晋牛煤矿矿用3G无线通信系统的应用设计

2017-07-08 13:56赵本峰宋岳龙刘国强杨戈
中国高新技术企业 2017年11期
关键词:矿用矿井基站

赵本峰 宋岳龙 刘国强 杨戈

摘要:文章针对煤矿现有6种井下无线通信系统进行了技术比较,比较后发现3G技术CDMA有明显优势;探讨了在煤矿中遇到呼叫故障的问题,并且通过实际的检查步骤给出了分析故障的过程,最终确定了故障原因,提出了解决的办法;通过煤矿系统的正常运行,可以展望CDMA技术能为煤矿移动通信业务的更新发展和煤矿安全提供了非常有力的保证。

关键词:煤矿;光传输通信;无线通信系统;CDMA2000技术;3G 文献标识码:A

中图分类号:TD822 文章编号:1009-2374(2017)11-0282-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.142

随着国家对煤矿安全生产的日益重视以及各煤矿企业提高生产效率增强企业竞争力的需求日益强烈,煤矿对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。通过与中国电信合作,将CDMA2000移动通信技术应用于井下,推出了系列化的煤矿移动通信系统。这样不但为矿山企业井下信息化通信提供高效的可行性方案,同时能够为运营商增加3G用户。由于增加了井上的无线覆盖,也提高了该矿区井上办公区域以及生活区域的3G服务质量,为运营商进一步增加用户提供了可能性。

1 矿井无线通信介绍

1.1 矿井无线通信定位

无线通信是有线通信的补充,实现移动监控巡查、应急调度等应用。有线调度电话是矿井工作调度的标配设备,在巷道和工作面都必须配置。矿井移动通信系统的通信范围一般限于矿井及井上矿区,无直接和运营商互通的需求,一般通过程控交换实现网外电话的互通。

1.2 矿井无线通信产品的比较

基于军用的CDMA技术,其容量大、抗干扰强是其显著特点,相对其他技术在安全性、数据带宽有着天然的优势,提供业界第一的CDMA产品,不仅提供高质量的语音数据服务,也提供极具特色的专业集群指挥调度服务。

2 CDMA2000矿用通信系统架构

2.1 整体概述

随着国家对煤矿安全生产的日益重视以及各煤矿企业提高生产效率增强企业竞争力的需求日益强烈,煤矿对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。通过与中国电信合作,CDMA2000移动通信技术应用于井下,推出了系列化的煤矿移动通信系统。这样不但为矿山企业井下信息化通信提供高效的可行性方案,同时能够为运营商增加3G用户。由于增加了井上的无线覆盖,也提高了该矿区井上办公区域以及生活区域的3G服务质量,为运营商进一步增加用户提供了可能性。

通过煤矿CDMA2000移动通讯系统实现井上、井下移动终端之间,移动终端与调度,移动终端与外线之间的相互通信。设计范围内能无缝覆盖,系统覆盖范围内各种信号传输正常,语音清晰,无掉话、断续现象。系统交换无阻塞。煤矿CDMA2000移动通信系统的应用更便于各级煤矿生产管理人员、电机车司机、皮带维护工以及其他流动人员与指挥调度中心之间的相互联系,便于井上和井下、井下人员之间实时便捷通信,从而提高安全管理水平,也为井下人员自救提供了条件。煤矿CDMA2000移动通信系统的广泛应用必将有力地推动煤矿企业的经济发展。

2.2 整体部署

2.2.1 系统整体组网结构。系统地面包括MSC(移动交换核心)、BSC(基站控制器)、DSS(集群通信系统)、1588时钟服务器、以太网交换机。BSC的网络接口板ABES出千兆光口,接地面核心交换机,井下基站接入器通过光纤和地面的核心交换机直接连接,井下基站接入器和地面的核心交换机可以使用主备光纤做保护。在井下的基站使用光纤连接井下基站接入器。井下基站使用定向天线或泄漏电缆,覆盖矿井的各区域。

2.2.2 核心交换设备建设。方案采用电信MSC、BSC、HLR等交换设备,矿方新建系统相当于整个中国电信CDMA网络的井下延伸。矿方只负责建设井下基站、接入器、矿用本安手机以及井上1588时钟服务器,这样大大节约了成本,并且可由电信对于整个网络进行维护和管理,另外由于矿方与电信公网相当于是同一个系统,所以不存在矿方电话出局的问题。

2.2.3 频点规划。由于相当于电信CDMA2000网络的延伸,频点由中国电信进行统一规划,不需要向无线电管理委员会申请。

2.2.4 井上基站覆盖。采用中国电信的公用基站,如觉得信号不好,可以采用基站作为信号源,做室内分布。

2.2.5 井下基站覆盖。井下基站通过光纤接入本安型接入器。接入器与各个基站采用星状组网,每台基站接入器最多可连接24台井下基站。接入器通过光纤与井上核心交换机通信,井下各个基站通过基站接入器与井上BSC进行通信,同时接收井上1588服务器下发的时钟同步信息。

井下由于多为狭长型通道,因此基本采用室内分布天馈系统(耦合器,定向天线,全向天线)方式,结合泄漏电缆进行覆盖。根据巷道走势、天馈系统的覆盖能力,井下规划若干台基站。

井下基站设计布点原则:(1)直巷主要采用定向天线覆盖,根据巷道宽度密度在300~400m;(2)彎曲巷道采用泄露电缆采用泄露电缆,每500m设立一个基站;(3)巷道交错区域,在交叉路口设立一个基站、并采用多个天线进行分别覆盖。

3 系统主体功能介绍

3.1 传统语音业务

基本业务:

3.1.1 移动性电话业务。移动性电话业务为CDMA2000矿用通信系统用户提供了与系统中的其他用户或另一电信网络(例如GSM、PSPDN、PSTN、ISDN等)中的其他用户进行语音通信的能力。

3.1.2 紧急呼叫业务。紧急业务是指集群用户发起呼叫到就近的紧急呼叫中心(如110报警),它是电信业务中的一种,类似于电话业务,但建立呼叫相对简单且快速。

这项业务向被叫用户提供主叫用户号码。

3.2 无线数据业务

3.2.1 电路数据业务。CDMA2000矿用通信系统支持14.4kbps的电路数据业务,主要可以用于传真、低速上网、低速数据传输。

3.2.2 分组数据业务。CDMA2000矿用通信系统采用了第三代移动通信技术,可以提供较高的数据速率。目前CDMA20001x系统的全信道数据速率达153.6kbps,CDMA20001xReleaseA的数据速率达307.2kbps,EV-DORls0的数据速率达2.4M、EV-DORev.A的数据速率达3.1M,EV-DORev.B阶段最大可提供高达14.7Mbps的数据速率。

4 结语

矿用3G无线通信系统是现代矿井必不可缺的手段,煤矿井下工作较为繁琐,工作地点较为分散,因此一种通信系统很难达到全矿井覆盖的目的,由于矿井井下条件较为恶劣,严重制约了全矿井移动通信的发展,目前3G无线通信技术在矿井的高效运用,给我国煤矿通信业的发展带来了新的发展契机和挑战。

参考文献

[1] 周先春.异步CDMA系统中的LCDMA多用户检测器[J].安徽师范大学学报,2004,(4).

[2] 惠艳条,张生益,刘洪日.矿井移动通信系统[J].工矿自动化,1999,(5).

[3] 杨大成.CDMA2000技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2004.

[4] 林曙光.CDMA2000分组域网络技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.

作者简介:赵本峰(1980-),江苏丰县人,华洋通信科技股份有限公司助理工程师,研究方向:矿井综合自动化、信息化的研究与应用。

(责任编辑:秦逊玉)

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