一网一站无线通信论文

2022-04-20

“商用的前提是要建好一张5G网”中国广电相关负责人向《通信产业报》全媒体表示,“目前我们正跟中移动一起建网,争取2020年商用。”去年6月中国广电与三大运营商一同获得5G牌照,4个月后三大运营商均宣布5G商用。作为第四大运营商,中国广电的5G进展备受关注。“中国广电将以最快的时间建成面向全国的700M的无线覆盖网。下面是小编精心推荐的《一网一站无线通信论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

一网一站无线通信论文 篇1:

神东煤炭:安全的数字守护神

煤矿生产(井下作业)的安全是行业及企业立命之本、发展之根,只有全面、深入地实现井下生产自动化才能实现安全的最终要求。因此,矿山信息化与工业化“两化融合”的布局与发展也将是现阶段安全生产的重要一环。

在安监总局〔2011〕108号文的要求下,神东煤炭集团(以下简称神东集团)已逐步实现了“六大系统”的建设工作。整个系统在建设完成后,可实现井下生产井上呈现、井下生产井上控制,但同时由于缺乏统一规划,建设分散,也面临着系统多、管理分散、维护困难等诸多问题。为了解决所面临的问题,神东集团在业界首次提出了“一网一站”系统建设构想。

去年底,神东集团把该项目列为2013年十大科技创新项目之一,由神东集团与其合作方共同成立专门的团队对该项目进行研发,并于今年5月份完成上湾矿的实验试点,获得圆满成功。

记者了解到,其中的“一网”是指通过建设万兆环网实现对无线通讯系统、人员定位系统、车辆定位系统、监视监控系统(工业电视)、语音广播系统、调度指挥系统、工业自动化系统、安全监控系统(各类安全传感器)八大系统的统一接入、统一承载、统一管理。高达万兆的环网及千兆的子环网组网方案,不仅可满足大颗粒业务(如监视监控系统)的承载需求,还支持HQoS,确保分用户分业务保证服务质量,最重要的是具有多重保护功能,可保障极端环境下通信顺畅,为矿山安全作业保驾护航。

“一站”是指通过一个综合分站集成包含3G无线通信、定位、IP电话、语音广播以及Wi-Fi在内五大业务分站。综合分站可对外提供5种本安接口,与矿山现有的业务支撑系统无缝对接,实现井下多种业务的统一数据接入、统一通道回传。

上湾煤矿是神东煤炭集团主力生产矿井之一,位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内,定生产能力为1400万吨/年,服务年限65年,曾创造过矿井原煤生产效率158吨/工,回采工作面原煤生产效率859吨/工,井工矿单井单面原煤生产效率世界最好水平。在“一网一站”项目实施中,上湾矿采用CDMA2000制式,打造了井下移动通信专网,并实现专网与公网互联互通,一部手机即可井下井上通用,并通过Wi-Fi技术实现井下数据业务的高速无线接入;在调度上首次实现了有线调度与无线调度融合,通过一个调度台即可同时对井下手机及固定电话发送调度指令;在定位上选择了基于Zigbee技术的飞行时间定位方案,将定位精度由以前的区域性定位缩小至10米,使得井下人员车辆管理、协助事故应急救援及遏制超定员生产等更加便利;在广播上选择AllIP数字广播方案,使得广播分区更灵活,声音穿透力更强。

目前,“一网一站”项目已经在神东集团下属各矿逐渐推广。而同样作为今年大力推进的十大科技创新项目之一的神东区域自动化控制技术研究与应用也取得了重要进展,基于PSI系统平台建设的五个阶段已完成项目分析、系统规格书、数据分析和系统模型建立这三个阶段,目前正在积极进行第四阶段的系统开发和功能配置;第五阶段调试验收预计从今年11月开始,年底实现在大柳塔煤矿上线试运行。

神东区域自动化控制技术研究与应用,是神华集团2011年度科技创新项目“建设神华数字矿山关键技术研究与示范”项目的子课题,由神东负责组织实施。之所以要实施区域自动化控制技术,一方面是因为大柳塔区域四个煤矿已建成的自动化控制、安全监测监控、人员车辆定位、工业电视等多个系统一直没有进行整合,生产现场采集到的数据分散在不同系统中,导致画面、数据、界面不统一,各个系统之间的联系只能通过调度人员的经验人工判断,很难做到信息的及时性、准确性、全面性和透明度,影响生产效率的进一步提高。另一方面是因为区域各矿的生产日计划只是根据各矿的月度生产计划进行分解,但缺乏对生产过程中变化因素的考量,实际生产计划经常受到外界其它因素的影响,无法根据生产过程中的突发事件及时调整生产计划,造成煤矿生产的滞涨而影响生产效率。而且这种状况在神华、神东乃至全国煤矿具有普遍性。

记者了解到,项目基于PSImining平台开发区域智能控制系统,并先期在大柳塔区域的大柳塔煤矿、哈拉沟煤矿、上湾煤矿、补连塔煤矿四个煤矿开展示范应用。技术成熟后不仅要在神东其它矿井全面推广,而且还将为神华集团其他子分公司建设数字矿山工程提供方案和经验。

一网一站无线通信论文 篇2:

“疾行”商用前夜 广电5G加速跑

“商用的前提是要建好一张5G网”中国广电相关负责人向《通信产业报》全媒体表示,“目前我们正跟中移动一起建网,争取2020年商用。”

去年6月中国广电与三大运营商一同获得5G牌照,4个月后三大运营商均宣布5G商用。作为第四大运营商,中国广电的5G进展备受关注。“中国广电将以最快的时间建成面向全国的700M的无线覆盖网。” 7月24日中国广电董事长宋起柱在中国互联网大会上公开发言时表示。 “尽快完成商用放号,尽早实现全国广电5G网络覆盖” 中国广电副总经理曾庆军在5G发牌一周年时也表示。

尽管没有公开透露具体商用时间表,中国广电的5G建设进入到全面发力阶段,支撑中低频段的通信设备产业链日趋成熟,部分终端设备制造商中低频段手机的产品化进入测试验证阶段,中国广电5G移动终端即将面向通信市场发布,标志着中国广电5G向商业化运营加速迈进。

共建5G网络

中国广电5G总体定位与目标是,广电5G将充分发挥5G技术优势和700MHz优质频谱资源优势,赋能全国有线电视网络转型升级,建成媒体传播属性鲜明的新型融合媒体服务网和国家信息化基础新网络。

在5G建设中,中国广电突破基础资源限制,创新网络建设模式,差异化建设广电5G网络。

“囿于广电行业缺乏在无线通信网络建设、运营等方面的成熟经验、专业技术人才以及足以支撑5G网络建设的资金,广电有线网络需在多方面进行突破与创新。”广电专家表示。

在网络建设模式上,广电广泛引入战略合作资源,与三大电信运营商、阿里和腾讯等互联网运营商以及国家开发银行、中信集团合作。通过5G网络共建共享,降低广电5G网络初期建设运维成本,快速积累广电5G网络运营维护经验。

突破基础资源限制。积极和铁塔公司、交通委、市政、电力集团、物业等单位沟通协调,在全国范围内加快布局管道、机房、杆路等战略资源,为5G网络建设夯实基础资源基础。

在5G架构及发展路径上,中国广电提出了差异化发展的策略。中国广电将以有线无线协同、广电通信协同、传播监管协同,推进广电5G差异化发展。利用低频段无线频谱推进5G交互式广播建设,利用高频段无线频谱推进广播电视现代通信服务以及智慧城市业务。

在组网策略上,中国广电采用了700MHz+4.9GHz“低频+中频”协同组网策略,直接采用独立组网路线。中国广电已获得的4.9GHz中频段只有60MHz带宽,因此还不能满足至少80-100MHz连续频谱/MNO的需求,但700MHz目前可满足最低需求。

中国广电积极落实国家共建共享的政策要求,已与中国移动签订了共建共享合作框架协议。与中国移动的共建共享合作,将进一步加快5G技术、业务和应用创新,支撑信息通信行业高质量发展和国家5G产业生态发展。双方保持各自品牌和运营独立的基础上,共同探索产品、运营等方面的模式创新,开展内容、平台、渠道、客户服务等方面的深入合作。

推动700M产业链成熟

在 5G 建设上,中国广电采用 700MHz 组网,成本和能耗相对较低,能够极大降低建网和运营成本。频谱优势转化成产业链优势是广电5G成功的关键。

产业发展,标准先行。在推动 700MHz 5G 标准与产业成熟方面,中国广电做了许多卓有成效的工作。今年3月,3GPP 在第 87 次接入网全会中正式将中国广电 700MHz 频段 2*30/40MHz 技术提案列入了 5G 国际标准,成为全球首个 5G 低频段 ( Sub-1GHz ) 大带宽 5G 国际标准。

" 这极大提升了 700MHz 黄金频谱资源的使用效率,为基于 700MH 频谱的业态创新提供了全新机遇和可能。"中国广电相关人士向《通信产业报》全媒体记者表示。对于 700M 5G 产业链成熟度的问题,上述人士表示,700M band n28 产业支持度已日渐成熟,随着 R-16 版本今年 6 月份冻结,支持 700m 2x30mhz 上下行的 5G 芯片有望在明年初量产。

全球 5G 700MHz ( Band n28 ) 大载频带宽提案在 3GPP 全会立项通过,R-16 版本将支持 Band n28 2x30MHz 上下行载波频宽。" 基站侧将实现 40MHz 下行 /30MHz 上行,终端侧上下行为 30MHz。这样共有 100MHz,效率更高。" 中国广电相关人员表示。

在 5G NR 广播特性方面,中国广电联合行业伙伴作为支持者共同推动 R-17 NR 广播提案立项,此提案已在 3GPP #86 全会上获得通过。

中国广电还联合美国无线运营商 T-Mobile 提交 5G 600MHz/700MHz 大尺寸终端 4 接收天线的提案并获通过。据了解,之前受限于射频特性对天线的尺寸要求,移动终端在低频段频谱始终采用双天线接收方式,此提案通过后将确保全球 5G CPE 等大尺寸终端在 600MHz 、700MHz 低频段能够采用四天线设计,接入速度与信号稳定性将提升近一倍。在家庭等 FWA ( Fixed Wireless Access ) 固定场景下的 5G 700MHz 低频段高宽带接入应用领域,实现了系统性能突破。

同时,T-Mobile 已在去年年底开通了美国覆盖全国的 5G 网络,并主要使用与 700MHz 相近的 600MHz 频谱,双方在网络建设和业态设计等方面有很多共通之处,中国广电与 T-Mobile 的此次联合提案开启了双方长期合作、共同推動全球低频段 5G 网络生态的通道,也为中国广电深入开展 5G 国际产业合作奠定了良好基础。

据统计,截至去年年底,全球 60+ 运营商中获得 700MHz 5G 牌照的已超过 14 个。国内产业链方面,中国电信、中国联通、华为、中兴、紫光展锐、罗德与施瓦茨等运营商、设备商、芯片、测试等产业链企业均不同场合表示,将全力支持广电 5G 发展。

实践中,中兴通讯与中国广电从产品方案、技术验证、组网应用等角度进行了充分的预商用验证,为低频频段5G网络建设做了充分的准备。 2019年12月,中兴通讯联合中国广电在国网、歌华外场打通了首个Sub 1G和Sub 6G NR的First Call,这标志着中兴通讯和广电已经具备了5G部署能力。近期,中兴通讯率先与业界主流芯片厂家完成基于商用手机的端到端低频VoNR视频通话,解决了低频5G规模商用的关键问题。

今年5月,中国广电网络联合北京歌华、浙江华数、东方明珠、广科院、规划院基于广电5G+8K技术实现北京、杭州、上海等三地联动直播,是首例应用5G中低频段8K超高清直播,本次测试中,中国广电利用华为的宏站、室分及终端等设备,在北京、杭州、上海部署中低频段无线覆盖网络,借助三地互联互通网间的承载与传输能力,采用5G SA独立组网模式,充分发挥中低频段广域连续覆盖、高穿透等频谱优势,验证了中国广电网络组网建网能力。广电5G杭州试验网启动,首个广电5G VoNR跨地域电话成功打通。

据了解,本次广电 5G SA VoNR跨地域语音通话基于中国广电全云化、全国产化的SA核心网,杭州本地部署中低频段高性能基站,终端采用全球首款支持中低频段的华为手机。在物联网方面,芯片已支持700MHz频段,各行业终端可根据需要定制排产,预计2021年后进入高速发展阶段。

打造万物互联的智慧广电新品牌

对于广电5G,多位广电系统人士表示广电5G是不同于三大运营商的5G,更多是基于自己的特性,充分发挥700MHz频谱资源优势打造差异化服务。

立足全国2.6亿有线电视家庭用户,做大做强做优融合媒体主业,推进全媒体服务、个性化服务、精准服务,催生融媒服务新业态,同时重点拓展物联网、V2X车联网等toB服务领域,充分发挥5G网络新特性,赋能千行百业万家。

宋起柱强调,通过“三新”,推动打造万物互联的智慧广电新品牌是中国广电一直追求的目标。

第一个是新支撑,将改造提升传统的媒体行业,通过融合媒体传播平台重塑广电的新格局,通过通信+直播+点播+内容形成新型媒体,中国广电作为全业务、全领域的服务商,首先要聚焦主业,做好、做精新视听领域。

第二个是新动能,也就是向智能化物流、智能化电力、工业园区、5G广覆盖物联服务等领域延伸,通过这些园区、工厂、生产、设计、服务和售后的改造,形成新的动能。

第三个是新场景,基于今年疫情带来的影响,将通过远程教育和远程医疗这两个重要领域实现广电为人民美好生活带来服务的目标。目前中国广电在各省推出了教育频道,得到广泛好评。同时响应国家号召,在精准扶贫领域和更多农村合作。

实现目标的具体路径主要依靠现有有线的优势,以及无线的优势。在架构上中国广电将构建有线、无线协同新网络,在有线方面对全国网络进行升级,主要分为四个途径:一是平台IT化,打造广电云平台;二是服务云化,构建覆盖全国的云视频、云宽带;三是传输IP化,推进数据网络IPv6升级,打造覆盖全国的智能光网络;四是终端智能化,形成大屏、小屏互动,丰富终端形态。

以5G为抓手推动全国一网整合

对内一张网整合,对外突破基础资源限制广泛合作“两条腿”走路成为了中国广电的发展基调。

在5G建设中,中国广电,创新网络建设模式,差异化建设广电5G网络。

全国一网整合后,中国广电将建成“统一建设、统一管理、统一标准、统一品牌”的运营管理体系。地方省网与中国广电有了股权隶属关系之后,可以共享中国广电的牌照频谱等资源资质。无疑,这将加快中国广电的5G建设进程以及台网深度 融合,提升整体竞争力。

由于各有线电视网络运营公司涉及到的权益复杂, 目前在多地不同级别的广电系统内各自的整合做法各一,但在“行政推动,市场运作”的方针推动下,各地广电网络加速整合。

各地的整合中,完成“全省一网”整合也是关键步骤。在“全 国一网”整合实施方案里,对整合范围有明确表示,各省网公司 或单位,要统一纳入整合组建序列,要完成“一省一网”整合。股 份公司组建后,按照“一省一网”的形式,各省(区、市)只保留一个统一运营管理的有線电视运营商。 辽宁广电、湖北广电网络“全省一网”实质性整合都已经启动。近日,北方广电纳入本溪地市级广电网络资产,完成全省 一张网的整合。其他省如广东、江西、山西等省网也启动了相关整合工作。

以5G为抓手,推动全国有线电视网络整合,促进广电网络行业转型升级。

作者:赵妍

一网一站无线通信论文 篇3:

井下4G业务广普融合现状及关键性问题分析

摘 要:为满足“两化融合”高质量建设,在阐述井下4G 业务广普融合现状基础上,分析了井下4G 业务广普融合的问题与不足,指出了4G业务与矿井融合的本质性障碍,给出了井下4G 业务融合的发展策略,提出了4G业务与矿井工业化融合所需解决的关键性问题。致力于提高4G业务服务范围和传输灵活性的适应性路径建设,为智慧化矿井发展奠定基础。

关键词:智慧化矿井;4G;广普融合;适应性路径

引言

4G业务具有传输速度快、网络频谱宽、智能性高、兼容性平滑、可提供各种增值服务等优越性,是井下信息资源规划和信息集成的优越平台,由此实现多元异构信息资源的复杂交互与共享,进行井下多元异构数据融合的信息化建设,确保信息资源的高效存储、科学加工和无缝流转。井下4G业务可为智慧化矿井建设提供安全、稳定和高效的保障平台。但受到井下特殊环境和信息传输路径限制,4G通信系统与井下大范围生产运营尚不能很好地融合,如何建立适应井下动态环境的4G网络信息传输路径,全井下范围融合4G移动业务是两种业内人士探索的重要课题。

1融合现状

截止2020年初,煤矿智能化建设成效凸显,采煤工作面机器人、钻锚机器人、选矸机器人和巡检机器人已在煤矿井下应用[3],全国已建成200余个智能化采煤工作面。多数智能化采煤工作面配备了移动通信系统,同时完成了从3G向4G转变,其中以TD-LTE制式最为代表性,典型案例如下。

程潮矿业井下4G移动通信系统覆盖了矿井-430米、-447米、-500米三个平层作业面主巷道,覆盖总面积达12万平方米,覆盖深度及广度全国罕见,为矿井日常通信联络、生产作业与抢险救援、助力矿山信息化、建设绿色高效智慧化矿山提供了有力保障。

山东新云鹏煤矿井下使用了KT393矿用4G无线通讯系统,率行了4G网络融入煤矿工业以太网的系统集成。KT393矿用4G通信系统是集无线通信、人员定位、视频监控、语音扩播、调度指挥等多系统统一接入、统一承载、统一管理、统一联动的“一网一站”无线通信系统。执行自组网络,双备份保护机制。KT393煤矿井下4G通信系统同时也在神东煤矿大柳塔矿、上湾矿成功应用,“一网一站”模式很好地实现了煤矿指挥调度一体化、远程监控、多种调度终端与视频联动等功能。

2 需解决的关键性问题

井下环境复杂,在限定空间的巷道系统中无线传输受到了很大限制。无线传输分布是建立在有线系统基础之上的,井下移动通信传统的做法是通过增设微基站,扩大有线分布系统来补偿无线传输距离受限的缺陷,但这并不适合井下动态的生产环境。敷设搬迁困难,故障率高,维护量大,成本高,最终对矿井安全生产促进有限,普通煤企难以承受。多水平、多采区大型矿井中,通常所需要的通信服务范围较大,由此需要建立简单灵活、可广域分布的通信系统,确定井下4G业务广普信息化适应性路径,从而解决井下4G业务广普融合的问题。要实现广域无线传输,就离不开无线信号的中继,围绕井下4G信号的广普分布和无线中继,需解决了以下关键问题:

(1)信号源的引入。4G网中的BTS距井口通常有一定的距离,从井口到井下各个工作面作业地点又有很长的一段距离,尤其是服务年限较长的大型矿井,巷道掘进会延伸的更远,采掘工作面距井口的距离会更远,如何将地面BTS的4G网信号远距离“迁移”到井下各个作业地点是首要解决的关键问题。采用光多链路光纤直放系统耦合矿山地面井口附近基站的信号,通过波分复用技术,以多路传输形式将BTS信号远距离引入到井下各不同生产作业采区,以无线中继、延伸方式覆盖巷道空间,该方法很好地解决了4G信号远距离传输问题,并为无线广域分布建立了基础框架。

(2)对于无线信号在井下广域分布而言,要掌握4G信号在巷道中的传播特性,明确信号衰落的基本规律,找出衰落、传输距离和各影响因子间的联系,建立数学衰减模型,为信号有效传输提供理论依据。

(3)依巷道的不同空间形态,确定对应的无线中继方式。确定无线中继的边界条件,明确多級中继后信号降噪的有效方法。

(4)结合信号传输特点及现有发射设备性能,要满足4G无线信号在巷道中有效分布,须用巷道专用的高增益定向天线,增加4G信号在巷道轴向传输的有效距离,且体积小型化以满足巷道狭小空间要求。

(5)采用最优的有线系统配置。巷道中无线信号覆盖需以定向天线和射频泄漏电缆相结合的方式来实现,遇拐点和弯曲巷道,信号中继以泄漏电缆过度,末端再沿巷道轴向无线中继。

3 结束语

井下4G业务与智慧化矿井融合建设已取得了较好的成果,并积累了相关经验。从实践中得知,4G业务与矿井工业化的“两化融合”,最大的难点和关键性问题不在于通信系统本身和两种业务的功能性融合,而是移动通信系统与井下特殊环境的适应性融合,确立了井下4G业务广普信息化适应性路径,即解决了井下4G业务广普融合的关键性问题。井下移动通信系统需向简单化、灵活化方向发展,以适应井下动态生产环境需求。无线中继需依托于具体巷道环境敷设有线系统,充分增加巷道轴向无线传输距离从而减少有线通信系统分布。加强井下4G业务广普信息化适应性路径建设,满足4G业务与井下安全生产融合要求,为新一代通信业务(5G)融合奠定基础。

参考文献

[1] 朱赛虎. 基于4G通信技术的煤矿无线通信系统研究[J]. 电子世界,2014,(17):85-86.

[2] 王海杰,李艳萍. 4G移动通信技术发展综述[J]. 网友世界·云教育,2014,(18):18-18.

[3] 葛世荣. 煤矿机器人现状及发展方向[J]. 中国煤炭,2019,45(7):18-27.

[4] 倪翔. 井下有限空间2.4GHz无线信号测试及传播规律的研究[D]. 西安:西安科技大学,2014.

基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(E2016061)

作者简介:康红明(1979-),男,辽宁兴城人,讲师,主要从事电力电子方面的研究与教学工作。

作者:康红明 贾春凤 李伟 刘志军 李兴伟 金珠鹏

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