您現(xiàn)在位置: 鉆井平臺(tái)移動(dòng)信號(hào)放大系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2018-5-20
鉆井平臺(tái)GSM&WCDMA室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)
一、方案概述
1、工程站點(diǎn)基本情況
鉆井平臺(tái)位于***，共有*層甲板需要覆蓋，經(jīng)與船東的工作人員共同勘測(cè)確定：由于鉆井平臺(tái)所處地理位置及自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，大量金屬架構(gòu)，對(duì)無(wú)線信號(hào)的屏蔽較為厲害，為弱信號(hào)或盲區(qū)狀態(tài)，嚴(yán)重影響了移動(dòng)用戶正常使用手機(jī)進(jìn)行通話。
考慮到鉆井平臺(tái)的話務(wù)量以及為其內(nèi)部移動(dòng)用戶著想，應(yīng)業(yè)主的要求，結(jié)合所測(cè)數(shù)據(jù)，特做此方案，以解決鉆井平臺(tái)手機(jī)信號(hào)覆蓋問題，并結(jié)合現(xiàn)在后期發(fā)展要求，在設(shè)計(jì)中天饋系統(tǒng)符合3G和WLAN系統(tǒng)的要求。
2、客戶、業(yè)主聯(lián)系方式
3、電磁環(huán)境基本情況
鉆井平臺(tái)GSM900信號(hào)現(xiàn)狀測(cè)試表
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特征 |
移動(dòng) |
聯(lián)通 |
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樓層 |
面積 |
功能 |
信號(hào)強(qiáng)度 |
小區(qū)號(hào) |
通話質(zhì)量 |
備注 |
信號(hào)強(qiáng)度 |
小區(qū)號(hào) |
通話質(zhì)量 |
備注 |
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1F |
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-9X |
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無(wú)法通話 |
G網(wǎng) |
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鉆井平臺(tái)屬于作業(yè)平臺(tái)，因?yàn)榫嚯x沿岸基站較遠(yuǎn)，移動(dòng)手機(jī)信號(hào)為弱信號(hào)區(qū)，嚴(yán)重影響了用戶正常通話；因此非常有必要對(duì)其進(jìn)行GSM900移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。
4、覆蓋范圍、目的
根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真詳細(xì)的勘測(cè)和對(duì)勘測(cè)數(shù)據(jù)的分析，以及業(yè)主的要求，擬對(duì)鉆井平臺(tái)甲板域進(jìn)行GSM900，CDMA，WCDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，以解決該建筑信號(hào)弱無(wú)法通話的問題。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部頒發(fā)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 ；
2、郵電部《900MHz TDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制》（T2019-95）及《900MHz TDMA數(shù)字移動(dòng)通信工程暫行規(guī)定》（內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)）；
3、CCITT和GSM900ETSI標(biāo)準(zhǔn)；
4、移動(dòng)通信工程設(shè)計(jì)?人民郵電出版社；
5、張農(nóng)?移動(dòng)通信設(shè)計(jì)技術(shù)講義?郵電部設(shè)計(jì)院；
6、威廉C?Y?李?移動(dòng)通信設(shè)計(jì)原理；
7、Willian G.Duff.Handbook on Mobile Communications；
8、鉆井平臺(tái)業(yè)主對(duì)此次工程的要求。
2、設(shè)計(jì)原則
1、保證此系統(tǒng)能達(dá)到優(yōu)良的覆蓋效果，同時(shí)盡可能的降低工程成本，使系統(tǒng)性價(jià)比達(dá)到最高；
2、充分利用宏蜂窩基站信號(hào)，盡量減少噪聲的積累；
3、考慮到環(huán)保問題，適當(dāng)增加天線，降低天線口輸出功率，達(dá)到良好覆蓋；
4、綜合考慮天線的數(shù)量、位置和輸出功率，以及所覆蓋的范圍，保證信號(hào)的均勻分布；
5、結(jié)合樓層的結(jié)構(gòu)情況、功用、裝潢，合理布置天饋線系統(tǒng)；
三、設(shè)計(jì)思路
1、信源及設(shè)備型號(hào)的取定
該室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)為GSM，CDMA，WCDMA覆蓋，GSM包括移動(dòng)及聯(lián)通2G信號(hào)，WCDMA為聯(lián)通3G信號(hào)。
A、信源取定：
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，在鉆井平臺(tái)頂層，由運(yùn)營(yíng)商宏蜂窩作為信號(hào)源，經(jīng)我公司直放站放大后，進(jìn)行信號(hào)覆蓋。信源具體參數(shù)如下：
GSM900信源如下：
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施主基站名
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BCCH，使用頻率
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施主基站LAC
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施主基站CID
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施主樓工程點(diǎn)距離(km)
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接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)（dBm）
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跳頻方式
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B、設(shè)備取定：
本設(shè)計(jì)方案擬定采用無(wú)線接入射頻轉(zhuǎn)發(fā)室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)，采用直放站做為施主信源對(duì)鉆井平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。
C、邊緣場(chǎng)強(qiáng)的設(shè)定
GSM系統(tǒng):
由于需要覆蓋區(qū)域的信號(hào)為通話弱信號(hào)或盲區(qū),因此本方案主要為鉆井平臺(tái)甲板域信號(hào)強(qiáng)度，以提高通話質(zhì)量，充分吸收內(nèi)部話務(wù)量，故邊緣場(chǎng)強(qiáng)設(shè)定：≥-80dBm。
WCDMA系統(tǒng):
根據(jù)業(yè)主要求，加上鉆井平臺(tái)的實(shí)際情況，我們將鉆井平臺(tái)甲板區(qū)域?yàn)闈M足語(yǔ)音業(yè)務(wù)要求的一般區(qū)域，邊緣場(chǎng)強(qiáng)設(shè)定：Ec≥－90dBm，Ec/Io≥－12dB（保證 PS64K、CS64K、CS12.2K）。
2、覆蓋方式
根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的實(shí)際情況，將整個(gè)覆蓋區(qū)域歸納為一套天饋分布系統(tǒng)。
現(xiàn)場(chǎng)的模擬測(cè)試，均是以GSM900模擬信號(hào)輸出功率的傳播模型為參考（因?yàn)轭l率越高，傳播損耗越大），并據(jù)此推出天線分布位置。
鉆井平臺(tái)甲板域信號(hào)很弱，為了保證整體的覆蓋效果充分考慮將來(lái)平穩(wěn)過度到3G，擬在鉆井平臺(tái)甲板區(qū)域共安裝吸頂天線*副，玻璃鋼全向天線*副，具體見天線安裝示意圖。
1、覆蓋區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)分析
根據(jù)我公司在其他地區(qū)所做的大量同類型覆蓋的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在樓層內(nèi)各種建筑物對(duì)各頻段信號(hào)的損耗數(shù)據(jù)如下：
據(jù)此進(jìn)行的覆蓋效果預(yù)測(cè)計(jì)算如下：
最低信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)估算如下：
RSSI=天線口功率+天線增益-空間損耗-遮擋損耗-多路徑損耗
=11.8+2.1 dBi-57dB-15dB-10dB
= -68.1dBm
2、覆蓋效果分析
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，預(yù)測(cè)方案實(shí)施以后，各系統(tǒng)場(chǎng)強(qiáng)均能滿足邊緣場(chǎng)強(qiáng)要求。通過信源頻率的合理設(shè)置和對(duì)信號(hào)干擾的控制，可確保系統(tǒng)受外界網(wǎng)絡(luò)或?qū)ν饨缇W(wǎng)絡(luò)的影響達(dá)到最小，通話質(zhì)量達(dá)到良好。依據(jù)上述分析，場(chǎng)強(qiáng)最弱點(diǎn)在天線與天線交疊區(qū)域。
3、系統(tǒng)信噪比分析
由于直放站的引入，將增加基站和直放站的噪聲系數(shù)。
4、系統(tǒng)上、下行平衡分析
如果系統(tǒng)上、下行不平衡，特別是上行鏈路損耗強(qiáng)于下行鏈路損耗，則手機(jī)會(huì)顯示較強(qiáng)的信號(hào)，但由于上行鏈路損耗過大不能保證雙向通信。
本室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)是無(wú)源與有源系統(tǒng)相結(jié)合的天饋分布系統(tǒng)，根據(jù)天饋系統(tǒng)的互易性，上、下行鏈路的損耗是相同的。
5、話務(wù)量預(yù)測(cè)分析
鉆井平臺(tái)甲板域內(nèi)話務(wù)量預(yù)測(cè)（ERL）：
= 建筑面積×75%×1/20×20%×0.01(75%為實(shí)用面積的比率；1/20為人員與辦公面積的比率；20%為手機(jī)的擁有率，0.01為人均話務(wù)量)
=2000×75%×1/20×20%×0.015=0.2ERL
查巴爾博表得,本室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)GSM900目前載波數(shù)完全能夠滿足此話務(wù)容量。
6、兼容性分析
本室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)采用的天線適用頻段為：800～2500MHz；
功分器適用頻段為：800～2500MHz；
耦合器適用頻段為：800～2500MHz；
7、方案特點(diǎn)分析
A、本方案充分利用信源輸出功率，考慮到室內(nèi)是移動(dòng)信號(hào)覆蓋。為提高性能，方便施工，合理采用耦合器和功率分配器分配功率，達(dá)到天線口功率輸出均勻。
B、本設(shè)計(jì)方案經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)勘測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)模擬測(cè)試、詳細(xì)了解建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及我公司以往同類室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)信號(hào)覆蓋的經(jīng)驗(yàn)，合理的布放天線，主要參考GSM900信號(hào)分配，經(jīng)過嚴(yán)密的推算，天線分布能有效覆蓋。
8、工程規(guī)模
該室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)工程對(duì)鉆井平臺(tái)甲板域進(jìn)行移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋。共計(jì)采用吸頂天線*副，玻璃鋼全向天線*副。
五、設(shè)備選型及性能指標(biāo)
1、主要設(shè)備材料表
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序號(hào)
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器材名稱
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型號(hào)/規(guī)格
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廠家
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1
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GSM900室內(nèi)直放站
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信達(dá)易通
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2
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CDMA800室內(nèi)直放站
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信達(dá)易通
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3
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WCDMA室內(nèi)直放站
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信達(dá)易通
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4
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GSM900室內(nèi)直放站
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信達(dá)易通
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5
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室內(nèi)全向吸頂天線
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信達(dá)易通
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6
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八木天線
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信達(dá)易通
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7
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平板天線
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信達(dá)易通
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8
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耦合器
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信達(dá)易通
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9
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耦合器
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信達(dá)易通
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10
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耦合器
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信達(dá)易通
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11
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耦合器
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信達(dá)易通
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12
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耦合器
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信達(dá)易通
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13
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二功分器
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信達(dá)易通
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14
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三功分器
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信達(dá)易通
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15
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四功分器
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信達(dá)易通
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16
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饋線
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N-7/8
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珠海漢勝
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17
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饋線
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N-1/2
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珠海漢勝
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18
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接頭
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N-J-7/8
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信達(dá)易通
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19
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接頭
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N-J-1/2
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信達(dá)易通
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2、主要設(shè)備性能指標(biāo)
GSM室內(nèi)功率直放機(jī)
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工作頻段
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上行： 885~909MHz
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下行： 930~954MHz
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增 益
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增益可調(diào)范圍
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最大輸入功率電平
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雜散與交調(diào)
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上行噪聲系數(shù)
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帶內(nèi)波動(dòng)
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駐波比
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延遲時(shí)間
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射頻接頭
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輸出功率
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射頻端口阻抗
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工作電源
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電源功耗
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環(huán)境溫度
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體積（長(zhǎng)×寬×高）
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本機(jī)監(jiān)控告警
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遠(yuǎn)程報(bào)警功能
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玻璃鋼全向天線
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電氣性能指標(biāo)
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阻抗
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頻率
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增益
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前后比
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駐波比
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極化方向
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水平波瓣寬度
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垂直波瓣寬度
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功率
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接頭類型
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機(jī)械性能
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單元數(shù)
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長(zhǎng)度
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天線重量
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抗風(fēng)強(qiáng)度
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支撐桿
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功分器
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用途
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多系統(tǒng)室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)功率分配
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工作頻帶
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插損
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阻抗
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駐波比
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功率容量
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接頭類型
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體積
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重量
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環(huán)境溫度
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相對(duì)濕度
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耦合器
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用途
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多系統(tǒng)室內(nèi)信號(hào)分布系統(tǒng)功率分配
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工作頻帶
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插損
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阻抗
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駐波比
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功率容量
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接頭類型
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體積
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重量
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環(huán)境溫度
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相對(duì)濕度
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饋 線
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用途
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1/2″饋線
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型號(hào)
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用于分路布線，但較少使用
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用于分路布線，布線長(zhǎng)度不超過100m
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尺寸(mm）
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內(nèi)導(dǎo)體外徑
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4.83
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2.5
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外導(dǎo)體外徑
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13.8
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8.7
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絕緣套外徑
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16
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10.4
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特性阻抗（歐姆）
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50±1
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50±2
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工作頻率上限（GHz）
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>2
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>2
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一次最小彎曲半徑（mm）
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<70
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<27
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損耗 (dB/100m)
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900MHz
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<7.2
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<14
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1800MHz
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<10.6
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<20
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工作溫度
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-40℃+85℃
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是否具有阻燃功能
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是
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是
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六、設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
1、總體技術(shù)指標(biāo)
（1）話務(wù)量吸收：樓內(nèi)話務(wù)由基站承擔(dān)；
（2）覆蓋區(qū)域:鉆井平臺(tái)甲板域由分布系統(tǒng)覆蓋（特殊要求除外）；
場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度：全部位置都覆蓋，95%以上的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)大于-**dBm。
（3）無(wú)線信道呼損率小于等于2%。上下行功率平衡在*dB內(nèi)。
（4）根據(jù)國(guó)家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)天線的發(fā)射功率為*dBm/每載波以下。
（5）掉話率小于1%，呼叫建立成功率大于95%，切換成功率大于95%。
2、技術(shù)指標(biāo)
GSM移動(dòng) 上行：875-909MHz，下行：930-954MHz
GSM 聯(lián)通 上行：909-915MHz，下行：954-960MHz
WCDMA 聯(lián)通3G 上行：1940MHz-1955MHz，下行：2130MHz-2145MHz
CDMA800 電信 上行：825MHz-840MHz，下行870MHz－885MHz
七、安裝說(shuō)明
1、主設(shè)備的安裝
3臺(tái)直放站信號(hào)源主機(jī)安裝在****，覆蓋****。
2、天線的安裝
吸頂天線固定在****，不影響室內(nèi)裝修美觀。
3、無(wú)源器件的安裝
主干饋線上的功分器安裝固定在****。所有穿墻打孔處，須與業(yè)主協(xié)商穿墻打洞進(jìn)入。
所有外露饋線均需加套PVC管，要求美觀；在施工過程中，不得破壞機(jī)房和大樓內(nèi)原有建筑結(jié)構(gòu)及美觀。
4、電源設(shè)備的安裝
直放站信號(hào)源主機(jī)電源從配電箱取得，并安裝配電箱、插座, 需接保護(hù)地。
5、其他事項(xiàng)的說(shuō)明
系統(tǒng)所有饋線的兩端必須標(biāo)注起始點(diǎn)以及終止點(diǎn)。
嚴(yán)格按照鉆井平臺(tái)業(yè)主要求貼好主機(jī)、天線、無(wú)源器件標(biāo)簽，確保日后工程檢驗(yàn)的方便。
八、電磁輻射防護(hù)
根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》,即國(guó)標(biāo)GB8702-87,電磁輻射的限值為:
公眾照射：在一天24小時(shí)內(nèi),環(huán)境電磁輻射的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)的平均值應(yīng)滿足功率密度<0. 4 W (頻率為30～3000MHz)。
職業(yè)照射：在一天8小時(shí)工作時(shí)間內(nèi),電磁輻射功率密度的平均值(連續(xù)6分鐘)應(yīng)<2W//m2(頻率為30～3000MHz)。
對(duì)電磁輻射源豁免的要求為：
１、輸出功率等于或小于15W的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備。
２、頻率為3-300000MHz時(shí)，電磁輻射體的等效輻射功率小于100N。
３、本工程天線口最強(qiáng)信號(hào)電平為**dBm，設(shè)人員活動(dòng)范圍為距天線1米以外，根據(jù)球面體公式，計(jì)算出最強(qiáng)功率密度為：0.0787W/m2，電磁輻射滿足公眾照射防護(hù)要求。
1、總體技術(shù)指標(biāo)
（1）話務(wù)量吸收：樓內(nèi)話務(wù)由基站承擔(dān)；
（2）覆蓋區(qū)域:鉆井平臺(tái)甲板域由分布系統(tǒng)覆蓋（特殊要求除外）；
場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度：全部位置都覆蓋，95%以上的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)大于-**dBm。
（3）無(wú)線信道呼損率小于等于2%。上下行功率平衡在*dB內(nèi)。
（4）根據(jù)國(guó)家環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)天線的發(fā)射功率為*dBm/每載波以下。
（5）掉話率小于1%，呼叫建立成功率大于95%，切換成功率大于95%。
2、技術(shù)指標(biāo)
GSM移動(dòng) 上行：875-909MHz，下行：930-954MHz
GSM 聯(lián)通 上行：909-915MHz，下行：954-960MHz
WCDMA 聯(lián)通3G 上行：1940MHz-1955MHz，下行：2130MHz-2145MHz
CDMA800 電信 上行：825MHz-840MHz，下行870MHz－885MHz
七、安裝說(shuō)明
1、主設(shè)備的安裝
3臺(tái)直放站信號(hào)源主機(jī)安裝在****，覆蓋****。
2、天線的安裝
吸頂天線固定在****，不影響室內(nèi)裝修美觀。
3、無(wú)源器件的安裝
主干饋線上的功分器安裝固定在****。所有穿墻打孔處，須與業(yè)主協(xié)商穿墻打洞進(jìn)入。
所有外露饋線均需加套PVC管，要求美觀；在施工過程中，不得破壞機(jī)房和大樓內(nèi)原有建筑結(jié)構(gòu)及美觀。
4、電源設(shè)備的安裝
直放站信號(hào)源主機(jī)電源從配電箱取得，并安裝配電箱、插座, 需接保護(hù)地。
5、其他事項(xiàng)的說(shuō)明
系統(tǒng)所有饋線的兩端必須標(biāo)注起始點(diǎn)以及終止點(diǎn)。
嚴(yán)格按照鉆井平臺(tái)業(yè)主要求貼好主機(jī)、天線、無(wú)源器件標(biāo)簽，確保日后工程檢驗(yàn)的方便。
八、電磁輻射防護(hù)
根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》,即國(guó)標(biāo)GB8702-87,電磁輻射的限值為:
公眾照射：在一天24小時(shí)內(nèi),環(huán)境電磁輻射的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)的平均值應(yīng)滿足功率密度<0. 4 W (頻率為30～3000MHz)。
職業(yè)照射：在一天8小時(shí)工作時(shí)間內(nèi),電磁輻射功率密度的平均值(連續(xù)6分鐘)應(yīng)<2W//m2(頻率為30～3000MHz)。
對(duì)電磁輻射源豁免的要求為：
１、輸出功率等于或小于15W的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備。
２、頻率為3-300000MHz時(shí)，電磁輻射體的等效輻射功率小于100N。
３、本工程天線口最強(qiáng)信號(hào)電平為**dBm，設(shè)人員活動(dòng)范圍為距天線1米以外，根據(jù)球面體公式，計(jì)算出最強(qiáng)功率密度為：0.0787W/m2，電磁輻射滿足公眾照射防護(hù)要求。
九、工程費(fèi)用預(yù)算
十、附圖
1、系統(tǒng)原理圖
2、天線分布圖
系統(tǒng)原理圖：
天線點(diǎn)位圖：
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