矿井无线通信系统现状与发展趋势

摘要

矿井无线通信系统具备通信覆盖范围广、连接方便、移动性好、组建容易、设置和维护简单等优点,在矿井智能化建设中具有不可替代的作用。全矿井无线通信系统目前主要有WiFi(IEEE 802.11b/g/n/ac),3G,4G,5G,WiFi6(IEEE 802.11ax)系统,其中3G系统正逐步被替代,4G和WiFi系统逐步减少,5G和WiFi6系统目前为起步阶段,并将逐步成为主流。从技术要点、主要功能、应用情况等方面分析了4G,5G,WiFi/WiFi6系统,指出各系统的优点和存在的不足:①矿用4G无线通信系统在带宽和实时性指标方面无法达到高清智能视频和远程控制等应用场景的需求。②5G在多系统、多天线情况下存在无线发射信号的安全问题;5G基站以隔爆兼本安型为主,质量大、体积大,使用不便且使用场合受限;5G终端生态匮乏,通信模组价格高、功耗大,不具备规模行业应用条件;实际应用案例少,应用场景有待进一步挖掘。③WiFi6无线通信系统时延偏高、移动性和可靠性相对较低,加上手机终端不够成熟,影响了语音通话质量。基于上述分析,指出智能矿井对无线通信系统的需求为大带宽需求;低时延、高可靠需求;多接入需求;多系统多接口需求;位置信息需求。最后指出矿井无线通信系统未来发展趋势,即系统融合(无线通信和有线通信融合、无线通信内部融合、无线通信系统和其他系统融合)、通信定位一体化、设备本质安全、终端模组低功耗、协议接口规范化。