礦用無(wú)線通信系統(tǒng)探討范文

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隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展與普及，大中型礦山企業(yè)逐步采用以小靈通或者WiFi為主的無(wú)線通信調(diào)度系統(tǒng)。由于小靈通和WiFi無(wú)線通信調(diào)度系統(tǒng)以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，缺少寬帶數(shù)據(jù)和智能業(yè)務(wù)，所以礦用3G無(wú)線通信成為煤炭行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)［1］。礦用3G無(wú)線通信系統(tǒng)主要由3G核心網(wǎng)、語(yǔ)音調(diào)度交換機(jī)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、礦用無(wú)線基站、本安手機(jī)等組成。井下基站主要采用定向天線覆蓋，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)在定向覆蓋中并不明顯。地面基站一般采用與運(yùn)營(yíng)商同等電信級(jí)的技術(shù)和覆蓋方式。針對(duì)大型礦區(qū)地面覆蓋和通信質(zhì)量的要求對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，可改善接通率、掉話率等關(guān)鍵指標(biāo)，提供更加可靠、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅能保證通信的質(zhì)量，還能提升系統(tǒng)的整體運(yùn)行速度，在遇到緊急問(wèn)題時(shí)提供穩(wěn)定的通信環(huán)境。本文以某大型礦井無(wú)線通信系統(tǒng)為例，闡述3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)在礦用無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題分析及優(yōu)化思路

不合理的小區(qū)覆蓋會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)諸多實(shí)際問(wèn)題，如覆蓋盲區(qū)和導(dǎo)頻污染［3］。覆蓋盲區(qū)：網(wǎng)絡(luò)不連續(xù)覆蓋，局部區(qū)域服務(wù)品質(zhì)差，無(wú)法保證服務(wù)的完整性。導(dǎo)頻污染：5dB的窗口內(nèi)存在3～4個(gè)小區(qū)重復(fù)覆蓋情況，即滿足軟切換門限的導(dǎo)頻信號(hào)受限于軟切換集容量而無(wú)法進(jìn)入軟切換狀態(tài)，從而形成導(dǎo)頻干擾。導(dǎo)頻污染會(huì)降低下行覆蓋的信號(hào)質(zhì)量，無(wú)法保證服務(wù)的完整性，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。優(yōu)化思路：確定并增強(qiáng)主控小區(qū)覆蓋；減弱非主控小區(qū)覆蓋。主要措施：優(yōu)化天線的物理參數(shù)，如天線方位角、俯仰角、天線掛高等；調(diào)整導(dǎo)頻功率。

2網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

2．1某礦區(qū)地面基站覆蓋情況按地面覆蓋要求，礦區(qū)共設(shè)置5臺(tái)地面大基站，井下基站暫定為20臺(tái)，后期根據(jù)井下掘進(jìn)及工作面情況，可直接增加基站，無(wú)需增加地面核心設(shè)備。地面基站覆蓋情況如圖1所示。關(guān)閉中心站以后，對(duì)覆蓋區(qū)的路線進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋相關(guān)問(wèn)題主要在圖1中圈出的地區(qū)發(fā)生。彌補(bǔ)覆蓋空洞的思路是找出主覆蓋。從圖1可以看出，可為該區(qū)域提供覆蓋的小區(qū)是F0230，F(xiàn)0229或F0098。

2．2覆蓋盲區(qū)優(yōu)化位置1首先排除F0098，因?yàn)榈V區(qū)西側(cè)有較高的山遮擋，F(xiàn)0098的信號(hào)被大部分甚至完全遮擋；次，位置1排除F0230。位置2排除F0229，廠區(qū)有高層建筑以及工業(yè)廠房遮擋，無(wú)法改善該區(qū)域的覆蓋。最后位置1考慮F0229的方向，調(diào)整F0229小區(qū)到300°左右，把另一扇區(qū)天線轉(zhuǎn)到廠區(qū)的方向來(lái)彌補(bǔ)F0229的覆蓋區(qū)。位置2考慮將F0230小區(qū)逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)整到150°左右。調(diào)整天線方向以后，該區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度及覆蓋等級(jí)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和表2（Cluster：簇；RSCP：ReceivedSignalCodePower，解擴(kuò)后的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度；Ec／No：Ratioofenergypermodulatingbittothenoisespectraldensity，每調(diào)制比特功率和噪聲頻譜密度的比率；CoverageClass：覆蓋等級(jí)）。從表1、表2可看出，覆蓋盲區(qū)優(yōu)化后，RSCP≥－85的比例從58．36％提高到了92．22％，Ec／No≥－10的比例提高到了97．84％，表明該區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度得到增強(qiáng)，已解決弱覆蓋問(wèn)題。

2．3導(dǎo)頻污染優(yōu)化開(kāi)啟F0230基站以后，在該基站的覆蓋區(qū)內(nèi)存在較多導(dǎo)頻污染。F0229在該區(qū)域成為導(dǎo)頻污染，影響了主覆蓋小區(qū)的Ec／No，因F0229基站較高，該區(qū)域由F0229和F0230共同覆蓋，所以F0229成為導(dǎo)頻污染。將F0229小區(qū)天線機(jī)械傾角從5°調(diào)整到7．5°。經(jīng)測(cè)試，優(yōu)化后導(dǎo)頻污染區(qū)域基本消除。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3和表4。從表3、表4可看出，導(dǎo)頻污染優(yōu)化后，Ec／No≥－10的比例提高到了99．12％，RSCP也提高到了94．26％，表明該區(qū)域?qū)ьl污染問(wèn)題已解決。

3結(jié)語(yǔ)

3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效果最為明顯的手段包括天線方向角和傾角（機(jī)械、電子）調(diào)整、導(dǎo)頻功率參數(shù)修改以及切換優(yōu)化等。本文對(duì)某礦區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，信號(hào)覆蓋率得到了大幅提高，保證了整套礦用無(wú)線通信系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠，提高了礦井綜合調(diào)度的效率以及緊急情況下調(diào)度的及時(shí)性和穩(wěn)定性。

作者：羅袁龍 王巖 單位：中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司