煤矿无线通讯技术现状及发展趋势研究

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1、文章编号：1672-5050（2013）01-0050-03煤矿无线通讯技术现状及发展趋势研究张登山，王峰（神华神东煤炭集团大柳塔煤矿，陕西榆林719315）摘要：介绍了我国煤矿无线通讯技术现状。对目前PHS、WiFi、TD-SCDMA及尚未使用的Femtocell等矿用无线通信技术进行了研究分析。重点介绍了TD-SCDMA技术及其优势，并总结了矿用无线通讯的发展趋势。关键词：煤矿；无线通讯；TD-SCDMA中图分类号：TD65+5.3文献标识码：A1煤矿无线通讯技术现状调制解调器相似，发射功率小，具有安装方便、自

2、动配置、即插即用等特点，开始考虑将它用在煤炭、石1.1PHS无线通信技术（小灵通）油等行业，并提出了基于Femtocell的矿用无线通信目前，煤矿井下广泛使用的是矿用小灵通无线系统。Femtocell通过工业以太网与地面主系统相连，通讯系统，它将公网成熟的小灵通经防爆处理后引井下通信网络架构可采用标准的Femto网络架构实入到煤矿井下，解决煤矿井下无线通讯问题。目前小现井下、井上通信的结合，传输使用矿区已经部署的灵通核心技术制造商UT斯达康和中兴通讯已停止井下工业以太环网。Femtocell包含了NodeB（移动基

3、生产小灵通相关设备，矿用小灵通设备供货存在很站，一般由控制子系统、传输子系统、射频子系统、中大问题；并且到2011年后使用小灵通也存在非法使频/基带子系统、天馈子系统等组成）和RNC的功用无线频段的政策层面问题。能，它通过Uu接口与UE通信；同时通过Iuh接口经1.2WiFi无线通信技术矿区宽带承载网与Femtocell网关相连，然后通过Iu由于WiFi技术来自无线以太网，无线以太网设接口连接到核心网络。计目的是用于数据业务，其特点是带宽要求高、实时目前，Femtocell在矿井使用还存在下列限制：性要求不高。再者

4、WiFi采用无线机制，WiFi终端登1）无线干扰问题。与传统基站相比，Femtocell具入某个基站后，只要与该基站连接中断才开始重新有1个载波，发射功率为10~100mW，覆盖半径相应搜索新的基站，并从新登入。因此WiFi终端无法保证较小，一般为50~200m，最多支持4~6个活动用户；语音通讯的实时性要求，存在语音通话断断续续的因此，Femtocell在井下的部署数量不是一个小数目，问题。再据WiFi使用2.4GHz的无线电业余频段，存尤其是井下人员较多的大中型煤矿。当使用在同频干扰大(煤矿井下使用的RFID人

5、员定位卡绝Femtocell的数量较多之后，网络管理的复杂度会随大部份使用该频段)、及无线发射功率小(国家无线电着增加，Femtocell之间的信号干扰可能变大，如何降管理委员会规定该频段无线发射功率<20mW)、煤矿低无线干扰是继续探讨的问题。井下需每隔200m左右安装一套WiFi基站，这给施2）同步问题。是基于Femtocell矿用无线通信系工及维护带来很大困难。因此目前煤矿的WiFi使用统不可忽略的问题，尤其是在国内，Femtocell同步是情况很不理想。个挑战，目前Femtocell和网络主要是用GPS同步

6、，1.3Femtocell技术矿井平均深度超过300m，最大井深超过1000m，矿最初Femtocell的设计用在家庭环境中的消费电井中几乎不可能获得GPS信号。基于此，必须寻求不子产品，随着对Femtocell技术的研究深入，发现依赖于GPS的替代方式，Femtocell才能真正实现用Femtocell的潜力应扩展使用。由于它的大小与ADSL户即插即用。收稿日期：2012-10-19作者简介：张登山（1975—），男，河南新乡人，大学本科，工程师，从事煤矿管理工作。503）切换问题。目前Femtocell还无法实

7、现网络优表1矿用无线产品技术性能对比选，手机进入Femtocell区域时无法切换进去，出来时系统名称矿用小灵矿用WIFIFemtocell矿用3G通又无法切换到宏网络。矿井中连续大面积覆盖需要终端一机双号WiFi———TD-SCDMA用多个Femtocell进行覆盖，这时要考虑手机从通话信道数Femtocell到Femtocell之间的切换。由于Femtocell的3164~672/个容量很有限，尤其是在大中型煤矿的大面积连续覆定向/全覆盖方式——————定向天线盖时Femtocell的数量不是个小数目，且因一个向

8、天线Femtocell的覆盖半径只有50~200m，通话或做业务覆盖距离/m50030050~200单方向500时，很容易从一个Femtocell的覆盖区域进入另一个使用频段19002.4G———1880~MHz1920MHzFemtocell的覆盖区域，这种Femtocell之间的频繁切调度功能支持支持支持支持换也会带来通话质量及稳定性等问题。数据传输12