煤矿5G无线通信系统建设构想

提出了煤矿5G无线通信系统的基本架构:5G核心网、基带处理单元(BBU)、远端汇聚站(RHUB)及5G基站之间由5G承载网连接,实现各网元之间信令传输;井下采用5G基站及天线实现井下无线信号覆盖,基站通过RHUB进行汇聚后,与BBU相连并接入5G核心网。比较了用户面功能/移动边缘计算(UPF/MEC)下沉与独立专网2种5G核心网建设方案的优缺点;研究了5G核心网与BBU之间、BBU与RHUB之间、RHUB与5G基站之间的承载网,重点介绍了5G核心网与BBU之间承载网常用的光纤直连、切片分组网(SPN)及第五代固定网络(F5G)3种承载方式的特点及适用场景;给出了煤矿5G基站、5G终端及5G通信模组等设备的设计方案。结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,探讨了5G无线通信系统在煤矿的典型应用,如融合一体化通信、高带宽业务应用、智能工作面业务应用、矿山车辆远程控制或无人驾驶等。指出小型化行业5G核心网设计、矿用5G基站等设备的低功耗及本安化设计、700 MHz频段5G设备的井下应用以提升5G基站覆盖范围、矿用5G手机终端的定制及行业APP的开发、低功耗5G通信模组的开发、结合现场需求更多行业应用场景的深入挖掘等是煤矿5G无线通信系统进一步的优化方向。     

5G通信技术及其在煤矿的应用构想

近年来我国煤矿无线通信系统首选WiFi和4G通信技术,随着煤矿智能化建设的发展,现阶段煤矿无线通信系统的性能已无法满足煤矿智能化发展的各项需求。对比前几代移动通信技术,阐述了第五代移动通信技术(5G)关键技术及其性能优势;给出了矿用5G无线通信系统的组成及组网方式;结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,提出了5G通信技术在煤矿的应用场景,如井下无人驾驶及智能运输、全矿井位置服务、设备远程操控、故障远程诊断、大宽带业务数据传输、煤矿机器人云端控制、全矿井安全监测信息采集、虚拟现实/增强现实矿山等;指出针对煤炭行业的5G技术应用场景还需不断挖掘和完善,且由于5G网络对承载网要求较高,煤矿应预估部署成本,结合自身发展状况和需求搭建矿井5G通信网络。     

面向5G移动承载网的改造和建设方案

随着5G商用越来越近,其对本地传送承载网络提出了更高要求,基于SPN技术的移动承载网络部署成为解决问题的重要手段。介绍了4G业务本地传送网的主要承载技术及组网结构,以及现有传输承载网承载5G所面对的困难,提出了面向5G的本地传送网的改造和建设方案的应用策略,并给出了山东某市SPN网络部署案例。     

联通5G网络传输技术面临的挑战及应对策略

目前,4G网络在我国已全面普及,5G网络在我国的一些试点城市开始商用实验。按照工信部对5G网络的工作部署和联通公司对5G网络的商用计划,联通公司计划于2020年正式推出5G商用服务。但是,5G网络推出的过程中,联通公司要想实现独立组网并满足5G场景的使用需求,会面临了很多技术挑战。因此,5G网络推进过程需要解决技术难题。     

5G网络移动性能优化研究

随着5G商用部署和技术演进,移动通信网络面临2G/3G/4G/5G多制式并存,网络结构日益复杂。而5G网络多组网方式、多终端类别的显著特征又进一步加剧了网络拓扑和边界场景的复杂度。如何保障用户的移动性感知成为影响网络口碑的关键一环。基于5G网络移动性能优化方案开展深入研究,详细介绍了不同组网方式下不同终端的互操作策略,从而为5G网络移动性优化、多网协同优化提供理论依据,有效牵引5G用户感知提升。     

5G业务承载网规划部署研究

随着5G商业频谱的分配及临时牌照的发放完成,人们已迈进了5G时代。高带宽大容量成为5G时代的标志,对于5G业务承载网的规划部署也带来了新的变化和要求,如何在满足网络感知的情况下兼顾网络初期的建设成本,成为网络运营商着重思考的问题。笔者从承载预测、总体原则及规划思路等方面重点阐述了承载网对于5G业务的部署思路,同时根据不同对象需求提供了初期的4G/5G共建的建设方案,为即将到来的5G业务承载组网方案提供一定参考。     

基于5G C-RAN技术的数字化矿山全光网研究

建设数字化矿山的首要问题之一是构建一张低时延、大带宽、高可靠的高品质信息网络,WiFi、4G等传统无线通信技术已无法满足矿山数字化转型的新需求。从数字化矿山对通信网络的需求出发,研究了5G技术在井下矿山应用的必要性和部署难点,指出基于集中式无线接入网（C-RAN）的井下5G组网方案可有效降低5G网络在井下的部署要求和难度,但须解决光纤资源消耗大、“哑资源”故障管理难2个问题。提出了基于5G C-RAN技术的数字化矿山全光网系统,从C-RAN接入网、高速全光网、智能管控平台3个层面阐述了系统架构,并研究了半有源光网络架构、低成本波分复用（WDM）高速传输、智能管控平台等关键技术。该系统采用直检WDM技术节省光纤资源,可将光纤使用数量减少91.67%,同时基于半有源架构、调顶操作维护管理（OAM）技术实现对光纤网络的低成本管控和灵活部署,破解井下巷道光纤资源紧张和光纤网络管理难题。实验结果表明：12个不同波长WDM光模块的发送光功率为3.5～5.2 dBm,接收灵敏度为-16.9～-19.0 dBm,链路预算能力可达21 dB以上,满足应用要求;消光比为4.7～5.1 dB,眼图裕量大于1...     

面向用户体验的5G视频业务边云协同策略

随着5G网络商用部署步伐的加快,以5G网络和MEC技术为基础的移动通信网络大带宽(enhanced Mobile Broad Band,e MBB)、超高可靠超低时延(ultra Reliable Low Latency Communications,u RLLC)和海量连接(massive Machine Type Communication,m MTC)成为牵引5G应用落地的核心能力。在众多的垂直行业需求中,以4K/8K高清视频、增强现实/虚拟现实(Augmented Reality/Virtual Reality,AR/VR)为代表的视频业务无疑是5G+MEC技术的"杀手锏"应用。本文以MEC平台和云平台部署位置、部署模式、部署条件、部署规模和平台能力等差异为出发点,围绕5G视频业务用户体验,分析5G视频业务终端视频显示能力对视频文件带宽需求的影响,提出基于面向用户体验的5G视频业务边云协同策略,可以在不降低用户体验质量的条件下降低5G视频业务对MEC平台存储容量和传输带宽的需求,提高边云协同效率。     

工业互联网5G传输专网设计方案的研究

为了满足工业互联网网络多场景下的业务性能要求，文章基于系统分析和实地调查，研究业务传输的需求场景，充分分析和论证5G技术在该场景的应用和部署条件，提出5G传输专网的场景化设计方案、组网部署方案、技术要求，以期为工业互联传输专网的设计和技术实现提供工程设计方案参考。     

通过5G技术实现移动通信与广播电视的融合

在新基建背景下,4G网络技术已经基本实现了全国范围内的全覆盖发展,通过NSA组网方式,传统通信运营商快速实现了4G到5G的演进,中国广电首次获得5G牌照并拥有700M低频n28频段优势,通过SA组网方式新建5G核心网,利用中国移动4G核心网搭配实现快速进入。国家相关企业及科研人员全力投入5G系统的研发和应用中,初步实现引领5G发展。基于此,本文就通过5G技术实现移动通信和广播电视的融合问题展开探讨,希望对广电应用业务快速融入通信技术的发展提供有效帮助。     

4G与5G协同优化研究

随着5G网络建设进程的不断加快,国内三大运营商正式的迈入了 5G时代,因此其对于实现4G/5G无线融合与协同优化也提出了诸多要求,为此,本文从5G架构简介、SA网络下4G/5G协同优化、NSA/SA混合组网下的4G/5G协同优化进行阐明分析,为实际工程部署提供借鉴.     

5G在高职软件信息类专业“双师课堂”应用中的探索

当前教育信息化推进过程中,存在教育新型业务承载能力不足、教育信息系统资源共享困难、数据安全风险较大和教育信息系统建设运维成本较高等诸多问题,严重制约着教育信息化的有效开展。作为发展新一代5G通信技术,其优异的性能为教育信息化的发展注入“助推器”。本文将5G网络与大数据、VR/AR等信息技术相结合,探索将其运用到高职软件信息类专业“双师课堂”教学场景的构建中,从场景设计、平台架构和系统功能等方面进行了较为详尽的描述,以助力5G信息技术在高职软件教育信息化中的全面应用。     

5G技术在煤矿掘进工作面运输系统中的应用

针对掘进工作面运输系统通信网络存在的接入能力不足、传输可靠性低、传输带宽不足等问题,探讨了5G技术在煤矿掘进工作面运输系统中应用的必要性和可行性：经过优化设计的矿用5G系统性能指标达到预期,完全能够满足当前煤矿智能化建设对无线通信系统的需求;矿用5G通信模组、5G客户终端设备（CPE）为掘进工作面各类设备及传感器接入5G网络提供了设备支持。介绍了5G设备的矿用化改造重点解决的问题：建立了矿用5G网络架构,以满足井下5G信号覆盖需求;针对5G设备功耗大的问题,对其结构进行了优化设计,并设计了散热装置;解决了5G基站多路射频输出与天线增益叠加后射频功率超标的问题。给出了掘进工作面运输系统5G网络架构及功能,借助5G网络大带宽、低时延、高可靠、广接入的特性,可实现掘进工作面运输系统各类传感设备的统一接入、各环节的高清视频监控、远程集中控制。     

基于OpenWRT的5G融合通信网关设计

本文结合电力业务实际通信需求,提出了一种融合多种通信协议的5G物联网关设计.选用IPQ8072A作为主控芯片,支持5G、WiFi、以太网、HPLC、LoRa和串口等通信方式,不仅适用于视频监控、智能巡检等对性能敏感的宽带通信业务场景,还适用于采集、传感等对成本敏感的窄带通信业务场景.测试结果表明,5G网关与4G终端相比...     

基于5G的低空网联无人机体系研究与应用探讨

首先结合无人机产业的发展情况,基于网联无人机的基本概念和架构体系,对5G技术智联泛在低空网络、5G技术协同安全管控、5G技术促进无人机云平台能力提升等关键技术问题进行研究与分析.其次,提出了基于5G的低空网络建设方案和部署方案,并对基于5G和eSIM技术体系的无人机安全管控和能力平台的发展进行了探索.最后,对5G网联无...     

基于NFV的5G核心网组网技术研究

文章分析结合NFV云化的基础,构建5G技术体系下的核心网组网架构研究,阐述了 5G网络的实例化、非实例化网络架构.     

基于CWDM/环行器技术的5G前传承载方案研究

运营商在规模建设5G前传网络时,为了节省光纤资源,大量部署了粗波分复用(Coarse Wavelength Division Multiplexing,CWDM)无源彩光设备,实现5G前传3通道承载。为满足5G多频组网以及电信联通共建共享的需求,运营商提出了包括中等波分复用(Medium Wavelength Division Multiplexing,MWDM)、细波分复用(LAN Wavelength Division Multiplexing, LWDM)、密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)等技术在内的多通道承载方案。在此背景下,项目组创新提出了基于CWDM/环行器技术的多通道承载方案,该方案不仅实现产业链共享、具备国产化能力最高的特点,还能够最大化降低5G前传网络建设成本。详细介绍了CWDM/环行器方案的现网部署方案以及存在的问题。     

星地融合5G网络架构增强技术研究

星地融合为5G网络带来更强的覆盖能力、更灵活的组网能力和更健壮的网络结构,使得5G网络真正可能实现万物互联,因此成为5G网络演进的重要方向。首先介绍了在后5G时代支持星地融合的必要性,然后从网络架构和技术标准的角度分析了当前星地融合5G网络的发展阶段和技术现状。基于技术现状,分析星地融合5G网络在系统架构演进方面面临的问题,并给出架构增强技术方案。     

输配电5G卫星融合组网数据卸载方法

随着输配电网的快速发展,输配电业务对时延、能效、可靠性等差异化通信指标提出了更高的的要求。为此,基于5G高速率大连接和卫星灵活广覆盖的特点,结合边缘计算高效处理数据的优势,构建了面向输配电场景的5G卫星融合组网架构。然后以最大化输配电业务数据传输平均能效与总时延的加权差为优化目标,构建了5G卫星融合组网数据卸载优化问题,并提出基于差异化业务需求感知的5G卫星融合组网数据卸载算法(Differentiated Service Requirement-aware Learning-based Data Offloading algorithm for 5G satellite integrated networking, DSRL-DO)求解。仿真结果表明,所提算法能够降低数据卸载时延的同时保证较高的能效,有效满足输配电业务的差异化需求。     

煤矿5G通信系统安全技术要求和检验方法

用于煤矿井下的5G通信系统必须取得安全标志证书。为更好地推动煤矿智能化建设和煤矿5G技术发展,让送审企业提前熟悉煤矿5G通信系统技术要求和检验要求,缩短送审周期,研究了煤矿5G通信系统安全技术要求和检验方法。从基本要求、组网要求、5G通信技术要求、防爆安全要求、抗干扰要求等方面论述了煤矿5G通信系统安全技术要求,并针对需重点关注的问题提出相关建议。针对煤矿5G通信系统,重点关注系统组网方式判别、核心网检验、抗干扰性能检验;针对5G基站和终端,重点关注5G技术指标的检验和防爆安全要求。对煤矿5G通信系统管理问题、5G基站多天线功率叠加后阈功率的计算问题、抗干扰技术难点、传输速率和时延的技术要求和检验方法、天线一体化基站的检验、矿用5G上下行带宽存在的问题进行了探讨。