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1、矿井无线调度通信系统 技术方案天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州自动化研究院）矿井无线调度通信系统技术方案1、系统概述及特点KT26型矿井无线调度通信系统是天地（常州）自动化股份有限公司基于成熟的商用技术（公众通信PHS系统，无线市话亦称“小灵通”），自主研发的新一代矿井无线调度通信系统，能实现移动人员的相互通信联络、满足井下设备的检修需要及人员定位的功能，帮助用户改善管理手段，提高管理效率，提高用户在行业的竞争能力。KT26型矿井无线调度通信系统设计时充分考虑了煤矿井下的工作环境与生产调度等特点，是专为煤矿服务的无线通信系统，其既有地面无线通信设备的高可靠性，又有可作为煤矿
2、井下的无线信息网络服务平台的高性能、低价格的优势，非常适合大中型煤矿的装备，实现煤矿井下的无线调度移动通信的功能。 由于网络系统设计的统一，地面无线通信与井下无线通信相互一致，个人终端可以自由漫游于地面、井下，如果需要还可方便接入公众通信网。在地面支持大小功率基站混合组网（500mW、40mW），支持基站组控技术，支持高密度话务，适合各种场所的覆盖要求。井下采用小功率基站（40mW）。小功率基站采用远端供电，适合野外及供电不便的场所无线覆盖。 系统设计符合国家（煤矿安全规程）及有关行业标准。2、系统技术方案2.1系统组成按照建立煤矿井上，井下无线通信的要求，本次系统设计采用KT26型矿井无线调
3、度通信系统，该系统主要由无线调度交换机（无线控制交换中心），基站控制器，基站，移动终端及网管等组成。覆盖范围为全部办公区和生活区，井下根据要求覆盖相关地点，满足井上、井下的无线通话的需求。典型布置如图1所示：图1 系统典型布置图2.1.1 KTJ4H型无线调度交换机该交换机为有线/无线综合智能数字调度交换系统，可实现有线及无线终端的调度功能，并提供无线终端的短信等功能。该交换机采用模块化结构设计、逐级分布式控制体系，系统容量和业务功能可根据用户需求灵活配置。在扩容时只需要增加相应的模块或板件即可完成扩容，具有多种数字、模拟中继接口，通过E1与基站控制器建立数字通信链路。调度系统中调度台的形式也
4、可根据用户的要求，灵活配置。可配置PC调度台、触摸屏调度台或调度键盘；可在局域网覆盖的任何位置设置调度台。本无线调度交换机无线用户通过E1口与基站控制器（KTW18）相连，1个E1口连接1台基站控制器，满足16个基站的话务量要求。根据无线覆盖及话务量的要求，可通过多个E1口连接到多台基站控制器。有线用户在地面可直接接电话机；在井下通过KTA7安全耦合器连接KTH8本安自动电话机。2.1.2基站控制器（KTW18）基站控制器（KTW18）用来控制和管理基站，并通过连接线对基站进行馈电及话音路径的集线处理。分配无线信道，完成ADPCM/PCM编解码，提供基站线路同步时钟基准等。每个基站控制器最多可
5、支持16个基站。基站控制器通过E1口光纤实现长距离传输连接到地面无线调度交换机。2.1.3 基站（KTW19）基站（KTW19）主要完成PHS协议与ISDN协议之间的协议转换，它是从用户到网络以及从网络到用户之间的通信传输中继站。KTW19基站通过和基站控制器连接的双绞线传输线获得远供馈电。根据不同的使用环境，可配置不同增益值及方向的天线。同时地面基站为防雷基站。由于采用微蜂窝和信道动态分配技术，系统可随时通过增加KTW19的数目来实现扩容，而无须涉及复杂的频率规划，基站控制器与基站通信距离可达3.0-5.0公里。2.1.4 手机（KTW20）手机（KTW20）是无线通信系统的终端设备。为用户
6、提供一系列的移动服务功能，在基站（KTW19）服务区覆盖范围内，用户可以在移动过程中持续呼叫并能上报定位信息。包括定时上报定位信息、跨基站上报定位信息并支持上层软件实时定位查询。当系统需要配备有线用户时，可配备KTA7型矿用安全耦合器，KTH8型矿用本安自动电话机及调度台。2.1.5调度台调度台为CPU控制的智能化终端设备，采用了寿命为50万次的丹麦键作为操作按键。该台双座席，具有通信指挥、调度特权、会议电话、免提等功能，调度台通过通信线、调度电话线与电源供电线和主机相连，采用等离子中文显示。本系统设1台256键调度操作键盘及1台多媒体调度操作终端。按键调度操作键盘如下图所示：2.2 系统设备
7、布置为便于组网及系统维护，将调度交换机，副机柜（包括备用电池）等安装在矿信息机房；网管系统、调度台安装在矿调度室； 无线调度交换机通过E1接口与矿区交换机组网，实现PHS无线系统与有线通信系统组网。如果不用矿区交换机，可用无线调度交换机实现矿区交换机功能。无线调度交换机光端机、光缆连接井下基站控制器；基站控制器通过矿用通信电缆连接基站。网管系统、管理服务器均通过网线连接无线调度交换机。2.3系统设计方法2.3.1设计原则根据具体情况，采用非组控方式组网，分区设计的方法：井下采用40mW（双20 mW分支）的矿用小功率基站，地面室内和室外大/小功率基站混合组网，通过基站设置，确保重点区域的覆盖效
8、果和高话务量。2.3.2 频率计划系统设计采用的频段、频率符合国家规定的频段、频率的要求。控制载频(C-ch)：第24号载频。（公网小灵通无线系统采用第26或28号载频）。话音载频(T-ch)：18号(1900.250MHz)67号(1914.950MHz)载频。2.3.3 话务计算对40mW的小功率基站，可提供4个物理信道，其中1个控制信道和3个话音信道；大功率单个基站提供8个物理信道，其中1个控制信道和7个话音信道。根据空中信道5%的呼损，单个基站支持的话务量为0.899Erl。2.3.4 呼损设定空中信道呼损 5%有线系统呼损% 3、 网管系统设计3.1网管系统网络设计维护管理系统能提供
9、各类操作、业务和数据管理功能。系统方案采用基于TCP/IP的SNMP协议和Client/Server开放式体系结构设计，以WINDOWS NT/2000操作系统和SQL SERVER网络数据库作为软件平台，各业务管理终端物理配置灵活，既可集中配置在一台服务器或PC上，也可根据工作需要分散配置，系统具有较高的安全性和有效性。本采用命令行和图形界面的方式进行管理。为便于本地用户对网络状况的监测和及时处理，必须在地面办公楼内配置网管系统。3.2网管系统的功能特点维护管理系统（网管中心）采用100M以太网口与交换模块连接，提供包括操作维护、局数据管理、计费管理、话务统计、外线测量、告警管理等业务管理功
10、能。网管中心包括：l 网管服务器 OAMSERVER.exe负责各网管程序和主机的联络。l 维护台 OAM.exe 维护台是对主机进行操作的主要手段。主要负责显示调度主机各单板的运行状态，各中继端口、用户端口的忙闲状态，显示和保存主机的所有告警信息。对单板进行手动重启、封锁、对主机的程序和数据进行下载、更新等。l 局数据管理 StationDataManage.exe 负责制作、设定、保存全局的数据，包括计费数据、字冠数据、中继电路配制数据、双音多频记发器配制数据、基站控制器配制数据等，用户线号码、用户线业务权限、调度台配制数据等。该程序使用SQL SERVER7.0做为后台数据库，安全稳定，
11、支持远程维护。l 话务统计 负责生成各种话务统计数据，如话务量、呼损率、出局呼叫数量、本局呼叫数量等。l 短消息中心（SMSC） 根据用户的要求可加装短消息服务功能。短消息中心可以提供对无线系统内所有手机进行中英文内容消息群发群呼功能。本系统可以通过短消息控制中心向手机群发消息，也可以通过手机单发消息，如在控制台中输入“安全撤离”的信息向给定组群发，因此可以广播寻呼系统的效果。3.3网管计算机硬件配置要求网管中心推荐配置: P4 1.8G、512M内存、80G硬盘、17寸液晶显示器、VGA显卡、声卡、100M网卡。短信中心推荐配置: P4 1.8G、512M内存、80G硬盘、17寸显示器、 V
12、GA显卡，声卡，100M网卡。4、主要技术要求4.1工作环境条件4.1.1 野外及室内设备应在下列环境条件下正常工作： a. 环境温度： -25+50；b. 平均相对湿度：不大于95（+25）；c. 大气压力： 80kPa106kPa；4.1.2 机房设备应在下列环境条件下正常工作：a. 环境温度： 10+35； b. 平均相对湿度：30%85（+25）； c. 大气压力： 80kPa106kPa；d. 机房内有防尘、防震、防腐蚀措施及设备固定装置。4.1.3 井下设备应在下列环境条件下正常工作：a. 环境温度： 0+40；b. 相对湿度：不大于95（+25）；c. 大气压力： 80kPa10
13、6kPa；d. 有煤尘、瓦斯爆炸混合物的煤矿井下。4.2 电气性能4.2.1 主要技术指标4.2.1.1 系统容量系统总容量：1712门。a. 调度用户容量: 32门256门（有线+无线），可根据需要扩容。中继容量: 40个E1中继接口/128线环路中继。b. 每个基站控制器可带16个基站，每块主机板（主用/备用2块主机板，每块主机板4个E1口）可带4个基站控制器，无线用户容量可达575个用户（在平均话务量为0.1 Erlang/Sub下，其中部分用户为无线调度用户）。4.2.1.2 传输距离a. E1口传输距离无线调度交换机与基站控制器采用标准2M口传输信息，煤矿井下采用MGTJSV型单模阻
14、燃通信光缆，传输距离15km。b. U口传输距离基站控制器与基站U口采用2芯双绞线传输信息，煤矿井下采用0.8线径的矿用通信电缆，传输距离3km。4.2.1.3 无线主要技术参数 表2序号项目规格1射频范围19001915MHz2载波间隔300KHz3复用方式TDMA/TDD时分多址/时分双工4复用空中信道数45调制方式/4-QPSK6信号传输速率384Kbps7语音编码ADPCM 32Kbps8射频功率手机：10mW；井下基站：40mW地面基站：40mW，200mW，500mW5 系统主要功能a. 外线电话与系统内手机或者固定电话可相互呼叫通话；b. 系统内手机之间或手机与固定电话之间可互相
15、呼叫通话；c. 短信功能：系统内各手机之间发送短信，系统内的短信群发；d. 移动分机与固定分机的一号双机业务；e. 本调度交换机具备长话业务，也可通过矿区交换机实现长话业务；f. 系统维护终端具有维护和管理功能；g. 调度功能：对无线用户和固定用户，可实现群呼、强拆、强插、会议等功能。6使用6.1内部通话手机与手机之间相互通话手机与电话机之间相互通话井下电话与地面电话之间相互通话井下电话与井下电话之间相互通话手机用户在基站无线覆盖范围内。手机摘机听拨号音，拨对方用户号码，如遇忙，主叫得忙音，遇闲主叫听回铃音，被叫摘机，截铃通话，双方挂机复位。固定用户为主叫方法同上。6.2中继a.出中继手机或井下固定调度电话可呼叫外线电话，实现相互通话。主叫用户摘机听拨号音，拨“0”+对方用户
