国际客运中心SB-9号楼一层的弱电机房内，由一个立式机柜构成，所有信号都将在这里作汇接处理，并发散到整个上海港国际客运中心SB-9号楼建筑内部，中继站经过合路平台后将信号输出给室内天线分布系统。输出的主干线建筑的内部桥架系统将信号传输到各个层面的室内天线上，并通过室内天线将信号发送给移动中的对讲机终端。
我们通过调查进行数据采样：调查人员分为四组,在两小时内分别对安保、工程、管理及保洁人员使用对讲机的时间进行统计,然后计算出各部门的使用对讲机的概率,如下图表：
通过数据采样结果,我们可将覆盖整个上海港国际客运中心SB-9号楼内部的频道为两个，可提供给上海港国际客运中心SB-9号楼安保、工程、管理及保洁人员使用，考虑到安保部门的工作频率非常高，必须独享一个频道，工程部可考虑和管理部、保洁部这些非繁忙部门合用一个频道，另外有些临时人员，可考虑采用脱网的频道进行短距离通信，既节约了有限的频率资源，有不受干扰的通信。
3.4 天线的布放 室内分布系统的天线布放虽简单但重要，是设计的关键点。我们遵循“小功率，多天线”的原则，保证信号均匀覆盖整个目标建筑物。采用小功率的优点是信号易于控制，辐射小，对外干扰小。根据物业管理人员工作区域,我们将上海港国际客运中心SB-9号楼的无线对讲覆盖的区域划为客梯、消防电梯、楼梯和公共区域(包括设备机房)四大部分。各区域的点位分布如下表:
客梯和公共区域是管理人员日常巡检的重要区域,而消防电梯和楼梯又是应急事件发生后的重要疏散通道,保证这些区域通信畅通,不仅可以预防恶意事件的发生,而且还可以及时有效对应急事件进行处理。
3.4.1 电梯的覆盖 由于电梯井道墙壁较厚、电梯桥箱为金属体、电梯高速运行等等这些因素都给磁波的空间传播带来了很大有阻碍。电梯的覆盖方式通常有两种:一种是在电梯井道内壁贴装定向天线;另一种是在电梯厅内吸顶安装全向天线。 针对上海港国际客运中心SB-9号楼电梯的特点,我们经过分析,搭建测试模型,最终采用电梯厅吸顶安装全向天线的方式进行覆盖。原因主要有以下几点: 1. 电梯井道空间狭小,天线安装在里面不利于信号发散,多径衰减大大增加,天线的覆盖效果大大降低; 2. 电梯井道内施工属于高空作业,线缆布放、天线安装的都很困难,不利于成本控制; 3. 施工完成后,电梯正常运行,没有办法进行施工验收,若施工工艺不合格,很可能会导致电梯不能正常运行,给楼宇管理带来安全隐患;
上海港国际客运中心SB-9号楼电梯布局如下,A、B塔楼均有一个消防电梯和四个并列的客梯组成。
3.4.2 楼梯的覆盖 上海港国际客运中心SB-9号楼塔楼的楼梯为剪刀梯,初步设计时,我们设计每隔五层在在楼梯内安装室内吸顶天线,施工过程中发现在楼梯内不具备安装条件,我们通过先进的设备进行多次模拟测试,最终将天线调整到楼梯前室,施工方便的同时也保证了楼梯内的信号覆盖。
3.4.3 公共区域的覆盖 无线对讲覆盖系统属于隐蔽工程,天线为无源器件,一般都安装在吊顶内, 而上海港国际客运中心SB-9号楼公共区域几乎全是铝扣板吊顶,铝扣板对电磁波的衰减是石膏板的几十倍(参考数据见下表),业主担心无线对讲信号经过铝扣板衰减后达不到覆盖要求,也不想将天线安装于吊顶外,造成整个楼宇装潢的不协调。我们同样通过现场模拟测试,测得天线信号经过铝扣板衰减后,场强可以达到-80dBm(即话音质量可以达到3分以上),解决了业主的后顾之忧。
3.5 信号场强推算 天线末端的信号推算 根据无线电管理局的设计要求，天线末端的最大信号强度不能高于15dBm，根据自由空间损耗公式1： L = 32.4 + 20log (F) + 20Log(D) 不同材料穿透损耗经验值:（400MHz）
因此，建筑内天线能覆盖的半径遵循以下公式： P-15-12-8-L < -80dBm P=10dBm L=55dB 代入公式1算得天线能覆盖的半径为 D=32M 由此得出，设计天线端口增益为10dBm的情况下，在开阔的公共区通过建筑的墙体，隔板和管道的衰减后，到达32M处的信号可保持在-85dBm以上。
3.6 本次系统设计的达到的覆盖效果 本次系统设计对上海港国际客运中心SB-9号楼作完全的覆盖，主设备发射功率在40W,终端设备发射功率设定在3W，整个上海港国际客运中心SB-9号楼楼内通信的质量都达到话音3分以上标准，并无断续，建筑内95%以上的区域信号场强高于-85dBm，建筑外红线外100米范围以外信号场强低于-105dBm，符合当地无线电管理局对企业对讲机对外界电磁泄漏的规定，同时也很好的保证企业的调度保密性。
3.7 使用合法的频率及获得系统许可证{403～430MHz} 此次无线对讲机覆盖系统所使用的频率是为上海港国际客运中心SB-9号楼专门申请的频率。所选择的频率是由上海市无线电管理局指派的，并发放频率使用许可证。考虑到信号在封闭空间的传播特性，我们建议申请的频率在以上注明的频率范围内。同时，我们将有责任采用技术措施来避免在合法频段上来外界的频率干扰。并避免建筑内的信号向外界泄漏。所以在频率申请前后我们将在现场监测并建议合适的频率给用户方向有关部门提出申请。
4.1 系统的测试过程
测试时间：2010年07月5日，2010年07月10日 测试设备：驻波比测试仪、场强仪、写频电脑、手持终端 人员配备及分工 1、技术工程师1名 负责设备调试，各楼层的驻波比测试及情况判断。 2、施工技术员1名 测试时若技术工程师提出需对馈线部分做出修改时进行及时变更。
测试设备及工具 1、驻波比测试仪 测试检查馈线系统信号驻波比，可判断线路通常与否及对信号的实际衰减。 2．钳子，接头等其他必要工具 3、场强仪 测试楼层内的各个点位，信号覆盖强度是否达到要求。
测试情况说明： 经过安装与调测、设置，完成了各个平面楼层的天线安装。 测试环境： 各平面楼层测试数据：
在上海国际客运中心SB-9号楼无线对讲覆盖系统设计中,我们针对其建筑结构的特点,考虑到其电梯、楼梯以及吊顶方式等等因素,采用先进的设备和有效的测试方案,搭建了一套从技术、质量、经济各方面均达到了优质标准的项目,为上海港国际客运中心SB-9号楼安全保卫工作提供了有力的保障。
此作品来源于2011摩托罗拉解决方案大奖赛 (中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
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