摘要：分析了煤矿井下无线通信复杂的通信环境,以及多径衰落对矿井无线通信系统的影响,介绍了多天线技术的特点和空时编码的原理,建立了基于DSP&FPGA的矿井多天线无线通信系统。通过仿真可以看出,设计的多天线系统可以有效的降低误码率,提高矿井无线通信系统的可靠性。

摘要：分析了煤矿井下无线通信的特殊环境,以及无线通信系统存在的主要问题;分别介绍了MIMO技术和OFDM技术的原理;设计了基于MIMO-OFDM技术的矿井无线通信系统。仿真结果表明,采用MIMO-OFDM技术能提高系统容量,有效地减小多径衰落的影响,降低系统的误码率,提高通信系统的可靠性。

摘要：煤矿信息化对通信设备提出了新的要求,结合无线通信技术与煤矿井下安全生产系统的应用,设计了一种多频段小型化天线。在设计过程中,使用电磁仿真软件HFSS对天线进行建模分析及参数优化。天线采用共面波导结构馈电,辐射体采用类回纹形弯折线结构,整体尺寸为45×40×1.6mm^3,实现了天线小型化特征。仿真结果表明天线具有良好的多频和全向辐射特性,覆盖0.90~1.15GHz,2.17~2.54GHz和4.87~5.64GHz三个频段,可应用于基于2G、4G和WIFI等制式的矿井无线通信及物联网系统。

摘要：对矿井井下移动通信现有的几种系统及其性能特点作了具体的介绍和分析。

摘要：煤矿通信中,大量使用共同式电话交换机。近来,在大型矿井及矿区通信中,也开始使用自动电话交换机,但其直流供电一般均采用充放电的供电方式,这种供电方式存在若干缺点,有必要加以改革。 1.煤矿通信分为行政通信和生产调度通信两大系统。较大的矿井,尚有电力调度通信和运输调度通信。由于矿井生产过程中,容易发生涌水、瓦斯、煤尘及冒顶等自然灾害,因此,生产调度通信不仅是指挥生产的重要工具,而且也是抢救事故、处理灾害必不可少的联络工具。所以,矿井生产调度通信任何时候都不能中断,生产调度交换机的直流电源必须可靠。矿井行政通信也是二十四小时工作。

摘要：5G通信技术作为煤矿智能化关键技术之一,与4G,Wi-Fi等通信技术相比具有更高的带宽、较低的时延以及支持大规模设备连接等特性。然而信息的传输在空间环境有限的矿下存在着较为严重的多径衰落现象,MIMO技术可以有效地解决这一问题,但MIMO技术存在着如何平衡天线单元之间的紧凑性和隔离度的难点。针对该难点设计了一种矿用高隔离MIMO天线,该阵列天线工作在煤矿井下商用5G NR的2.51~2.67 GHz的频段,由相邻阵元间距为0.43λ(λ为2.6 GHz处的波长)的4个矩形贴片天线按H面排列而成,利用带缝隙交叉十字形解耦结构,将原始阵列天线的隔离度从12.78 dB提升至26.31 dB,隔离度提升了13.53 dB,大大提升了煤矿井下信息传输的可靠性。

摘要：针对现有矿灯大多只具有照明、定位、环境感知等功能,没有语音对讲功能的问题,设计了一种基于WiFi的具有语音对讲功能的语音矿灯。该语音矿灯以工业以太环网和WiFi网络为传输平台,采用VoIP语音通信技术实现语音播放、音频采集、与调度台对讲功能;通过音频编解码芯片实现语音模拟信号与数字信号的转换,采用UDP协议将信号传输至调度台,完成语音数据的双向传输,实现语音对讲和矿灯照明一体化。详细介绍了语音对讲功能实现的关键技术:音频数据的编码格式和缓存管理、语音数据的可靠传输机制,用于确保语音播放的准确性;WiFi模块与微控制器STM32L151的低功耗休眠技术,用于降低语音矿灯平均电流,延长工作时间。测试结果表明:该语音矿灯能够满足调度台与井下工作人员之间的语音对讲需求,与WiFi基站通信距离可达400 m,与调度台之间的对讲传输时延小于1 s,语音矿灯之间的组播传输时延小于3 s;语音矿灯对讲时平均电流小于70 mA,空闲时平均电流小于5 mA。

摘要：针对现有矿井通信网络在可靠性设计方面考虑不足、网络系统容灾能力较弱问题,分析了网络链路冗余度对矿井网络可靠性的影响,建立了矿井以太无源光网络(EPON)的网络生存性模型,并在此基础上提出了矿井EPON的树形、总线形和环形网络冗余结构,进而推导出上述结构的网络生存性计算方程。实验结果表明,矿井EPON的网络生存性与灾害强度、覆盖范围和网络结构有关,灾害强度和覆盖范围越大,网络生存性越小。在相同灾害强度和网络覆盖范围条件下,冗余结构网络的可靠性优于无冗余网络,双总线形冗余结构的生存性最高,双环形冗余结构的生存性次之,树形冗余结构的生存性最差。这对数字化矿井通信网络的可靠性预测和性能评估提供了理论依据。

摘要：本文以华阳集团新景矿为例,梳理矿用5G技术的优势和缺陷,分析新景矿无线通信系统部署现状;设计矿用4G+5G一网双芯融合通信系统,发挥4G和5G各自优势,实现数据分配管理,在新技术应用和成本之间取得较好平衡;设计矿用4G+5G隔爆兼本安型基站控制器,对井上组网和井下基站进行双重管理控制,提高系统稳健性和安全性;设计矿用4G+5G本安型信号转换器,在井下复杂恶劣条件下实现设备、人员稳定互联。本文所提系统应用能够满足煤矿行业多样化要求,达到国内外同类系统先进水平,具有显著的经济效益和社会效益。

摘要：针对煤矿井下存在多系统独立运行而数据无法互通,系统功能时效性、联动性低、生产指挥效率差,安全保障低等问题,设计了基于NGN(next generation network)架构的煤矿5G融合通信管理平台,利用SIP(session initialization protocol)、高速路由/交换技术、开放的API(application programming interface),实现了5G通信与4G通信、程控调度、数字广播、视频监控和人车定位等系统的融合,对各系统进行统一的接入、管理和调度,不仅有效地提高了井下的调度、协作、管理能力,还加强了安全生产和应急救援的保障力度,实现煤矿日常生产的标准化、精细化管理。