庆阳石化公司新建厂区无线集群对讲系统说明书

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1、摘 要庆阳石化公司提出建设生产调度和应急通信的的通信系统的要求，由于集群通信系统是一种高级移动调度系统，代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向。所以采用了无线集群对讲系统方案来满足其生产调度和应急通信的要求。首先，按照集群通信方案考察现场筛选出基站站址备用地，再按照规定从候选地中确定基站最终站址；其次，按照覆盖范围设计无线集群系统铁塔和天线敷设，基站用户量确定信道数；最后，做出基站并按照在特殊行业对无线集群对讲系统设备要求，完成相关设备选型；所设计出的无线集群对讲系统所具有的功能能够满足庆阳石化日常生产调度，同时能够满足应急通信的要求。关键字：信道；对讲机；移动台；基站；无线集群系统Abs

2、tractQingyang Petrochemical companies to build the communication system requirements of production scheduling and emergency communication, as trunking communication system is an advanced mobile dispatch system, represents one of the private mobile communication system, communication network developm

3、ent. So using a wireless intercom system cluster solution to meet their production scheduling and emergency communication requirements. First, in accordance with the trunking communication program study site selected base station candidate sites, then in accordance with regulations from the candidat

4、e to the identified base end station site; Secondly, in accordance with the coverage of the design of the wireless cluster tower and antenna installation, subscribers of base stations to determine number of channels; Finally, design a base station and the wireless industry, according to cluster in p

5、articular intercom system equipment required to complete the related equipment selection; the design of wireless intercom systems have a cluster of features to meet the daily production scheduling of Qingyang Petrochemical, and also to meet emergency communications requirements.Key words: channel; r

6、adio ; mobile stations; base stations; wireless cluster目录第1章 绪论41.1 集群通信系统41.2 无线集群的基本概念41.3 无线集群通信原理41.4 集群通信的工作过程51.5 移动台对讲机原理介绍61.6 集群对讲系统6第2章 庆阳石化无线通信系统方案72.1 庆阳石化的实际无线通信方案要求72.1.1 庆阳石化的无线通信系统需求72.1.2 无线通信系统的功能设计要求82.1.3 无线通信系统的技术要求82.2 无线集群对讲系统方案的提出92.2.1 无线通信系统的选型92.2.3 无线集群对讲系统的功能设计11第3章 庆阳石化

7、无线集群对讲系统方案设计153.1 庆阳石化系统技术指标设计153.2 庆阳石化无线集群对讲系统方案设计163.2.1 庆阳石化无线对讲系统覆盖选址163.2.2 系统用户容量设计173.2.3 天线覆盖预算173.2.1 庆阳石化无线对讲系统覆盖方案173.2.4 集群铁塔设计183.2.5 铁塔天线安装设计193.3 庆阳石化集群系统其他辅助设计203.3.1 电源203.3.2 温度、湿度203.3.3 接地203.3.4 安装机房的场地设计203.4 庆阳石化集群系统主要性能参数设计213.4.1 信道机设计213.4.2 合路器/分路器设计223.4.3 天线设计233.4.4 馈线

8、设计233.4.5 有线接口设计243.5 庆阳石化集群铁塔的扩能设计24第4章 庆阳石化无线集群系统设备选型264.1 系统的主要设备组成264.1.1 系统主要组成设备单元264.1.2 系统基站主要组成设备264.1.3 系统其他辅助设备274.2 系统调度台274.3 QH-DPW无线调度台294.4 录音子系统304.4.1 结构304.4.2 功能314.4.3 特点324.5 TC-780M EX集群防爆对讲机324.5.1 主要特点324.5.2 特色功能334.5.3 适用行业344.5.4 防爆特性344.6 无线集群对讲系统方案的优势和特点35总 结38致 谢39参考文献

9、40附件一 设计外文文献翻译411 外文资料412 英文资料翻译48附件二 设计大图54第1章 绪论1.1 集群通信系统随着中国经济的发展，社会对各种燃油的需求量也越来越高，炼油产业的市场也越来越大。同时各炼油企业规模的持续扩大，部门和员工人数的不断增多，石油产业的分工也越来越细，员工对工作间的指挥协调的要求也在不断增高，在这种情况下，常规的通信系统也越来越不能满足要求。为了更好的对企业下属各部门进行统一管理调度，满足单呼，组呼，自由编队，遥毙，与有线电话连接等实际通信需求，必须建立一套更为实用，功能更强大的集群通信系统。依托集群系统先进的无线通信技术，强大的调度功能及成熟的部门编号应用方案，

10、可以增强企业管理信息的传递，有效提高企业的生产效率和管理能力。无线集群对讲系统的诞生很好的解决了这一需求问题。1.2 无线集群的基本概念集群通信系统，是一种高级移动调度系统，代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向。CCIR称之为Trunking System(中继系统)，为与无线中继的中继系统区别，自1987年以来，更多译者将其翻译成集群系统。追溯到它的产生，集群的概念确实是从有线电话通信中的“中继”概念而来。1908年，ECMo1ina发表的“中继”曲线的概念等级，证明了一群用户的若干中继线路的概率可以大大提高中继线的利用率。“集群”这一概念应用于无线电通信系统，把信道视为中继。“集群”

11、的概念，还可从另一角度来认识，即与机电式(纵横制式)交换机类比，把有线的中继视为无线信道，把交换机的标志器视为集群系统的控制器，当中继为全利用度时，就可认为是集群的信道。集群系统控制器能把有限的信道动态地、自动地最佳分配给系统的所有用户，这实际上就是信道全利用度或我们经常使用的术语“信道共用”。综上所述，所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信道可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。1.3 无线集群通信原理根据集群用户业务需要，集群移动通信系统从组网规模上看，可分为单区系统和多区系统。单区系统适用于容量小、覆盖

12、面积小的业务组网，该系统设备组成简单，即由一个基本型的系统设备组成。多区系统适用于容量大、覆盖面大的业务组网，其系统设备组成复杂，它由多个单区系统加上连接设备(有线或无线及专用接口设备)组合而成。无论是单区制还是多区制的集群通信系统，它们所要完成的基本功能是相同的。1.4 集群通信的工作过程网内的所有用户均未通信。所有移动台(车台、手持台等)、固定台及中心台都守候在自身的信道上。移动台与有线电话互连时，它通过自身的信道，发出一串数字信令，给中心台的网络终端。网络终端收到数字信令后，首先确认该移动台是否是合法用户，如果该移动台没有进行入网登 记处理，将不提供服务。如果该移动台是合法用户，网络终端

13、通过计算机分配一个空闲信道给该用户接上有线电话，建立通信。此信道被占用后，其它任何无线用户不得在其拆线之前使用信道。如果没有空闲信道，系统繁忙时，要求通信的用户被编入等候行列进行排队。此时，网络终端会自动发出无空闲的繁忙信号，请稍候。一旦有空闲信道时，网络终端会自动回叫排在第一位的用户，建立通信，而无需再操作任何系统。 无线集群通信接续有移动台至移动台、移动台至有线电话、有线电话至移动台的几种过程。现将移动台至移动台的接续工作过程如框图2-1。图2-1 移动台至移动台的接续工作过程图从20世纪80年代以来，集群通信得到了日益广泛的应用。无线集群主要用于专网，如公安、军队、民航、交通、政府等。我

14、国目前主要是模拟集群，技术成熟成本低，但存在不易联网、不能加密、频谱效率低等缺点。现已确定800M作为数字集群通信专用频段，候选的国家标准有Motorola iDEN和Marconi公司的TETRA。IDEN 在世界范围已有600万用户，福建也采用iDEN建造了集群公网，有商业优势。而TETRA是欧洲数字集群统一标准，开放性好，支持厂商多。通常认为：军队、公安、武警等部门采用TETRA较好，商业集团以iDEN为宜。据有关资料预测，目前，我国数字集群通信的潜在市场需要800万至900万部移动台，14万至15万个信道，市场价值达500亿元。到2005年，全国需要135万部移动台，23500个信道；

15、而从2005年至2010年，则需要380万部移动台，54000个信道。1.5 移动台对讲机原理介绍简单地说，集群机器的工作模式和手机类似，新机必须先入网，移动台在基站的指挥下在相应的频道工作，可以实现更多的功能，例如组呼群呼，PTT-ID，遥闭等等，使用集群系统的优势在于频段利用率较高、易于管理，信号较好，抗干扰能力强，较常规系统保密性稍强。无线集群所使用的终端设备是无线对讲机。对讲机的大概工作方式：当移动台按下通话键后，移动台发给基站请求通话信号，基站根据目前几个频道的使用情况分配给移动台，移动台接收到基站指令后去相应频道工作，然后进一步通过与基站的相互配合完成与其他移动台通话或者其他功能等

16、等目的。1.6 集群对讲系统集群对讲系统又称转发式无线对讲机就是将所接收到的某一频段的信号直接通过自身的发射机在其它频率上转发出去。这两组不同频率信号相互不影响，或者说能够允许两组用户在不同频率上进行通信联系。它具有收发同时工作而又相互不干扰的全双工工作的特点。转发式无线电话机的英文名称是Repeater Transeiver，中文名称也叫中转台、中继台、转信台。其最大的特点是能够有效地扩展通信系统中手持机、车载机、固定台的通信范围和能力给系统提供更大的覆盖半径。由于这类设备工作时处于无人值守状态，有的中转台还放在高山上，工作环境较差，有的中转台长时间处于发射状态。因此对中转台的技术设计要求比

17、车载机、固定台要高得多，甚至有一些特殊的要求，如高稳定性、高可靠性、优良的散热性，能在高、低温条件下长时间稳定工作。不少设备都具有在主电源故障情况下能够自动启动备用电源或切换到直流电源继续工作的功能。在无线通信系统中使用的专用中转台的功率都较大，一般都在25W50W甚至达到100W （大吉公司的TB8100），在楼宇中使用的小中转台的功率一般不超过25W。第2章 庆阳石化无线通信系统方案2.1 庆阳石化的实际无线通信方案要求2.1.1 庆阳石化的无线通信系统需求随着长庆油田总产油量不断攀升，去年已经完成3000万吨产量跃居中国第二大油田，庆阳石化已经不能消化西峰油田日益增长的原油。国务院、中石

18、油天然气集团共同规划和在庆阳市当地政府的支持下在庆阳市西峰区新建年生产量为300万吨厂区。由于企业规模的持续扩大，部门和员工人数的不断增多，石油产业的分工也越来越细，员工对工作间的指挥协调的要求也在不断增高，在这种情况下，常规的通信系统也越来越不能满足要求。于是，欲寻求一种能满足我们需求的通信方式来对企业下属各部门进行统一管理调度，与有线电话连接等实际通信需求，建立一套更为实用，功能更强大的无线通信系统显得非常必要。我们最终采纳中国石油通信公司的技术方案，在厂区拟建一个无线通信系统来完成对企业内部各部门生产调度的管控。我通过在现场实习绘制出了如图2-1为庆阳石化的新建300万吨厂区的平面示意图

19、，要求我们在此基础上完成一个无线通信系统来满足厂区生产调度和应急通信的要求。图2-1 庆阳石化厂区平面示意图2.1.2 无线通信系统的功能设计要求根据庆阳石化公司所要求，在功能方面应该具备一下三方面的功能内容。1. 呼叫功能要求由于本公司不是普通通信系统用户，根据企业的特性对要求建设的无线通信系统有着如下的特殊要求：a、个呼b、组呼插入c、跨基站组呼d、组呼维持和迟后进入e、系统全呼f、紧急呼叫g、包容呼叫h、呼叫转移i、遇忙排队自动回叫j、有/无线呼叫k、短数据呼叫 即要求在所设计出的通信系统重要能满足以上的用户的功能要求。2. 系统管理功能由于该通信系统在建设完成以后需要更好的为公司的日常

20、生产活动服务，所以要求有着比较好的系统管理功能。这里的系统管理功能就是说系统参数实时修改，在系统正常运行中，可以实时修改系统参数，包括：设置移动用户参数，设置跨基站通话组数据，修改系统运行参数等等。系统在正常运行时还要求要有其他相关功能以辅助管理该通信系统的安全性、可靠性。3. 系统维护功能一个系统再好都有他的弊端所在，为了避免其他外在或者内在因素对通信系统的影响和系统在受到干扰后能尽快恢复工作，所以要求无线通信系统要有系统维护功能。2.1.3 无线通信系统的技术要求1.系统要求集中控制与分散控制相结合的方式，接续时间短（组呼呼叫小于300毫秒，个呼呼叫小于500毫秒）；2.系统要求故障弱化能

21、力强，接收机遇扰、发射机功率低、信道机电源故障、链路故障，系统均可自动关闭该信道，并弱化为基本的集群功能；3.要求基站信令控制信道热备份，可定时切换，话音信道通过网管服务器或手动起闭，信道故障告警，自动关闭；4.要求有/无线自动转接，有线直接接入本地程控交换机；5.系统要求进行远程登录管理，登录后能对信道资源及联网设备进行监测、监控； 6.系统支持移动数据传输，所有用户终端配上数据查询终端就可以实时访问市局的信息数据库，得到相关的信息；7.系统要求对获公安部销售许可的集群电台具有最全面的兼容性；8.系统的功能及设备各项指标要求完全符合公安部警用350MHz自动级（集群）信令规范；9.系统要求有

22、自检及故障报警，系统具有完善的自我诊断和告警功能。系统基站接口单元、电话接口单元及中央控制计算机等都具有实时诊断能力，一旦某一部分发生状态变化或故障，告警信息都会以明显的标志在设备面板、本地管理终端（或远端维护终端）及(中央控制机)改为：联网中心或网管中心的屏幕上显示，并发出音响告警。2.2 无线集群对讲系统方案的提出2.2.1 无线通信系统的选型根据中国石油庆阳石化公司需求和在功能和技术方面的要求，我们提出并最终通过公司的批准，规划在公司厂区内建设一个无线集群对讲系统，以实现对厂区内的无线通信覆盖来满足该企业对生产调度和应急通信的需求。根据集群系统的规范标准，结合中国石油庆阳石化公司对通信系

23、统的使用要求，我们规划在中国石油庆阳石化公司建设一套QH-1327八信道单区单基站标准集群系统，可将集群系统控制中心安放在庆阳石化公司机房内，集群系统基站可与控制中心安放在一起或分开安放（集群系统基站选址、天线高度需依电测而定）。集群系统可以无线覆盖整个公司厂区，在厂区内实现集群系统的调度功能，类似与蜂窝移动通信形式。1单区单基站系统是集群系统最基本的组网形式，主要应用于覆盖范围要求不大的地区。在相对平坦的地区，手持台覆盖半径可达20km以上。由于厂区的每相对的最远两个角落的直线最大距离为1.8km，所以在这里我们应用单区单基站系统可以很轻松的完成要求的覆盖半径为2km区域。单区单基站综合系统

24、示意如图2-2所示。图2-2单区单基站无线通信系统示意图控制中心设备与基站设备可以分离。系统如图2-3所示。链路用微波或者光纤。集群系统相对与常规系统在多级别管理调度上具有明显的优势，集群系统下的用户需要身份登记才可以进入集群系统网络实现通话，可有效避免非法用户的干扰，集群系统有强大的分组功能，将为多部门、多任务的用户灵活调度指挥提供极大的便利性，集群系统也可选用录音系统，可对各次通话实现录音管理。系统建成后，需要对覆盖区内的无线信号覆盖进行测试，在主要区域内手持台覆盖率在95%以上，车载台、固定台覆盖率在100%，语音质量在三级以上。对于信号边缘区域或是封闭室内区域，可增加建设分基站或是信号

25、增强器来进行补充，以达到最终覆盖区内的无缝覆盖。系统可支持360个左右的用户，同时系统采用模块化设计，具有良好的扩展性，以保证今后随着用户的增加，系统可以方便地进行扩建，实现集群系统的调度功能。图2-3 控制中心各系统设备之间关系图2.2.3 无线集群对讲系统的功能设计（一）、呼叫功能设计1.个呼，通过拨号进行个人对个人呼叫，对于呼叫成功的立即自动接通话路，对于呼叫失败的提示被叫用户关机或忙，移动终端在通话过程中可以动态地显示主叫方号码和组号码。2.组呼插入，对正在通话的组呼，如果还有用户发起该组的呼叫，则自动加入该组通话。3.跨基站组呼，在系统的管理终端上可以对每个组设置归属基站（home）

26、，对于用户在归属基站发起的组呼只分配归属基站的信道。如果该组用户漫游到其它基站发起组呼，则分配漫游基站和归属基站的信道。系统还设置了40个通播组，对于通播组呼叫，系统所有基站均分配信道。4.组呼维持和迟后进入，本基站组呼或跨基站组呼或跨系统组呼具有维持（只有主叫用户可以拆线）功能和迟后进入（组呼发起后，后登记的该组用户自动加入该组呼叫）功能，移动终端在通话过程中可以动态地显示主叫方号码和组号码。5.系统全呼，系统可以通过调度台或高级别的手机从信令信道下发统一的全呼码（8191）实现对系统用户的全呼功能，保证在重大活动中做到“一呼百应”。6.紧急呼叫，紧急呼叫是系统给予高级别用户的一种调度呼叫功

27、能。紧急呼叫一发出系统就要立即腾出信道给紧急呼叫使用，以满足紧急呼叫的建立。紧急呼叫可以应用于个呼、组呼。7.包容呼叫，当两个用户正在通话时，主叫用户可以继续呼叫第三者加入，组成会议呼叫。8.呼叫转移，如果一个移动用户不想接收呼叫，它可以请求系统使将来向它发出的呼叫转移到另一个所设定的目标（包括转移到另一个移动用户或某个桌面电话等）。9.遇忙排队自动回叫，如果一个用户在所有信道都被占用的情况下发起呼叫，系统将通过信令信道通知主叫用户信道忙，并自动将该次呼叫列入等待队列。待有空闲信道时，遵循先入先出的原则系统自动回叫排在队列前面的呼叫用户。10.有/无线呼叫，系统可为用户提供有/无线自动转接的电

28、话功能，无线呼有线一次拨号完成，有线呼无线一次拨号完成。任何一方挂断通话，该线路拆除。11.短数据呼叫，系统可以提供20个BCD码数据传输，可在移动用户之间传递，该呼叫通过信令信道来传输，以备话务信道全忙时使用该项功能。（二）、系统管理功能设计系统参数实时修改，在系统正常运行中，可以实时修改系统参数，包括：设置移动用户参数，设置跨基站通话组数据，修改系统运行参数等等。1.遥毙和恢复，系统可对网中非法用户实施空中遥毙。如果用户被遥毙时未开机，则当开机登记时还会被遥毙。恢复是遥毙的逆动作，由系统下发恢复指令，被遥毙的用户机收到系统的恢复指令后恢复正常工作状态。2.优先级别设定，系统的管理员可以对调

29、度模式设置5级呼叫（单呼、组呼、队呼、全呼、紧急呼）功能，在信道繁忙时高级别的呼叫系统将优先分配信道。有线呼叫模式设置4级呼叫（无电话呼叫权限、呼叫内线权限、呼叫市话权限、呼叫长途权限）。3.通话限时，通过系统管理终端改变通话的限时参数，限时时间为1-60分钟。4.话务量统计、查询，系统可按小时、天、星期、月对已建立的呼叫进行话务量统计。可将存储在数据库中的所有用户的通话记录取出，并进行分类、计算和列表，必要时可选择单一用户、组用户、全部用户输出打印，以便用户进行管理和查询。5.系统状态实时监视和管理，在网管终端上可以动态地显示信道使用情况、用户通话状态、呼叫信息和通话记录。6.信道控制，所有

30、信道的关闭和开放可由管理终端进行控制。7.控制信道切换，在管理终端上可设定信令信道定时切换的工作时间，时间为124小时。8.通话信道释放限时的设定，通过管理终端可设置话务信道无载波拆线时间，范围为1-120秒。9.远程维护，系统支持通过远程电话拨入或互联网等技术手段进行远程维护。为保证系统的安全性，远程维护在事先取得系统管理部门的允许的情况下才能进行。10.多管理、调度终端，系统可设置多个管理和调度终端，每个管理或调度终端具有独立的IP地址和管理、调度权限。11.数据库备份，系统参数及用户参数可以导入和导出。（三）、系统维护功能设计1.系统自检，系统具有自我诊断和告警功能。系统各接口单元都具有

31、实时诊断能力，一旦某一部分发生状态变化或故障，告警信息都会自动显示在设备面板和管理终端上。2.故障隔离，自动关闭所有故障的信道。3.控制信道自动切换，系统信令控制信道可自动定时切换，时间在1-24小时范围内任意设置，当备份控制信道启动时，原控制信道可转为话务信道工作。信令控制信道故障时，备份信令信道可立即接替工作。4.遇干扰自动保护，基站信道机遇干扰后自动关闭，系统不分配遇干扰的信道使用，当干扰结束时，自动恢复工作。 5.基站设备自动监控，基站设备具有监控功能，当信道机出现故障时，系统将自动关闭该信道并通知管理人员进行维护，某一信道控制卡故障，该信道可自动切换为常规转信模式。 7.兼容常规，在

32、控制中心可以控制某个信道机变为常规转信模式，也可在基站手动控制某个话务信道变为常规转信模式。8.带电插拔，CCU单元,PGW单元,VAU单元支持带电插拔维护。9.扩展和兼容性，系统采用模块化功能设计，扩容和升级时只增加适当的功能模块即可。10.虚拟专网，通常集群系统是一个城市的公安部门共用的无线通信系统，而公安部门按照职能可划分成交警、巡警、消防等等，按照辖区的不同又可划分出许多公安分局。QH-1327集群系统为此设计了虚拟的专网功能，这些部门可以独立管理和调度自己的用户，就像自己组建的通信网一样，实际上这些网络的资源是共享的。11.独立管理用户，每个部门可以设立独立的管理终端，这些终端通过局

33、域网与系统的控制中心连接，独立管理自己段队（一个或几个段队）内的用户（如用户开号、等级设定、遥毙、恢复用户等）。12.独立调度，用户可以将本部门的无线用户预先编组或在调度台上做好呼叫预案，这样就可以十分方便地调度本部门的无线用户。第3章 庆阳石化无线集群对讲系统方案设计要做好一个系统，在建设前首先要做的工作就是实地考察根据实地情况做出需求分析，紧接着就是按照设计要求和实际要求做出该系统的参数设计。下面我们首先做出系统的参数设计，其次完成整个系统的覆盖设计，接着完成集群系统各个组成部分的参数设计，最后根据功能要求完成设备选型设计（在下一章做详细介绍）。3.1 庆阳石化系统技术指标设计一个好的完整

34、的通信系统在建设前必须进行规划，而在其规划前最重要的步骤就是相关设计参数的设计，本无线集群对讲系统技术参数见表3-1所示。表3-1 系统初步技术参数表一般规格频率范围350-390 MHz 400-440 MHz信道数集群40，常规32信道间隔25KHz/12.5KHz工作电压7.2 V电池1600mAh 防爆镍氢电池平均电池寿命（5-5-90工作循环）约13小时频率稳定度2.5ppm工作温度范围-20+50天线阻抗50外型尺寸(高宽深) （带标配电池，不带天线）126*54*39mm重量（带天线和电池）395g发射部分输出功率3.5W调制方式16KF3E/11KF3E杂波与谐波抑制-36dB

35、m1GHzFM噪声45dB音频失真3%邻近信道率-70dB接收部分灵敏度0.25 V邻道选择性70dB互调70dB杂散响应制70dB信噪比45dB额定音频输出功率800mW额定音频真3%3.2 庆阳石化无线集群对讲系统方案设计前端功能和部分参数设计表明，按照相关设计内容建设无线集群对讲系统就能够满足庆阳石化新建300万吨厂区的无线通信需求，下面就无线集群对讲系统的网络覆盖规划做一简单描述。3.2.1 庆阳石化无线对讲系统覆盖选址根据庆阳石化公司300万吨新建厂区的具体情况，在该厂区我们选取了4块地作为无线集群系统基站的初步备用站址，具体位置如图3-1中所示。图3-1 集群基站初步基站位置示意图

36、3.2.2 系统用户容量设计下面是根据理论公式计算出的系统容量，实际会有些出入，仅作参考。m=Ana=An*3600C*T*k 3-12计算条件：10%呼损率，平均话务量0.008ErL。容量与信道关系见表3-2所示。可见8信道设计完全可以满足庆阳石化对无线通信的要求。表3-2 信道与用户容量关系表序号项目用户容量13信道75个24信道162个36信道362个48信道475个3.2.3 天线覆盖预算覆盖预测的计算是以移动通信工程电波传播的理论及电波传播损耗的工程经验公式为依据如式3-2、3-3。6 该预测是在地形相对平滑的地区计算出来的（3级话音质量），由于庆阳石化为平原地区，所以该预测对其是

37、有效的，天线高度与覆盖半径设计如表3-3所示。L0=92.4+20lgf+20lgd 3-2F=G-L0-2Lf-2Lc 3-3 覆盖边缘接收电平（绝对值）理论上要求Rx-95dBm以上，但是在实际上Rx-85dBm就足够满足边缘覆盖的目的。设计由于考虑到扩能需要采用25m高集群铁塔，在20km处就可以满足接收电平Rx-95dBm，厂区各个方向最大间距为2km，足以满足全厂覆盖的要求。表3-3 天线高度与覆盖半径设计表序号天线高度手机下行手机上行车机下行车机上行160米37公里23公里40公里30公里280米44公里28公里50公里50公里3100米50公里32公里55公里55公里3.2.1

38、庆阳石化无线对讲系统覆盖方案由于无线集群对讲系统铁塔高度为25m时的正常覆盖半径达到20km，而公司要求的覆盖半径仅有2km，所以在技术上要求在厂区任何位置都能满足完全覆盖要求。然后由于该集群系统能支持容量是能满足庆阳石化的生产调度和应急通信要求的，在公司的相关规定之下完成相关网络覆盖和基站建设，由于公司规定在各个建筑物上均不能建设再加领导要求美观。综合考虑，完成无线集群对讲系统覆盖方案将基站建设在消防中心和体育场之间的空地号候选地如图3-2（详细内容如附大图一），它可以很轻易的完成对厂区所以区域的信号覆盖。图3-2无线集群对讲系统覆盖方案图示3.2.4 集群铁塔设计（一）平台铁塔建两层平台，

39、平台间距大于6米。因为系统有收、发两根天线要架设，垂直架设两根天线收发隔离度最好。（二）避雷铁塔要安装避雷针，避雷针的高度与顶层平台的间距要求7米以上。（三）机房与铁塔距离由于通信系统相关规定要求机房位置应尽量靠近天线塔，一般以馈线长度2.7m，面积应不小于10。（3）基站设备机房应尽可能接近天线塔基，通常此距离应小于10m。（4）机房承重为500kg/m2。（5）防尘，设备放置地点要求通风、干燥、清洁、附近应没有大型的用电设备。3.4 庆阳石化集群系统主要性能参数设计3.4.1 信道机设计集群系统设计要求采用澳大利亚SPECTRA(频谱)公司生产的品质优良的MX800信道机，该信道机是目前品

40、质最优良的信道机，该设备的主要特点如下：1.采用宽带设计技术，改变工作频段内频率不需调整参数；2.采用两点调制锁相调频技术，使发射调制响应从DC至3.4KHZ因此非常适用于数据传输应用；3.采用小数分频频率合成技术，大大缩短PLL建立时间, 从而具有快速发射响应时间和静嗓闭锁时间；4.发射响应时间达到4ms的惊人速度，因采用软触发控制技术，故取得优异的瞬间杂波散射指标；5.采用智能功率控制技术以及智能温控风冷技术，发射机在高功率状态下可长期连续发射，内置自动保护检测装置，在高驻波比及高温状态下自动降低输出功率以保护动放模块；6.PC编程设置所有参数；7.PC可远程监视VCO电压、发射功率、驻波

41、比、工作温度、RSSI场强值等。信道机的主要性能参数设计指标如表3-4所示。表3-4 信道机性能参数表序号项目指标一般特性频率范围350MHz-370MHz，370MHz-390MHz，410MHz-430MHz，450MHz-470MHz，480MHz-500MHz重量9kg外观标准19英寸，2U高供电13.8VDC +/- 20%工作温度范围-30C0 to +600接收指标灵敏度-117dBm静噪门限范围-111- -119dBm(8 dB可调)临道选择性80dB互调抗扰性90dB接收频率稳定度1.5ppm音频失真2%发射指标发射功率50W（60C0）连续发射临道功率-80dB杂散射频分

42、量-90dB频率稳定度1.5ppm剩余调频-50dB音频失真2%发射调制特性DC to 3.4kHz其他计算机接口RS-232计算机可实时监视项目前向功率、反向功率、驻波比、锁相环电压、工作温度等计算机调整的项目接收频率、发射频率、发射频偏、接收输出电平、输出功率等3.4.2 合路器/分路器设计合路器和分路器是系统天馈部分的重要设备，他的性能指标的好坏直接影响了无线通讯的质量。我们将采用的合路器/分路器是国内领域著名设备厂家的产品，性能指标如下表所示：（一）接收分路器集群接受分路器相技术参数设计如表3-5所示。表3-5 接受分路器参数设计表序号项目指标1使用频段350MHz-370MHz，37

43、0MHz-390MHz，410MHz-430MHz，450MHz-470MHz，480MHz-500MHz2RX-RX隔离25dB3三阶互调点36 dBm4噪声系数2.5 dB5增益（5-18） dB6驻波比1.5:17供电220VAC（二）发射合路器集群系统发射合路器技术参数设计如表3-6所示。表3-6 发射合路器参数设计表序号项目指标1频段350MHz-370MHz，370MHz-390MHz，410MHz-430MHz，450MHz-470MHz， 480MHz-500MHz2插损(250K间隔，8信道)3.2dB3TX-TX隔离度80dB4TX-ANT隔离度70dB5驻波比1.2:13

44、.4.3 天线设计天线作为集群基站系统的非常重要的前端设备之一，在信号发射接收过程中扮演了非常重要是角色，集群系统天线技术参数设计如表3-7所示。表3-7 集群系统天线相关参数设计表序号项目指标1频段400MHZ左右2增益9dBi3阻抗504电压驻波比1.55功率容量150W6连接形式N型7极化垂直8方向全向9连接形式N型3.4.4 馈线设计集群馈线系统相关参数设计如表3-8所示。表3-8馈线系统相关参数设计表序号项目指标1插损2.2dB(100米)2功率容限4KW3阻抗503.4.5 有线接口设计集群系统相关接口设计表如表3-9所示。表3-9 集群系统接口设计表序号项目指标1有线输入0dBm

45、/6002有线输出-4.5dBm/6003.5 庆阳石化集群铁塔的扩能设计由于考虑到厂区其他运营商的接入来完成对我厂区的网络覆盖，以满足我公司以及附近对无线网络的需求，经申请批准在我公司内部拟建一中国电信基站。由于公司厂区面积有限以及公司其他规定，最终决定将电信基站建于我厂区无线集群塔顶部，大概处于38m到40m 图3-5 集群设计原理图示高处。由于3G的发展，该电信基站不仅仅将提供普通的2G电信业务，而且将提供3G的数字业务。由于2G、3G业务分别所占用的频段为900MHz和1800MHz左右，而我公司无线集群大概占用频段为400MHz左右（向庆阳市无线电管理局申请）。所以，不会产生同频干扰

46、，产生相互通信的影响，如图3-5所示。具体设计内容属于中国电信设计院任务，这里不再做过多介绍。5第4章 庆阳石化无线集群系统设备选型4.1 系统的主要设备组成 系统主要组成设备单元（一）控制和交换单元由一台PC104工控机和PCM交换设备组成，完成信令接续控制、话音交换控制、信令信道热备份控制以及无线信道到有线、无线信道到调度台和跨基站无线信道之间的话音交换，是系统的神经中枢。单系统交换能力大于。（二）数据采集单元连接及监测基站控制单元和电话接口单元，将采集到的数据汇总送至系统数据总线，再通过总线至中央控制单元。（三）信道控制单元在中央控制单元的管理和数据采集单元的控制下，完成对信道机的控制及

47、监测、数字信令的编解码等工作，每信道配置1块。（四）电话接口单元系统与程控交换机的接口，接口为直流环路接口或4线E&M接口，阻抗600欧姆，E&M电平为48V，每路有线配置1块。（五）调度接口单元调度台与系统连接的音频接口,接口4线平衡音频接口，阻抗600欧姆，每个调度终端配置1块。 系统基站主要组成设备（一）基站控制器基站监控单元完成监控信道机的工作状态，监控信道机与信道控制单元的链路通信状态。当某话务链路出现故障时，系统自动关闭该信道，通知管理员，信道机自动进入常规转信状态；当主备信令链路同时出现故障时，基站控制器自动接管信道机，基站弱化为开放模式的集群基站。（二）信道机提供系统音频的射频

48、的无线通道，包括接收和发射模块。（三）信道机电源提供信道机工作13.8V电源。（四）合路器发射合路器完成多信道合路共用一根天线的任务，共用一根天线可以减小多信道天线之间的相互干扰、减小多个天线架设的困难。（五）分路器接收分路器完成接收信号滤波、放大、分离的作用，使多信道共用一根接收天线。（六）天线完成射频信号的接收和发射任务，根据系统的频率选择频段，带宽一般为5兆，通常分为接收和发射两种。一些高山基站使用的抗风和抗冰冻的天线一般要选择铝质的四阵子天线，其它一般选择玻璃钢天线。天线以垂直激化方式的全向天线为主。增益大于9dBi。（七）避雷器防护系统基站避免雷击的设备。 系统其他辅助设备（一）系统

49、电源为系统提供+12V、-12V、+5.5V、-5V、-48V馈电。（二）网管服务器系统管理、调度、计算机通信平台，WINDOWS2000 SERVER操作系统，支持远程登录控制和多用户管理终端。（三）管理终端系统参数、用户终端参数设置以及系统实时运行状态的监视，WINDOWS2000 SERVER操作平台。4.2 系统调度台系统级调度台的功能非常强大， 同一集群系统中可以设置多个网络版调度台（最多可以连接11路网络调度台）,他们在一起协调工作，可以发挥出灵活多样的指挥调度功能，如图4-1所示。图4-1 系统调度功能图示系统调度台功能如下描述：1.个呼，呼叫成功立即自动接通话路，未呼通（如关机

50、、组呼通话中），调度台显示失败信息。被叫用户如正在进行单呼通话，调度台则立即插入，进行三方通话。2.组呼，调度台发起组呼，遇该组正在通话时，则立即加入该组通话。3.全呼，调度台呼叫系统中的全体用户，包括各分基站的用户。4.跟踪、监听，调度台可跟踪某一个用户或一组用户，并实时监听其通话。可以将监听或调度台通话的话音自动存储在硬盘中。5.录音，调度台可以自动或手动录音，所录话音以数字形式保存在计算机的硬盘上，并可以根据主叫号码或被叫号以及呼叫时间连锁能查询。6.维持，调度台发起的组呼呼叫，移动终端不能拆线。7.强插、强拆，调度台可以对正在通话的信道强行插入并实施强行拆线。8.动态重组，通过调度台对

51、用户的通话组重新分配。被分配到临时通话组的用户仍然是原通话组成员，它仍可加入原通话组用户发起的组呼。9.指令脱网维持（开放信道），调度台发脱网指令来命令一个或几个用户进入指定信道通话，用户只要按下“PTT”键就可以讲话，但无权退出该通话组，即使已经退出，只要还没有关机系统将自动将其叫回，直至调度台结束本次通话。10.实时状态报告功能，信道使用情况、用户通话信息、有线电话号码等实时显示和数据记录。11.用户身份码识别功能，在调度台上，可显示正在和调度台通话用户的身份识别码。12.告警功能，调度台被呼叫时，调度台有声、光显示及呼叫用户的身份识别码。多坐席联席调度，多个坐席可实现联席调度，话音可以相

52、互进行呼叫转移。接警员可根据需要将调度台设置为离席状态，这时呼入的通话不会分配至该调度台。也可设置取消离席状态，恢复正常，此功能需要配置专用的调度交换机。13.选择接听，当多个呼入排队等候时，所有呼入有显示。接警员可选择接听或挂起当前呼叫，建立新的呼叫，该呼叫完成后再返回原呼叫。14.预案录存，调度台可以把编好固定编组、临时编组、开放编组的预案保存起来，便于以后调用。4.3 QH-DPW无线调度台QH-DPW无线调度台是由一台多媒体电脑和一台专用的集群电台组成，通过空中无线接口与集群系统相连，可应用于任何厂家的MPT1327集群系统中，编号计划兼容MPT1343和CPSX标准。调度台采用WIN

53、DOWS（WIN2000/XP）中文操作系统，应用程序界面简洁友好，使用方便。调度台外观如图4-2所示。图4-2 系统无线调度台无线调度台的功能如下：（一）呼叫功能单呼移动终端（含不同PFIX终端）；组呼移动终端（含不同PFIX终端）；全呼所有移动终端向移动终端发送状态信息（含不同PFIX终端）；呼叫有线用户（PABX或PSTN用户）；移动终端单呼无线调度台；移动终端组呼无线调度台；有线用户呼叫无线调度台；挂机（主动挂机/被动挂机）；呼叫分为普通呼叫、优先呼叫和紧急呼叫三种模式；实时显示主叫移动终端的三字段信息：姓名、号码、单位。（二）录音功能通话可设置为自动录音模式或手动录音模式；录音文件存

54、储路径选择；录音文件名的前六位分类名由调度员自行定义；录音文件压缩存储，格式可选择GSM音质（存储量1KB/S）和PCM音质（存储量7KB/S）；硬盘剩余空间自动监测；录音记录按主叫号码或被叫号码和呼叫时间联合检索回放。（三）电话簿功能提供数量不限的电话记录；电话记录中含有姓名、号码、所属单位三字段信息；电话簿中可快速查询用户的号码；电话簿中的记录可编辑、修改、删除。（四）快捷呼叫键设置主界面提供20个快捷呼叫键；快捷呼叫键自行定义、编辑、修改、删除；（五）呼叫预案设置用户根据使用情况可编写单呼和组呼的呼叫预案，并存储在电脑中；呼叫预案中的用户可按所属部门分类。（六）通话记录调度台每次参加的呼

55、叫都记录在数据库中，以便日后查询分析；通话信息包括呼叫类型、主叫号码、被叫号码，起呼时间、通话时长、是否录音；如果已经录音，通过查询窗口可以检索到录音文件并播放录音；查询结果提供打印输出功能；（七）日志记录记录调度台工作状态信息，如启动、退出、呼叫失败信息等。（八）RQQ信息对照表编辑/显示用户可以自定义RQQ信息从031所代表的信息内容；使用状态信息呼叫功能时，可以直接从对照表中选择要发送的信息内容并自动翻译成相应的代码提交给集群电台发送出去；如果收到从其它移动终端发来的状态信息，则自动翻译成预先定义好的信息显示。4.4 录音子系统数字录音系统是我公司结合国内公共部门及其他部门的需求，自行研

56、制并开发的全数字化录音设备。它是能够完成多路集群对讲机或电话实时录音及语音播放的设备，是计算机技术与语音技术的完美结合。由于采用了先进的数码录音技术，借助大容量的计算机硬盘作为存储介质，完全突破了传统的录音概念。通过数字录音系统可实现自动记录主叫号码和被叫号码，同时对多路语音通道录音，和灵活的录音查询。系统可按客户需求自动对硬盘进行维护，从而保证系统的不间断和稳定工作。 结构图4-3 系统工作流程图系统的硬件设备主要由集群录音查询系统终端控制台、专用数字语音卡、10/100M以太网卡和集群系统录音接口单元组成。录音查询系统终端控制台运行录音查询系统软件，完成语音的数字存储、录音文件的数据库查询

57、等功能。录音接口单元完成集群系统语音信号与数字语音卡之间的匹配接口。 系统工作原理流程如图4-3所示。 功能（一）通道容量同时可对多个集群信道(164路)语音进行实时录音，各录音通道之间互不影响、分别存储，不影响通话双方正常通话。（二）自动录音录音终端依据集群系统服务器送来的录音指令自动启动录音通道进行录音，系统把语音信号以数字化语音格式写入硬盘，同时，系统将录音信道、录音日期、起录时间、时长、主叫号码、被叫号码等信息存于系统数据库中。（三）系统实时监视所有录音通道的工作状态（空闲、录音等）及网络通信状态实时显示于屏幕，便于监视系统的运行。（四）录音记录查询和回放系统可按主叫号码、被叫号码、主

58、/被叫号码或全部号码对录音记录进行查询。可对指定的记录进行录音回放或删除。（五）录音循环覆盖存储系统具有磁盘空间的自动管理功能和磁盘空间的报警功能。录音文件在指定的硬盘自动存储，当剩余存储空间达到设定的告警范围时，系统便弹出告警提示框，提示管理员系统将进行循环覆盖存储。（六）录音文件优先保存系统可对指定的个呼和组呼录音记录优先保存，对于优先保存的录音文件，系统不进行自动删除，须由管理员手动删除。（七）异地播放录音资料以“.WAV”格式存储，可以在异地通过声卡播放。（八）日志记录系统的每次启动和关闭、系统管理员的每次登入和登出、系统设置的修改等操作均记录于操作日志中，以便日后查询分析。 特点多路

59、同时录音：可同时录音164路话音，而且各通道之间互不干扰，对通话质量没有影响；录音方式为全自动录音，不需要人为干预；可以实现无线与无线，无线与有线之间的录音；自动记录主叫号码、被叫号码，识别来电者的身份；根据录音日期、主叫号码、被叫号码情况等进行查询；自动清理录音；实时查询任一路集群对讲机、电话的任一录音；实时远端查询任一路集群对讲机、电话的任一录音。4.5 TC-780M EX集群防爆对讲机由于我公司为石油化工企业，一切设备的选型都需从确保安全方面出发来考虑，其中防爆是我们考虑的第一要素，所以我们要求使用防爆对讲机。继推出国内第一款常规防爆对讲机TC-700Ex以来，为满足用户的集群防爆通信需求，HYT推出了TC-780M Ex集群防爆手持终端。 TC-780M Ex是一款符合MPT1327/1343集群信令的防爆对讲机，采用本质安全型防爆技术设计，通过国家防爆电