煤矿行业无线通信传播的思考

本文作者：于长波单位：河北能源职业技术学院

我国煤矿领域无线通信市场近年来得到迅猛发展，专网无线通信技术得到极大发挥，涌现出各种新式通讯工具如：WiFi无线局域网、数宇无线对讲、PHS小灵通、SCDMA大灵通，当前最新技术产品为NGP技术。广大煤矿企业如何选择适合的通讯工具成为一项重要课题，文中对比分析了煤矿企业目前已应用的通信技术的特点。

1应用在煤炭企业的通信技术

1.1PHS技术

又称矿井小灵通，是全球四大移动通信标准（GSM/CDMA/3G/PHS）之一，有国家电信公网商用运营的经历，符合国际电信联盟标准，是目前井下无线通讯的主要应用产品之一。该系统的结构设计上采用一体化，广泛应用了大量硬件技术像FPGA、DSP。该系统的软件是基于模块化开发的，它的控制体系采用逐级分布。系统的配置非常灵活，用户可根据需要灵活调整业务功能和系统容量，这都是归功于该系统的数据驱动技术。该系统的另一特点是能够统一指挥和调度矿区内的固定和移动用户，实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络相连接。

1.2SCDMA技术

也就是所说的矿区大灵通，这项技术在通信行业里属于边缘技术，因为它不符合国际电信联盟标准，所以没有得到大规模的应用。从技术层面来看，该技术在煤矿行业应用存在以下局限：第一，该技术覆盖矿井坑道的通信方式是泄露电缆，这样做是为了大蜂窝基站不用在井下多点安装分布网络，尽管节约成本，但信号衰减很大，影响通讯质量；第二，整个矿井仅设一个或几个定点放置的大功率基站，限制了手机定位，无线通讯依赖性强。

1.3矿井无线数宇对讲

此项产品成熟性较高，配套设备及产品产业链完善，在传统企业专网无线通信市场中应用广泛，可靠、实用、价位适当，矿井通信领域使用历史较长，但这种技术受到手持机点对点或点对多点、一播通信方式限制，应用范围较窄，主要缺憾在于：（1）没办法实现一部手机全双工的保密通信，企业大规模的组网无法实现（;2）很难实现电信公网和企业原有的固话交换之间的相互通联；（3）业务信道不足、覆盖面积窄、通话安全性低、手持机功率大等。

1.4WIFI（矿井无线局域网）

WIFI(WirelessFidelity）技术，属短距无线宽带数据传输，属于国际电信联盟ITU，为非移动无线宽带数据通信，不支持无线语音业务和移动数据传输，主要应用于无线网片和无线网桥。该技术存在如下技术劣势：（1）缺乏语音压缩算法，只能进行数据压缩传输计算，通话最失真；（2）手机跨基站移动通话常掉线，通讯只能在本基站下进行；（3）每部手机在不恒定的空口无线业务信道带宽的环境下很难保证正常通话。WIFI技术在煤矿企业的光纤环网对接和综合自动化监控数据的传输以及多个网络合并的网关等通信设备中应用非常广泛，这是因为该技术以太网传输和宽带数据接入功能非常强大，所以适合在煤矿开展宽带数据通信。

1.5第四代移动通信技术（NGP）

NGP技术具备矿井小灵通通话音质好的特性，同时也能发挥WIFI技术中的数据传输优势，通过国际电信联盟ITU的标准认证。该技术能够提供质量好、速率高的多媒体服务。在煤矿系统，这项技术的作用得到了极大发挥，能够满足矿井监控、工作人员的位置定位、提供高质量的通讯等要求，尤其是它的并网传输能力，降低了矿井工作中网络通信的成本。将5种技术具体指标进行对比，见表1。

2当前煤矿各种无线通讯技术发展趋势

2.1PHS技术

矿井小灵通是当前煤矿通信领域应用最广的无线通信系统，近500家企业采用，具备强大技术优势，如语音通话质最好、移动切换呼通率高、组网通信规范严格等。2011年，小灵通的原有频段将让给3G组网。

分析如下：（1）PHS基站和手机功率小，属于无线微蜂窝通信体制，基站对3G的网络通信影响不大。（2）该技术基站通过自动调整可以确保完成在线通话手机的信道频点无缝实时切换，能够实现动态选择质量最好的频点重新进行业务信道分配。（3）一些商用3G网络建设较成熟的国家，当地PHS和与DECT系统均能实现与3G网络兼容并网，因此可借鉴其先进经验。（4）矿井小灵通通信主要集中在矿井下，对地面3G网络信号不产生干扰；且国家无线电管理委员不限制20mW以下的无线微蜂窝通信，因此当前矿井普遍采用小灵通在矿井通信中是比较可行的。

2.2WiFi无线局域网技术

WiFi技术系统因其部署和调度的强大优势，正在逐步取代PHS技术。在该技术支持下，矿井工作人员在同一个平台上，可以同时完成无线和有线网络通信，网络接入十分便利，井上、下网络通讯可轻松完成。

2.3NGP移动通信技术

NGP技术系统较其他通信技术节约电缆，更具备其他技术难以实现的人员定位功能，还能进行自动监控井下作业，它独特的多媒体技术支持奠定了矿井多网合一无线通讯的技术基础；该技术的新通信协议可以实现即时精确的定位和上传定位信息，是真正的移动生产调度系统，基站接收灵敏度和井下直线通信距离比传统矿井小灵通更远，具有宽带视频接入和窄带串口数据采集监测分控功能；使用NGP技术的同时，PHS与3G频段不发生冲突，因此小灵通业务可以在该技术系统下继续使用。

3结语

新的通信技术和协议在不断更新和升级，但传统的PHS由于有悠久的运营历史，尤其在中国，该技术特点和产品优势非常明显。随着煤矿矿井通信要求的提高，新的通信技术如新一代PHS通信技术如NGP和WiFi技术等，将逐步改进和升级原有的通信技术系统，为煤矿通信领域提供更加精准和高质量的通信服务。