无线覆盖工程概述及设计

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无线覆盖工程的概述

　　随着高层（超高层）建筑和地下建筑的快速发展，其防灾、保安、调度等内部管理的无线对讲通信日显重要，但由于该类建筑大量采用钢筋水泥材料，结构都比较复杂，墙体和各种设备密集，对无线电信号的传播阻挡严重，电波的路径损耗（衰减）很大，用普通对讲机的常规通信已无法满足通信要求。这类建筑的内部通信可采用漏泄同轴电缆通信系统或采用小型室内天线的微蜂窝通信系统。其中微蜂窝通信系统因价格低廉、可靠性高、施工和维护便捷得到广泛的应用。而漏泄同轴电缆大量应用于条状空间，即地铁、隧道等。

　　微蜂窝通信系统是采用分布众多小型室内天线来实现全覆盖的，由于发射天线均设置在室内，除了保证覆盖区内有足够的信号场强外，必须满足：

　　1. 因天线离居住、工作、生活的人群很近，为控制电磁波对环境的污染和保护人民的健康，必须达到《环境电磁波卫生标准  GB--9175》规定的环境电磁波容许辐射强度的一级安全标准，即：

　　频率为30～300MHz（相应波长为10m～1m）时 容许场强＜6 V/m

　　频率为300～300GHz（相应波长为1m～1mm）时 容许场强＜10μW/cm2

　　2. 为防止本系统电磁波对外界的影响，楼宇边界外50米处的场强小于-105dBm（上海市规定）。

　　可见为实现保覆盖、控辐射、防干扰（双向）的微蜂窝通信系统的三要素，天线的辐射功率必须很小，每根室内天线的射频输出功率≤17dBm(≤50mw)，天线的覆盖面积有限，全系统需有较多的天线才能确保覆盖（显然，那些仅用少量天线就组成的简单系统是很难同时满足三要素的）。

无线覆盖工程的设计原理

一．无线对讲通信覆盖系统执行标准

1.《无线通信系统室内覆盖工程设计规范》

2.《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

3.《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》

4.《环境电磁波卫生标准》

5.《通信工程建设环境保护技术规定》

6.《电信设备安装抗震设计规范》

7.《移动通信调频无线电话机通用技术条件》

8.《移动通信调频无线电话机环境境要求和实验方法》

9.《移动通信电源技术要求和实验方法》

10《移动通信天线通用技术规范》

11《移动通信调频无线电话发射机测量方法》

12《移动通信调频无线电话接收机测量方法》

13《电缆分配系统用单同轴电缆一般要求和试验》

14《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》

15《电磁辐射防环境影响评估方法与标准》

16国家无委核发《无线电发射设备型号核准证》

17信部无[1998]178《微功率(短距离)无线电设备管理暂行规定》

18上海无线电管理委员会的相关规定

TD/T 5120

GB/T 50311

GB/T 503123

GB 9175

YD 5039

YD/T 5059

GB/T 15844.1

GB/T 15844.2

GB/T 13722

GB 9410

GB 12192

GB12193

GB 11323

YD/T 5058

HJ/T 10.3

二．无线电波传输损耗工程实用公式

1．场强估算（大范围传输）：

LM(dB) =88.1+20 lgF-20 lghlh2+40 lgd

式中：F-通讯工作频率(MHz)

hl-通讯对象A点天线高度(m)

h2-通讯对象B点天线高度(m)

d—A点和B点的通讯距离(m)

上述实用公式仅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz频段，并且地形起伏高度在15m左右，通讯距离在50km范围内。

2．系统无线设备通讯距离的计算（以下举例说明）

(1)假设已知条件

a．系统工作频率：

TX 465MHz RX 455MHz

b．中继台参数和架设数据：

发射功率：20W (43dBm)

接收灵敏度：-116dBm

同轴电缆损耗：2dB(l/2”馈管40m长、5dB/lOOm)

全向天线增益：9.8dBi

天线架设高度：30m

c．对讲机参数

发射功率：4W(36dBm)

接收灵敏度：-116dBm

对讲机天线增益：OdBi

对讲机高度：1.5m

(2)中继台与对讲机的系统增益

在本例中，所谓系统增益就是对讲机发射信号给中继台接收机允许衰减的最大值，若不考虑电缆损耗和天线增益的条件下：

系统增益(dB)=发射功率(dBm)一接收灵敏度(dBm)

若考虑电缆损耗、天线增益的条件下，本例系统增益为：

SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)

式中：Pt-对讲机发射功率

PA--对讲机天线增益

RA--中继台天线增益

CL--同轴电缆损耗

RR--中继台接收灵敏度

(3)如果系统增益等于电波传输的损耗，则说明通讯距离的电波能量

已达极限，若系统增益小于传输损耗则表明通讯可能建立不起来。

将系统增益代入电波传输损耗工程公式：

144.2=88.1+20lg455_20lg1.5×30+40lgd

144.2=88.1+53.2-33+40lgd

35.9=40lgd

d=7.9km

三．无线对讲覆盖系统技术要求：

1. 系统采用半双工工作方式，即中转台采用全双工收发信设备，对讲机为按键发话的异频单工方式,本系统兼容多个品牌、多种型号的对讲机。

2. 保证整幢大楼（含地下室）的通信覆盖面积不低于总面积的97%。重点区域的通信覆盖为100%。

3. 本系统采用UHF频段中的403 ~ 423MHz段(由上海市无线电管理局核发)。 

4. 场强要求:

a.每根室内天线的射频输出功率≤17dBm(≤50mw)

b.建筑物50米以外的场强≤-105dBm

因此，需安装很多根室内天线才能达到以上两点要求。

5. 场强计算及设计（无线覆盖传输计算略）

四．系统结构框图（系统图另见附件）