現(xiàn)今社會,無論你在走在街道上,公交地鐵上,還是廣場公園景點,都能連上無線網(wǎng),這就是無線覆蓋工程,日益方便著我們的生活,人們越來越離不開它,那么我們是否真的熟悉無線覆蓋工程么?
無線覆蓋工程的概述
隨著高層(超高層)建筑和地下建筑的快速發(fā)展,其防災(zāi)、保安、調(diào)度等內(nèi)部管理的無線對講通信日顯重要,但由于該類建筑大量采用鋼筋水泥材料,結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,墻體和各種設(shè)備密集,對無線電信號的傳播阻擋嚴(yán)重,電波的路徑損耗(衰減)很大,用普通對講機(jī)的常規(guī)通信已無法滿足通信要求。這類建筑的內(nèi)部通信可采用漏泄同軸電纜通信系統(tǒng)或采用小型室內(nèi)天線的微蜂窩通信系統(tǒng)。其中微蜂窩通信系統(tǒng)因價格低廉、可靠性高、施工和維護(hù)便捷得到廣泛的應(yīng)用。而漏泄同軸電纜大量應(yīng)用于條狀空間,即地鐵、隧道等。
微蜂窩通信系統(tǒng)是采用分布眾多小型室內(nèi)天線來實現(xiàn)全覆蓋的,由于發(fā)射天線均設(shè)置在室內(nèi),除了保證覆蓋區(qū)內(nèi)有足夠的信號場強(qiáng)外,必須滿足:
1. 因天線離居住、工作、生活的人群很近,為控制電磁波對環(huán)境的污染和保護(hù)人民的健康,必須達(dá)到《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB--9175》規(guī)定的環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度的一級安全標(biāo)準(zhǔn),即:
頻率為30~300MHz(相應(yīng)波長為10m~1m)時 容許場強(qiáng)<6 V/m
頻率為300~300GHz(相應(yīng)波長為1m~1mm)時 容許場強(qiáng)<10μW/cm2
2. 為防止本系統(tǒng)電磁波對外界的影響,樓宇邊界外50米處的場強(qiáng)小于-105dBm(上海市規(guī)定)。
可見為實現(xiàn)保覆蓋、控輻射、防干擾(雙向)的微蜂窩通信系統(tǒng)的三要素,天線的輻射功率必須很小,每根室內(nèi)天線的射頻輸出功率≤17dBm(≤50mw),天線的覆蓋面積有限,全系統(tǒng)需有較多的天線才能確保覆蓋(顯然,那些僅用少量天線就組成的簡單系統(tǒng)是很難同時滿足三要素的)。
無線覆蓋工程的設(shè)計原理
一.無線對講通信覆蓋系統(tǒng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
1.《無線通信系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋工程設(shè)計規(guī)范》
2.《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》
3.《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》
4.《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》
5.《通信工程建設(shè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)定》
6.《電信設(shè)備安裝抗震設(shè)計規(guī)范》
7.《移動通信調(diào)頻無線電話機(jī)通用技術(shù)條件》
8.《移動通信調(diào)頻無線電話機(jī)環(huán)境境要求和實驗方法》
9.《移動通信電源技術(shù)要求和實驗方法》
10《移動通信天線通用技術(shù)規(guī)范》
11《移動通信調(diào)頻無線電話發(fā)射機(jī)測量方法》
12《移動通信調(diào)頻無線電話接收機(jī)測量方法》
13《電纜分配系統(tǒng)用單同軸電纜一般要求和試驗》
14《通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范》
15《電磁輻射防環(huán)境影響評估方法與標(biāo)準(zhǔn)》
16國家無委核發(fā)《無線電發(fā)射設(shè)備型號核準(zhǔn)證》
17信部無[1998]178《微功率(短距離)無線電設(shè)備管理暫行規(guī)定》
18上海無線電管理委員會的相關(guān)規(guī)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.無線電波傳輸損耗工程實用公式
1.場強(qiáng)估算(大范圍傳輸):
LM(dB) =88.1+20 lgF-20 lghlh2+40 lgd
式中:F-通訊工作頻率(MHz)
hl-通訊對象A點天線高度(m)
h2-通訊對象B點天線高度(m)
d—A點和B點的通訊距離(m)
上述實用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400~470MHz頻段,并且地形起伏高度在15m左右,通訊距離在50km范圍內(nèi)。
2.系統(tǒng)無線設(shè)備通訊距離的計算(以下舉例說明)
(1)假設(shè)已知條件
a.系統(tǒng)工作頻率:
TX 465MHz RX 455MHz
b.中繼臺參數(shù)和架設(shè)數(shù)據(jù):
發(fā)射功率:20W (43dBm)
接收靈敏度:-116dBm
同軸電纜損耗:2dB(l/2”饋管40m長、5dB/lOOm)
全向天線增益:9.8dBi
天線架設(shè)高度:30m
c.對講機(jī)參數(shù)
發(fā)射功率:4W(36dBm)
接收靈敏度:-116dBm
對講機(jī)天線增益:OdBi
對講機(jī)高度:1.5m
(2)中繼臺與對講機(jī)的系統(tǒng)增益
在本例中,所謂系統(tǒng)增益就是對講機(jī)發(fā)射信號給中繼臺接收機(jī)允許衰減的最大值,若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下:
系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)一接收靈敏度(dBm)
若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為:
SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)
式中:Pt-對講機(jī)發(fā)射功率
PA--對講機(jī)天線增益
RA--中繼臺天線增益
CL--同軸電纜損耗
RR--中繼臺接收靈敏度
(3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗,則說明通訊距離的電波能量
已達(dá)極限,若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來。
將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式:
144.2=88.1+20lg455_20lg1.5×30+40lgd
144.2=88.1+53.2-33+40lgd
35.9=40lgd
d=7.9km
三.無線對講覆蓋系統(tǒng)技術(shù)要求:
1. 系統(tǒng)采用半雙工工作方式,即中轉(zhuǎn)臺采用全雙工收發(fā)信設(shè)備,對講機(jī)為按鍵發(fā)話的異頻單工方式,本系統(tǒng)兼容多個品牌、多種型號的對講機(jī)。
2. 保證整幢大樓(含地下室)的通信覆蓋面積不低于總面積的97%。重點區(qū)域的通信覆蓋為100%。
3. 本系統(tǒng)采用UHF頻段中的403 ~ 423MHz段(由上海市無線電管理局核發(fā))。
4. 場強(qiáng)要求:
a.每根室內(nèi)天線的射頻輸出功率≤17dBm(≤50mw)
b.建筑物50米以外的場強(qiáng)≤-105dBm
因此,需安裝很多根室內(nèi)天線才能達(dá)到以上兩點要求。
5. 場強(qiáng)計算及設(shè)計(無線覆蓋傳輸計算略)
四.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(系統(tǒng)圖另見附件)