监狱报警通信系统设计方案

李东建

【摘要】随着无线通信技术的发展，人们对无线通信质量要求的提高以及信息频率资源的快速高涨，数字对讲机广泛应用于交通，运输，制造，建筑，油田，煤矿，公安等行业，在专用通信领域发挥着巨大作用。

【关键词】数字对讲机 调度通信 话务量 覆盖

一、系统简介

本系统以数字对讲机通信为基础，通过多功能的接口连接警报器和大功率扬声器，可以在通话的功能基础上扩展出一键报警功能，控制中心接至中继台，能够查看机器工作状态、录音内容、报警广播信息等，具有通信灵活，报警及时，通信安全等特点。

二、项目需求

此项目为满足某监狱地区通信需求。用户为三地独立通信，以及紧急情况下三区互通，并支持GPS和录音功能。

该对讲机覆盖系统的信号覆盖区域为室外，主要地域为监狱以及周边地区；

系统设计具备三组常规工作频道和一组紧急通信信道供三地部门使用，各频道能同时使用，不互相产生干扰和影响，紧急情况下三区切至紧急信道三区可互通：

采用室内小型天线和射频同轴电缆组成的天馈系统实现无线信号的覆盖，最大限度的保证建筑结构的完整和美观。

三、系统说明

（一）系统示意图

（二）系统组成说明

中继台架设：A区：一部，用户A区内部通信。

B区：二部，分别用于B区和c区通信。

这样各区域独立工作，不相互干扰和冲突。

中继台IP互联：三区中继台采用IP进行互联，以保证在紧急情况下三区具有互通性。

紧急报警：当出现紧急情况时，任何一部手持台按下报警键，报警手持台所处区域中继台收到报警提示后，通过IP网络将报警信息发送给另外2区域中继台，三区域报警器发出警报，三区中继台进行IP互联工作模式，任何一区呼叫都能通过IP转接至另外2区。

GPS信息查询显示：控制中心采用轮询的工作方式，逐个获得手持台的GPS信息，将手持台GPS按照现有GIS系统约定报文格式发送至指定GIS服务器。

（三）区域覆盖分析

根据本区域的地形地貌，覆盖计算采用Hata模型。其公式为：

f—工作频翠（MHz）

ht—发射天线高度（m）

hr—接收天线高度（m）

a（hr）—接收天线高度修正因子

d—传播距离（km）

K—小区类型的校正因子

C_terrain—地形校正因子

具体这个项目中f=400MHz，ht=40m，hr=1.5m，d=5km，采用普通乡镇地形模型，丘陵地区，

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C_terrain=10dB

可计算出空间损耗L=126.22dB，

对于中继台来说：电台发射功率为25W（43.9dBm），7/8“馈线长度为50m（损耗0.745dB），接头损耗为1dB，发射天线增益为10dBi，手持台天线增益为2.15dBi，可计算出到达手持台射频接口的信号强度为：

S=43.9-0.745-1-126.22+10+2.15=-71.915dBm

手持台的接收灵敏度为120dBm（0.25uV），设计余量48dB，完全可以满足接收机良好接收的需要。

对于手持台来说：电台发射功率为3w（34.78dBm），天线增益2.15dBi，中继台接收天线增益为10dBi，线缆损耗0.745dB，接头損耗1dB。

可计算出到达中继台射频接口的信号强度为：

S=34.78+2.15+10-0.745-1-126.22-81.03dBm

塔台电台的接收灵敏度为-120dBm（0.25uV），），设计余量39dB，完全可以满足接收机良好接收的需要。

根据地图显示的信息，中继台覆盖可以达到5公里（注：中继台天线需确保高度在40米以上）。如下图。

（四）话务量计算

数字对讲机系统属于呼损制系统，应使用Erlang B模型进行计算。当呼损率为5%时，可以得出中继台载频数和所支持的用户数的对应关系。话务量的值是根据Erlang B模型公式计算的出的Erlang B参数表查表所得，每基站支持的用户数由每站支持的话务量除以每用户的忙时话务量得到。该计算数据均为推测估计值，实际应用中还需按实际需求进行重新计算确定。有效的管理可以大大提高基站支持的用户数。

四、结论

此方案可满足该监狱报警的通信需求。