煤礦井下小靈通無線通訊系統(tǒng)優(yōu)化

王鵬程

（神華神東煤炭集團(tuán)公司石圪臺煤礦機(jī)電二隊(duì)，陜西榆林 719315）

煤礦井下小靈通無線通訊系統(tǒng)優(yōu)化

王鵬程

（神華神東煤炭集團(tuán)公司石圪臺煤礦機(jī)電二隊(duì)，陜西榆林 719315）

小靈通無線通訊系統(tǒng)已經(jīng)在煤礦井下逐漸被推廣應(yīng)用，在煤礦企業(yè)發(fā)揮著不可替代的作用。對其無線系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，具有非常重要的作用和意義。煤礦井下小靈通無線通訊系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的、重要的系統(tǒng)工程，本文對小靈通技術(shù)進(jìn)行了介紹，并探討了小靈通技術(shù)的核心技術(shù)，并對大唐電信KT101礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)進(jìn)行了簡要闡述，對某礦的通訊系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，

煤礦 小靈通技術(shù) 無線通訊系統(tǒng)

面對煤礦井下復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，井下作業(yè)的特殊性等情況，我國廣大煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何根據(jù)我國相關(guān)安全規(guī)范指導(dǎo)，構(gòu)建煤礦綜合無線通訊系統(tǒng)，盡可能保障煤礦生產(chǎn)的安全性，促進(jìn)煤礦事業(yè)現(xiàn)代化、數(shù)學(xué)化及可持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，是現(xiàn)階段亟待解決的問題。

1 小靈通技術(shù)概述

小靈通是利用PHS（Personal Handset System）技術(shù)，將固定電話傳輸交換與無線接入技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，利用固定電話的交換傳輸資源，以無線的方式將原來只能固定使用的固定電話改變成能夠隨身攜帶和移動(dòng)使用，是固定電話網(wǎng)的補(bǔ)充的延伸，是流動(dòng)的固話。PHS系統(tǒng)可為用戶提供無線多媒體通信業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)完整的雙向通信，保證通信終端的移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)用戶在家里，在辦公室或其它地方都可使用輕巧的手機(jī)進(jìn)行通話，發(fā)傳真以及數(shù)據(jù)通信。

小靈通系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：

移動(dòng)通話----小靈通是本地固定電話網(wǎng)的有效補(bǔ)充和延伸，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)可隨時(shí)隨地?fù)艽蚧蚪勇牨镜?、國?nèi)和國際電話。

功能完備----小靈通系統(tǒng)作為固定電話的延伸，除具備現(xiàn)有固定電話的基本功能外，還可提供多種增值業(yè)務(wù)，如來電顯示、轉(zhuǎn)移呼叫、短消息、語音信箱和中高速上網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

語音清晰----小靈通采用32KADPCM語音編碼，其通話質(zhì)量較佳，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)能與固定電話媲美。

安全保密----系統(tǒng)采用全數(shù)字化無線技術(shù)保密性強(qiáng)，通過特定的算法，從技術(shù)上保證手機(jī)不被盜打。

抗干擾能力強(qiáng)----基站使用雙天線分集接收，抗干擾能力強(qiáng)；

綠色環(huán)保----小靈通網(wǎng)絡(luò)采用微蜂窩技術(shù)，手機(jī)發(fā)射功率僅有10毫瓦，大約只有其它手機(jī)發(fā)射功率的百分之一，電磁波輻射的極小，對人身體不會(huì)造成傷害，符合人們健康要求，所以被譽(yù)為綠色環(huán)保的通信工具。

2 小靈通系統(tǒng)核心技術(shù)

小靈通的核心技術(shù)是采用微蜂窩和信道動(dòng)態(tài)分配技術(shù)。小靈通小區(qū)基站與手機(jī)之間采用了時(shí)分雙工模式TDD，其無線信道基于時(shí)分多址TDMA結(jié)構(gòu)，語音編碼采用32kbit/s AD PCM方式，提高了話音通信質(zhì)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的保密性；使用分集天線接收，加強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。PHS產(chǎn)品技術(shù)較以前的產(chǎn)品，到目前為止PHS已經(jīng)形成了由服務(wù)提供商（SP）、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、設(shè)備提供商、終端商和用戶組成的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

2.1 頻率選擇與多址技術(shù)

小靈通系統(tǒng)的無線接入方式采用TDMA/TDD方式。TDMA把時(shí)間分割成周期性、不重疊的幀。每個(gè)幀再分割成若干個(gè)不重疊的時(shí)隙，再根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺在每幀內(nèi)按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各個(gè)時(shí)隙中接收到各個(gè)移動(dòng)臺的信號而不混亂。

2.2 微蜂窩與信道動(dòng)態(tài)分配技術(shù)

小靈通是采用微區(qū)制來組網(wǎng)的，它把整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為許多個(gè)微小區(qū)。利用現(xiàn)有固定電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信的有效手段。所以小靈通系統(tǒng)把微蜂窩技術(shù)和信道動(dòng)態(tài)分配技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，不但提高了頻率的利用率，而且極大地增加了系統(tǒng)的無線信道資源。

2.3 PHS系統(tǒng)鑒權(quán)

鑒權(quán)密碼和用戶號碼等一系列有關(guān)數(shù)據(jù)，存放在局端設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中。用戶在申請開戶入網(wǎng)時(shí)，由管理部門分配給交換機(jī)連接端口，同時(shí)管理部門將鑒權(quán)密碼和用戶號碼等數(shù)據(jù)通過專用設(shè)備寫入手機(jī)中的EEPROM內(nèi)。手機(jī)在開機(jī)后，自動(dòng)將鑒權(quán)密碼等數(shù)據(jù)發(fā)往基站，通過局端設(shè)備與數(shù)據(jù)庫資料核對，認(rèn)可后手機(jī)方可入網(wǎng)進(jìn)行通訊。

2.4 自適應(yīng)天線技術(shù)

采用了自適應(yīng)天線技術(shù)，使得在基站與基站覆蓋相鄰的區(qū)域中場強(qiáng)有明顯高低區(qū)分，手機(jī)切換干擾減小，避免了反復(fù)切換掉話的現(xiàn)象。自適應(yīng)天線基站的高抗干擾能力使得在高話務(wù)區(qū)比普通型基站更能有效的解決話務(wù)量和頻率沖突的矛盾。

2.5 切換技術(shù)

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，當(dāng)處于連接狀態(tài)的移動(dòng)臺從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為了使通信不中斷，通信網(wǎng)控制系統(tǒng)通常會(huì)啟動(dòng)切換過程〔將與原服務(wù)小區(qū)的連接釋放，并與新的服務(wù)小區(qū)產(chǎn)生連接）來保證移動(dòng)臺的業(yè)務(wù)傳輸。在PHS系統(tǒng)中使用微蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，小區(qū)覆蓋面積小，從而切換的發(fā)生率比較高，這就更加需要有一個(gè)好的切換技術(shù)來保證系統(tǒng)的性能。

3 大唐電信KT101礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)

KT101礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)是基于PHS制式的無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)煤礦井下特殊工作環(huán)境中的無線通信，并可以和公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連接。系統(tǒng)在基本無線語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，還提供交換機(jī)所能提供的一些補(bǔ)充業(yè)務(wù)功能，統(tǒng)一編號方案極大方便了有分支機(jī)構(gòu)的企業(yè)號碼的統(tǒng)一管理。通過調(diào)度接口與調(diào)度機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)對小靈通用戶的所有調(diào)度功能。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)成熟、設(shè)備先進(jìn)，并滿足“煤安”要求，是目前最適合煤礦井下的無線通信系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備具有防爆認(rèn)證，終端為本質(zhì)安全型手機(jī)，適合煤礦井下使用。

4 優(yōu)化效果

某新建大型煤礦小靈通井下無線通訊系統(tǒng)開通后。經(jīng)過現(xiàn)場測試，在總長約40 km的巷道內(nèi)，通話過程掉話次數(shù)高達(dá)12次，切換時(shí)間長、切換頻繁區(qū)域有15處，經(jīng)綜合運(yùn)用上述優(yōu)化方法，所有巷道掉話次數(shù)為0次，頻繁切換區(qū)域減少到l處，優(yōu)化效果顯著。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇。

5 結(jié)語

由此可見，小靈通無線技術(shù)已經(jīng)在煤礦井下逐漸被應(yīng)用，對其無線系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，具有非常重要的作用和意義。煤礦井下小靈通無線通訊系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的、重要的系統(tǒng)工程，煤礦井下小靈通無線通訊系統(tǒng)優(yōu)化方法不僅要解決煤礦井下出現(xiàn)的故障，還應(yīng)當(dāng)?shù)秸页鲋萍s系統(tǒng)使用效果的根源問題，不斷創(chuàng)新，構(gòu)建煤礦綜合無線通訊系統(tǒng)，盡可能保障煤礦生產(chǎn)的安全性，促進(jìn)煤礦事業(yè)現(xiàn)代化、數(shù)學(xué)化及可持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。