开滦钱家营矿无线通信存在问题及解决办法.docx
- 文档编号:5495648
- 上传时间:2022-12-17
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:1.38MB
开滦钱家营矿无线通信存在问题及解决办法.docx
《开滦钱家营矿无线通信存在问题及解决办法.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《开滦钱家营矿无线通信存在问题及解决办法.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
开滦钱家营矿无线通信存在问题及解决办法
开滦(集团)钱家营矿CDMA无线通信系统
存在问题及解决办法
吴建忠侯青春
(开滦钱家营矿业分公司河北唐山063001)
摘要:
煤矿井下CDMA无线通信系统是近几年发展起来的,保证无线通信质量特别是煤矿井下的通信质量是至关重要的,本文就是针对CDMA无线干扰问题的解决提出一些方法。
关键词:
CDMA通信干扰
前言
开滦(集团)钱家营矿CDMA无线通信系统于2011年1月基本建成开通以来,地面及井下无线通信系统就经常存在着无线干扰的问题,具体表现为手机接收信号较强,但是拨不出电话。
过段时间能自动恢复正常。
1、地面(第一扇区)
1.1地面干扰问题
现CDMA系统工作在210频点(TX:
465.225MHz/RX:
455.225MHz),从钱
家营矿空中抓到的地面无线信号(如下图1)情况来看,此频段内空中干扰信号很多、并且干扰信号较强。
图1钱家营地面空中信号频谱图
由于系统使用在(450-470)MHZ频段,而国内的(450-470)MHZ频段的通信设备主要为对讲机电台,应用在铁路、制造、建筑、企业、餐饮、KTV等服务行业,用于团体、企业成员间的联络和指挥调度。
本次从空中抓取干扰信号的情况来看,干扰脉冲信号持续时间较短、较强,重复的概率高,干扰较重的时间段较有规律且基本集中上午和下午的一段期间内。
我们知道,出现强干扰产生包络信号时,通过系统软件观察反向链路值会很低,包络部分越大,反向链路值越低,说明系统遭受的干扰越强,手机也无法通话,并产生强干扰的迟滞效应,受干扰的扇区不能立即恢复正常。
1.2地面干扰处理:
1.2.1原地面由全向天线改进成4个平板天线对钱家营矿地面无线覆盖,通过减少覆盖区域,增强天线的收发隔离度来减少外界干扰对系统的影响。
改造后起到了一定的效果,但还没有完全解决外界信号干扰问题。
处理后地面无线信号频谱如图2所示。
图2改天线后地面第一扇区接收频谱图
但干扰严重时信号频谱会出现大的包络,使地面无法正常通信。
图3改天线后地面第一扇区接收存在包络信号的频谱图
1.2.2改进地面窄带滤波器。
天馈输出和BTS的RX端中间串接此滤波器带宽由5M改进为2.5M,将系统的带外干扰信号尽可能的滤除,进一步改善地面系统接收信号的干净度,提高系统稳定性。
改滤波器后效果不明显。
图4改滤波器后地面第一扇区接收频谱图
但干扰严重时信号频谱会出现大的包络,使地面无法正常通信。
图5改滤波器后地面第一扇区接收存在包络信号的频谱图
1.2.3采用增加接收链路衰减,减小输入干扰信号;合理调整第一扇区主天线位置,尽量减少视距直线引入干扰;根据现有无线覆盖现场,重新调整有关参数设置,提高抗干扰度。
接收衰减由1200增加到1800,降低天线高度。
通过测试发现:
原有210频带内的干扰脉冲信号强度基本减少20dB左右,同时出现的概率也减少,地面BTS的反向链路值波动范围变小,见下图6。
图6天线降低以后地面扇区210频点内的频谱截图
同时由于天线高度降低,覆盖范围减小,钱矿食堂及宿舍楼附近信号变差,现在7号宿舍楼的5层的楼顶加装一台2瓦的光纤直放站,以弥补信号。
2、井下(第二扇区)
2.1井下干扰信号监测方法
井下区域采用第二扇区覆盖。
通过系统监测软件对该扇区的剩余处理能力(即扇区的反向链路值)及扇区的噪声电平(即干扰情况及强度)分析,以每六秒一个采样点形成一个时间的折线图,可以我们发现:
(1)井下存在持续不同时间的干扰。
(2)当单强干扰来时,用户剩余处理能力会有显著的降低,当数值低于10以下时,系统内的手机将打不出电话。
当连续的强干扰来时,用户剩余处理能力数值将在一段时间内处于10以下的低位,此时手机无法使用。
当干扰消失,系统恢复正常。
图7第二扇区的用户剩余处理能力与噪声及干扰的对比图
2.2井下干扰信号监测
井下目前共安装了11个光分合路器,合计43个无线基站。
总共覆盖巷道约35Km。
我们在BTS的第二扇区的RX端能监测到几分钟到几十分钟的无线杂波,频谱图如下图7;
图8BTS的第二扇区的RX端
干扰严重的时候,井下扇区的无线频谱也会出现大的包络信号,此时的井下第二扇区的反向链路值会降到很低,例如达到0,该扇区将无法正常通信。
强干扰第二扇区接收信号频谱如图8、图9所示。
图9BTS的第二扇区的RX端
图9BTS的第二扇区的RX端
此时断开近端的光纤信号接入,包络信号可以消除(如果不断开,系统过段时间也会自动恢复),反向链路值会恢复到正常状态。
2.3井下干扰信号的成因
2.3.1井下变频机车干扰源
变频调速架线机车干扰。
由于变频调速机车在靠近泄露电缆(间距大概0.3-0.5米)的轨道行驶期间,产生强干扰将使第二扇区无法正常通信。
井下机车运行时频谱图10。
图10井下机车运行时,手持频谱仪频谱截图
变频调速蓄电池机车干扰。
通过厂家变频调速蓄电池机车(可能与实际使用的机车功率等不同)干扰的测试,其对CDMA无线通信干扰较小,应该不影响通信系统的正常通信。
图11地面蓄电池机车模拟运行时,手持频谱仪频谱截图
210频点接收带宽:
454.6~455.85MHz,强干扰出现在457.8MHz,-70dBm。
由于模拟的机车等位较小(5吨),实际使用10吨;地面环境与井下的环境也有较大的区别,实际运行时可能有些变数,需要在现场做进一步的测试。
2.3.2井下变频绞车干扰源
在第二芯光缆下,矿方在-600水平东轨道巷处有一处大型的变频绞车,只有在运料时偶尔运行。
目前设备由于损坏,处于停运状态。
2.3.3井下水泵房变电所大型设电气设备干扰源
450水平水泵房变电所的大型电气设备较多,可能会对通信系统产生干扰。
2.4井下干扰信号的处理办法
通过监测、分析,井下影响CDMA无线通信的强干扰源主要为各种强电气干扰。
由于井下通信覆盖区域为同一扇区,强干扰产生时将影响所有井下的正常通信。
我们采用如下解决办法:
a.降低井下基站的接收机增益量,提高基站的抗干扰的门限值;根据基站不同的光衰大小,重新计算及调整(手机---基站---系统)上、下行信号的大小以保持整个系统的信号平衡。
b.重新调整基站安装位置;
c.部分引起干扰的电气设备、系统部分区域加装屏蔽同轴电缆或射频屏蔽跳线,加强抗干扰能力。
d.通过软件设置,增强BTS基站系统的抗干扰能力。
结束语
通过以上办法的处理,钱家营矿地面及井下无线通信系统存在着无线干扰的问题得到了很好的解决,同时,也为今后煤矿类似的井下无线通信系统的设计及安装调试提供了一个解决无线干扰问题的有效途径。
参考文献:
①李仲令,葛造坤CDMA抗干扰移动通信的体制和性能分析《电子科技大学学报》1996年第S3期313-318页
②曾荣杰;徐亮;詹晓生CDMA网络自干扰特性在通信管制中的应用《移动通信》2007年第12期64-66页
③徐长峰CDMA网优中干扰的分析和处理《移动通信》2005年第11期27-30页
吴建忠:
男,1968年5月出生,中国矿业大学计算机技术工程硕士,高级工程师。
侯青春:
男,1978年12月出生,北华大学学士,工程师。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 开滦 钱家营矿 无线通信 存在 问题 解决办法