1. 礦山行業(yè)無線通訊現(xiàn)狀

　　隨著國家對礦山安全生產(chǎn)的日益重視，礦山企業(yè)對通信的安全性、便捷性、可靠性、實用性的需求越來越強(qiáng)烈。但是由于礦山主要作業(yè)面廣闊，作業(yè)點分散，而巷道數(shù)量增加和分布也越來越復(fù)雜。所以在多工序、多環(huán)節(jié)、多地點地分層立體交叉的作業(yè)模式下，井下通訊系統(tǒng)的不便，在限制了作業(yè)效率進(jìn)一步提高的同時，也造成了一系列安全隱患。在此背景下，將先進(jìn)的無線技術(shù)應(yīng)用于井下和井上的無線調(diào)度和行政通信、并與固定電話方式的調(diào)度、行政通信系統(tǒng)合二為一，實現(xiàn)通信的移動化、一體化、業(yè)務(wù)的多樣化，成為礦山企業(yè)信息系統(tǒng)現(xiàn)代化建設(shè)的中心內(nèi)容。

　　目前市場上礦用無線通信技術(shù)占據(jù)主流地位的主要有：PHS無線通信系統(tǒng)（小靈通）、WIFI無線通信系統(tǒng)、TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)、WCDMA無線通信系統(tǒng)。

　　1）   PHS無線通信系統(tǒng)（小靈通）

　　PHS無線通信系統(tǒng)（小靈通）作為我國第一個煤礦無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是目前我國煤礦電力石化等工業(yè)移動生產(chǎn)與調(diào)度通訊市場中應(yīng)用范圍最廣的無線專網(wǎng)通信解決方案。PHS小靈通具有語音通話質(zhì)量好、規(guī)模組網(wǎng)通信規(guī)范、移動切換呼通率高、施工與維護(hù)成本低、產(chǎn)品綠色環(huán)保安全、系統(tǒng)增值業(yè)務(wù)豐富等技術(shù)優(yōu)勢，特別是其無線微蜂窩基站井下分布式組網(wǎng)覆蓋、手機(jī)/固話混合通訊調(diào)度、終端錳酸鋰電池超長待機(jī)等先進(jìn)的技術(shù)理念，都成為了后來出現(xiàn)的礦井無線通信技術(shù)的行業(yè)指導(dǎo)性規(guī)范，對煤礦無線通信技術(shù)的發(fā)展起到了創(chuàng)始奠基作用。

　　但是PHS存在單基站信道少、系統(tǒng)無法與煤礦光纖環(huán)網(wǎng)互聯(lián)互通、寬帶數(shù)據(jù)接入能力薄弱等缺陷，同時由于國家產(chǎn)業(yè)政策，2009年2月政府主管部門已明確要求所有1900-1920MHz頻段無線接入系統(tǒng)在2011年底前完成清頻退網(wǎng)工作，以確保不對1880-1900MHz頻段TD-SCDMA系統(tǒng)產(chǎn)生有害干擾。目前所有生產(chǎn)廠家都停止生產(chǎn)，設(shè)備及板卡無法買到，對今后維護(hù)及故障處理造成最大困難。

　　2）  WIFI無線通信系統(tǒng)

　　WIFI是在小靈通退網(wǎng)后涌入煤礦的眾多專網(wǎng)無線通信技術(shù)之一，WIFI屬于國際電信聯(lián)盟ITU規(guī)定的短距無線寬帶數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，即：IEEE 802.11，全稱Wireless Fidelity，使用2.4GHz附近頻段，具有覆蓋范圍廣、傳輸速度高、布網(wǎng)成本低等特點。礦井WIFI具有單基站語音業(yè)務(wù)信道多、支持煤礦光纖環(huán)網(wǎng)對接、無線微蜂窩AP分布式組網(wǎng)、支持寬帶數(shù)據(jù)接入等技術(shù)優(yōu)勢，特別是其多網(wǎng)合一與IP融合技術(shù)代表了未來礦山統(tǒng)一通信的發(fā)展方向。

　　但是WIFI技術(shù)本身不支持移動語音通信業(yè)務(wù)，依賴數(shù)據(jù)進(jìn)行語音的傳輸，而WiFi傳輸帶寬隨環(huán)境動態(tài)變化，帶寬越小，時延越大，因此通話質(zhì)量無法保障。加上沒有嚴(yán)格的同步機(jī)制，又加大了通話時延，嚴(yán)重影響通話質(zhì)量。并且WIFI不具備移動通信所必需的完善的空口同步機(jī)制與可靠的移動漫游切換技術(shù)，在井下通訊應(yīng)用過程中，特別是在手機(jī)移動或組呼群呼時，WIFI終端通話漫游與跨基站成功率僅為50%，而由于缺少移動通信所必需的空口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，因此，WIFI不具備大規(guī)模多基站的通信組網(wǎng)能力和相應(yīng)的通信理論基礎(chǔ)。

　　最重要的是WIFI大功率AP所在2400MHz頻段和其DSSS直序擴(kuò)頻的調(diào)制方式，決定了WIFI信號沒有任何空間繞射、透射能力，且無線電輻射衰落劇烈，對于礦山企業(yè)復(fù)雜的工作面環(huán)境不能進(jìn)行有效覆蓋，最終無法滿足用戶井上井下可靠通訊的需求。所以目前礦井WIFI實用效果參差不齊，產(chǎn)品服務(wù)混亂不堪，技術(shù)改造升級嚴(yán)重滯后，無法長期持續(xù)跟蹤煤礦通信行業(yè)發(fā)展，這些都是未來礦井WIFI面臨的最大挑戰(zhàn)。

　　3）  TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)

　　中國第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)過十年飛速發(fā)展，中國聯(lián)通的WCDMA、中國電信的CDMA2000、中國移動的TD-SCDMA三個3G標(biāo)準(zhǔn)在中國市場上的殘酷競爭，隨著2013年國家工業(yè)信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布了未來重點投資LTE-4G第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)與試驗網(wǎng)建設(shè)而落下帷幕。TD-SCDMA手機(jī)已逐漸銷聲匿跡，而此時中國聯(lián)通的WCDMA用戶數(shù)量已經(jīng)占據(jù)了國內(nèi)3G市場70%的份額。TD-SCDMA技術(shù)是ITU發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一。TD-SCDMA的特點是上下行同頻段，通過時隙配置為上下行信道提供無線承載。TD-SCDMA可支持速率從8kbps到2Mbps的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。

　　目前TD-SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU+RRU拉遠(yuǎn)方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無線站點部署在井下，地面與井下采用私有的Ir接口，必須使用裸光纖，無法直接使用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。這樣，就需要重新拉光纖，重新部署傳輸網(wǎng)，增大了施工復(fù)雜度，施工成本。另外不便于隨著巷道的延伸進(jìn)行擴(kuò)容，維護(hù)成本也隨之增高。并且井下基站與BBU通過多個RRU級聯(lián)方式連接，當(dāng)BBU出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致全網(wǎng)無法工作，或者某個中間RRU故障，會導(dǎo)致整個鏈上的RRU無法工作。

　　TD-SCDMA除在中國移動已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用，在日本軟銀有小規(guī)模應(yīng)用，全球其他國家無應(yīng)用。終端解決方案廠商集中在聯(lián)芯，T3G,展訊等公司，數(shù)據(jù)終端少，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)人員、軟硬件資源都將隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的轉(zhuǎn)型迅速流失殆盡，這就為TD-SCDMA技術(shù)長期跟蹤煤礦通信市場發(fā)展與可持續(xù)產(chǎn)品技術(shù)升級帶來了重大隱患。