李東建
【摘要】隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對無線通信質(zhì)量要求的提高以及信息頻率資源的快速高漲,數(shù)字對講機廣泛應用于交通,運輸,制造,建筑,油田,煤礦,公安等行業(yè),在專用通信領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字對講機 調(diào)度通信 話務(wù)量 覆蓋
一、系統(tǒng)簡介
本系統(tǒng)以數(shù)字對講機通信為基礎(chǔ),通過多功能的接口連接警報器和大功率揚聲器,可以在通話的功能基礎(chǔ)上擴展出一鍵報警功能,控制中心接至中繼臺,能夠查看機器工作狀態(tài)、錄音內(nèi)容、報警廣播信息等,具有通信靈活,報警及時,通信安全等特點。
二、項目需求
此項目為滿足某監(jiān)獄地區(qū)通信需求。用戶為三地獨立通信,以及緊急情況下三區(qū)互通,并支持GPS和錄音功能。
該對講機覆蓋系統(tǒng)的信號覆蓋區(qū)域為室外,主要地域為監(jiān)獄以及周邊地區(qū);
系統(tǒng)設(shè)計具備三組常規(guī)工作頻道和一組緊急通信信道供三地部門使用,各頻道能同時使用,不互相產(chǎn)生干擾和影響,緊急情況下三區(qū)切至緊急信道三區(qū)可互通:
采用室內(nèi)小型天線和射頻同軸電纜組成的天饋系統(tǒng)實現(xiàn)無線信號的覆蓋,最大限度的保證建筑結(jié)構(gòu)的完整和美觀。
三、系統(tǒng)說明
(一)系統(tǒng)示意圖
(二)系統(tǒng)組成說明
中繼臺架設(shè):A區(qū):一部,用戶A區(qū)內(nèi)部通信。
B區(qū):二部,分別用于B區(qū)和c區(qū)通信。
這樣各區(qū)域獨立工作,不相互干擾和沖突。
中繼臺IP互聯(lián):三區(qū)中繼臺采用IP進行互聯(lián),以保證在緊急情況下三區(qū)具有互通性。
緊急報警:當出現(xiàn)緊急情況時,任何一部手持臺按下報警鍵,報警手持臺所處區(qū)域中繼臺收到報警提示后,通過IP網(wǎng)絡(luò)將報警信息發(fā)送給另外2區(qū)域中繼臺,三區(qū)域報警器發(fā)出警報,三區(qū)中繼臺進行IP互聯(lián)工作模式,任何一區(qū)呼叫都能通過IP轉(zhuǎn)接至另外2區(qū)。
GPS信息查詢顯示:控制中心采用輪詢的工作方式,逐個獲得手持臺的GPS信息,將手持臺GPS按照現(xiàn)有GIS系統(tǒng)約定報文格式發(fā)送至指定GIS服務(wù)器。
(三)區(qū)域覆蓋分析
根據(jù)本區(qū)域的地形地貌,覆蓋計算采用Hata模型。其公式為:
f—工作頻翠(MHz)
ht—發(fā)射天線高度(m)
hr—接收天線高度(m)
a(hr)—接收天線高度修正因子
d—傳播距離(km)
K—小區(qū)類型的校正因子
Cterrain—地形校正因子
具體這個項目中f=400MHz,ht=40m,hr=1.5m,d=5km,采用普通鄉(xiāng)鎮(zhèn)地形模型,丘陵地區(qū),
a(hr)=(1.11gf-0.7)*hr-1.561gf+0.8;
K=4.78(1gf)2-18.331gf+40.94;
地形校正因子Cterrain=10dB
可計算出空間損耗L=126.22dB,
對于中繼臺來說:電臺發(fā)射功率為25W(43.9dBm),7/8“饋線長度為50m(損耗0.745dB),接頭損耗為1dB,發(fā)射天線增益為10dBi,手持臺天線增益為2.15dBi,可計算出到達手持臺射頻接口的信號強度為:
S=43.9-0.745-1-126.22+10+2.15=-71.915dBm
手持臺的接收靈敏度為120dBm(0.25uV),設(shè)計余量48dB,完全可以滿足接收機良好接收的需要。
對于手持臺來說:電臺發(fā)射功率為3w(34.78dBm),天線增益2.15dBi,中繼臺接收天線增益為10dBi,線纜損耗0.745dB,接頭損耗1dB。
可計算出到達中繼臺射頻接口的信號強度為:
S=34.78+2.15+10-0.745-1-126.22-81.03dBm
塔臺電臺的接收靈敏度為-120dBm(0.25uV),),設(shè)計余量39dB,完全可以滿足接收機良好接收的需要。
根據(jù)地圖顯示的信息,中繼臺覆蓋可以達到5公里(注:中繼臺天線需確保高度在40米以上)。如下圖。
(四)話務(wù)量計算
數(shù)字對講機系統(tǒng)屬于呼損制系統(tǒng),應使用Erlang B模型進行計算。當呼損率為5%時,可以得出中繼臺載頻數(shù)和所支持的用戶數(shù)的對應關(guān)系。話務(wù)量的值是根據(jù)Erlang B模型公式計算的出的Erlang B參數(shù)表查表所得,每基站支持的用戶數(shù)由每站支持的話務(wù)量除以每用戶的忙時話務(wù)量得到。該計算數(shù)據(jù)均為推測估計值,實際應用中還需按實際需求進行重新計算確定。有效的管理可以大大提高基站支持的用戶數(shù)。
四、結(jié)論
此方案可滿足該監(jiān)獄報警的通信需求。