CDMA2000无线通信系统对煤矿的应用

摘要郓城煤矿CDMA2000无线通信系统在井下采用定向天线的设计，实现了矿井无线信号的无缝覆盖；实现了本系统与矿井固定电话网络、电信公网的对接，实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通，极大地提高了工作效率。

关键词CDMA2000技术；无线通信；煤矿

近年来，随着国家对煤矿安全生产的重视以及各煤矿企业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。目前在矿用无线通信系统中所采用的技术有：小灵通、TD-SCDMA、WiFi、CDMA2000等无线通信技术，其中矿用小灵通通信系统因随着通信技术的发展已退出历史舞台。本文主要介绍CDMA2000无线通信系统在郓城煤矿的设计与应用。

1方案选择

1.1系统选择

矿用WiFi通信系统、矿用TD-SCDMA通信系统、矿用CDMA2000通信系统3种系统间的比较如表1。图像传输的重任。鉴于此，郓城煤矿选择使用CDMA2000无线通信系统。

1.2系统覆盖形式选择

系统在地面采用电信公网信号覆盖。本系统通过2M线与电信对接，保证地面及井下的手机、警务通、调度电话在任何地点互联互通。井下覆盖方式采用定向天线。定向天线用定做支架支撑，根据覆盖距离及巷道方向每台基站配置1到3个天线，对于重要巷道预留出足够的覆盖冗余，以保证特殊情况下信号的完全覆盖。

2方案设计

郓城煤矿CDMA2000无线通信系统构成如图1所示，主要由地面设备(包括核心网CN、基站控制器、网管电脑、SIP调度服务器、交换机、数字中继、调度台)、井下设备(基站、光缆)及手机等组成，井下基站由光缆连接到环网交换机，核心网通过PON环网控制井下基站。示意图见表1。（1）设备配置：地面中心机房核心网1套、网管电脑1台、SIP服务器1台、数字中继1台、交换机2台，地面3楼调度室调度台1台；井下基站共30台，包括主井筒和副井筒各2台基站，井下定向天线70套；本安集群手机300部；光缆、电缆及辅料若干。（2）覆盖范围：能满足地面、主井副井周围巷道、运输大巷、皮带大巷、回风大巷、1300轨道顺槽、主变电所、主井筒、副井筒、辅助轨道的信号覆盖，完全满足矿方的通信需求。

3系统功能及特点

3.1系统功能

（1）实现全矿流动人员、监狱警务通、调度电话在地面和井下的互联互通。（2）提供丰富多彩的业务和应用，包括语音、短消息等业务功能，还可提供语音调度功能。（3）系统基于IP架构，可实现与矿方现有固话网络的无缝连接，充分利用原有的网络资源，避免矿方的重复投资。

3.2系统特点

（1）系统容量大，同一覆盖区域可以实现多个用户同时通话。（2）系统采用先进的CDMA20003G技术，使用适合煤矿井下传输的次800M黄金频段，抗干扰能力强，覆盖广，语音清晰，话音质量好。（3）支持1X/1xEV-DO、IP化等特点，并具备向下一代网络LTE平滑演进的能力，全IP交换，实现快速部署网络，满足移动网络的未来演进，避免了矿方重复建设的投资。（4）有线、无线融合的一体化调度通信功能，实现有线与无线用户的统一调度功能，系统可提供模拟中继(FXO)和数字中继(E1)两种方式的中继接口，并支持七号信令和ISDN-PRI等信令。（5）系统采用全IP架构，组网灵活，可扩展性强，可实现单一矿井组网或集团多矿井异地组网。（6）系统具有手机与手机、手机与有线电话之间的互联互通功能。（7）系统具有小区切换功能，合法用户可在不同的基站之间进行切换，系统可支持专网与公网的自由切换。（8）系统可实时查看基站的工作状态并统一管理网内各无线通信基站。（9）系统具有调度管理功能，可对专网用户进行统一的调度管理。（10）系统可支持通话监听、通话录音、录音保存和录音回放的等监管功能，系统支持组呼、全呼以及会议等调度管理功能。

4结语

郓城煤矿的成功运行和使用情况表明，CDMA2000无线通信系统采用定向天线的覆盖方式真正解决了郓城煤矿井下复杂巷道的无线信号覆盖要求，实现了矿井无线信号的无缝覆盖；高质量的语音通信解决了煤矿井下移动人员和零散作业人员的通信要求，提高了地面与井下通信的实时性与可靠性；强化了人员的管理，做到人员快速合理调配，同时减少了管理人员数量，并实现了本系统与煤矿固定电话网络、电信公网的对接，实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通，极大地提高了工作效率，为郓城煤矿的安全生产提供了完善的通信保障。

【参考书目】

［1］胡穗延．煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势[J]．煤炭科学技术，2007(8)．

［2］煤炭科学研究总院常州自动化研究院．矿用CDMA多功能无线通信系统[R]．常州：煤炭科学研究总院常州自动化研究院，2006．

作者：奚伟民 单位：山东省郓州监狱