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矿山行业应用WCDMA无线通讯技术可行性分析

2014-05-20 11:11:58   作者:   来源:CTI论坛   评论:0  点击:


  4)  WCDMA无线通信系统

  WCDMA技术是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一,它得到了CWTS及3GPP的全面支持,通过10多年的发展和7年的商用,使其成为目前世界上最成熟的3G技术。WCDMA集CDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、抗干扰能力强的移动通信技术。WCDMA发展空间较大,技术成熟性最佳,所呈现的先进的移动无线系统是有较高的扩频增益。因此,WCDMA在提供高速数据业务方面,与3G其他技术相比,具有绝对的优势,可支持语音、互联网等所有的3G业务。

  WCDMA是异步网络,WCDMA的网络在许多环境下更易于部署,即使在矿井中GPS信号无法到达的地方也能安装基站,实现真正的无缝覆盖。而应用于矿山的WCDMA为基于微基站的矿用无线通信系统,每一个站点就是一个独立的基站,支持即插即用。传输采用IP方式,可接入以太环网,支持光口或电口等多种方式。并且随着巷道的延伸,可以通过直接增加基站实现扩容,大幅降低了工程复杂度、施工成本和扩容维护成本。更重要的是基于微基站的WCDMA矿用无线通信系统在传输链路被切断的情况下,基站支持自组网,通过无线方式和其他基站以及地面设备建立传输链路,确保正常提供服务。在发生事故情况下,为人员救助提供了通信保障。另外WCDMA煤炭无线通信系统网络设备起源于公网,公网先进的技术升级可方便的移值到煤炭通信系统中,而WCDMA在公网的大量应用使得其产业链相当成熟,确保系统特别是终端的普及和低成本,并且能保证煤炭无线通信系统技术的先进性,不会造成类似小灵通的技术无法升级以及WIFI的无法演进的情况。

  由上述分析可知,WCDMA技术作为商用最早、运营网络最多和数据速率最高的3G技术,其系统设备技术领先、产业链成熟、运行稳定、可靠,是目前最适合矿山企业的井下无线通信系统,能够很好地满足煤炭企业新型通信联络系统的需求和建设目标。另外,随着移动通信技术的发展,4G无线通信系统LTE也开始进入矿山无线专网中,并已开展积极的应用探索。

  2. 面向行业的WCDMA技术分析

  2.1.  WCDMA系统组成

  面向矿山行业的WCDMA矿用无线通信系统主要由集综合系统交换与调度于一体的融合智能交换机、接入网关、本质安全型基站、不同种类的终端等组成,如震有3G矿用企业级微站系统采用扁平化全IP架构,有效减少了网元数目,并针对矿山应用的特殊需求,对整机功耗、发射功率、回传网等网元进行了优化;有效的解决了矿下连续覆盖及高速数据传输的需求。其网络架构如下:

  整个系统包括基站、接入网关和核心网三个主要网元,其中:

  1) 基站:企业级微站,无线接入子系统;支持WCDMA标准空中接口协议,支持语音、视频、数据、切换等业务。

  2) 接入智能网关:位于WCDMA基站和核心网之间,负责对基站侧的信令和数据进行汇聚和分发,核心网侧实现Iu接口;同时负责对基站用户的注册和接入控制等。

  3)核心网:融合通信网关,实现电路、数据双域功能;支持基于IP的标准Iu接口,支持语音编解码、视频转发、短信、上网、以及移动性管理等业务,可作为接入PSTN、PLMN网关,同时可以作为RNC设备接入MSC。

  另外,同传统的运营商基站设备相比,震有科技的企业级微站系统具有如下优点:

  1)系统扁平化,基站集成了NodeB和RNC功能:信令的处理集中在基站,信令交互少,时延小;并有效的减少了网元数目、组网方式简单;

  2)硬件平台化,同一个硬件平台支持WCDMA、TDD-LTE、FDD-LTE等多种制式;

  3) 软件模块化:上层软件采用模块化设计,最大化的实现软件模块复用,极大缩短了新系统开发周期。

  2.2.  WCDMA技术优势

  1)  语音视频数据同传业务带宽高

  WCDMA空口业务带宽为上行可达5.7M/下行可达14.4M,是小灵通的5倍,TD-SCDMA的4倍;WCDMA基站可同时接入32路手机话路,是WIFI的2倍,是小灵通的10倍。

  2)  组网简单、快速建网

  微基站集成基站控制器RNC及基站的基带与射频部分,接口采用全IP协议栈模型,可充分利用井下的工业以太环网,不需要单独为矿用无线通信调度系统部署单独的光缆,避免重复投资、减少施工难度。井下基站小型化、安装简单、即插即用、施工便捷。

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