智慧礦山中LTE無線局域專網建設方案研究

代婧

摘要：隨著各種現代化技術的飛速發展，現代礦山的建設逐漸從數字化向智能化、智慧化方向發展。面對智慧礦山的各種信息化系統建設，如何將前端作業數據及時、有效、可靠的傳回后端平臺是建設智慧礦山首要解決的問題。本文結合LTE無線局域專網的特點，提出在礦區建設LTE無線局域專網解決數據傳輸的問題，從而支持智慧礦山各類應用的接入。

關鍵詞：智慧礦山；LTE無線專網；數據傳輸

中圖分類號：TN 929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0020-01

智慧礦山是利用信息技術、通信技術、物聯網技術、云計算技術等，對礦山開采運行過程中各項關鍵信息進行采集、分析并對監測、監控、管理、調度等需求做出智能響應，從而實現礦山生產管理的自動化、智能化和無人化，為礦山中的工作人員創造更美好的具有安全保障的工作環境，促進礦山開采與利用和諧、可持續成長。

智慧礦山的實現基礎之一是實現信息的網絡化傳輸。傳統的礦區信息化程度不高，企業員工辦公及溝通效率低下，特別是對于露天礦，傳統的有線網絡無法適應礦區環境多變的作業環境，而一般無線技術存在覆蓋半徑小、穩定性可靠性差、帶寬小、支持業務單一等問題，導致通信網絡不暢、通信手段單一，無法有效支撐礦山開采生產過程的各類信息化應用。利用LTE技術搭建的無線局域專網能夠解決上述問題。

1 技術特點

LTE無線局域專網主要采用TD-LTE的關鍵技術來保證網絡語音集群功能的高效性和網絡的安全可靠性，如正交頻分多址技術、鏈路自適應技術、MIMO技術、小區間干擾抑制技術。其技術特點如下：

1.1 良好的移動性能

LTE無線局域專網工作頻段為1785MHz～1805MHz，帶寬達到20MHz，提供50Mbps上行和100Mbps下行的峰值速率，為應用終端在120km/h速率下提供高性能服務，在120～350km/h速率下保持蜂窩網絡業務性能。

1.2 支持多業務需求

LTE無線局域專網具備較強的數據吞吐能力，能夠提供物聯網數據采集、多媒體集群調度、高清視頻服務、移動互聯網等多種業務，滿足客戶需求。

1.3 靈活的系統應用

LTE無線局域專網采用時分雙工技術（TDD），可根據需要靈活配置上下行時隙資源和系統帶寬，實現頻帶資源、頻譜利用率的最佳使用；當發生突發事件時，通過QOS、GOS控制策略可以保證重要客戶正常通信；具備系統擴展性好、不同規模組網靈活的特點。

1.4 良好的安全保密性

采用硬件加密、數據加密、端到端語音加密、無線空口加密等措施，保證了系統的安全可靠。

2 建設需求

（1）建設統一的LTE無線局域專網解決礦區數據傳輸問題，提供寬帶無線傳輸業務，支持智慧礦山各類信息化應用的接入，具備高效可靠的數據傳輸、專業集群和多媒體調度能力。

（2）礦區無線局域專網的語音、數據、視頻業務通過無線方式傳回礦區核心機房實現數據交互，解決有線方式無法覆蓋區域的數據傳輸問題。

（3）可通過互聯網專線實現Internet接入。

（4）預留與PSTN/PLMN網關的接口，后期可通過PSTN/PLMN網關實現與公網用戶語音通話。

3 建設方案

無線局域專網由應用終端、無線基站、核心網平臺三部分組成：

（1）應用終端。包括CPE無線路由、車載/手持終端、移動視頻攝像機等接入終端，提供語音、數據接入等功能，終端設備通過空口協議與基站進行數據通信。

（2）無線基站。包括eBBU、eRRU、天線等無線基站設備，實現接入控制、移動性控制、用戶資源分配、空中接口管理等無線接入和無線資源管理功能。eRRU和天線安裝在室外高點進行室外無線覆蓋。eBBU通過光纖傳輸統一接入到核心網。

（3）核心網平臺。包括一體化核心網設備、網管平臺、網絡設備、智慧礦山的各類應用系統。一體化核心網設備主要對網絡呼叫信令進行控制并完成對數據、業務的承載，實現用戶連接和管理功能。網管平臺主要負責對各應用終端、無線基站、核心網平臺設備實現配置管理、性能管理、拓撲管理、故障管理以及安全管理等功能。

由于LTE無線局域專網采用特定的工作頻段，各應用終端需通過特定的無線頻段接入基站系統。各基站通過光纖接入到核心網平臺的網絡交換機，由網絡交換機進行匯聚后再接入一體化核心網設備。考慮到無線局域專網可靠性要求，網絡設備配置2套實現設備級冗余，一體化核心網設備主要單板采用1+1主備工作方式。同時部署1套網管實現對核心網、基站的管理。系統通過互聯網外部接口訪問Internet網絡，預留與PSTN/PLMN網關的接口。

4 結語

LTE無線局域專網具有高帶寬、高保密性、覆蓋范圍廣、支持高速移動、支持專業集群業務等技術優勢，為礦區數據傳輸問題提供了一種解決方案。本文對LTE無線局域專網技術特點、建設需求進行了分析，提出了建設方案，為該領域類似工程提供一些借鑒和參考。

參考文獻

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