礦用無線通信系統(tǒng)探討范文

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

1網(wǎng)絡覆蓋問題分析及優(yōu)化思路

不合理的小區(qū)覆蓋會給網(wǎng)絡帶來諸多實際問題，如覆蓋盲區(qū)和導頻污染［3］。覆蓋盲區(qū)：網(wǎng)絡不連續(xù)覆蓋，局部區(qū)域服務品質(zhì)差，無法保證服務的完整性。導頻污染：5dB的窗口內(nèi)存在3～4個小區(qū)重復覆蓋情況，即滿足軟切換門限的導頻信號受限于軟切換集容量而無法進入軟切換狀態(tài)，從而形成導頻干擾。導頻污染會降低下行覆蓋的信號質(zhì)量，無法保證服務的完整性，造成系統(tǒng)資源的浪費。優(yōu)化思路：確定并增強主控小區(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)整導頻功率。

2網(wǎng)絡優(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)共設置5臺地面大基站，井下基站暫定為20臺，后期根據(jù)井下掘進及工作面情況，可直接增加基站，無需增加地面核心設備。地面基站覆蓋情況如圖1所示。關閉中心站以后，對覆蓋區(qū)的路線進行測試，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中存在的覆蓋相關問題主要在圖1中圈出的地區(qū)發(fā)生。彌補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，因為礦區(qū)西側(cè)有較高的山遮擋，F(xiàn)0098的信號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)的方向來彌補F0229的覆蓋區(qū)。位置2考慮將F0230小區(qū)逆時針方向調(diào)整到150°左右。調(diào)整天線方向以后，該區(qū)域的信號強度及覆蓋等級測試結(jié)果見表1和表2（Cluster：簇；RSCP：ReceivedSignalCodePower，解擴后的導頻信號強度；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）。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)域信號強度得到增強，已解決弱覆蓋問題。

2．3導頻污染優(yōu)化開啟F0230基站以后，在該基站的覆蓋區(qū)內(nèi)存在較多導頻污染。F0229在該區(qū)域成為導頻污染，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成為導頻污染。將F0229小區(qū)天線機械傾角從5°調(diào)整到7．5°。經(jīng)測試，優(yōu)化后導頻污染區(qū)域基本消除。測試結(jié)果見表3和表4。從表3、表4可看出，導頻污染優(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污染問題已解決。

3結(jié)語

3G網(wǎng)絡優(yōu)化效果最為明顯的手段包括天線方向角和傾角（機械、電子）調(diào)整、導頻功率參數(shù)修改以及切換優(yōu)化等。本文對某礦區(qū)進行網(wǎng)絡優(yōu)化后，信號覆蓋率得到了大幅提高，保證了整套礦用無線通信系統(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)度的及時性和穩(wěn)定性。

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