煤礦井下小靈通無線通訊系統優化

王鵬程

（神華神東煤炭集團公司石圪臺煤礦機電二隊，陜西榆林 719315）

煤礦井下小靈通無線通訊系統優化

王鵬程

（神華神東煤炭集團公司石圪臺煤礦機電二隊，陜西榆林 719315）

小靈通無線通訊系統已經在煤礦井下逐漸被推廣應用，在煤礦企業發揮著不可替代的作用。對其無線系統進行優化，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是一項復雜的、重要的系統工程，本文對小靈通技術進行了介紹，并探討了小靈通技術的核心技術，并對大唐電信KT101礦用無線調度通訊系統進行了簡要闡述，對某礦的通訊系統進行了優化，

煤礦 小靈通技術 無線通訊系統

面對煤礦井下復雜的地質環境，井下作業的特殊性等情況，我國廣大煤礦企業應當如何根據我國相關安全規范指導，構建煤礦綜合無線通訊系統，盡可能保障煤礦生產的安全性，促進煤礦事業現代化、數學化及可持續穩步發展，是現階段亟待解決的問題。

1 小靈通技術概述

小靈通是利用PHS（Personal Handset System）技術，將固定電話傳輸交換與無線接入技術有機結合在一起，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使用，是固定電話網的補充的延伸，是流動的固話。PHS系統可為用戶提供無線多媒體通信業務，實現完整的雙向通信，保證通信終端的移動性，實現用戶在家里，在辦公室或其它地方都可使用輕巧的手機進行通話，發傳真以及數據通信。

小靈通系統的主要特點是：

移動通話----小靈通是本地固定電話網的有效補充和延伸，在網絡覆蓋范圍內可隨時隨地撥打或接聽本地、國內和國際電話。

功能完備----小靈通系統作為固定電話的延伸，除具備現有固定電話的基本功能外，還可提供多種增值業務，如來電顯示、轉移呼叫、短消息、語音信箱和中高速上網等數據業務。

語音清晰----小靈通采用32KADPCM語音編碼，其通話質量較佳，在網絡覆蓋范圍內能與固定電話媲美。

安全保密----系統采用全數字化無線技術保密性強，通過特定的算法，從技術上保證手機不被盜打。

抗干擾能力強----基站使用雙天線分集接收，抗干擾能力強；

綠色環保----小靈通網絡采用微蜂窩技術，手機發射功率僅有10毫瓦，大約只有其它手機發射功率的百分之一，電磁波輻射的極小，對人身體不會造成傷害，符合人們健康要求，所以被譽為綠色環保的通信工具。

2 小靈通系統核心技術

小靈通的核心技術是采用微蜂窩和信道動態分配技術。小靈通小區基站與手機之間采用了時分雙工模式TDD，其無線信道基于時分多址TDMA結構，語音編碼采用32kbit/s AD PCM方式，提高了話音通信質量，增強系統的保密性；使用分集天線接收，加強了系統的抗干擾能力。PHS產品技術較以前的產品，到目前為止PHS已經形成了由服務提供商（SP）、網絡運營商、設備提供商、終端商和用戶組成的完整的產業鏈。

2.1 頻率選擇與多址技術

小靈通系統的無線接入方式采用TDMA/TDD方式。TDMA把時間分割成周期性、不重疊的幀。每個幀再分割成若干個不重疊的時隙，再根據一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內按指定的時隙向基站發送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各個時隙中接收到各個移動臺的信號而不混亂。

2.2 微蜂窩與信道動態分配技術

小靈通是采用微區制來組網的，它把整個服務區劃分為許多個微小區。利用現有固定電話網絡進行無線通信的有效手段。所以小靈通系統把微蜂窩技術和信道動態分配技術有機地結合起來，不但提高了頻率的利用率，而且極大地增加了系統的無線信道資源。

2.3 PHS系統鑒權

鑒權密碼和用戶號碼等一系列有關數據，存放在局端設備的數據庫中。用戶在申請開戶入網時，由管理部門分配給交換機連接端口，同時管理部門將鑒權密碼和用戶號碼等數據通過專用設備寫入手機中的EEPROM內。手機在開機后，自動將鑒權密碼等數據發往基站，通過局端設備與數據庫資料核對，認可后手機方可入網進行通訊。

2.4 自適應天線技術

采用了自適應天線技術，使得在基站與基站覆蓋相鄰的區域中場強有明顯高低區分，手機切換干擾減小，避免了反復切換掉話的現象。自適應天線基站的高抗干擾能力使得在高話務區比普通型基站更能有效的解決話務量和頻率沖突的矛盾。

2.5 切換技術

在移動通信系統中，當處于連接狀態的移動臺從一個小區移動到另一個小區時，為了使通信不中斷，通信網控制系統通常會啟動切換過程〔將與原服務小區的連接釋放，并與新的服務小區產生連接）來保證移動臺的業務傳輸。在PHS系統中使用微蜂窩網絡結構，小區覆蓋面積小，從而切換的發生率比較高，這就更加需要有一個好的切換技術來保證系統的性能。

3 大唐電信KT101礦用無線調度通訊系統

KT101礦用無線調度通訊系統是基于PHS制式的無線通信系統，該系統的主要功能是實現煤礦井下特殊工作環境中的無線通信，并可以和公網實現連接。系統在基本無線語音業務的基礎上，還提供交換機所能提供的一些補充業務功能，統一編號方案極大方便了有分支機構的企業號碼的統一管理。通過調度接口與調度機連接，可以實現對小靈通用戶的所有調度功能。由于系統設計的技術成熟、設備先進，并滿足“煤安”要求，是目前最適合煤礦井下的無線通信系統。系統設備具有防爆認證，終端為本質安全型手機，適合煤礦井下使用。

4 優化效果

某新建大型煤礦小靈通井下無線通訊系統開通后。經過現場測試，在總長約40 km的巷道內，通話過程掉話次數高達12次，切換時間長、切換頻繁區域有15處，經綜合運用上述優化方法，所有巷道掉話次數為0次，頻繁切換區域減少到l處，優化效果顯著。網絡優化方法要根據現場實際情況選擇。

5 結語

由此可見，小靈通無線技術已經在煤礦井下逐漸被應用，對其無線系統進行優化，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是一項復雜的、重要的系統工程，煤礦井下小靈通無線通訊系統優化方法不僅要解決煤礦井下出現的故障，還應當到找出制約系統使用效果的根源問題，不斷創新，構建煤礦綜合無線通訊系統，盡可能保障煤礦生產的安全性，促進煤礦事業現代化、數學化及可持續穩步發展。