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文檔簡介
武漢虹信通信技術有限責任公司工程服務部技術組武漢虹信通信技術有限責任公司 wuhan hongxin telecommunication technologies co., ltd目錄一、小區(qū)覆蓋工程的基本流程1二、小區(qū)覆蓋工程勘測22.1 初步勘測22.1.1 需要了解的信息22.1.2 初步勘測的作用32.2 多方溝通82.2.1 與建設方的溝通82.2.2 物業(yè)溝通92.3 詳細勘測10三、小區(qū)覆蓋工程方案設計123.1 小區(qū)方案設計的基本思路123.2 設備的選擇143.2.1 常用的設備143.2.2 設備的選擇原則153.3 天線的選擇153.3.1 天線的選擇原則163.3.2 天線的偽裝形式233.3.2 偽裝天線樣品273.4 方案設計中應注意的問題29四、小區(qū)覆蓋工程的實施304.1 工程施工304.1.1 施工前的模擬測試304.1.2 物業(yè)交流304.1.3 施工中應注意的事項314.2 工程開通和網(wǎng)絡優(yōu)化324.2.1 控制噪聲干擾324.2.2 控制信號外泄334.2.3 調(diào)整基站網(wǎng)絡參數(shù)3334一、小區(qū)覆蓋工程的基本流程小區(qū)覆蓋工程與一般室內(nèi)覆蓋工程的流程相同,都要經(jīng)過工程勘測、方案設計和工程實施這幾個階段。與一般室內(nèi)覆蓋工程不同的是,小區(qū)覆蓋工程通常規(guī)模較大,在當?shù)鼐址胶途用裰械挠绊懸脖容^大。最重要的是,每個小區(qū)都有自己的特點,很難以一個固定的模式去套用每個小區(qū)覆蓋工程,因此每個小區(qū)前期的勘測和方案設計過程都對整個工程的實施起著至關重要的作用。根據(jù)現(xiàn)有小區(qū)覆蓋的工程經(jīng)驗,小區(qū)覆蓋工程的基本流程參見圖1:圖1從流程圖中可以看出,溝通和交流在小區(qū)覆蓋中非常重要。溝通和交流的主要對象主要包括建設方和物業(yè)、業(yè)主方。在接到工程或初步勘測以后,要與建設方溝通,了解工程的覆蓋范圍、目的,確定覆蓋深度;工程進展的全過程都要與物業(yè)方溝通。物業(yè)方在整個小區(qū)覆蓋工程中扮演著非常關鍵的角色。無論是小區(qū)覆蓋的初步思路或設計方案形成后,還是工程實施過程中,都要及時與物業(yè)方進行溝通和交流,這樣形成的設計方案將更加具有可實施性,工程進展也將更加順利。還有一點需要認識的是,小區(qū)覆蓋并非必須按上面的流程按部就班的進行,比如模擬測試可以在方案設計階段進行。模擬測試的作用是驗證方案的可行性,如果在方案設計階段進行模擬測試,發(fā)現(xiàn)覆蓋效果不理想,可以立即更改設計方案,這樣在方案實施前就已經(jīng)確保了方案的可行性。下面將對小區(qū)覆蓋工程中的每個階段進行詳細介紹。二、小區(qū)覆蓋工程勘測小區(qū)覆蓋工程勘測通常分為初步勘測、物業(yè)交流和詳細勘測幾個步驟。在初步勘測完成后,要對該小區(qū)形成一個初步的覆蓋思路,并向物業(yè)部門和業(yè)主介紹。通過溝通,使物業(yè)部門大致了解工程的意義、規(guī)模,工程中將安裝哪些設備,如何敷設各種線纜,以及希望物業(yè)部門在哪些方面給予支持和配合。通過這次交流,可以幫助我們初步確定小區(qū)內(nèi)哪些位置適合于安裝設備和天線,怎樣走線纜最合理,為下一步的詳細勘測提供了指導。2.1 初步勘測2.1.1 需要了解的信息初步勘測需要了解的自然環(huán)境信息有:n 小區(qū)的地理位置、面積n 居民的數(shù)量n 居民的主要結(jié)構(gòu)n 住宅樓的數(shù)量、樓層高度、樓間距n 每棟住宅樓的單元數(shù)量、電梯數(shù)量、地下室的情況等。除了上述自然環(huán)境信息外,還需要了解小區(qū)的無線環(huán)境信息,包括:n 小區(qū)周圍的基站情況n 小區(qū)內(nèi)室外信號的基本情況n 住宅樓的高、中、低各層的信號情況。2.1.2 初步勘測的作用通過初步勘測,可以確定小區(qū)信號源的方式,設備和天線的安裝位置,線纜的敷設方式等問題。 信號源的方式首先是是否需要引入基站的問題。是否引入基站的主要依據(jù)有小區(qū)的規(guī)模、話物量預測和建設方對網(wǎng)絡的整體規(guī)劃。小區(qū)的面積,居民數(shù)量和小區(qū)住宅樓的數(shù)量等信息概括了小區(qū)的規(guī)模,根據(jù)這些信息我們可以估算小區(qū)的話務量。下面以深圳梅林一村聯(lián)通gsm/cdma工程為例介紹小區(qū)話物量預測的方法。深圳梅林一村小區(qū)共有住宅樓96棟,總面積80萬平方米,常駐人口約25000人,總流動人口約15萬人,規(guī)模龐大。參見圖2:圖2梅林一村小區(qū)的住戶大部分為深圳市政府公務員,在深圳有很大的影響力。從小區(qū)規(guī)模和話務量的角度上考慮,我們建議深圳聯(lián)通采用新增宏蜂窩基站的方式解決信號源問題,同時,利用宏蜂窩解決室外區(qū)域的覆蓋問題。而宏蜂窩的信道配置則通過“愛爾蘭b公式”從所需覆蓋區(qū)域的業(yè)務量中估算出來。在信道容量規(guī)劃中,一個重要的參數(shù)是在峰值小時的給定時刻,所有信道均被使用的概率,這個阻塞概率用來衡量一次呼叫嘗試由于沒有空閑信道而失敗的概率,愛爾蘭b公式在假定呼叫建立時刻及通話持續(xù)時間都服從泊松(poisson)分布的情況下,建立了平均信道數(shù)目、信道數(shù)目和阻塞概率之間的關系。對于gsm系統(tǒng),表1給出了在不同信道數(shù)目和呼損率2時,用愛爾蘭表示的容量。表1每個用戶業(yè)務量定義為峰值小時期間的某一給定時刻,每一給定用戶進行通話的平均概率,其單位是愛爾蘭。gsm網(wǎng)絡設計中所采用的值為0.025愛爾蘭/用戶,中國原郵電部規(guī)定的是0.010.03之間,現(xiàn)取0.025。系統(tǒng)載某一時刻所能支持的用戶數(shù)估算結(jié)果如表2:表2由于梅林一村的居民普遍具有一定的消費能力,因此在估算中手機擁有率取90%。移動和聯(lián)通的占有率分別為60%和40%,其中聯(lián)通gsm用戶按80%計,cdma用戶按20%計。根據(jù)表2可知,為滿足梅林一村小區(qū)的聯(lián)通用戶話物量,gsm基站的配置應為6/6/6。對于cdma系統(tǒng),單扇區(qū)單載頻的基站最大配置可為61個信道,目前工程上一般取值為全向23個信道,定向20個信道。同理可以估算不同載頻配置時系統(tǒng)在某一時刻所能支持的用戶數(shù),見表3:表3注:o1站型表示只配置1個cdma載波的全向站,o2站型表示配置2個載波的全向站;1/1/1站型表示3扇區(qū)定向站,每扇區(qū)只配置1個載波,2/2/2站型表示3扇區(qū)定向站,每個扇區(qū)配置2個載波。聯(lián)通cdma只考慮數(shù)據(jù)業(yè)務的情況下,根據(jù)表3可知,梅林一村cdma基站的配置應為1/1/1站型,而且可以留有一定的余量。對于一些規(guī)模較小的小區(qū)或周邊基站資源豐富的小區(qū),進行小區(qū)覆蓋時,亦可直接接入周邊基站信號,不再另行增加基站(微蜂窩)。小區(qū)的地理位置和周圍基站的信息,可以用來確定小區(qū)覆蓋的施主基站。分析小區(qū)內(nèi)室外部分和各樓層的信號情況,根據(jù)小區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域使用的信號頻點來確定施主基站。例如,南寧秀山花園小區(qū)位于青山路青秀山麓,東西向跨度約600米,南北跨度約300米,共分8個組團和一個會所。詳細布局和地理位置參見圖3:青秀山圖3小區(qū)西面約300米有一基站(東風大廈基站),在小區(qū)內(nèi)的部分住宅樓上可直視該基站;東面青秀山上有一基站(青秀山基站),肉眼無法看到該基站。經(jīng)過初步勘測,我們發(fā)現(xiàn),秀山花園內(nèi)大部分室外區(qū)域信號較好,而且大部分區(qū)域使用東風大廈基站信號,為了合理規(guī)劃無限資源減少小區(qū)內(nèi)頻點切換次數(shù),該工程不另外增加基站(微蜂窩),而選擇東風大廈基站為施主基站,并使用光纖直放站為整個小區(qū)提供信號源。最后是引入方式的問題。目前公司的光纖直放站和移頻直放站都可以采用有線引入和無線引入兩種方式。無線引入方式提供了更大的靈活性,在很多情況下具有很大的優(yōu)勢,但是也會給工程開通和日后的網(wǎng)優(yōu)、維護工作帶來一些麻煩。因此,當同時具備有線引入和無線引入條件時,一般首選有線引入方式。仍以南寧秀山花園為例,施主基站距離小區(qū)僅300米,在家景園可以直視東風大廈基站,滿足無線引入的條件。但是無線引入需要考慮施主天線和近端機的安裝位置、近端機的供電等,而有線引入則可以將近端機安裝在機房內(nèi),為減少施工、開通和網(wǎng)優(yōu)的困難,該工程選擇了直接從基站耦合信號的方式。 設備和天線的安裝位置小區(qū)內(nèi)能夠提供設備安裝條件的位置通常有地下室、電梯機房等。地下室和電梯是小區(qū)覆蓋中的典型覆蓋區(qū)域,所以將設備安裝在地下室和電梯機房都是比較有利的考慮。有些小區(qū)地下室設有弱電間,與小區(qū)內(nèi)的弱電管路相通,弱電間內(nèi)提供交流電源,而且空間比較大,安全有保障,是設備最理想的安裝場所。如果小區(qū)地下室沒有弱電間,通常也將設備安裝在地下室其他的房間內(nèi)。有些小區(qū)內(nèi)地下室用作停車場或者雜物間,也可與物業(yè)部門協(xié)商,選擇某些位置作為安裝設備的位置。電梯機房是設備安裝位置的另一個選擇。電梯機房內(nèi)交流電源容易獲得,且機房位于電梯井道正上方,有利于電梯覆蓋時功率的分布。設備的一部分功率用于電梯覆蓋,另一部分功率用于覆蓋地下室或者用于室外天線。但是選擇電梯機房作為設備安裝位置的最大弱點在于,如果希望采用一臺設備覆蓋多棟樓時,走線將會有很大的困難,而且功率浪費也較大。某些低層密集型小區(qū),既沒有地下室也沒有電梯,只能將設備安裝在小區(qū)室外的空地上或住宅樓頂(參見圖4、圖5)。在室外草地安裝時,需要制作設備箱,盡量不破壞小區(qū)美觀。 圖4 圖5在業(yè)主允許的情況下,對于部分老式破舊的住宅樓也可以將設備掛在1樓外墻上,如圖6:圖6小區(qū)覆蓋中,天線通常安裝在住宅樓頂,住宅樓外墻面上,樓間的空地或草地上。如果天線能夠安裝在樓外墻壁上,將是最佳的選擇,但是,實際工程中物業(yè)和業(yè)主比較難于接受。采用得最多的方式,仍以樓頂和地面安裝為主。天線的安裝位置一般根據(jù)覆蓋需求來選擇,詳細的選擇原則參見3.3節(jié)天線的選擇原則。 線纜的敷設方式線纜盡量走小區(qū)的弱電管溝。一般大型新建小區(qū)的配套設施都比較齊全,強電、弱電、污水、雨水分不同的地下管溝走,在初步勘測時要仔細留意哪些是弱電的管井,以便于下一步確定線纜的走線路由。參見圖7、8。雨水弱電污水強電 圖7 圖8當?shù)叵赂鞣N配套管溝等設施不夠齊全時,延建筑物外墻走線纜或采用地埋方式時應套管。2.2 多方溝通2.2.1 與建設方的溝通一般在接到小區(qū)覆蓋工程后,就應該與建設方做一次初步的溝通,了解工程的基本意圖。由于對小區(qū)的基本情況還不夠了解,這次溝通的層次很淺,所以在初步勘測以后應該與建設方做一次比較詳細的溝通。溝通的主要內(nèi)容包括:對小區(qū)覆蓋深度的定位,工程投資額度,基站設備的建設意向。對小區(qū)覆蓋深度的定位直接關系到工程的投資額度。在工程建設前首先應與建設方溝通,確定覆蓋深度。目前小區(qū)內(nèi)典型的目標覆蓋區(qū)有:n 室外公共區(qū)域室外活動場所室外廳車場n 室內(nèi)公共區(qū)域公共服務場所室內(nèi)公共走道電梯及電梯電梯廳室內(nèi)停車場n 室內(nèi)私人區(qū)域室內(nèi)私人房間為了處理工程投入與收益的矛盾,最好的辦法就是根據(jù)不同的覆蓋需求選擇合適的覆蓋深度。常用的有以下幾種覆蓋深度,見表4:覆蓋深度覆蓋范圍可達到的效果初步覆蓋室外公共區(qū)域室外可通話、部分室內(nèi)區(qū)域可通話基本覆蓋所有靠窗區(qū)域和室內(nèi)公共區(qū)域主要人流量大的區(qū)域得到連續(xù)覆蓋深度覆蓋室內(nèi)外公用區(qū)域和大部分房間可保證用戶基本可隨時正常接入網(wǎng)絡全面覆蓋除設備機房外的區(qū)域可保證用戶隨時隨地接入網(wǎng)絡表4表4列出的覆蓋深度中,對于初步覆蓋,一般建設方采取宏蜂窩基站或單臺直放站即可實現(xiàn),而全覆蓋的做法很不經(jīng)濟,所以通常建議建設方選擇“基本覆蓋”和“深度覆蓋”2種覆蓋深度。在溝通中應向建設方了解工程的投資額度,如果工程的投資額度與我方建議的覆蓋深度不匹配,需要在覆蓋效果和工程投資之間進行取舍,與建設方仔細權(quán)衡后再制定合理的投資額度。我方根據(jù)話物量預測和覆蓋方案的靈活性等角度,提出是否建設基站的建議,同時向建設方了解整體規(guī)劃情況,確定工程中是否建設基站。2.2.2 物業(yè)溝通初步勘測后進行一次物業(yè)溝通主要出于以下幾個方面的考慮:1、交流初步思路經(jīng)過初步勘測后,應對整個小區(qū)覆蓋工程在總體上有一個思路。將總體思路制作成簡要的交流文檔,或向業(yè)主作口頭介紹,介紹的內(nèi)容主要包括:蜂窩設備和我公司直放站設備安裝在何處,有哪些場所要安裝室內(nèi)天線,哪些場所要安裝室外天線,建筑物之間線纜如何走。在介紹時,應說明整個工程對小區(qū)的積極意義,并且整個工程將在不影響小區(qū)美觀的基本原則下進行。當然,對于施工過程可能對小區(qū)產(chǎn)生的影響(比如破壞草地,立天線抱桿等)都應客觀地向物業(yè)說明。2、取得相關資料對物業(yè)簡要介紹了工程的初步思路后,還需要相關圖紙資料為下一步的勘測和方案設計服務。需要請物業(yè)提供的資料有:小區(qū)的總體平面圖,小區(qū)弱電管路分布圖。其中弱電管路分布圖對詳細勘測和確定走線路由尤其重要。如果小區(qū)弱電管路比較完善,可以從弱電管路分布圖中看出,樓宇之間的弱電管路是怎樣連接的,樓宇的弱電間是怎樣到達弱電主管路的。3、獲取其他方面的配合和支持在小區(qū)覆蓋工程中,有大量的后續(xù)工作需要物業(yè)部門的配合和支持。例如,詳細勘測可能需要進入小區(qū)弱電間勘查,對弱電管路內(nèi)的情況進行勘查,在電梯施工過程中對電梯的運行控制等等,這些都需要向物業(yè)部門作詳細說明。這是整個小區(qū)覆蓋工程中與物業(yè)的第一次溝通,需要與物業(yè)建立良好的合作關系,所以這次溝通也是與物業(yè)人員交流感情的好機會,必要時應請市場人員一起參與。2.3 詳細勘測詳細勘測是對初步勘測中信號源方式、設備和天線安裝位置、線纜敷設等問題進一步細化的過程。詳細勘測重點需要了解:弱電間環(huán)境,電梯井道環(huán)境,各種室內(nèi)外天線的安裝環(huán)境,室內(nèi)室外走線路由。 弱電間環(huán)境對小區(qū)弱電間的環(huán)境進行勘查,選擇一間合適的弱電間作為基站(或微蜂窩)設備的安裝位置。選擇基站(微蜂窩)設備要考慮弱電間是否有良好的供電和散熱條件,當采用微波作傳輸時,還要考慮所在建筑物的位置和高度是否利于微波傳輸。根據(jù)基站設備和覆蓋方案的需要,勘查直放站設備(包括近端機、遠端機)的安裝位置,最好也選在弱電間內(nèi)。 電梯井道環(huán)境對電梯井道的勘測,主要考察電梯機房的位置,電梯井道在建筑物內(nèi)的相對位置,與弱電間之間如何連接等。 室內(nèi)外天線安裝環(huán)境室內(nèi)天線安裝方式與傳統(tǒng)室內(nèi)覆蓋工程相同,而室外天線的安裝位置一般根據(jù)覆蓋需求來選擇。對于中低層住宅樓(12層以下),一般只需要在地面上安裝室外天線就可以達到覆蓋要求;對于高層住宅樓(12層以上),一般需要采用2個或多個室外天線來解決。例如濟南魯能康橋小區(qū)由18棟樓組成,其中111號樓為板式11層,1218號樓為18層小高層。在該工程中,對于111號樓,全部采用地面天線覆蓋,天線安裝在樓前的草地上,上傾角約15度左右;1218號樓,地面天線的覆蓋方式不變,但是增加了樓頂天線,天線作較小的下傾角,主要覆蓋1218層高度。在詳細勘測時,應仔細查看室外環(huán)境,既要考慮天線的安裝位置滿足覆蓋小區(qū)最佳的要求,也要最大限度地減少對小區(qū)草坪的破壞。 室內(nèi)外走線路由室內(nèi)走線,需要考察地下室的弱電橋架分布情況,樓宇之間的地下室是否相同,如何走線連接。室外走線需要考察小區(qū)內(nèi)弱電管溝的情況。在詳細勘測前應仔細分析小區(qū)的弱電管路分布圖,了解基站(微蜂窩)設備與直放站設備之間的管溝如何連接,直放站設備到天線如何通過管溝連接。到達現(xiàn)場后,要對走線路由中的各個管井作仔細勘測。打開井蓋,查看井道內(nèi)原有光纜、電纜的布放情況,是否有足夠的空間留給本次工程走線。如果管溝內(nèi)線纜已經(jīng)布滿,需要盡早改用其他的走纜方式。對于一些老式破舊小區(qū),線纜也采用延建筑物外墻的方式,但是走線必須美觀,多余的線纜應盤好固定作備用。參見圖9。圖9電纜采用地埋方式,盡量從土地、草叢或延花壇邊緣走,以減少破路。參見圖10。電纜圖10三、小區(qū)覆蓋工程方案設計3.1 小區(qū)方案設計的基本思路吸取目前全國各地小區(qū)覆蓋的工程經(jīng)驗,我們認為小區(qū)覆蓋中應遵循以下三條基本原則:1室內(nèi)覆蓋與室外天線相結(jié)合小區(qū)覆蓋中,有很多待覆蓋區(qū)如公共走道、私人房間等無法通過室內(nèi)布線的方式來實現(xiàn)覆蓋,只能通過室外的各種偽裝隱蔽天線來實現(xiàn)。但是室外天線對地下室和電梯等區(qū)域覆蓋的意義不大,所以這些區(qū)域仍然只能采用室內(nèi)覆蓋的辦法。小區(qū)室內(nèi)覆蓋主要有2方面的意義。第一,室內(nèi)覆蓋解決了高話務量公共區(qū)域的覆蓋問題,而這些區(qū)域恰恰是室外天線無法解決的;第二,室外天線無法對所有私人房間實現(xiàn)很好的覆蓋,可以通過室內(nèi)覆蓋的信號對部分這些區(qū)域起一定的改善作用。例如,電梯覆蓋時,將電梯內(nèi)的天線功率設計得比一般室內(nèi)覆蓋工程稍大,或者是天線數(shù)量稍多一些,這樣,電梯井道內(nèi)的信號可以泄漏到電梯廳和部分房間內(nèi),對室外信號起補充作用。2室外天線高低相結(jié)合采用室外天線覆蓋板式住宅樓,當樓層高度不高時,通常在地面上安裝垂直半功率角較大的定向平板天線配合一定的仰角就可以達到比較好的覆蓋效果;但是,當樓層高度較高時,天線的垂直波瓣角和上傾角都不可能無限增大,這時需要采用分層覆蓋的方法。參見圖11。圖11地面上的天線解決中低層信號問題,而在樓頂安裝天線解決高層信號問題,當條件允許時,還可以在建筑物中部外墻上安裝天線解決中層信號問題。3定向、全向天線相結(jié)合圖12當小區(qū)建筑密度非常大時,采用定向天線不但數(shù)量多,而且效果也可能不理想。這時如果采用定向天線可以提高功率利用率。特別是對于庭院式結(jié)構(gòu)(多個住宅樓或單元圍成一圈,中間是花壇或綠地),在庭院中間安裝全向天線可以覆蓋大部分中低層房間,參見圖12。但是如果僅采用全向天線,可能有3個方面的問題。第一,對于高層庭院式結(jié)構(gòu),當全向天線安裝在花壇或綠地上時,只能覆蓋中低層;第二,全向天線解決了庭院內(nèi)側(cè)室內(nèi)的信號問題,外側(cè)也可能需要覆蓋;第三,某些庭院的入口比較大,而且入口鄰近室外街道,這時要考慮信號泄漏的問題。所以需要考慮將某些全向天線改為定向天線,或者在高層增加定向天線解決。經(jīng)過內(nèi)外結(jié)合,高低結(jié)合和全向定向結(jié)合,對小區(qū)的覆蓋基本上可以稱得上是“全方位立體化”的覆蓋了,剩下要考慮的就是采用何種設備、何種天線來實現(xiàn)這種覆蓋了。3.2 設備的選擇3.2.1 常用的設備小區(qū)覆蓋中常用的設備主要有以下幾種類型: 上下行選頻的無線直放站小區(qū)的地理位置多位于市區(qū),為減少無線直放站對施主基站的干擾,引入上下行選頻的無線直放站。在某些場合下,還可以將它作為小區(qū)覆蓋的信號源,即在無線直放站后接干放或光纖直放站(要充分考慮系統(tǒng)的上行底噪問題,組網(wǎng)時要慎重)。 干放為適應小區(qū)覆蓋中覆蓋面積大區(qū)域分散的特點,特提供了功率系列化的干線放大器。輸出功率從0.5w,1w,2w,5w,10w到20w,可靈活選擇。 光纖直放機近端機有無線引入和有線引入2種方式,可靈活選擇。遠端機仍然遵循干放的“功率系列化原則”,可以根據(jù)覆蓋區(qū)的面積大小靈活選擇。 移頻直放站近端機有無線引入和有線引入2種方式,可靈活選擇。遠端機數(shù)量可以連續(xù)變化到20,仍然遵循干放的“功率系列化原則”。遠端機的數(shù)量和功率都可以根據(jù)覆蓋區(qū)的面積大小靈活選擇。3.2.2 設備的選擇原則上述設備有各自的特點,在小區(qū)覆蓋中適用于各種不同的場合,下面僅列出一般的原則,不可一概而論。 從引入方式上考慮如果工程新增基站,一般考慮有線引入的各種設備,如干放,有線引入的光纖直放站和有線引入的移頻直放站等。如果不增加新的基站(已考慮了話務量因素),當施主基站距離小區(qū)較近時,也可考慮有線引入的光纖直放站和移頻直放站;當施主基站較遠時,考慮無線直放站或無線引入的光纖直放站、無線引入的移頻直放站。 從覆蓋面積上考慮對于面積較小的一般小區(qū),可以選擇無線直放站或干放組成的系統(tǒng);對于面積稍大的小區(qū),通常選擇基站和干放組成電分布系統(tǒng);對于面積非常大的小區(qū),通??紤]光纖直放站或移頻直放站。 從小區(qū)情況來考慮選擇何種設備還與小區(qū)的具體情況有關。如果小區(qū)內(nèi)弱電管溝等設施比較齊全(對光纜、電纜敷設有利),通常盡量選擇干放或光纖直放站;如果小區(qū)內(nèi)不具備敷設光纜、電纜的條件,才考慮采用移頻直放站方式,但是移頻方式必須在建筑物樓頂架設多副天線(施主天線、中繼天線、重發(fā)天線),需要征得物業(yè)方面的同意。3.3 天線的選擇小區(qū)覆蓋中使用的天線除了考慮覆蓋需要,還要考慮保持小區(qū)美觀,盡可能不破壞小區(qū)內(nèi)的原有景觀。因此小區(qū)覆蓋中的天線必須做好偽裝和隱蔽工作,這樣必然會用到多種偽裝天線。揭開各種偽裝方式,偽裝天線本質(zhì)上還是普通的天線,所以在本節(jié)中,將先討論選擇天線的基本原則,包括天線的類型、要求的指標、安裝位置、電梯覆蓋天線和天線功率等多個方面的考慮,然后再介紹常用的天線偽裝形式和幾款偽裝天線。3.3.1 天線的選擇原則由于小區(qū)覆蓋中的室內(nèi)天線仍然以全向吸頂天線、定向平板天線和八木天線(用于電梯覆蓋)幾種形式,所以下面主要針對室外天線。從目前在南京東城水案、濟南魯能康橋等小區(qū)內(nèi)所進行的室外天線模擬測試結(jié)果來看,總結(jié)出以下與天線相關的各種原則,供參考和討論。 從天線類型來考慮對于板式樓(幾個單元排成一排的住宅樓),定向平板天線是最佳選擇。在南京東城水案進行了幾種不同天線的對比測試。參加對比的天線有全向鞭狀天線、八木天線、定向平板,覆蓋目標是一棟高5層的4單元板式樓。測試結(jié)果標明,全向鞭狀天線對于各單元低層部分的信號有很大的改善,但是缺點是覆蓋高度很?。ㄖ荒芨采w6層以下的樓房);八木天線在正指向的一個單元獲得較好的效果,但是主瓣以外的區(qū)域和房間內(nèi)的信號比較差,覆蓋區(qū)域很有限;平板天線的表現(xiàn)最好,在各個單元的各樓層信號都不錯。八木天線因為其波瓣太窄,無法照顧水平和高度兩個方向,如果讓八木天線斜著指向住宅樓,由于天線入射角太小,也很難獲得好的覆蓋效果。一般板式住宅樓,通常有24個單元,高度為612層(更高的有1618層),對板式樓覆蓋時,在水平方向上要兼顧各單元,在垂直方向上要兼顧各樓層信號的均勻,因此需要天線的水平波瓣和垂直波瓣寬度滿足一定的要求。平板天線正好可以滿足這些要求。對于庭院式住宅樓(多個單元圍成一圈,中間是花壇或綠地),全向天線是最佳選擇??梢钥紤]玻璃鋼全向天線、全向鞭狀天線。在庭院式住宅樓中間的綠地中安裝全向天線,功率利用率最高。但是全向鞭狀天線只適用于高度不高的住宅樓。當全向鞭狀天線安裝高度不高時,覆蓋6層以下的樓房效果較好。當樓的高度超過6層時,需要考慮改用平板天線,或者采用平板天線與全向天線相結(jié)合的方式(鞭狀天線照顧低層,平板天線照顧高層)。 從天線指標上考慮小區(qū)覆蓋中對所采用天線的指標要求方面,天線的波瓣角度相對于其增益來說更為重要。在濟南魯能康橋進行了2種平板天線的對比測試,一種是水平波瓣65垂直波瓣14、增益16dbi的室外定向平板,另一種是水平波瓣85垂直波瓣55、增益7dbi的室內(nèi)壁掛式平板,覆蓋目標是一棟高11層的4單元板式樓。測試結(jié)果表明,室外平板在中部約8層左右的信號較強,1層和頂層信號弱,而室內(nèi)壁掛式平板天線在各個樓層的信號強度比較均勻,且頂層的信號比室外平板還強。分析原因,室外平板雖然在增益上有優(yōu)勢,但是其垂直波瓣太窄,無法保證11層樓高度上的信號均勻分布;而室內(nèi)壁掛式平板天線的垂直波瓣大,所以表現(xiàn)反而更好。從天線理論知識可以知道,天線的波瓣角越小,獲得的增益越大;反之也一樣,天線的波瓣越寬,獲得的增益越小。對于常見的板式樓,為兼顧各單元(水平方向)和各樓層(高度方向),需要采用水平波瓣和垂直波瓣都比較寬的平板天線,此時天線的增益必然不會很大。在選擇平板天線時,應先確定天線的水平和垂直波瓣角度,然后再考慮盡量提高天線的增益。當不同天線廠家提供相同天線波瓣角指標時,再選擇增益較高的天線。天線的水平波瓣角要根據(jù)板式樓的總寬度(每單元寬度單元數(shù)量)和天線與樓的距離來確定,而天線的垂直波瓣角則要根據(jù)樓的高度、天線與樓的距離以及天線安裝高度來確定。選擇波瓣角時可參考下面的公式進行估算:1. 水平波瓣角(水平半功率角)圖13由于小區(qū)中樓房間距為20米左右,故天線與樓房之間的距離不可能很遠,為了覆蓋一棟30米寬的住宅樓,需要采用水平波瓣較寬的定向天線,在圖13所示的例子中,我們假設采用水平波瓣寬度為60的定向平板天線覆蓋該住宅樓,天線安裝位置距離樓房的水平距離為20米。根據(jù)天線水平覆蓋示意圖可知,天線主瓣分別向左右兩側(cè)覆蓋的寬度d20tg3011.5米。當天線安裝在住宅樓中部平分線上時,天線在水平面上覆蓋的總寬度為2d23米,基本可以覆蓋一棟寬30米的住宅樓,同時有利于控制信號的外泄。由上面的分析,確定天線水平波瓣的一般原則如下:樓房寬度為d,天線安裝位置到樓房的距離為d,則天線水平半功率角應滿足:即 公式12. 垂直波瓣角(垂直半功率角)圖14以圖14為例,我們假設采用垂直波瓣寬度為60的定向平板天線覆蓋該住宅樓,天線安裝位置距離樓房的水平距離為20米,天線安裝高度約3米。根據(jù)天線垂直覆蓋示意圖可知,當天線不作機械傾角時,天線主瓣分別向上下覆蓋的高度h20tg3011.5米,相當于4層樓左右的高度,加上天線安裝高度約3米(相當于1層樓高度),基本可以覆蓋5層高住宅樓,同時有效地控制了向空中發(fā)射的信號,減少了對大網(wǎng)的干擾。由上面的分析,確定天線水平波瓣的一般原則如下:樓房高度為h,天線安裝位置到樓房的距離為d,則天線垂直半功率角應滿足:即 公式2當樓房高度h較高時,可能所需要天線的垂直波瓣角非常大,此時解決的辦法有:a、機械上傾角。將天線做適當?shù)纳蟽A角,由于機械傾角過大會導致波束變形,所以這種方法適合于覆蓋高度不太高的樓房(低于12層)b、電調(diào)上傾角。電調(diào)上傾角可以較好的解決向上覆蓋高度的問題,但是一般天線廠家電調(diào)傾角的范圍為-1010,而且電調(diào)傾角的天線成本較高。c、采用分層覆蓋的方法。當樓房高度非常高時,僅靠地面上的天線是無法覆蓋整個樓房高度的??梢圆扇》謱痈采w的方法,地面上的天線僅覆蓋中低層,而中高層則由安裝在其他樓頂?shù)奶炀€覆蓋。 從天線的安裝位置來考慮對于板式樓,水平方向上,天線的安裝位置應盡量位于樓的正中;高度方向上,如果天線能夠安裝在對面樓房墻壁上1/2樓高的高度最好,但是一般室外天線只能安裝在地面上,需要天線作適當?shù)纳蟽A角來彌補天線安裝高度的不足。在濟南魯能康橋進行了天線位置的對比測試,參見圖15。a點3棟4棟b點c點圖15測試結(jié)果表明,隨著天線越來越偏離住宅樓正中,信號對1單元的入射角越來越大(接近90,而且距離也更近),1單元內(nèi)的信號越來越好;但對3、4單元的入射角越來越小,所以b、c點放置天線時3、4單元的信號平均值比a點差??傮w來看,a點的覆蓋效果最佳,這說明為了充分發(fā)揮天線水平波瓣的作用,天線應該盡可能地安裝在樓正面。由于魯能康橋小區(qū)物業(yè)方面的限制,天線不可能安裝在正面,只能選擇a點(偏離正中心約15米)。天線安裝在樓正中和1/2樓高處,都是為了充分利用天線的水平波瓣和垂直波瓣,這樣信號波束的入射角較大,減小信號進入電梯廳或房間的損耗。如果天線位置偏離水平中心很遠,或天線安裝高度太高或太低,都會使信號波束的入射角很小,從而增大信號進入電梯廳和房間的損耗。在進行本次測試以前,曾有這種認識:讓信號斜射入排列規(guī)則的住宅樓,以獲得比較大的覆蓋面積。但是測試后的結(jié)果表明,這種覆蓋方式效果比較差,在比較粗略的覆蓋中可以考慮,覆蓋要求高的情況下不宜使用。在實際選擇天線安裝位置時,盡量增大信號入射的角度。 從電梯覆蓋天線來考慮電梯應采用室內(nèi)布線的方式解決,僅靠安裝室外天線無法很好的實現(xiàn)電梯覆蓋。同時,為了彌補室外天線對電梯廳和房間覆蓋的不足,可以適當增加小區(qū)電梯覆蓋的八木天線數(shù)量和功率,讓信號從電梯井道泄漏到電梯廳和房間。對于南京東城水案小區(qū),南京移動曾提出取消我公司設計方案中電梯專項覆蓋的八木天線,而改用室外天線覆蓋的方式,為此我們記錄了電梯內(nèi)信號強度。從南京東城水案的測試數(shù)據(jù)來看,如果僅安裝室外天線,當電梯廳內(nèi)信號強度為-75dbm時,電梯關門后信號強度為-100dbm,說明靜止時電梯門的衰減至少有25db;當電梯啟動運行后,信號迅速衰減至-100dbm以下。在濟南魯能康橋小區(qū)也做了同樣的測試,僅安裝室外天線,電梯廳內(nèi)信號為-76dbm,電梯門關后信號強度為-107dbm,說明該品牌電梯門的衰減在30db以上。綜合2地小區(qū)的測試結(jié)果,我們可以判定,如果僅安裝室外天線,不在電梯井道內(nèi)安裝天線,無法很好的覆蓋電梯,所以小區(qū)內(nèi)電梯覆蓋還是必須采用傳統(tǒng)的室內(nèi)分布方式解決。例如,12層高的帶電梯的板式樓,如果按照通常的室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋方法,可能會采取1副八木天線的覆蓋方式。但是,考慮到在小區(qū)覆蓋中,安裝室外天線后,某些單元的電梯廳內(nèi)信號仍然偏弱,這樣我們對電梯采用2副八木天線覆蓋電梯,分別在1層和6層安裝2副八木天線,每個天線出口功率在15dbm左右,這樣部分信號會泄漏到電梯廳和房間內(nèi),彌補了室外天線覆蓋的不足。所以,在一般小區(qū)覆蓋工程中,建議電梯井道內(nèi)每6層安裝1副八木天線,比通常的810層密一些;甚至可以嘗試采用室內(nèi)壁掛式平板天線來覆蓋電梯,將室內(nèi)平板天線安裝在電梯井道后壁,朝電梯門的方向覆蓋,每4層左右安裝1副平板天線,這樣電梯廳內(nèi)的信號將會有很大改善。以上八木天線覆蓋的做法在濟南魯能康橋小區(qū)的試點工程中得到了驗證,但平板天線覆蓋的做法還有待驗證。 從天線的發(fā)射功率來考慮建議天線的設計入口功率在1723dbm之間。衛(wèi)生部對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中室內(nèi)天線的入口功率要求是不大于17dbm。小區(qū)覆蓋中的天線分為室內(nèi)天線和室外天線。為了了解室外天線的功率需要多大才能最經(jīng)濟又能滿足覆蓋,我們在濟南魯能康橋做了模擬測試。測試中采用tems transmitter作為信號發(fā)射機,sagem工程測試手機作為信號接收機。由于tems transmitter中愛利信手機的發(fā)信功率為17dbm(恒定值,不可調(diào)),因此我們用gzf900-b將tems transmitter的信號放大后經(jīng)衰減器輸出至天線,參見圖16。6db衰減器3棟4棟約26dbm16db衰減器tems transmitter發(fā)信機圖16當天線發(fā)射功率由17dbm增加到約26dbm,各層信號都增強了,但強度普遍只增加56db左右,信號最差的4單元信號有大幅提高。當天線功率為17dbm時,1、2、3單元電梯廳的信號可以滿足基本的通話要求。在本次模擬測試之前,我們通常的經(jīng)驗是將室外天線的功率設計為20dbm左右,測試的結(jié)果基本驗證了這個經(jīng)驗,在通常環(huán)境下進行小區(qū)覆蓋方案設計時可以參考這個經(jīng)驗值。為了獲得較好的覆蓋效果,通常將天線的功率設計得稍大一些:20dbm左右。當然天線功率越大,覆蓋效果越好,但系統(tǒng)的成本會更高,需權(quán)衡考慮。3.3.2 天線的偽裝形式概括起來講,小區(qū)覆蓋天線有“集成偽裝”和“現(xiàn)場偽裝”2種形式?!凹蓚窝b”是指由天線制造商在制造天線時,將天線振子整合在各種實物造型內(nèi)的方式。這種形式,由天線制造廠商綜合考慮天線外觀、尺寸、材料和整體天線性能等各種因素?!艾F(xiàn)場偽裝”是指天線制造商提供的仍然是傳統(tǒng)天線,在小區(qū)覆蓋中由現(xiàn)場工程師根據(jù)小區(qū)環(huán)境將天線隱藏在各種實物內(nèi)的形式?,F(xiàn)場偽裝需要現(xiàn)場開通工程師合理選擇天線的指標、安裝位置,偽裝物體的材料、大小,同時考慮偽裝物對天線指標可能帶來的影響。因此,相對于“集成偽裝”來說,“現(xiàn)場偽裝”需要現(xiàn)場工程師了解更多的天線方面的基礎知識,考慮現(xiàn)場各種因素可能帶來的影響。3.3.2.1 集成偽裝本節(jié)主要介紹目前天線廠家常用的偽裝方式。 室內(nèi)室內(nèi)全向天線的偽裝方式以吸頂燈形式為主,目前還沒有成熟的天線樣品,效果圖參見圖17。圖17室內(nèi)定向天線以壁畫偽裝形式為主,目前已有比較成熟的天線樣品,參見圖18。圖18 室外室外天線的偽裝方式以廣告牌形式為主,其他方式為輔。全向天線或定向天線都可以采用廣告牌的形式偽裝,參見圖19。采用廣告牌形式偽裝的優(yōu)點在于,廣告牌可以適用于各種環(huán)境的小區(qū),容易普及,無論是生產(chǎn)、備貨或是物業(yè)交流、方案設計、施工等各個環(huán)節(jié)都比較便利。圖19其他偽裝形式受小區(qū)環(huán)境限制較多,難以應用在各種不同的場合中。但是為了滿足某些物業(yè)部門的特殊需求,也可考慮其他的偽裝方式。例如椰樹形既可用來隱蔽八木天線作施主天線,也可用來制作偽裝全向天線,如圖20。隱藏八木天線圖203.3.2.2 現(xiàn)場偽裝現(xiàn)場偽裝通常有2種實現(xiàn)方式,一種是偽裝色偽裝,雖然實現(xiàn)簡單,但應用場合受限制較大,不適宜于地面上安裝的室外重發(fā)天線;另一種是現(xiàn)場實物偽裝,環(huán)境親合度好,但是需要解決天線與偽裝物體的匹配問題,包括電性能和結(jié)構(gòu)尺寸。如果原實物功能需要保留的話,解決匹配問題更加困難。偽裝色偽裝通常只適合于天線安裝在建筑物外墻面時,將天線的顏色做成與背景色一致。實現(xiàn)方法有:天線罩噴漆、天線罩外貼壁紙。參見圖21、圖22。圖21圖22油漆和壁紙對天線的方向圖沒有影響,但是對信號有一定的衰減,偽裝時應注意不能采用帶金屬的壁紙,厚度盡量薄,以減小損耗。實物偽裝的實物造型,首先考慮采用小區(qū)內(nèi)原有實物,然后再考慮增加新的造型。通常用作天線偽裝的實物有:吸頂燈、壁燈、路燈、草坪燈、音柱、廣告牌(燈箱)、標志牌等。實物偽裝實際上是改變了天線的外觀和安裝形式,因此采用實物偽裝時,有以下幾點需要特別注意:1、偽裝物的材質(zhì)、尺寸將天線安裝在偽裝物內(nèi),相當于給天線加了不同形狀天線罩,所以偽裝物的材質(zhì)和形狀對于實物偽裝來說非產(chǎn)重要。天線罩的材質(zhì)、尺寸對電性能的影響十分敏感(在800-2500 mhz頻率),原則上要求天線罩材料應是非導電介質(zhì),且介電常數(shù)越小越好,金屬部件盡量遠離主瓣區(qū)域。所以偽裝物的材質(zhì)必須是介電常數(shù)小的非金屬材料。玻璃、有機玻璃、石膏等非金屬材料,介電常數(shù)大,對天線的大部分電性能產(chǎn)生影響,如:駐波比升高;方向圖惡化(主瓣變形、付瓣升高、前后比下降等);帶寬變窄等,因此這些材料不宜用作天線罩材料。通常用作實物偽裝材質(zhì)的最佳選擇為玻璃鋼。2、安裝形式采用實物偽裝后,天線的安裝形式也會有較大改變,也可能會對天線駐波比和方向圖等特性產(chǎn)生影響。例如,用草坪燈偽裝全向天線時,天線距離地面的距離太近,地面會將大部分電磁波能量吸收,使天線的方向圖惡化非常厲害,覆蓋效果必然會很差。因此在偽裝時,要特別注意天線安裝位置應距離地面有一定的距離,而且安裝在草坪燈內(nèi)的全向天線波瓣也應作一定的上傾調(diào)整。采用草地上的標志牌偽裝定向平板天線時,也有同樣的問題,但是定向天線波瓣受地面影響較小。3、實物的功能采用實物偽裝時,有時可能會希望保留實物的原有功能,但是燈具等實物的電流會對天線的各種電氣特性造成很大的負面影響。例如,采用路燈電桿偽裝全向天線,將金屬燈桿換成玻璃鋼燈桿,內(nèi)裝全向天線,如路燈功能保留,全向天線一側(cè)有供電導線通過,這時全向天線的駐波比惡化嚴重,水平面方向圖出現(xiàn)起伏。對于偽裝引起的駐波比惡化,可采用改變天線內(nèi)部的匹配結(jié)構(gòu)進行補償來克服(適于惡化程度不大,偽裝結(jié)構(gòu)一致性好的情況)。但是對于方向圖的變形,解決起來十分復雜,有些情況是難以克服的,因此,應用時要權(quán)衡偽裝與方向圖性能損失的利弊,必要時偽裝而不保留實物的原有功能。3.3.2 偽裝天線樣品公司目前推薦的室外偽裝天線有:1偽裝組合天線(全向天線和小板型組合)圖23外形參考圖23,地上部分高度2.03.0米,頂部球形內(nèi)隱藏小板行定向天線,增益7dbi,上部約1米左右為玻璃鋼全向天線,增益6dbi;全向和定向天線均支持800mhz2500mhz頻段,全向天線和定向天線有各自獨立的饋線。地下部分的高度約1米(需要根據(jù)抗風要求確定)。該組合天線還可以分別作為全向天線和定向天線使用。2椰樹形八木天線外形參考圖20,椰樹地上部分高度2.03.0米,樹葉中某一片為八木天線,噴綠色漆,支持824mhz960mhz,1710mhz1850mhz頻段。3椰樹形全向天線外形參考圖20,椰樹地上部分高度2.03.0米,上部為玻璃鋼全向天線,增益約6dbi,支持800mhz2500mhz頻段。4標志牌式定向天線外形參考圖24,支持800mhz2500mhz頻段,增益約7dbi。天線仰角可自由調(diào)節(jié),但在安裝時需要重視天線的防水和安全問題。圖245草坪燈式全向天線圖25外形參考圖25,高度約0.5米,增益35dbi,支持800mhz2500mhz頻段。3.4 方案設計中應注意的問題小區(qū)覆蓋的設計方案要多吸取現(xiàn)有工程的經(jīng)驗,但是切不可盲目照搬其他工程的方案,每個小區(qū)方案都要做出特色。小區(qū)都有很多共同點,做小區(qū)方案前要仔細分析以往各個工程的特點,吸取經(jīng)驗,改進不足,博采眾家之長。小區(qū)覆蓋方案最忌諱做得跟一般方案一樣,將大段無用的分析堆積在一起。每個小區(qū)都有自己的特點,要認真分析,做出有個性的方案。分析部分一定要將設計中最具特色和個性的思路展現(xiàn)出來,不怕少只要精,比大段無用的分析給人的印象要深刻得多。小區(qū)方案首先要考慮有較強的可實施性,再考慮有一定的靈活性。小區(qū)覆蓋工程牽涉到運營商、物業(yè)、業(yè)主和設備供應商等多方,尤其是物業(yè)和業(yè)主方面的要求最多,有時一個小區(qū)覆蓋工程可能會因為某一個或幾個業(yè)主停工。所以在進行方案設計時,一定要考慮方案的可實施性。對天線安裝位置,走線路由,天線偽裝方式最好有多種考慮,以備某一種方式得不到物業(yè)認可時,可以采用其他方式,確保方案具有很強的可實施性。方案的靈活性對小區(qū)覆蓋也非常主要。因為在小區(qū)覆蓋工程中,方案常??赡軙行⌒〉母膭?,如果在方案設計初期沒有考慮靈活性,可能一個小小的改動會造成整個方案需要重新來做。通常將大的小區(qū)分成一些相對獨立的區(qū)域,分配一個設備給這個區(qū)域,當該設備的功率不夠用時可以更換為功率較大的設備,這樣方案的改動規(guī)模就不會太大了。例如,在南寧秀山花園工程中,共有8個景園,每個景園均為庭院式結(jié)構(gòu),相對獨立,于是使用了8臺光遠端機的方案,每臺遠端機的輸出功率配置為2w。當遇到物業(yè)方面原因方案需要變更或者系統(tǒng)擴容等情況時,可以直接將每個景園內(nèi)的光遠端機更換為5w或者10w的設備,而不必對整個方案進行全面改動。這樣不僅能夠充分發(fā)揮每臺設備的作用,更增強了整個系統(tǒng)的靈活性和可升級能力。四、小區(qū)覆蓋工程的實施4.1 工程施工4.1.1 施工前的模擬測試為論證方案的可行性和天線的覆蓋效果,最好在施工前進行模擬測試。當然,模擬測試也可以在方案設計階段進行,即在方案設計階段就開始論證可行性。模擬測試常用的工具有:tems transmitter(gsm900/1800)、nokia或sagem 工程測試手機、各種重發(fā)天線,電源線、干放和電衰耗器若干(可選)等。測試方法如下:參見圖16,采用tems transmitter作為信號源,分別采用八木天線、平板天線和全向天線作重發(fā)天線,在住宅樓前一定距離處發(fā)射信號,在tems transmitter端設置發(fā)信模式為bcch方式,發(fā)射功率為17dbm。在樓內(nèi)各層記錄測試手機測得的接收信號強度。更換重發(fā)天線的安裝位置、安裝高度,測試各棟各樓層的接收信號強度。對比分析測試結(jié)果確定重發(fā)天線的類型及安裝的最佳位置。模擬測試中tems transmitter的使用方法參見tems transmitter使用手冊。4.1.2 物業(yè)交流小區(qū)覆蓋中最困難的部分就是如何在不破壞小區(qū)原有環(huán)境的基礎上進行網(wǎng)絡覆蓋。由于物業(yè)和廣大業(yè)主對小區(qū)環(huán)境非常重視,可能會對施工中走線路由,設備、天線的安裝位置等提出異議,使施工中斷,甚至停工。因此物業(yè)交流非常重要。通常在小區(qū)覆蓋方案實施前,要將實施方案做成書面的交流文檔,與物業(yè)或業(yè)主委員會進行交流,經(jīng)物業(yè)部門同意后再施工。交流文檔的內(nèi)容包括各
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