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无线本地环路系统在电厂中的应用 |
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| 无线本地环路系统在电厂中的应用 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:23:03  |
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摘 要
介绍了PAS-WLL无线本地环路设备的系统构成及应用特点，结合电厂内网络实施优化的特殊区域阐述了系统规划应具备的一些基本知识。
主题词：无线接入；电力通信；系统规划
近几年来，PAS-WLL无线接入系统在公网得到广泛应用，在一部分发电企业也构建了小型专网系统，给发电厂的运行管理带来了很多便利，天津大唐盘山发电有限公司是较早应用此设备的单位之一，选用Utstarcom公司生产的无线本地环路系统，经过了几次的设备搬迁和扩容，目前，网络已经得到优化、高效的使用。
1． 系统构成
无线本地环路系统主要由局端机（COT）、基站控制器（RPC）、基站（RP）和手机（PS）构成，下面简要介绍各部分的特点。
1．1 局端机（COT）：与电厂的行政和调度交换机相连，是与本地交换机建立联系的综合设备，接口可以是模拟的，也可以是数字的，电厂应用大多采用模拟接口，COT通过FXO板仿真电话，具有摘机、挂机、铃流检测等功能，无线用户直接作为本地交换机用户，交换过程完全透明，功能和有线电话直接接入完全一样。COT负责将语音信息转换成2Mb/s的Q.931信令送入基站控制器（RPC）。
COT和交换机的接口是数字型的，一般有两种：V5.1和V5.2，在电厂应用很少，不做介绍。
1．2 基站控制器（RPC）：主要功能是向各个RP（基站）分配电源、话路集线控制、协议转换（PHS/National 1），并通过COT向交换机发送DTMF信号。
一个RPC最多可通过4条E1中继接口与COT相连，从E1线中提取时钟信号，通过控制模块产生同步时钟，作为整个系统的时钟，保证了RP的同步运行，RPC的控制模块提供了E1接口和基站接口之间信道的时隙交叉连接，最多可以同时支持120个呼叫，用户可以根据自己的话务情况配置E1接口。
1．3 基站（RP）：是无线设备的基地台，利用一条双绞线和RPC相连，负责中继传递由RPC传来的局端信号，实现覆盖区域内手机的通信。一个RPC可以控制32个独立的RP，对于一个独立的RP，无线链路中安排了4个时隙，一个做信令控制信道，另三个是信号传输通道。
2、系统特点
目前，我公司设备配置为：COT一套，手机端口最终容量可达240路；RPC一套，其中E1接口配置2个，基站接口配置28个；基站配置25个；手机112个。此容量目前已经满足了我厂使用需求，根据上述的设备配置，可以看出相比于其他的无线接入，它所具有的高效性。以下主要针对电厂特点介绍此设备在电厂应用具有的优势。
2．1 安全性能高：电厂内有精密的控制设备和继电保护设备，GSM手机、对讲机、大功率无绳电话对以上设备有着不同程度的影响，而无线接入的手机和基站的功率只有10mW，在试运期间，我们进行多次试验，在控制设备和继电保护设备侧安装基站和使用小手机，未发生一例异常现象，可以说在应用上对以上设备不会造成任何影响，对人体来讲，小手机的功率是GSM手机的1/200，长期使用的危害要小的多。
该系统设置了鉴权功能，用于防止用户号码被无权的人员使用，每个小手机分配一个唯一的鉴权码，所以，从使用上可达到很高的安全性。
2．2 扩容方便：一个19寸机架，可以扩到3个COT，2个RPC，即可以扩用户为720个，基站可扩至64个，很方便的插入机框即可完成，当然电厂使用容量较小，一般有一个COT和一个RPC可以完全满足使用，针对使用情况做适当的板件扩容即可。
2．3 系统灵活性强：因为电厂本身的通信网络就比较健全，干线、分支线较多，分线设备密集，室外、室内基站的安装仅需要一条双绞线，所以，利用通信电缆的芯线完成安装，在总配线架上统一管理，系统的网络布点很容易实现。
对于整个电厂内话务量的需求不一致，可利用该系统的分组控制和单独控制相结合的方法解决。
2．4 使用方便：电厂内的行政系统电话和调度系统电话或其他专线电话都可以接入此系统，互不影响的独立使用。
此系统的语音是经过32Kb/sADPCM编码的，具有极高的话音质量，通话效果可以等同于有线电话。
手机的品种较多，比其他的手机要小巧、耐用，具有极高的性能品质。手机电池按一般使用情况下可待机至少15天，而且充电仅需4小时。目前，该公司已经推出新一代的彩屏手机，可在系统支持下发送超大容量的电子邮件，直接收发影音邮件；支持在手机上访问互联网站，实现64k高速无线上网；可连接专用的数码相机，拍摄画面可设置待机屏幕，也可邮件发送；具有强大的通信录功能：一个名字记录3个电话号码和2个电子邮件地址。
3、系统规划
3．1 如何对网络进行科学的规划，首先应对此系统的一些特性进行了解。
3．1．1 工作频率：系统使用的频率：1895.15MH-1917.95MH，分77个载频，载频间隔300KH。按无委规定，系统实际可用频段：1900.25MH-1914.95MH，其中：1902.05MH-1903.85MH，共7个载频作为控制载频，其他为话音载频。
3．1．2 基站天线高度的确定：基站采用空间水平分集方式，其设计依赖于天线高度（h）和天线间距（d）的比值η，即η=h/d，η的最佳取值是11，其中d应大于5λ（λ≈0.157m）。
3．1．3 天线的传播特性：此系统有几种天线，根据增益不同，传播特性也不同，增益越高，发射波的方向角越小，波瓣越窄，能量集中，覆盖距离增大，但覆盖的纵面会减小。
3．1．4 穿透损耗：
材料 衰耗 材料 衰耗
砖（100mm） 14dB 混凝土（100mm） 12 dB
石膏板（7mm） 3-4 dB 木板（15mm） 3-4 dB
玻璃纤维制品 5 dB 地板 17-20 dB
玻璃 0 dB
3．1．5 话务处理：对于单个基站无线链路安排了4个时隙，一个做信令控制，另三个做话音通道，如在分组控制下，允许4个基站为一组并由一个信令信道来控制全组4个基站，这样，在一个区域内，主基站有一个控制信道，余下15个信道全部用做通话。
3．2 对网络进行优化过程中，参照以上特性，可以收到很好的效果，下面就我公司在几个特殊区域的基站处理做简要介绍：
3．2．1 主厂房内：在汽机房一层0mA列中间位置安装4米高7dBi的全向天线，在13.7m的相同位置安装10dBi的定向天线，对主控和两侧锅炉方向，从水平和纵向都可以满意覆盖，为了满足主控制室的话务需求，安装一台室内基站放在调度台内，为了补偿纵面覆盖效果，在两侧锅炉25m处各安装一套7dBi天线。利用这5个基站可以完全对主厂房进行覆盖。
3．2．2 办公区域：因为用户密度较大，话务量集中，要求的覆盖电平均匀，对于设定最佳的服务边界非常困难，我们采用了单控和组控相结合的办法进行了网络布置：在距离7层办公楼前后100m处，安装了5m高度10dBi定向天线，定向办公楼覆盖，因办公楼2、3、4层用户密度最大，公司领导在3层，为了解决话务密集问题，在三楼中央会议室安装两个室内基站，采用组控方式。目前，从覆盖效果和话务需求上得到了较满意效果。
在国内，尤其在电力行业，PAS-WLL的技术应用时间较短，网络优化是一项长期的持续性工程，需要不断学习，积累经验，才能更好的进行资源配置优化，改善网络的环境，更好的服务于电厂的管理运行。
参考文献：美国UT斯达康（中国）公司《无线本地环路系统用户使用手册》
北京邮电大学出版社《通信工程新技术实用手册 接入技术分册》、《通信工程新技术实用手册 移动通信技术分册》
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