矿井宽带无线传输技术研究.pdf

第 3 9卷 第 2期 2 0 1 3年 2月 工矿 自 动化 I n d u s t r y a n d M i n e Au t o ma t i o n Vo I ． 3 9 NO ． 2 Fe b ．2 O1 3 ’⋯ ’ ’ 科研成果 | ． ⋯ ◆ 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 3 0 2 0 0 0 1 0 5 D OI 1 0 ． 7 5 2 6 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 3 ． 0 2 ． 0 0 1 孙继平． 矿井宽带无线传输技术研究E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 3 ， 3 9 2 1 - 5 ． 矿井宽带无线传输技术研究 孙 继 平 中 国矿业 大 学 北 京 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 摘 要 提 出了矿 井 宽带 无线传 输技 术是 解 决采掘 工 作 面移动 监控 、 监视 和语 音 通信 需求 的关键技 术 。提 出了矿井宽带无线传输应 满足传输带宽宽、 便于接入有线宽带网络、 中继设备 少、 体积 小、 发射功率小、 电磁 兼容性好、 安全性好 、 传输协议标准化 、 电源电压波动适应能力强等要求。提 出了漏泄通信 不能用作矿 井宽 带无线传输技术 ， 但可用于煤矿 井下局部通信等 ； 感应通信不能用作矿 井宽带无线传输技术 ， 但可用于煤矿 井下救 灾通信等 ； 透地通信不能用作矿井宽带无线传输技 术， 但可用于煤矿井下避难硐 室等应急通信 ； 小灵 通 、 C DMA、 GS M、 B l u e t o o t h不 能 用作 矿 井 宽带无 线传 输技 术 ； RF I D 不能 用作 矿 井宽 带无 线传 输技 术 ， 但 可 用于煤矿物联 网、 矿用设备 管理和防碰撞等 ； Z i g B e e不能用作矿井宽带无线传输技 术， 但 可用于煤矿井下人 员、 胶 轮 车 、 电机 车等 动 目标精 确定 位和 矿 用传 感器 无线传 输 等 ； UWB不 能 用作 矿 井 宽带 无线 传输 技 术 ， 但 可用于煤矿井下生命探测 、 防碰撞、 煤矿 井下人 员和胶轮 车等动 目标精确定位等 ； WC DMA、 C D MA2 0 0 0 、 TD S C D MA 等 3 G 不 能用作 矿 井宽 带无 线传 输技 术 ， 但 可 用 于煤 矿 井下 语 音 移动 通 信 等 。提 出 了矿 井 宽 带无线传输技术宜采用 Wi F i ， 4 G有可能成为未来矿 井宽带无线传输技术。 关键 词 矿 井无线 通信 ； 矿 井无线传 输 ；宽带传 输 ；Wi F i ；漏泄通 信 ；感应 通信 ；透地 通信 ； C D MA 中 图分类 号 T D 6 5 5 ． 3 文 献标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 3 0 1 2 6 1 5 2 4 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ w ww． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 O 1 3 0 1 2 6 ． 1 5 2 4 ． 0 0 1 ． h t ml Re s e a r c h o f mi n e wi r e l e s s b r o a db a n d t r a n s mi s s i o n t e c hn o l o gy S UN j i p i n g Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h n o l o g y B e i j i n g ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i n a Ab s t r a c t Th e p a pe r pu t f o r wa r d t ha t mi ne wi r e l e s s b r oa db a nd t r a ns mi s s i on t e c h no l og y i s a k e y t e c hn ol o gy t o m e e t wi t h r e q u i r e m e nt s o f mo bi l e m o ni t o r i n g，vi d e o a n d v oi c e c o mm un i c a t i o n on c u t t i ng f a c e，a nd p r op os e d t ha t mi n e wi r e l e s s b r o a d ba nd t r a n s mi s s i on s ho ul d m e e t wi t h r e qu i r e me nt s o f wi de t r a n s mi s s i o n b a nd wi d t h， e a s y t o a c c e s s wi r e d br o a db a nd ne t wo r k， a s m a l l q u a nt i t y of r e p e a t e r e qu i pme nt s， s ma l l v o l u me， l o w t r a ns m i s s i o n po we r ， g o o d e l e c t r o m a gne t i c c o m p a t i b i l i t y a nd s a f e t y， s t a n da r d i z a t i o n o f t r a ns m i s s i o n pr o t o c o1 ．s t r on g a d a pt a b i l i t y o f f l uc t ua t i o n o f p o we r v o l t a g e．I t pr e s e n t e d 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 l _ 0 7 。 基金项 目 国家 自然科 学基金重点 资助项 目 5 1 1 3 4 0 2 4 ； 国家 自然科学基金 资助项 目 5 1 0 7 4 1 6 9 ； 国家高技术研究发展 计划 8 6 3计划 资助项 目 2 0 1 2 AA0 6 2 2 0 3 。 作者 简介 孙 继平 1 9 5 8 一 ， 男 ， 山西 翼城人 ， 教授 ， 博 士， 博 士研究生导师 ， 中国矿业大学 北京 副校 长 ； 作为第一 完成人获国家科技进 步二等 奖 2 项 、 省部 级科技进 步一 等奖 6 项 ； 作 为第一完成人 主持制定 中华 人 民共 和 国煤炭 行业和 安全生产行 业标准 2 6项 ； 主持制 定 煤矿 安全规 程 第 三章“ 通风安全监 控” ； 作 为第一作 者或 独立完成 著作 1 1部 ， 发表 文章 1 0 0余 篇 其 中被 S C I和 E I 检索 的第一作者文 章 6 O余篇 ； 作 为 第一 发明人 获国家专利权 和软件 著作权 2 5项 ， 其 中授权发 明专利 9项 ； 作为 国务院煤 矿事故调查专家 组组长参加 了 l 0起煤矿特别重 大事 故 调查 工作 ， E ma i l s i r Ic u mt b ． e d u ． c n 。 工矿 自动 化 2 0 l 3年 第 3 9卷 t h a t l e a k a ge c o m mun i c a t i o n c a nn ot be u s e d a s mi ne wi r e l e s s br o a d b a nd t r a n s mi s s i o n，but a s un de r g r ou nd l o c a l c ommun i c a t i o ni n du c t i on c o mm u ni c a t i on c a n no t be us e d as mi ne wi r e l e s s b r o a d b a nd t r a ns m i s s i o n， bu t a s u nd e r gr o u nd r e s c u e c o m mun i c a t i o n； t hr ou gh t h e e a r t h c o mm u ni c a t i o n c a nn o t be us e d a s mi ne wi r e l e s s br o a d ba nd t r a ns mi s s i on，b ut a s e me r g e n c y c o mm u ni c a t i on o f un de r gr o un d r e f u g e c h a mbe r ；PHS， CDM A ．GSM a n d Bl u e t o o t h c a nn o t b e u s e d a s mi n e wi r e l e s s br o a d ba nd t r a n s m i s s i onRFI D c a nn ot be us e d a s m i n e wi r e l e s s br oa dba nd t r a ns mi s s i on，bu t a s c oa l mi ne I nt e r ne t o f Thi ng s，m i n e u s e d e q ui p m e nt m a na g e me n t a nd a nt i c ol l i s i o n；Zi gBe e c a nn ot be u s e d a s mi ne wi r e l e s s b r oa db a nd t r a ns m i s s i o n， bu t a s wi r e l e s s t r a n s mi s s i on f or m i ne us e d s e ns o r a n d pr e c i s i o n l o c a t i o n f o r m o v i ng t a r g e t s s uc h a s un d e r gr o un d pe r s o nne l ，r ub be r t yr e d v e hi c l e a n d e l e c t r i c l o c o mo t i v e；UW B c a nn ot be us e d a s m i n e wi r e l e s s br o a db a n d t r a ns m i s s i o n， b ut a s un de r g r ou nd l i f e de t e c t i o n， a nt i c ol l i s i o n a nd p r e c i s i on l o c a t i o n f o r un de r g r o und mo vi ng t a r ge t s s uc h a s p e r s o n ne l a nd r u bb e r t y r e d v e hi c l e； 3 G s uc h a s W CDM A ，CDM A2 0 00 a nd TD S CDM A c a nn ot be u s e d a s mi ne wi r e l e s s br o a d ba n d t r a ns mi s s i o n， bu t a s u nd e r g r o un d v oi c e m o bi l e c ommuni c a t i o n．I t p r o po s e d t ha t m i n e wi r e l e s s b r oa dba nd t r a n s mi s s i o n t e c hno l o g y s ho ul d us e W i Fi a n d 4G wo ul d b e c ome f u t ur e mi ne wi r e l e s s br o a d ba n d t r a ns mi s s i o n t e c hn ol o g y． Ke y wo r d s mi ne wi r e l e s s c o mm u ni c a t i on；m i n e wi r e l e s s t r a ns mi s s i o n；b r oa d b a nd t r a ns mi s s i o n；W i Fi ； l e a k a ge c o m mun i c a t i o n；i nd uc t i o n c omm u ni c a t i o n；t hr ou gh t he e a r t h c o m mun i c a t i o n；CDM A 0 引言 随着 煤 炭开 采 和巷 道 掘 进 ， 煤矿 井 下 采煤 工 作 面和掘进工作面也在不断地推进 ， 是个移动 的工作 环境 。煤矿井下移动的作业环境、 移动的作业人员 和移动的设备 ， 需要无线监控、 无线通信 和无线监视 等。但煤矿井下的特殊环境制约着地面无线传输技 术和设备直接在煤矿井下应用。因此， 迫切需要研 究煤 矿井下 无线 传输 技术 。 1 矿 井宽带 无线传 输要 求 煤 矿井 下 机 载 和车 载监 控 与 监视 设 备 ， 煤矿 井 下人 员位 置及 移动设 备 等动 目标监 测 ， 带 班领 导 、 技 术人 员 、 区 队长 、 班 组长 、 瓦斯 检查 员 、 安 全 检查 员 、 电钳工 、 采掘 工作 面 作业 人员 、 胶 轮 车 司 机 、 巡 检 工 等流动作业人员移动通信等 ， 急需矿井宽带无线传 输 技术 。为满 足 煤矿 井 下 移 动监 控 、 监视 和语 音 通 信需求 ， 矿井宽带无线传输应能满足以下要求 1 传输带宽宽。以满足监控数据、 语音和图 像等多种信息实时传输 的要求。 2 便于接入有线宽带 网络。采掘工作面至地 面调度控制中心距离长达 1 0 k m或更远； 矿井巷道 无线传输衰减严重、 传输距离短。因此 ， 需接人矿用 以太网等有线宽带网络， 实现远距离传输。 3 中继设备少 。采用中继器接力可以延长矿 井无线传输距离 ， 但当中继器停电和故障时， 会影响 系统正常工作 。过多的 中继还会增加 系统传输时 延 ， 减少传输带宽。 4 体积小。煤矿井下巷 道空问狭小 ， 要求用 于煤矿井下的无线传输设备 和天线体积小 ， 特别是 便携设备要体积小、 重量轻 。 5 发射 功 率小 。为 防止无 线传 输 设备 辐 射 的 电磁波能量引起瓦斯爆炸 ， 用于煤矿井下的无线传 输设备的发射功率应不大于 6 W。由于煤矿井下空 间狭小 ， 井下 作业人 员离 无线 发射 天线 较近 ， 应 限制 煤 矿井 下无 线设备 的发 射 功 率 ， 以 避免 或 减 少 电磁 波 对人 体 的伤害 。 6 电磁 兼 容 性 好 。煤 矿 井 下 空 间 狭小 ， 大 功 率机电设备相对集 中， 电磁干扰严 重。大功率变频 设备 、 大功率机电设备的启停 、 架线电机车火花等对 无线 传输设 备 的 干扰 较 大 。 因此 ， 煤 矿 井下 无 线 传 输设 备应 具 有 较 强 的抗 干 扰 能 力 、 低 的误 码 率 ； 同 时 ， 所发射的无线电波等不产生对其他矿用电工 电 子产 品不 可容 忍 的干扰 。 7 安全性好 。无线传输设备 除电源外 应为 安全性最好 的本质安全型防爆 电气设备， 电源应 为 隔爆兼本质安全型 、 浇封兼本质安全型等本质安全 与其他防爆型式的复合型式防爆电气设备 。 8 传输协 议标准化 。采用 国际标 准传输协 议 ， 以便于监控、 监视 、 语音通信等不同类别、 不 同厂 家设备共用传输平台， 互通互联。 9 电源电压波动适应能力强 。煤矿井下电网 电压 波 动 范 围 为 7 5 ～ 1 1 O ， 甚 至 达 7 5 ～ 1 2 0 。因此 ， 由井下电网供电的无线传输设备应具 2 0 1 3年 第 2期 孙 继平 矿 井宽 带无线 传输技 术研 究 3 有较强的电源电压波动适应能力； 特别是当电网停 电时 ， 应 由备用电源维持不小于 2 h的正常工作 。 1 0 用于煤矿井下 的无线传输设备应具有 良 好的防尘、 防水 、 防潮 、 防腐、 耐机 械冲击等防护性 能 ， 工作稳定 、 性能可靠、 故障率低 。 2 漏泄 通信 、 感应 通 信和 透地 通信 为满 足煤矿井下移动通信的要求 ， 人们研制并 推广应用 了矿用漏泄、 感应、 透地通信技术和系统 。 虽然这些技术均不 能用作矿井宽带无线传输技术 ， 但可分别用于局部通信 、 救灾通信和应急通信等。 2 ． 1 漏 泄 通 信 漏泄通信需沿巷道敷设漏泄 电缆 ， 一般工作在 甚高频频段 3 0 ～3 0 0 MHz ， 具有 受巷道形状 、 截 面 、 分支 、 拐弯、 倾斜 和巷道 围岩介质等外界环境影 响小 ， 信道较稳定等优点 。漏泄电缆传输衰减大， 无 中继传输距离短。为延长漏泄 通信系统 的传输距 离 ， 通 常 采用 大 量 的 双 向 中继 器 。中继 器 的 串入 增 加了漏泄通信系统的成本 ， 并 且任意一个 中继器的 故障都会造成 中继器以远 的部分系统瘫痪 ， 故而串 人中继器的漏泄通信系统可靠 性低 。因此， 漏泄通 信不能用作矿井宽带无线传输技术 ， 但可用于煤矿 井下距离较近 、 不需要中继器的局部通信等。 2 ． 2 感 应通信 感 应 通 信 一 般 工 作 在 中 频 段 3 0 0～ 3 0 0 0 k Hz ， 是 一种 通 过架 设 专 用 的感 应 线 或者 利 用巷道 内已有的导体 如电机 车架空线 、 照 明线 、 动 力线等 进行导波 的通信方式 。感应通信存在信道 容量小 、 电磁干扰大、 天线体 积较大 通常为背心型 或跨肩带型 等问题 。因此 ， 感应通信不能用作矿井 宽带无线传输技术 ， 但可用于煤矿井下救灾通信等。 2 ． 3透地 通信 透 地通信 采 用 特低 频 频 段 3 0 0 ～3 0 0 0 Hz 的 电磁 波 ， 是一 种 穿透 大地 、 进行 井上 下 或井下 巷 道间 无线通信 的通信方式 。因此 ， 当井下发生灾变时， 对 透地通信系统的影响小 ， 系统抗灾变能力强 ， 但其存 在信道容量小 、 不适宜井下 向地面传输 、 电磁干扰严 重 、 应用范 围受限制、 施工难度大等问题 。因此 ， 透 地通信不能用作矿井宽带无线传输技术 ， 但可 以在 避难硐室设置低功率发射装置和天线， 用于避难硐 室与地面双向通信 。 3 P HS 、 CDMA、 GS M 和 Bl u e t o o t h 为满足煤矿井下语音移动通信要求 ， 人们研制 并 推 广 应 用 了P HS P e r s o n a l Ha n d y - p h o n e S y s t e m， 小 灵 通 、 C DMA C o d e D i v i s i o n Mu l t i p l e Ac c e s s 矿 井 移 动 通 信 系 统 。P HS 、 C DMA 、 GS M Gl o b a l Sy s t e m f o r M o bi l e Co mm u ni c a t i o n s、 B l u e t o o t h 蓝牙 存在传输带宽 窄等 问题 ， 因此 ， 不 能用作矿井宽带无线传输技术 。 3． 1 PH S P HS通信系统是一种语音移动通信系统， 传输 带宽窄 。P HS矿井移动通信 系统具有基站 和手机 发射功率低等优点， 但存在基站控制器和基站非本 质安全型防爆 、 抗灾变能力差 、 传输距离短 井下分 站至地面最大通信距离不满足井下通信 1 0 k m 要 求 等问题。特别是地面 P HS退出市场 ， P HS通信 系统及其产 品的供货 、 维 护和配件变得十分 困难。 因此 ， P HS不能用作矿井宽带无线传输技术 。 3 ． 2 CDM A C DMA通信系统是一种语音移动通信系统 ， 属 于第 2代移动通信技术 简称 2 G ， 传输带宽窄， 主 要用于语音通信。C D MA矿井移动通信 系统具 有 通话清晰 、 抗干扰能力强等优点， 系统中的地面主机 和井下远端模块通过光缆直接连接 ， 远端模块没有 交换功能 ， 一旦接入的光缆发生断缆 ， 远端模块不能 脱 网工 作 ， 抗 灾 变 能 力 差 。因 此 ， C D MA 不 能用 作 矿井 宽 带无 线传 输技 术 。 3 ．3 GSM GS M 全球移动通信系统是一种语音移动通信 系统 ， 属 于 2 G， 传输带宽窄， 主要用于语音通信 ， 在 地 面 2 G 系统 中 占有 较 大 的 市 场 份 额 。GS M 在 我 国煤矿井下未见有应用 。GS M 传输带宽窄， 因此 ， GS M 不能用作矿井宽带无线传输技术。 3 ． 4 Bl u e t o o t h B l u e t o o t h是一种短距离无线通信技术， 工作在 2 ． 4 GHz 频段 ， 数据传 输速率为 1 Mb i t ／ s ， 传输距 离一 般 不 大 于 1 0 m， 采 用 I E E E 8 0 2 ．1 5标 准 。 B l u e t o o t h主要 用 于无 线 鼠标 、 无 线 键 盘 、 无 线 打 印 机 、 无线耳机、 无线话筒、 游戏机、 汽车、 医疗保健 、 体 育 健 身、 家 用 电 子 等 ， 在 煤 矿 井 下 应 用 较 少 。 B l u e t o o t h传 输 速 率 低 、传 输 距 离 近 ，因 此 ， B l u e t o o t h不能用作矿井宽带无线传输技术 。 4 Z i g Be e 、 R FI D和 UWB 为满足 煤矿井 下人 员 位置 监测 等需 求， 基 于 Z i g B e e 、 R F I D R a d i o F r e q u e n c y I d e n t i f i c a t i o n 的煤 矿井 下 人员位 置 监 测 系统 已在 煤 矿 井 下 推广 应 用 。 4 工矿 自动化 2 0 1 3年 第 3 9卷 虽然 Z i g B e e 、 R F I D 和 UWB Ul t r a W i d e b a n d 均不 能用作矿井宽带无线传输技 术， 但 可分别用于精确 定位、 设备管理和生命探测等 。 4． 1 Zi gBe e Z i g B e e 是一 种 近距离 、 低 复杂 度 、 低 功 耗 、 低 速 率 、 低成 本 的双 向无线 传输 技术 ， 传输距 离从 标准 的 7 5 m 到几 百米 或 更 远 。Z i g B e e采用 I E E E 8 0 2 ． 1 5 ． 4 标准 ， 可工 作在 2 ． 4 GHz 全 球 、 8 6 8 MHz 欧洲 和 9 1 5 MHz 美国 3个频段 ， 最高传输速率分别为 2 5 0 k b i t ／ s 、 2 0 k b i t ／ s和 4 0 k b i t ／ s 。Z i g Be e适 用 于 矿用 传感 器等 数据 传 输 、 煤 矿 井下 人 员 和 其 他 动 目 标精确定位 ， 但 不适宜多路视频监视 和语音通信 。 虽 然通过 图像 压 缩 和 语 音 压 缩 可 以 将 Z i g B e e 用 于 视频 监视 和语 音通 信 ， 但 性 能 较 差 ， 性 价 比较低 ， 难 以满 足 多 路 视 频 监 视 和 语 音 通 信 的 要 求 。 因此 ， Z i g B e e 不 能用作 矿井 宽 带无 线 传 输技 术 ， 但 可 用 于 煤 矿井 下人 员 、 胶 轮 车 、 电机 车等 动 目标 精确 定位 和 矿用传感器无线传输等。 4． 2 RFI D RF I D是一种无线射频识别 技术， 传输 带宽极 窄 ， 工 作 在1 2 5 k Hz 、l 3 ．5 6 MHz 、4 3 3 MHz 、 9 1 5 MHz 、 2 ． 4 5 GHz 等频 段 。R F I D主 要用 于物 流 与供 应管 理 、 生 产制 造 与 装 配 、 航 空 行李 管 理 、 邮件 与快 运包 裹处理 、 文 档追踪 与 图书管 理 、 动 物身 份标 识 、 门禁控 制 与电 子 门票 、 道 路 自动 收 费 、 城 市 与校 园一 卡通 等 。在煤 矿 井 下 ， RF I D 主要 用 于 煤 矿 井 下人 员位 置监测 、 胶 轮车 和 电机 车位 置监 测 、 矿 用设 备管理等 。R F I D传输带宽极窄 ， 因此 ， R F I D不能 用作 矿井 宽带 无线 传输技 术 ， 但 可用 于矿 用物 联 网 、 矿用设备管理和防碰撞等。 4． 3 U W B UWB是一 种采用 时 间 间 隔极 小 纳秒 级 的 脉 冲进行通信的通信方式 。UWB具有对信道衰落不 敏感、 发射信号功率谱密度低 、 功率低、 系统简单 、 设 备体积小、 传输速率高 、 定位精度高 可达数厘米 等 优点 ， 但存在传输距离短、 缺少大规模商业应用等问 题 。因此，UWB不宜用作矿井宽带无线传输技术， 但可用于煤矿井下生命探测 ， 防碰撞 ， 人员、 胶轮车 和电机车等动 目标精确定位等。 5 3 G、 Wi F i 、 4 G和 WI MAX 为满足煤矿井下移 动通信的需求 ， 人们研制并 推广 应用 了基 于 Wi F i Wi r e l e s s f i d e l i t y 、 WC DMA W i d e ba nd Cod e Di vi s i o n M u l t i pl e Ac c e s s、 TD S CDM A Ti me Di v i s i o n Sy nc hr o no us Co de Di v i s i o n Mu l t i p l e Ac c e s s 矿井 移动 通信 系统 和 Wi F i 矿 用无 线摄像机等。虽然第 3代移动通信技 术 简称 3 G 不宜用作矿井宽带无线传输技术 ， 但可用于煤矿井 下语音移动通信等。wi F i 具有传输带宽宽 、 便于接 入有线宽带网络等优点 ， 因此 ， 在当今成熟 的无线传 输 技 术 中， 矿 井 宽 带 无 线 传 输 技 术 宜 采 用 w i F i ， 第 4代移动通信技术 简称 4 G 有可能成为未来矿 井宽带无线传输技术。 5 ． 1 3 G 3 G能够同时传输声音和数据 ， 数据传输速率分 别 为 2 Mb i t ／ s 室 内 、3 8 4 k b i t ／ s 室 外 和 1 4 4 k b i t ／ s 行 车 。3 G 不 是 一 个 统 一 的 标 准 ， 包 括 WC DMA、 C DMA2 0 0 0 、 TD S C DMA 等 多个 不 同标 准。在我国， 中国联通采用 WC D MA， 中 国电信采 用 C D MA2 0 0 0 ， 中 国 移 动 采 用 T D～ S C D MA。 其 中 ， WC D MA是 当今世 界 上采用 国家 和地 区最 多 、 市场 份额 最 大 、 终端 种类 最丰 富 的 3 G标 准 。 基于 3 G的矿井移动通信 系统具有其手机等移 动终端既可在煤矿井下专网， 又可在地面公网使用 等优点 ， 但存在 以下问题 1 难 以接人现有矿用以 太 网宽 带有线 传输 网络 ， 需 在 煤 矿井 下 敷 设 专 门 光 缆 ； 2 难 以满 足 多 路 矿用 无 线 摄 像 机 同 时 传输 的 要 求 ； 3 无 手 机 脱 网 对 讲 功 能 等 。 因 此 ， WC DMA、 C D MA2 0 0 0 、 TD S C DMA 等 3 G 不 宜 用 作矿井宽带无线传输技术 ， 但可用于煤矿井下语音 通信等 。 5 ． 2 W i Fi w i F i 是一 种 宽带无 线联 网技 术 ， 广泛 用 于笔 记 本、 手机、 手持 终端等无线 上 网。Wi F i 采用 I E E E 8 0 2 ． 1 l标准 ， 传输速率为 5 4 Mb i t ／ s 或更高 ， 无线传 输距 离为 3 0 0 m。wi F i 具有 传 输带 宽 宽 、 便 于接 入 有线 宽带 网络 、 设 备体 积 小 、 发 射 功率 小 等 优 点 ， 可 满足 监控 数据 、 语音 和 图像 等 多种 信 息 实 时传 输 的 要求 。在当今无线传输技术条件下 ， 矿井宽带无线 传输技术宜采用 Wi F i 。 5 ．3 4 G 4 G能够以 1 0 0 Mb i t ／ s 速度下载 ， 以 2 0 Mb i t ／ s 速度上传 ， 可以满足矿井监控数据 、 语音和图像等多 种信息实时传输的要求。迄今为止 ， 4 G还没有大规 模商业应用 ， 特别是 4 G手机等终端还存在体积大 、 功耗高等 问题 。因此， 随着 4 G技术的完善、 产品的 成熟、 大规模商业应用 、 成本的降低 ， 4 G有可能成为 未来矿井宽带无线传输技术 。 2 0 1 3年 第 2期 孙 继平 矿 井 宽带无 线传 输技 术研 究 5 5 ． 4 W I M A X 全 球 微 波 互 联 接 人WI MA X Wo r l d w i d e I n t e r o p e r a b ． 1 i t y f o r Mi c r o wa v e A c c e s s ， 又 称 无 线 城域网， 采用 I E E E 8 0 2 ． 1 6标 准， 是一 种宽带无线 接入技术。WI MAX传输距离为 5 0 k m、 传输 速率 为 7 0 Mb i t ／ s ， 可 以满足 矿 井 监 控 数据 、 语 音 和 图像 等多种信息实时传输 的要求 。为满足远距离传输要 求 ， WI MAX需 较 大 的发 射 功 率 ， 因此 ， 难 以满 足 煤 矿井 下 防爆 要 求 。迄 今 为止 ， wI MAX还 没 有 大 规 模商业应用 ， 特别是缺少 WI MAX手机等终端。因 此 ， WI MAX能否用作矿井宽带无线传输技术 ， 除取 决 于 WI MAX 自身发 展外 ， 还 取决 于 wi F i 和 4 G在 煤 矿 的应 用 。 6 结 语 煤矿井下移动的作业环境、 移动的作业人员和 移动的设备， 需要无 线监控 、 无线通信 和无线监 视 等 。矿井宽带无线传输是安全高效现代化矿井的必 然选择 。在 当今成熟 的无线传输技术中， 矿井宽带 无线传输宜采用 Wi F i 。 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院校 等 5 O多个单位 ， 8 3名 代 表 。 中国煤炭学会煤矿 自动化专业委员会主任 、 中国煤炭工业技术委员会信息与 自动化专家委员会主任孙 继平教授介绍 了第 2 2届全国煤矿 自动化与信息化学术会议暨第 4届 中国煤矿信息化与 自动化高层论坛征 文、 论文集编辑出版和会议筹备等情况 ， 布置了 2 0 1 2 2 O 1 3 年度专业委员会工作 ， 并就如何将专业委员会年 会办出品牌、 办 出特色提出了要求。煤矿 自动化专业委员会 副主任于励民教授级高工作了 煤矿 自动化专业 委员会年度工作报告 ， 煤矿 自动化专业委员会副主任胡穗延研究员作 了 信息与 自动化专家委员会年度工 作报告 ，