TD—SCDMA通訊技術在煤礦的應用的方法分析的論文

時間：2024-10-01 11:45:51 其他類論文我要投稿

　　目前煤礦領域使用較多的無線通訊技術是小靈通，它是窄帶語音技術，各個基站僅允許3個信道進行同時通話，沒有1.9GHz頻率被征用及數(shù)據(jù)業(yè)務等，遠遠不能滿足今天的煤礦業(yè)對于無線通訊技術、數(shù)字礦山、自動化業(yè)務等的發(fā)展需要；WIFI技術主要應用在WLAN的無線本地局域網(wǎng)市場中，不支持移動數(shù)據(jù)傳輸和無線語音業(yè)務，存在跨基站時移動業(yè)務經(jīng)常性掉線、通話質量失真、空口無線業(yè)務的信道帶寬不夠恒定等弊端，無法保證所有手機的正常通話。所以，盡快將TD-SCDMA的3G通訊技術應用在煤礦領域中是一項緊迫的任務。

TD—SCDMA通訊技術在煤礦的應用的方法分析的論文

　　一、TD-SCDMA技術

　　TD-SCDMA的中文含義是時分同步碼分多址接入，它集中了FDMA、TDMA和CDMA的技術優(yōu)勢，是一種抗干擾能力較強、頻譜利用率很高、系統(tǒng)容量很大的移動通信技術。

　　TD-SCDMA采用時分雙工接入方式，用到的關鍵技術包括智能天線技術、軟件無線電臺、聯(lián)合檢測技術、同步CDMA、自適應功率調整技術和接力切換技術等，支持非常豐富的業(yè)務，比如視頻共享、視頻留言、多媒體彩鈴、可視電話、視頻會議、手機郵箱等。另外，TD-SCDMA提供了主流、先進的通訊技術，它優(yōu)良的無線特性和高帶寬數(shù)據(jù)能力使得礦用通訊和調度系統(tǒng)更加地完善。

　　小型TD-SCDMA無線通訊系統(tǒng)能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、人員定位、視頻通話、視頻監(jiān)控、語音、實時調度等功能。數(shù)據(jù)業(yè)務可以支持高速的上下行鏈路接入、高速的上下行鏈路分組接入和分組接人三種接入方式，能夠實現(xiàn)煤礦的遠程數(shù)據(jù)查詢、信息共享等功能。實時調度覆蓋的范圍很大，調度的及時性很高，準確性很強，服務的人數(shù)也很多，能夠很好地提升煤礦的生產(chǎn)管理效率，提高其在災變時的指揮救援能力，降低災變的發(fā)生給煤礦帶來的損失。

　　另外，因為TD-SCDMA的頻譜利用率高，所以不需要成對地分配頻段資源，這樣網(wǎng)絡的規(guī)劃和維護會變得比較簡單，3G網(wǎng)絡部署的主流方案（光纖拉遠分布式基站技術）在井下的設備種類只有一個，使得在井下進行組網(wǎng)就更加簡單，滿足了煤炭專網(wǎng)在各種地質條件和環(huán)境下的組網(wǎng)要求。

　　二、3G的相關知識

　　3G是國際互聯(lián)網(wǎng)等的多媒體通訊技術與無線通訊技術結合形成的新一代通訊系統(tǒng)，它能處理視頻流、音樂、圖像等多種媒體形式，3G～2G相比，主要的優(yōu)勢是3G在數(shù)據(jù)速度，傳輸聲音的質量等方面都有所提高。它可以在其通訊范圍內實現(xiàn)無線漫游，還能處理視頻流、音樂及圖像，同時也能和第二代系統(tǒng)很好地兼容。與現(xiàn)有技術相比，它的主要優(yōu)點是：提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和通訊質量；用不同網(wǎng)絡間無縫漫游的技術，將Internet和無線通訊系統(tǒng)連接起來，為用戶提供更高級更多的服務；增大了系統(tǒng)容量。另外，3G無線網(wǎng)絡還支持不同數(shù)據(jù)傳輸速度，在室外、行車環(huán)境、室內支持2.8MB/s的下行速率和2.2MB/S的單載波上行速率，能夠確保數(shù)據(jù)業(yè)務的豐富性。

　　3G的網(wǎng)絡特征主要表現(xiàn)在無線接口技術中，無線技術應用在3G蜂窩移動通訊系統(tǒng)中包括應用頻段、射頻信道參數(shù)、信道糾錯技術、信道編碼技術、物理信道結構、復用方式、幀結構等多個方面。

　　3G的技術創(chuàng)新表現(xiàn)在它采用了寬帶射頻信道及高頻段的頻譜資源，支持高速率的業(yè)務：靈活地在寬帶信道中應用碼分復用、時分復用技術，單獨控制各個業(yè)務的功率和質量，選取不同擴頻因子將具備不同QoS要求的每種速率業(yè)務都映射至寬帶信道上，然后實現(xiàn)多速率、多業(yè)務傳送。3G的主流技術都會在下行信道中使用快速閉環(huán)功率控制技術，從而使功率控制加快了。3G還采用了軟件無線和自適應天線技術，能夠提高系統(tǒng)的靈活性，降低成本。

　　三、將TD-SCDMA應用在煤礦中

　　TD-SCDMA煤礦移動專網(wǎng)的解決方案可以滿足隨時隨地進行移動辦公的要求，使用礦用的TD終端手機，不管是在遠離礦區(qū)的地方還是在礦區(qū)都能夠及時地掌握煤礦的視頻圖像、安全信息、各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，因此可以對煤礦的安全生產(chǎn)實行遠程監(jiān)控指揮。

　　1 將TD-SCDMA應用在煤礦中的應用方案設計

　　該設計的總體思路是：通過在煤礦的生產(chǎn)現(xiàn)場設置各種視頻采集終端、傳感器、無線TD手持終端、監(jiān)控分站進行各種信息數(shù)據(jù)的采集，然后將這些數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)標準進行打包匯總，再經(jīng)TD-SCDMA煤礦移動專網(wǎng)傳輸?shù)揭苿涌蛻舳耍═D終端手機），顯示服務器端傳來的實時數(shù)據(jù)，同時提供快速信息查詢和語音通訊功能。

　　TD-SCDMA煤礦移動專網(wǎng)的解決方案是：將綜合接人控制器、綜合調度交換機作為地面部分的核心設備，向外部提供多種接口，將安全監(jiān)控系統(tǒng)、煤礦現(xiàn)有通訊系統(tǒng)進行混合組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共網(wǎng)和共享傳輸；對于煤礦的井下巷道環(huán)境，采用無線光電結合級聯(lián)的方式對井下通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)有效覆蓋，通過礦用無線傳感器、礦用手機、定位中端，經(jīng)過基站系統(tǒng)的設備連接及空中接口的無線鏈路實現(xiàn)系統(tǒng)的多業(yè)務數(shù)據(jù)共網(wǎng)傳輸。

　　2 技術拓撲

　　應用TD-SCDMA的3G通訊技術的煤礦無線通訊綜合系統(tǒng)包括的設備主要是：綜合接入控制設備（核心網(wǎng)CN、RNC、語音調度系統(tǒng)）、礦用基站、本安基站、基站處理單元、交換調度機、TD-SCDMA礦用手持終端、配套電源等。其綜合系統(tǒng)結構如下圖1所示。

　　3 應用實例

　　神東大柳塔礦安裝使用了TD-SCDMA，井下基站設置在了運輸膠帶、運輸大港、各個采掘面、風機房、水泵房等主要場所。井下的覆蓋信號狀態(tài)良好，進行通話的質量和地面上的3G手機通話質量幾乎沒有區(qū)別，能實現(xiàn)實時圖像傳輸，視頻通話也很流暢，手機可以顯示每個調度室自動化監(jiān)測點的報表及數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)了監(jiān)測點數(shù)據(jù)超限報警功能。

　　本實例通過TD-SCDMA綜合通訊系統(tǒng)實現(xiàn)了對人員定位、風機、瓦斯等系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)收發(fā)，能夠真正實現(xiàn)隨時隨地掌握礦井下的情況，不管領導在哪里，都能通過該網(wǎng)絡接收礦井下的數(shù)據(jù)報表和實時圖像，對于隨時指揮和調度礦井下的生產(chǎn)活動有重要意義。

　　結束語

　　TD-SCDMA采用了很多高端技術，有很好的發(fā)展前景，掌握TD-SCDMA通訊技術在煤礦中的應用方法，能夠實現(xiàn)對煤礦活動的實時監(jiān)控，對于提高當下煤礦生產(chǎn)的安全性具有重要作用。

　　參考文獻

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