4G无线通讯系统简介

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1、国电霍州发电厂2×600MW机组“上大压小”工程辅机设备招标文件第二卷技术部分KT319矿用无线通信系统4G矿用无线视频和通讯系统解决方案北京唐柏通讯技术有限公司二○一四年一月1.矿用无线通讯系统发展现状通信系统作为煤矿六大系统的重要组成部分在现代化大中型矿山企业中正扮演着越来越重要的角色。传统的有线通信系统具有语音通话、电话调度、会议汇接等基本功能，广泛应用于井下生产指挥与人员通信联络。随着技术水平的提高，通信和调度功能包含了更多内容。通信除了语音电话之外，还增加了文本、多媒体视频、传感器采集与控制等信息的传递。调度也不仅限于固定电话调度，加入了移动终端调度和多媒体的元

2、素，并可与人员定位、应急广播等其它系统整合联动，使得生产调度与应急指挥更加直观、准确、快捷。由此，对通信系统采用的技术提出了更高要求：一方面传统的有线通信（固话）向有线、无线融合通信（固话+移动终端）升级已成为大势所趋；另一方面，在基于IP分组交换的宽带通信网络之上应该可以叠加更丰富的数字业务，适应信息化建设对传输承载的需求。针对PHS无线系统、WiFi无线系统，3G无线系统，4G无线系统等三,种类型矿用无线通信系统及其在煤矿中的使用情况作对比，由此提出最优技术方案。ØPHS无线系统PHS(小灵通)无线市话技术源自日本，是固定电话的有效延伸和补充，被称为“固话的补充和发展

3、”。PHS系统在煤矿井下实际使用，存在着功能单一，无数据传输能力，信号传输距离短、基站非本安型等问题。且目前小灵通将要彻底退网，所有生产厂家都已停止生产，设备及板件无法买到，对现役系统今后的维护及故障处理造成很大困难。ØWiFi无线系统WiFi无线通信系统目前在煤矿应用很多，有着带宽高、连接稳定的优点。WiFi非常适合用来为无线高清摄像机、无线开关等移动性要求不高，带宽需求较高，需要长时间保持数据连接的设备提供接入通道。若用来作为人员通信则存在一些难以解决的问题：（1）WiFi信号穿透能力差，极易受障碍物阻挡和干扰，复杂环境下数据传输不稳定，通话音质无保证；（2）WiFi

4、基站在井下实际覆盖距离较近，一般直线只有不到300米，加上2.4GHz信号拐弯能力差，因此需要布设较多的基站才能实现全覆盖；（3）WiFi系统对终端在基站间切换支持不好，通话中终端发生切换容易因丢包导致掉话；19（4）WiFi手机终端耗电快，待机时间相对较短。Ø3G无线系统3G系统在煤矿应用中的优势主要体现在以下几个方面：（1）系统容量高，业务质量好；（2）3G基站井下覆盖距离远，直线可达700~800米，信号拐弯能力相对WiFi更强，可用较少的基站实现信号全覆盖；（3）3G系统支持终端在基站间连续切换，不会造成业务中断；（4）3G系统安全性与抗干扰能力远强于WiFi；（

5、5）支持短信、彩信等增值业务；（6）技术标准与移动运营商公网一致，系统对接能力强；（7）终端产业链成熟，可选范围广。因此3G比WiFi更适合用于井下人员通信。但是纯3G系统也有着带宽不足、连接不稳定等缺点，无法为无线高清摄像机、移动宽带信息终端等高速设备提供足够的带宽和连接稳定性。Ø3G+WiFi双模系统WiFi技术与3G技术互有优势，技术特点上恰好形成互补。现有煤矿尝试将两种制式结合，3G用于人员通信，WiFi作为3G的补充，如此则各取所长，将可以获得最大使用价值。由此提出了矿用无线通信系统的折中技术方案——3G+WiFi混合系统。Ø4G无线通讯系统4G无线通讯系统是在

6、3G无线通讯系统基础上升级的一种无线通讯系统，它具有3G无线系统的所有优点；同时解决了3G系统带宽不足、连接不稳定等缺点，做到了带宽下行可以达到100Mbps；上行可以达到50Mbps，为无线高清摄像机、移动宽带信息终端等高速设备提供足够的带宽和连接稳定性；目前4G无线通讯系统已获的煤安证和防爆证。案例：目前4G无线通讯系统已在阳泉煤业集团一矿S8310综采工作面进行了进下测试，综采工作面基站覆盖有效半径为320米，单基站在满足语音通话的基础上，可实时上传25路高清视频数据；同时可无缝接入综采工作面自动化控制系统控制台，实现了对综采工作面采煤机运行的全方位无线视频监控。1

7、9各种制式矿用无线系统方案技术对比见下表：技术方案PHSWiFi3G4G覆盖方式定向天线定向天线定向天线定向天线覆盖距离<500米<300米3G:单方向>500米4G1.8G:单方向>500米使用频段1.9G2.4G3G:1.9G4G:1.8G安全性不安全不安全双向鉴权、完整性保护等机制保证系统安全。双向鉴权、完整性保护等机制保证系统安全。数据传输128K54M3G:UL2.2M，DL2.8M4G:UL50M，DL100M视频监控不支持支持不支持可视电话/无线摄像头安全性隔爆型本安型本安型隔爆型抗干扰性独立基站，干扰不会扩散公