2021-4-9 | 通信技术
0前言
目前能源的需求一直居高不下，这就要求国家对于煤炭资源的开采力度逐步加大。同时如何保证矿井安全高效生产的一个重要环节就是建立一套完整有效的无线通信系统，在井下发生事故时，就能凸显出这种无线通信技术的优势。但是，由于井下特殊条件所限，无线电波的传播遇到很大困难，如设备制造成本高、抗干扰能力差、携带不方便、使用范围局限性大，这些对于煤矿井下无线通信系统具有一定的影响，值得探索研究。施工中安全是一切的基础，质量是工程的重要保障。对参加施工人员，要进行敬岗爱业的教育宣传，强化施工中的安全责任意识，上岗前进行职业技术培训。为确保施工质量，从选材上、安装上严把质量关。无线市话PHS系统为技术核心的通信系统，经过合理设计改造，作为井下无线调度通信系统来说，由于具备一些国家公众移动电信网络中广泛应用的技术与设备的条件，可以根据煤矿安全技术标准的条件进行修改、设计，这样可以使技术移植从地面到地下，使得井下无线调度通信系统成为可能，文中主要针对其中关键技术进行分析。
1无线通信系统的特点及技术优势
作为煤炭企业安全生产的重要保证，现在煤矿企业信息化发展速度很快，基于专门服务于井下工作地点、特殊行业的专用无线通信，这种传统的通信系统早已经不能满足煤矿企业生产需要。再加上一些煤矿企业生产特点，比如，用户群落少，爆矿专用通信的需求量也十分有限，所以关注程度不是太高，新设备与新技术的发展往往落后于公众的通信水平。通过一定的煤矿安全技术改造，能够使得无线市话PHS系统（亦称小灵通系统）应用于井下的特殊情况，通过一些核心技术的改造，可以大大提高井下无线调度通信系统的发展。这样就能加快井下通讯发展的步伐，提高了服务的水平与档次。作为目前电信公网中成熟先进的技术，无线通信系统的技术内核更容易掌握，其中的逻辑接口、系统标准、乃至主要结构与无线市话PHS系统相同，设备的兼容性不存在问题，与传统井下无线通信设备相比，具有明显技术优势[1,2]：（1）现代公众无线通信的高技术平台为井下无线通信技术发展搭建技术平台，同时使井下通信装备能力水平得以提高，力争赶上地面的通信技术发展情况；（2）有线和无线的紧密结合，可以视为系统的无缝衔接，让用户在使用有线的基础上，利用无线调度的特点，保证有线和无线通信的一致性，实现矿区信息通信技术与大众通信技术的结合，这样能够做到统一调度和指挥；（3）使用当前相关的无线通信设备，保证井下通信系统整体的可靠性，性价比也较为合适，而且井下的个人终端能与大众通讯终端差不多，在方便性方面得以提升，大大提高了井下无线通信的技术发展；（4）通信网络的设计统一，要求井下无线通信与地面的无线通信相一致，对于个人终端来说，在地面和井下自由漫游已经不是问题，接入公众通讯网也成为可能；（5）支持高密度话务，这就使得各种场所的覆盖基本达到要求；（6）大小功率基站混合组网（40mW、10mW）；（7）小功率基站（10mW）远端供电。
2无线调度通信系统的系统组成
一个典型的无线调度通信系统所包含的网络单元来说（以KT30系统为例），包括局端接入设备（ZF-2000），基站控制器（KTW21），基站（KTW22）等网元，所有网元都符合煤矿的环境要求，系统电源需要48V直流，2000W功率，见图1。
2.1局端接入设备（ZF-2000）
KT30系统通过局端设备（ZF-2000）。将中心交换机（PBX）的信号传递到远端服务区。该交换机为有线，无线综合智能数字调度交换系统，可实现有线及无线终端的调度功能。该交换机采用模块化结构设计、逐级分布式控制体系，在这种体系的结构下，系统容量和业务功能，可以按照用户需求灵活配置。合理设计交换机结构，有利于发展局端接入设备的通用性。在扩容时只需要增加相应的模块或板件即可完成扩容，具有多种数字、模拟中继接口，通过El与基站控制器建立数字通信链路。
2.2基站控制器（KTW21）
用来控制和管理基站控制器，可以通过连接线对基站进行馈电，基站控制器通过E1口光纤实现长距离传输连接到地面调度交换机。基站控制器（脚1）控制相关的集线处理，包括各基站在服务区的电源分配和话音路径。其中，每个KTW21可控制16个独立的K'TW22，此次的KTW21控制30个基站，然后由每个K'TW23在用户端与操作端之间传递通信信息。
2.3基站（KTW22）
PHS协议与ISND协议之间的协议转换主要在基站中完成，它是作为通信传输站从用户到网络以及从网络到用户之间存在着。KTW22基站通过和基站控制器连接的双绞线传输线获得远供馈电。根据不同的使用环境，可配置不同增益值及方向的天线。基站（KTW22）可安装在室内或室外，KT30系统由于具有动态信道分配的功能，这样就可以使得在无须涉及复杂的频率规划的前提下，何时都可通过增加概的数目来实现扩容，并且一般来说，基站控制器与基站距离可达3.5km，并在工程实施中，根据需要提供现场规定的支架和防盗要求，同时本基站为防爆基站。
2.4用户单元设计
可选择有限的移动性来进行KT30系统安装，这样就可以即是固定用户单元，也可以是移动用户。（1）对于手机（KTW23）来说，一系列的移动服务功能可以通过KT30系统的无线手机为用户提供，使得用户可以在移动过程中持续呼叫。（2）对于固定用户单元（ZF-2000）来说，就像普通电话机、传真机、调制解调器等一样，都是采用元线传输链路与标准的有线电话接口相连。
3线调度通信系统的具体应用
以某煤矿作为应用实例，在实际应用中，井下无线调度通信系统要保证覆盖煤矿井下巷道及部分矿区，确保行政大楼、部分地面生产设备间、生产设备的操作间、设备检修维护运行区域、煤矿井下工作面、巷道硐室等场所都能正常使用。如果有系统未能覆盖到的区域，可以考虑日后进行系统优化。根据以上的建网要求和覆盖区域的地理分布，以KT30系统为例，需要的系统设备为1套局端接入设备（ZF-2000），2个基站控制器（2个KTW21），30个小功率基站（40mW-KTW22），主要覆盖矿区，并可根据以后工作需要，系统扩展数据功能和用户扩容。