超宽带无线接入系统在矿井中的应用
5G通信系统在煤矿安全中的应用
应用Technology ApplicationI G I T C W 技术176DIGITCW2021.04煤矿是现代人类社会生产生活所必须要的能源之一，最早的开采历史可以追溯至18世纪。
其作为一种长期能源，对我国的国民经济的长久发展有着重要意义。
我国的能源结构中，煤炭占有较高的比例，大约百分之七十左右，并且，这个比例在短时间内很难下降到百分之五十以下。
所以，在今后近半个世纪的时间里，煤炭仍会是我国主要的消耗能源。
而在煤矿开采的过程中，存在着许多安全隐患。
瓦斯事故、顶板事故、机电事故等事故，都严重影响着煤矿开采的进程，威胁着煤矿工人的生命，这使得保障煤矿安全成为了煤矿开采中无法绕开的重要问题。
多年来，我国的煤矿安全防范技术一直在不断提升，随着近年新兴5G 科技的出现与发展，也为煤炭安全技术的进一步升级提供了途径。
如何在煤炭安全中利用5G 通信技术，或将成为我国现今煤炭安全技术研究的课题之一。
1 煤矿安全的要求煤矿开采中，对于安全的要求是方方面面的。
不仅是针对开采进行的过程，在开采之前对矿区的检测、提前对矿区进行加固、出矿煤矿的运输、提前对事故发生进行演练等，都是煤矿安全生产中不可或缺的要素。
此外，在开采中，需要对多方面数值进行检测，加固设备的承重状况，矿井内部的空气、通风状况，矿井通道和安全出口的合理设置，防火和防爆的要求，矿井内部是否存在地下水等，都需要强大的监测能力对这些方面进行实时的监测，最终能够及时的反映问题，保障开采工作的顺利进行和作业人员的人身安全。
2 5G 通信系统的特点5G 建立在4G 的基础上，是通信技术的又一次飞速发展。
5G 具有“超高速率、超低延时、超大连接”的技术特点。
“超高速率”，使得通信的传播速度得到了飞跃式的提升，5G 的一个特点就是高频，受限于高频的传播性能，所以很多的高频段频率资源没有被使用，这正是5G 可以好好利用的资源。
“超低延时”，减少了请求和响应之间的时间差，5G 技术可以有效降低延迟，并且提高数据的传输速率，让响应时间大幅缩短，如若将其作用于多台工业机器的控制，超低延迟就能将整个控制过程的延迟时间大大缩小至1-2毫秒，这就能大幅提升工业设备的精度准度。
井下无线技术在煤矿安全生产中的应用分析
蜜@ 制学崾滁
聊
安 《 全 》2 0 0 8 年第
11
期
井 下 无 线 技 术 在 煤 矿 安 全 生 产 中 的 应 用 分 析
张
一
博
栾龙 发
昆 明理
工
张 智宇
大学
黄 永辉
摘 【 要】
飞 速 发展 的无 线 通 信 系 统在 今 天 已 经 应用 于 各 行 各 业
。
。
特别对于 矿业 而 言
，
数 字信 号取 代 模 拟
。
这 种作业 经常有
、
。
无 线通 信 发 展 始 于 本 世 纪
20
。
年代
经 历 了 由模
很 多重 型 设 备 参 与 其 中 试 配 合要求很 高
，
，
设 备之 间 的运 输
、
安装
。
、
调
，
拟 信 号 转 变 为数 字 信 号 这
应 用 范 围 也 大 大 地 增加
业
。
。
一
过程
在这
一
过程 中
，
其
信 息传输必 须 及 时
《全２８第１ 安 》０年 １ ０ 期
机 ，建立 Ｎ ． ｏ７信 令链 路 ，使 Ｋ Ｗ４手机 在井 下或 地 Ｔ 面能够方便地拨打调度固定 电话 、公 网市话及 无线 电
话 。Ｒ Ｃ使 用 ０ ５ ｍ 双 绞 线 连 接 Ｒ Ｐ ．ｍ Ｐ时 最 远 可 支 持
留窦
聊
信系统将泄漏话音通信 系统 、数 据通信 系统 和视频通
如今
，
井下
，
生 产 的需 要
又 满足 地 面 生 产
，
联合UWB和IMU的矿井内实体定位及语义地图构建系统
联合UWB 和IMU 的矿井内实体定位及语义地图构建系统郑桂锋，徐浩恺，胡雄杰，韦焯淇（桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004）摘要：煤矿开采包括地面开采和地下开采两种方式，在全世界，地下开采方式占60%，矿井作业依然普遍。
为保证矿井下作业人员的安全，需要实时掌握井下人员的位置情况，传统的GPS 在矿井环境下由于信号衰减太大已经不再适用。
为解决矿井环境下人员的稳定定位、安全保障问题，本文提出了一种联合UWB 和IMU 器件的矿井内实体定位及语义地图构建系统，介绍了系统总体构成、系统实现的功能和系统各部分的原理及技术实现方法。
该系统可以实现矿井下人员的稳定定位，具备一键SOS 功能、物理实体的语义地图构建功能，在平时，井下作业人员基于所构建的语义地图可以更高效地工作；在发生危险时，能让相关人员及时地获取到遇险人员的位置信息。
关键词：矿井定位；UWB ；IMU ；语义地图中图分类号：TD302文献标识码:A文章编号：1009-3044(2021)05-0248-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:1引言随着无线传感网络和无线通信知识的逐步完善,各类定位系统得到了快速发展。
目前，GPS 卫星定位能够满足人们大部分户外定位的需求，但是矿井环境错杂，电磁波传输损耗严重，并不能实现精确有效的定位，并且矿井一旦发生安全事故，矿井内人员的位置信息就十分重要，这一点是卫星定位所不能完成的。
目前，矿井内部大多采用射频识别以及无线网络来实现对人员的监测以及定位，但是大多存在信号损耗严重，可检测距离短，精度不高等问题，并非真正意义上的高精度定位系统，这将会导致发生事故时不能精确得到人员的位置信息。
因此，本文章提出了一种基于UWB 和IMU 的矿井内实体定位及语义地图构建系统。
超宽带（UWB ）定位系统是一套基于架设基站的独立的定位系统，不依赖于GPS ，可独立实现精准的室内定位，结合UWB 技术的优势，利用UWB 构建一套针对矿井环境的系统，可以很好地解决矿井环境下人员的稳定定位、安全保障问题[3]。
wifi网络通讯技术在煤矿井下的应用分析
的特 点 。 Ｗｉ ｉ无 线 网 络 是 由 无 线 网 卡 和 ＡＰ（ ｆ Ａｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ） 即 网
通讯 ， 但这 种技术不符合 国际 电信联盟 的标准 ， 是 一种边缘 技
的监测和安全 。而基于 Ｗｉ ｉ的宽带无线通讯系统， ｆ 能够很好
地 突破 井下无线通讯技术的瓶颈，更好 地实现煤矿井 下的无
线 通信 。
术， 且使用时必须单独组 网， 泄漏 电缆对信号的衰减也很快 ，
通讯 的距离也较短 ， 因而应用范 围并不广泛 。
关键词： Ｗｉ ｉ 网络 通 讯 技 术 ； ｆ 煤 矿 井下 ； 工业以太 网； Ｉ Ｐ Ｐ Ｂ Ｘ 调 度 系统
中图分类号 ： Ｔ Ｄ６ ５ ４
文 献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ — １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． ０ ２ ０ ５ — ０ ２ 基于 ３ Ｇ技 术的 Ｃ Ｄ ＭＡ技术 ， 这种技术能够同时实现数据和 图像 的传输 ， 通信覆盖面较广 ， 通话 的信道也 比较多 ， 通话质 量好 ， 能实现全矿井的无线通信， 但 这种技术 的使用成本高 ，
投资 ， 成 本较低 ； Ｗｉ ｉ无线通 讯系统 直巷道 覆盖距 离可 以达 ｆ
络桥接 器组 成的 ， 组 网的系统包 括 ＡＰ节点 、网络 服务器 和 无线 站点 ， 在 Ｗｉ ｉ 的热 点区域 ， ｆ 任何 一个 带有 Ｗｉ ｉ 无线 网 ｆ 卡 的终 端都可 以进 入到 由站 点和节点之 间组建 的局域 网 中， 在地面 上的短距 离无 线通讯 中， Ｗｉ ｉ技术 的使用 已经 比较成 ｆ
wifi网络通讯技术在煤矿井下的应用
wifi网络通讯技术在煤矿井下的应用摘要：WiFi通讯技术在煤矿井下的应用，不仅能在很大程度上保证井下工作人员的人身安全，还能有效地保证煤矿井下的正常通信、大大提高煤矿井下作业的效率和质量。
因此，对WiFi通讯技术在煤矿井下的应用进行研究具有十分深刻的现实意义。
关键词：WiFi；通讯技术；煤矿井下作业；应用优势中图分类号：TD65 文献标识码：A1 引言随着我国经济的迅猛发展以及科学技术水平的不断提升，WiFi通讯技术得到了突飞猛进的发展，并被广泛应用于社会生产和生活的方方面面，同时，WiFi通讯技术也为我国煤矿业数字化建设的进一步发展提供了良好的契机。
众所周知，煤矿井下工作环境复杂且恶劣，WiFi通讯技术可以改善井下通信条件，为井下工作人员提供安全保障。
因此，我们应当对WiFi通讯技术在煤矿井下的应用予以高度的重视。
2 WiFi通讯技术在煤矿井下应用的优势1)成本低。
煤矿井下作业应用WiFi通讯技术时，只需要安装若干个无线网络节点便可覆盖较大面积的煤矿周边区域的信号，相对于传统的局域网布局而言，省略了众多的布线环节。
一方面节约了材料成本，另一方面也节约了人力成本。
2)传输速率快。
煤矿井下作业应用WiFi通讯技术，在信号稳定的情况下，WiFi的最高传输速率可达到100Mbps，即使是在有磁场干扰或信号较弱的环境下，我们通过调整WiFi的射频，也能保证WiFi通讯技术的传输速率在10Mbps以上。
这是WiFi通讯技术在煤矿井下作业应用的一个明显的优势，该优势有效地提高了煤矿井下作业的质量和效率。
3)无线信号的覆盖面积大。
一般而言，传统的蓝牙连接技术能覆盖半径15m左右的范围，而WiFi通讯技术的覆盖面积是蓝牙技术的10倍以上，一些增强型的WiFi，其信号甚至能覆盖400m半径范围。
这大大满足了煤矿井下作业对无线信号覆盖面积的需求，为井下作业提供了巨大的便利。
4)系统接入便利。
WiFi通讯系统采用开放的、标准的协议，提供通用的无线传输平台，其他系统可方便接入。
矿井巷道超宽带无线通信系统研究
ａｐｏｃ ｆｔｅｐｏ ａａｏ ｆｈ曲 ｆ ｑ ｅ ｃ ｖｓｉ ｏ ｄｔｎ ｅｓＪ ． ｐ ｒａｈ ｏ ｒｐｇｔ ｎ ｏ ｉ ｒ ｕ ｎｙｗａｅ ｎ ｒａ ｕ ｎ ｌ【ｊ ｈ ｉ ｅ ＩＥ ｒｎ．ｎｅ ｎｓ ｒｐ ｇｔ，ａｕｒ， ９ ４ ４ （）７ — １ Ｅ ＥＴ ａｓ ｔｎａ ｏ ａａ Ｊｎ ａ １９ ， ２１： ５ ８ ． Ａ Ｐ ｅ ｙ
ｌ ｌ
２ ｒ
２
＋
１
ｃ ｂ １１０＋ １ ∑８ ｝１ Ｄ Ｌ ｗ １ ＝ （ １ － ｆ ｌ
ｈ 一 ∞ 、 ｂ Ｊ
上式显 示 了双重 影响 ， 方面是 Ｔ 一 Ｈ码 通过 Ｐ（的影 响， ｖ ０ 另一方 面 是 Ｐ Ｍ调制器对 时间偏 移量的影响 ， Ｐ Ｐ Ｐ Ｍ调制 器影响的特征取决于信 号源 的统计特性 。 频谱的离散部分在 １ 处 有谱 线 ， 几 且谱线 的幅度 大小 受信源统计特性加权 。
科技信息
计 算机 与 网络
造 成 本低 。
有很 少的几个 过零 点波形 ， 可以将能量 扩展 到很宽 的频带 内； 脉冲由专 用宽带 天线 以几十至几百 Ｍ ｉｓ ｂｔ 的高速度 发射 ，在时间上 以随机或伪 ／ 随机 间隔进行 分布 ， 而可在时域 、 进 频域上 产生多个噪声编码信道 和一 个类 似噪声 的信号； 冲进行 时间编码形成多个信道 ， 对脉 实现多址 通信。 图 ３中输入 的比特数 是 由等概率 出现的二进制值 ０ １ 和 组成 。从 图中我们可 以看到输 出序 列的前 五个 脉冲在 其对应时 隙的中间位置 ， 而后五个脉 冲则在其对应 时隙的起 始位 置。 给定多脉 冲重复频率 为 Ｔ ， ｈ 可得 Ｔ — Ｐ — ＷＢ信号的频谱如下 ： Ｈ ＰＭ Ｕ
５ 系统接收机结构 ． 在实际的多径环境 中， 由于矿井 巷道信 道的 Ｒ Ｓ Ｍ 时延扩展大约为 １ｎ 一 ０ ｓ而超宽带脉 冲的宽度小 于 Ｉ ｓ ０ｓ ３ ｎ ， ｎ ， 是严 重频率选择性衰落 信道 信道 。 这意 味着传输过程可 以看成是对发射脉冲的一个滤波器 ， 其特性 随路 径变化 而变化 ， 收到 的信 号可以看成是一系列与发射脉 冲有很大 不 同的失真脉 冲波形 。 在这种情况下 ， 实现最佳的最大似然检测是非常 复杂的。通 常采用 Ｒ ｋ 接收技术 ， 具体实现上有几种路径选取方法 ａｅ 在 可用 ，选择结合所有能被分辨出的 Ｌ 条路径或 信号最 强的 Ｌ 条路径或 是最先到达 的 Ｌ 条路径 。 合并策略也可采用最大比合并或等增益合并 ， 这里采用最 大比合并 的全分离多径接收机（ｒ ｅ Ａａ ） ｋ。 Ｒａｅ 收机 除了可以减小信号衰落和 收集信 号能量 ， 能通 过增 ｋ 接 还 加合并后等效信道功率延迟 的衰减速度 缩短信道时延扩展 ，起到部分
WIFI技术在矿井无线通信中的应用
WIFI技术在矿井无线通信中的应用本文介绍了WIFI的技术无线通信原理及基于WIFI技术的无线通信系统在矿井应用中实现方案，总结了该技术在实际应用中的优缺点，并提出了该技术在矿井井下无线通信中的发展前景，相信不久的将来该技术在煤炭行业会有广泛的应用前景。
标签：WIFI 无线通信1 概述由于煤炭矿井生产环境的特殊性，井下作业对生产管理有非常高的实时性要求，作为生产管理人员、电机车司机、皮带维护工和其它流动人员应能够与生产调度室及时取得联系，将生产一线的各种情况上报，实现统一指挥统一调度。
虽然煤炭企业对生产安全都非常重视，但事故的发生是不确定性的，事故发生后必须依据当时情况，采取果断措施进行处理，对井下人员进行紧急抢救。
但井上对井下人员的监控由于受各种条件的限制还很不完善，对于井下人员的情况不能及时反映，导致事故发生时，不能及时、准确的得到井下人员的信息，无法做出正确的决策，以致会造成抢险不及时，有可能贻误对生命的抢救。
因而对于现代化的各煤炭企业，实现下井作业人员与调度管理员的实时通讯，使井上人员及时掌握井下人员的动态分布及作业情况，开发建设煤矿井下无线调度通信系统已成为各煤炭企业实现煤炭安全生产调度和保障生产人员安全的迫切需要。
由于煤矿井下的特殊性，制约了井下无线通信系统的发展，我国井下无线通信系统一直主要靠引进吸收国外的相关技术，但随着近年来地面无线技术的快速发展以及我国科技研发的不断投入，新型的无线技术越来越多的服务于煤矿井下。
目前可用于煤矿井下的无线系统主要有：漏泄通信技术、透地通信技术、井下小灵通技术以及WiFi技术。
漏泄通信技术、透地通信技术信号技术陈旧，目前在井下无线通信系统中已经不再应用，小灵通技术发展时间长，系统成熟可靠，造价低，近年来许多矿井都采用了此类的矿用无线通信方案。
然而今年2月工信部门发文，明确要求所有1900—1920MHz频段无线接入系统应在2011年底前完成清频退网工作，所使用的频段也将被收回用于3G使用，因而使用较多的基于小灵通技术的矿井无线通信系统将面临新技术的更新换代。
用宽带无线网络技术实现矿区数据高速可靠传输
煤矿 现 代化
２０ 年第４ ０６ 期
总第７ 期 ３
用宽带无线网络技术实现矿区数据高速可靠传输
鹤壁煤 业 （ 集团 ） 司科技开发部 公 王跃峰
摘 要 关键词
本文论述 了近年 来发展迅速 的无线局域 网技术， 并通过实 际工程案例， 介绍 了相关的知识 。 宽带 无线 网络 煤矿 高速可靠 数据传输 波段进行操作 ，这一 波段被全 球无线 电法规实体定义为扩频 使 用波段 。 ３２ 无线局域 网的基本组成 ． 在一个典型 的无线局域 网环境 中，有一些进行数据发送 和接收 的设备 ， 称为接入点 （Ｐ。在 同时具有 有线 和无线 网络 Ａ） 的情况 下 ，Ｐ 以通过标 准的 Ｅ ｅ ｅ 电缆 与传统的有线 网 Ａ 可 ｔｍｔ ｈ
１ 宽 带无 线局域 网概 述
无 线局 域 网是计 算机 网络 与无线 通信 技术 相结 合 的产
物， 无线局域 网 （ ｒｌ ｓｏａ－ｒａｎｔｏ ， Ａ 就是 在不 Ｗｉ ｅ ｃｌａｅ ｅ ｒ ＷＬ Ｎ） ｅｓｌ ｗｋ 采用传统缆线的同时 ， 以太网络的功 能。 提供 无线局域网利用 电磁波在空气 中发送和接受数 据 ， 而无需线缆介质 。无线局域
煤矿 瓦斯 事故 是煤矿安全生产 中发生频率 高、危害程度
大的主要 事故源，覆盖矿区各煤矿 的高速可靠数据传输 网络，
是进 行煤矿安全生 产管理 ， 决煤矿瓦斯隐 患， 煤矿安全 解 实现 生产状况根本好转 的基础设施 。一般煤矿地理位置偏僻 ， 地形 复杂， 给高速可 靠数据传输 网络 的建设带来 了诸多 困难 。作为 有线 网络 的最好 补充 ， 资少 、 投 网络质量好 、 建网速度快 、 建设 成本低 、 网灵活 、 组 方便维修 、 足多业务需求 的宽带无 线解 满 决方 案 ， 是具有竞争力 的网络技术 ， 也是适合煤 炭企 业这一特 殊地域环境 的解决 方案 。鹤壁煤业集 团通过充 分的调研 以较 少的投入 成功 实现了覆 盖集团公 司八个 生产矿 井的宽带无线 传输 网络 ， 与光纤传输互 为备份互 为补充 ， 了全 公司各煤 实现 矿与公 司总部之 间数据 的高速可靠传输 ，为集 团公 司的信息 化建设打下 了坚实 的基础。
煤矿井下通信技术与网络建设
煤矿井下通信技术与网络建设随着社会的科技进步和信息化的推动，煤矿行业也迎来了新的变革和挑战。
煤矿井下作为一个特殊的工作环境，其通信技术和网络建设显得尤为重要。
本文将就煤矿井下通信技术的发展和网络建设的需求进行探讨。
一、煤矿井下通信技术的发展1. 无线通信技术的应用在煤矿井下，由于地质条件的限制，传统的有线通信往往无法满足矿工之间的通信需求。
因此，无线通信技术的应用在煤矿井下显得尤为重要。
无线通信技术的应用，不仅可以实现矿工之间的语音通话，还可以支持数据传输和视频监控等功能。
2. 传感器技术的应用煤矿井下存在着许多潜在的危险因素，如有害气体泄漏、地质灾害等。
因此，煤矿井下的安全监测显得尤为重要。
传感器技术的应用可以对煤矿井下的环境参数进行实时监测，及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施保障矿工的生命安全。
3. 远程监控技术的应用煤矿井下的环境复杂多变，矿工的工作状况也需要随时掌握。
远程监控技术的应用可以实现对矿井内部环境和矿工工作状态的实时监控。
通过远程监控技术，煤矿管理部门可以及时了解矿井内部情况，做出相应的调度和决策，提高矿井的工作效率和安全性。
二、煤矿井下网络建设的需求1. 网络覆盖全面煤矿井下作为一个复杂的工作环境，其网络覆盖必须要达到全面的要求。
只有实现了全面的网络覆盖，才能保证矿工之间的通信顺畅，以及对矿井内部环境和矿工工作状态的实时监控。
2. 网络安全可靠煤矿井下的网络建设必须要具备安全可靠的特点。
网络安全可以保障煤矿信息的保密性，避免敏感信息被泄露。
此外，网络可靠性的要求也很高，煤矿井下的网络需要具备抗干扰能力，并能保持稳定的通信连接。
3. 网络带宽高速煤矿井下的工作要求实时传输大量的数据，因此网络带宽的需求很高。
只有实现了高速的网络带宽，才能保证数据的传输效率和通信的顺畅。
三、煤矿井下通信技术与网络建设的挑战1. 环境因素的限制煤矿井下的特殊环境对通信技术和网络建设提出了很高的要求。
无线以太网技术在煤矿通讯系统中的应用研究
无线以太网技术在煤矿通讯系统中的应用研究一、无线以太网技术的基本原理无线以太网技术是在有线以太网的基础上发展起来的一种无线通讯技术，它利用无线传输技术实现了网络设备之间的无线通讯连接。
其基本原理是将数字数据通过调制解调器转换成无线电波，通过无线信道传输，然后在接收端将无线电波重新转换成数字数据，实现无线通讯。
无线以太网技术采用了IEEE802.11无线网络标准，可以实现高速、可靠的无线数据传输，广泛应用于各种领域。
二、无线以太网技术在煤矿通讯系统中的应用现状煤矿通讯系统的建设通常需要考虑到煤矿内部环境恶劣、空间狭小等特点，而传统的有线通讯方式往往难以满足需求。
无线以太网技术在煤矿通讯系统中的应用成为了一种新的选择。
目前，许多煤矿通讯系统已经开始采用无线以太网技术，实现了数据的无线传输和通讯设备的无线连接。
这种技术的应用使得煤矿通讯系统具有了更高的灵活性和可靠性，同时也提高了通讯系统的整体性能。
在煤矿通讯系统中，无线以太网技术广泛应用于矿井通信、安全监测、智能化采煤等方面。
通过无线以太网技术，可以实现煤矿内部各种设备之间的无线通讯连接，包括传感器、监控设备、通讯设备等，实现数据的高速传输和实时监测。
无线以太网技术还可以应用于煤矿安全监测系统，实现对煤矿内部环境、人员和设备的远程监测和控制。
在智能化采煤方面，无线以太网技术的应用也能够提高煤矿的生产效率和安全性，实现自动化控制和远程调度。
三、无线以太网技术在煤矿通讯系统中存在的问题和挑战尽管无线以太网技术在煤矿通讯系统中的应用取得了一定的成绩，但是在实际应用中还存在着一些问题和挑战。
煤矿通讯系统的环境复杂，存在着大量的电磁干扰和信号遮挡，这对无线以太网技术的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
煤矿通讯系统通常需要实现对大范围区域的覆盖，而无线以太网技术在长距离传输和高速传输方面存在着一定的局限。
煤矿通讯系统的安全性要求较高，而无线以太网技术的安全性和加密性也需要进一步加强。
煤矿wifi无线通讯系统设计方案
煤矿wifi无线通讯系统设计方案煤矿是一种危险的作业场所，由于大气含量较低，煤粉易燃，遗留下来的瓦斯也会引起爆炸，所以煤矿生产环境下的安全生产一直是一个重要的问题。
与此同时，为了保证生产运作的正常和高效，煤矿也需要通讯手段的支持。
近年来，随着科技的发展，煤矿通讯手段逐渐从早期的有线电话发展到现在的无线通讯，这提高了工人们在煤矿中的生产效率和安全性。
而其中最重要和关键的就是煤矿wifi无线通讯系统了。
一、煤矿wifi无线通讯系统的组成煤矿wifi无线通讯系统主要由三部分构成：基站站点、中继站和终端设备。
基站站点集中在场所主管控制室或煤井内部进行统一控制，由多个中继站连接组成，每个中继站之间互相连接形成网络。
终端固定设备是死角点的终端设备，通常安装在煤井内的交叉口、攻剖面、回风巷等场所，供地面操作者和井下人员使用。
终端移动设备是煤矿工人携带的手持终端，是工人们获取信息和进行通讯的主要工具。
二、煤矿wifi无线通讯系统的作用煤矿wifi无线通讯系统的作用十分显著，包括：1、增强打击矿难的能力：在事故发生时，可以及时通报救援，并能够远程操控设备进行救援。
2、提高采煤率：每个采矿面的实时监测能够提高采煤效率。
3、对生产进行监督管理：通过记录生产数据和煤矿车间管理记录，能够提出实现的突破性改善措施。
4、提高环保水平：通过监测污染数据，能够制定与环保相关的政策。
5、提高井下工人的安全水平：能够实时监测井下钻井工人的身体状况，可以避免矿难事故的发生。
三、煤矿wifi无线通讯系统的设计方案为了实现这个目标，煤矿wifi无线通讯系统的设计方案需要考虑以下几点：1、煤矿环境因素：煤矿内部环境恶劣，长时间的粉尘、湿度以及氧气浓度等影响因素会对wifi的稳定性造成极大的影响。
所以，在部署WiFi前，需要考虑设备的防护等级，以确保系统的稳定和安全。
2、设备容量：煤矿通讯系统所需的设备容量，根据煤矿的规模和产量等因素进行评估，以确保系统能够保证井下和地面的人员正常和高效的通讯。
基于超宽带技术的矿山井下无线定位研究
统 的干 扰 ， 降低传 输 速 率 仍 可 满 足井 下 一 般 移 动 通 信 和数 据传输 对 速 率 和距 离 的要 求 ， 要 注意 发 射 但 功 率增 大 时仍 应 保 证 设 备 满 足矿 山 井 下 安 全 的 要
信 号等 信息 的无 线接 入 。这些 信号 所需 的采 样频 率 较 高 ， 主要 是对 移 动设 备或 移动地 点 的监测 。 且
暑
褪
图 １ 采用 无载 波脉 冲 位 置 调 制 典 型
的 ＵＷＢ通 信 系统 的功 能框 图
Ｆｉ ． Ｆ ｎ ｔ ｎ ｄ ａ ｒ ｍ ｆＵ Ｗ Ｂ ｃ ｍ ｍ ｕ ｉａ ｉ ｎ ｇ １ ｕ ｃ ｉ ｉｇ ａ ｏ ｏ ｏ ｎ ｃ ｔｏ ｓ ｓｅ ｓｎ ａ ｒｅ －ｒ ｅＰＰＭ ｙ ｔｍ ｕ ｉ ｇ ｃ ｒｉ ｒｆ ｅ
４１
Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｅ
２ 。从 图 ２看 出 ， ） 当发 射 功 率 由 ０ ３ ｍｗ 增 加 到 ． ３ ８ｍＷ 时 ， ２ ０Ｍｂ ｓ ， ． 在 ０ ｐ 下 传输距 离 可 以由 １ Ｉ ０Ｉ Ｔ 增 加 到 ３ Ｉ在 ２ ｐ ， ３Ｉ ； ０Ｍｂ ｓ 距离 可 以 由 ３ Ｉ Ｔ ２Ｉ 增加 到 Ｔ １ ０Ｉ 。根 据 ＵＷＢ技术 的这 一特 点 ， 它应 用 于煤 １ Ｉ Ｔ 将 矿 井下 ， 以实 现 以下两 种场 合 的无线 服务 。 可 （） １ 短距 离 高 速 通 信 。矿 山井下 短 距 离 高 速 数 据 的传 输 主要用 在 井 下 视频 监 测 信 号 、 械 设 备振 机 动故 障 监测 、 音信 号 、 与 瓦斯突 出时的 电磁辐射 地 煤
维普资讯
基于Wi—Fi的无线通讯系统在矿井中的应用
基于Wi—Fi的无线通讯系统在矿井中的应用作者：郑小蓉来源：《电子技术与软件工程》2013年第20期摘要通过使用基于Wi-Fi的无线通讯系统，可以为煤矿提供54M宽带的无线传输平台，在井下实现无线数据的高速远距离传输，该系统是一个集语音、视频、跟踪定位和环境监控为一体的综合性通讯系统。
系统通过地面服务器管理矿用本安手机、固定电话等终端设备，使其达到群呼、组呼等功能，井上系统对井下手机进行语音调度，井下人员也可以完成对井上系统的信息反馈。
【关键词】Wi-Fi 无线通讯系统矿井应用近年来，矿井的无线通讯技术存在很多的问题，比如：窄带低速、设备功能单一、重复布线、无法复用通道等。
无线通讯系统充分利用现在比较成熟的WIFI技术，再结合目前广泛应用的TCP/IP技术，再加以技术改进，可以实现在矿井中进行无线数据的远距离高速以太网传输，达到54M的语音及数据传输，为煤矿提供一个宽带无线传输平台。
1 基于Wi-Fi的无线通讯系统的功能介绍本系统充分利用了现在的高新技术，集无线通讯技术、射频技术、网络管理技术为一体，充分利用了矿井工业以太网的宽带优势，在矿井下引入高速无线通讯技术。
该系统与现阶段市场上的其他通信系统比较具有如下优势：1.1 更可靠的安全性该系统的手机和信号基站均采用本质安全设计。
基站与基站、基站与交换机全部采用本安信号输出。
手机采用新型锰酸锂电池，安全性更高。
1.2 更实用、更先进的技术Wi-Fi技术是与蓝牙同一时代的产物，它的常见传输频段是2 .4GHz，在煤矿的现场试验中，辐射的面积更广，距离更远，速度更快，且在矿井中具有更好的折射能力与更强的搞干扰能力，发射功率不超过50mW，覆盖距离可超过500米。
该系统的信号设备都分配有唯一的IP地址，这对于管理人员来说，操作非常简单，只需稍懂网络管理的知识都能进行维护，信号基站采用LRE驱动技术，实现了网线远距离传输高速信号，摆脱了光缆的束缚，更适应煤矿井下的实际需要。
煤矿井下无线通信系统综合解决方案
运维管理
1. 设备巡检
定期对井下的无线通信设备进 行巡检，确保设备正常运行， 及时发现并处理潜在的问题。
2. 性能监控
通过专业的监控工具，实时监 控无线通信系统的性能指标， 如信号强度、通信速率等。
3. 故障处理
对于发生的故障，及时进行故 障定位、原因分析，并进行修 复，确保通信系统尽快恢复正 常。
根据故障原因，制定修复方案 ，可能包括更换故障设备、调 整设备参数、优化网络结构等 。
按照修复方案，迅速进行故障 修复，恢复无线通信系统的正 常运行。在修复过程中，可能 需要进行设备调试、系统测试 等工作，确保修复结果符合预 期。
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密密钥，进一步提高系统的安全性。
03
煤矿井下无线通信系统 综合解决方案的优势
提高生产效率
实时通信
煤矿井下无线通信系统能够实现实时通信，方便矿工之间以及矿 工与地面指挥中心之间的快速沟通，提高生产效率。
灵活性
无线通信系统具有极高的灵活性，矿工可在任何地点、任何时间与 他人保持联系，方便工作协调，减少等待和空闲时间。
远程指导与决策
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地面指挥中心的管理人员可通过无线通信系统远程指导井下矿
工解决问题，提高决策效率和准确性。
04
煤矿井下无线通信系统 的实施与运维
系统实施步骤
1. 需求分析
2. 方案设计
3. 设备采购与安装
4. 系统调试
5. 试运行与优化
首先，要明确煤矿井下 的通信需求，包括通信 覆盖范围、通信容量、 通信速率等。
无线通信系统可实时传输安全监测数据，一旦检 测到异常，立即向矿工和地面指挥中心发出预警 ，确保矿工安全。
煤矿宽带无线通讯系统简介资料
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三、更低廉的系统成本
无论是地面还是井下无线系统，信号基站和线路都 占到成本的很大部分。 KTW117系统可以与其它系统复用工业以太环网作为 传输主干。在原有工业以太环网上只需增添信号节点和 电源箱即可实现信号覆盖。 信号节点在系统中起到基站的作用，它的覆盖距离 远，可减少节点数量。节点之间采用电缆串连，可大大 节约线路成本。
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4、 PBX网关与井下以太网交换机
PBX网关是用来将KTW117系统与煤矿原来的有线电话系 统连通的设备，可用户需要选配。 井下以太网交换机是我院已经在煤矿使用多年的成 熟产品，目前主要有KJJ103百兆交换机和KJJ103A千兆 交换机
PBX网关
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井下以太网交换机
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主要技术参数： 防爆形式：ExibⅠ 工作电压范围：3.7 VDC～4.2 VDC； 最大工作电流：350 mA； 电池类型：1150 mAH锰酸锂充电电池； 工作频率：2.412 GHz～2.472 GHz； 最大射频发射功率：-18 dBm； 最高接收灵敏度：-80 dBm； 通话时间2 h，待机时间50 h； 手持机到信号节点正向的最大有效距离为500 m。 （无遮挡、无近频干扰的条件下）。
KTW117煤矿宽带无线通信系统
煤炭科学研究院重庆分院
2007.4.1
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简介
KTW117矿井宽带无线通讯系统做为新一代的 矿井无线传输系统，采用WIFI与TCP/IP技术相结 合，在煤矿井下实现了无线数据的高速远距离电 缆传输。为煤矿提供了一个宽带无线传输平台， 可实现传输速率达到54M的语音及数据传输。采 用远程本质安全供电的方式，使设备达到在回风 巷道和工作面使用的安全等级和技术要求。通过 配套的系统管理软件、工业以太环网、PBX网关 等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为 传输主干，宽带无线信号进行空间覆盖的矿井宽 带无线通讯系统，使我国煤矿无线通讯技术跃上 一个新的台阶，并处于国内外技术领先水平。
井下人员定位系统技术方案
井下人员定位系统技术方案2.超宽带技术：超宽带技术通过发送短脉冲信号，利用传播时延差异实现定位。
超宽带技术具有高定位精度、抗干扰能力强的特点，适合在矿井等复杂环境中使用。
3.惯性导航系统：惯性导航系统利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器，测量人员的加速度和角速度，从而推算人员的位置。
该技术不依赖外部信号，适用于短时间内无法获取定位信号的情况。
4.混合定位技术：将多种定位技术结合使用，提高定位精度和稳定性。
例如，可以将无线通信技术和超宽带技术结合使用，通过蓝牙传输人员的大致位置，再利用超宽带技术进行精细定位。
除了以上的技术方案1.定位算法：根据收集到的位置信息，需要设计合适的算法来估计人员的准确位置。
常见的算法包括最小二乘法、卡尔曼滤波器和粒子滤波器等。
2.定位设备的选型和布设：不同的定位技术需要不同的设备支持，需要根据实际需求选择合适的定位设备，并合理布设在井下，以保证整个系统的可靠性和稳定性。
3.数据传输和存储：定位系统产生的大量数据需要实时传输和存储，以便后续的数据处理和分析。
需要选择适当的传输协议和存储介质，确保数据的可靠性和安全性。
4.异常报警和救援机制：定位系统应当能够实时监测人员的位置，并设有相应的异常报警机制，及时发现人员异常和紧急情况，并触发相应的救援机制，以降低事故风险和保障人员的安全。
综上所述，井下人员定位系统技术方案不仅需要选择合适的定位技术，还需要考虑数据传输、存储、算法以及异常报警和救援机制等方面的问题。
只有综合考虑这些因素，才能设计出稳定可靠的井下人员定位系统，提高矿井的安全性和工作效率。
煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用分析
煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用分析摘要煤矿井下工作中wifi网络通讯技术的应用，不仅能够实现通信链路的纵深，而且在煤矿井下工作中构建井下安全监控系统、语音通信系统、产量监控系统和人员定位系统的综合应用无线平台，不仅能够大大减少井下线缆的敷设和连接，减少人为的工作量，而且能够快速定位井下工作人员的位置，对煤矿安全生产具有重要的意义和价值。
下面我们就详细进行分析煤矿井下工作中wifi 网络通讯技术的应用。
关键词煤矿；井下工作；wifi；网络通讯技术；应用1 Wifi技术Wifi即是俗称的无线宽带，是无线保真（Wireless Fidelity）的缩写，是一种能够将个人计算机等终端以无线方式互相连接的技术，属于短距离的无线技术，具有无线接入和高速传输的特点。
Wifi无线网络是由无线网卡和AP（Access point）即网络桥接器组成的，组网的系统包括AP节点、网络服务器和无线站点，在Wifi的热点区域，任何一个带有Wifi无线网卡的终端都可以进入到由站点和节点之间组建的局域网中，在地面上的短距离无线通讯中，Wifi技术的使用已经比较成熟。
2 Wifi无线通信系统在井下的应用由于煤矿井下的环境复杂，各种条件较差，巷道多，对信号的干扰因素多，因而给井下的无线通讯带来了不小的难题，使井下的无线通讯很长时间以来一直都徘徊在窄频范围内，不利于井下环境的监测和安全应用。
而基于Wifi的宽带无线通讯系统，能够很好地突破井下无线通讯技术的瓶颈，更好地实现煤矿井下的无线通信。
2.1数据采集系统的构成基于Wifi的数据采集系统主要是有多路切换电路、采样保持电路以及RAM、CPU等组成。
其在煤矿井下工作时，数据采集系统中的数据信息由信息调离电路转换为适合系统的电量信息，然后经过多路切换电路的通道转换后，数据信息有采样保持电路实施采样。
最后数据信息经过转换器将数据信息转为模拟信号输送都CPU中进行处理并送到wifi模块。
光纤接入网在矿井中的运用及经济分析
光纤 接 入 网 技 术 有 多 种 ， 要 有 Ｆ３ 光 纤 到 路 边 ） 主 １Ｅ（ 、
信 机房 ， Ｌ Ｏ Ｔ设在 某 综合 运营 商数 据 机 房 ， Ｎ Ｏ Ｕ至数 据 机 房
收 稿 日期 ：０２— ４ ４ ２０ ０ —０
缆 同轴 解 调 器 （ ａｌ Ｍ ｄｍ） 入 ； Ｆ Ｃｂｅ ｏｅ 接 Ｈ Ｃ接 入 网 ； 纤 接 入 网 。 光
２ 光纤 接入 网在 矿 井 中 的运 用
现代化生 产 矿 井作 为 一个 大 型 集 团 用 户 ， 外 需 求 话 对 音、 互联 网专线 、 矿务局 系统 内部局域 网互 联 、 视频点 播 和会 议 电视等从 窄带 到宽带 综合 业 务接 入 。本 文从 技 术经 济 角 度出发 ， 简要介绍一 套适用于现代 化矿 井综合 业务 接入解 决
基本 速 率 接 入 （ Ｒ ；Ｓ Ｎ 一 次 群 速 率 接 入 （ Ｒ ； Ｂ Ａ） ＩＤ Ｐ Ａ） Ｎ ６ ｋｐ；Ｍ ｐ（ Ｘ ４ ｂｓ２ ｂ ｓ成帧和非 成帧 ） 。从 接 入业务 性 质 可知 ， 业 务覆 盖了窄带到宽带 的所有业务 ， 比于其他 几 种窄带 接入 相 技术 和扩容的局 限性 ， 光纤接 入网技术 无疑是 非 常适合 于综 合业务 的接人手段 ， 同样非常适 合于现 代化生 产矿 井 和矿 务 局等大 型集 团用户 。随着 光纤接入 设备 市场价 的不 断降低 ， 该接入技术将 会得 到大 规模的推广运 用 。
具体实 现方式如下 。
Ａ Ｍ（ ｓｎｈｏｏｓＴａｓ ｒＭ ｄ ） 步传 输 模式 ， 一 种 Ｔ Ａｙｃｒｎｕ ｒ ｆ ｏｅ 异 ｎｅ 是 新型 的网络交换技 术 ， 用 固定 长度 的信 元交 换 ， 不但 能 采 它 解决 宽带 传输问题 ， 而且 可使 当前的 ＷＡ Ｎ与 Ｌ Ｎ融为一体 ， Ａ 为实现语 言 、 图像 和数据等信息 在网络 中的高度 集成 化提供
UWB定位技术在矿井中的应用
UWB 定位技术在矿井中的应用随着科技的发展，无线通信技术与定位技术的结合已成为了各行业的一个趋势。
在矿井安全方面，实现人员定位和设备监测变得越来越重要。
传统的定位技术往往存在着信号遮挡、精度低等问题，而UWB 技术可以克服这些障碍，成为了矿井安全定位技术的首选之一。
一、UWB 概述Ultra-wideband(UWB)技术是一种将带宽超过500MHz 的窄脉冲信号传输形式的通信技术。
其信号的频带宽度远远超过了其中心频率，并且这种宽带信号可以穿透混凝土和其他障碍物，达到小错误率和低功耗通信的目的。
UWB 技术的优点有很多，包括高精度定位、抗多径传播的能力、数据传输速度快等等，这使得这项技术逐渐应用到工业、医疗、汽车等一系列领域中。
二、在矿井中的应用1.人员定位一般来说，在矿山工作中会很危险，所以确保工人的安全是一个非常重要的问题。
通过UWB 定位技术，矿工的位置可以通过无线传输到控制中心，这样就可以对危险环境进行实时监测和感知，确保了矿工的安全。
此外，如果发生事故，通知的响应将更快，救援行动将更迅速地展开，从而减少伤害和损失。
2.设备监测在矿山生产中，一些设备的运行状态也需要实时监测，以确保其正常工作和安全性。
UWB 技术可以给设备安装定位标签，精准记录设备的位置和运行时间。
这种信息可以被传输到控制中心，对设备进行远程监控、故障排查和预防性维护。
3.空气质量检测矿井的空气质量对矿工的生命安全有很大的影响。
UWB 技术可以用于检测存在于矿井中的有毒物质，这可以迅速地发现危险并及时采取措施处理。
这种监测还可以向控制中心传输大气成分的数据，提供实时的状态报告。
三、UWB 技术在矿井中的优点1.精度高UWB 技术可以实现厘米级的定位精度，比传统的Wi-Fi 和蓝牙技术更为准确。
2.比较稳定UWB 技术不会因为连通障碍物而降低精度，甚至可以穿透混凝土等堵塞物质，保证了在矿山复杂环境中确实的跟踪和监控。
3.抗干扰能力强UWB 技术使用的频段比较宽，其噪声容量比较大，同时其码长比较长，可以降低由频偏和相参混混引起的误差，这使其具有很好的抗干扰能力，能够在矿井中减少外部干扰的影响。
露天煤田无线宽带解决方案
露天煤田无线宽带解决方案近年来，随着地球各地经济的快速发展，煤炭、石油等资源的需求量显著增加，为了满足这些资源的开采与储存需求，露天煤田开采得到了长足的发展。
但是，露天煤田采矿一直存在着一个大问题，即通信、数据传输速度与质量难以得到保障。
因此，如何利用先进的科技手段改善露天煤田数据传输的速度与质量，成为了热门话题之一。
本文将介绍一种“露天煤田无线宽带解决方案”，旨在通过这种方案改善露天煤田采矿中的无线通信质量。
一、现状分析露天煤田采矿中，导致无线通信质量不佳的原因极多，主要包括以下几个方面：1.空间局限性：由于露天煤田特殊的开采环境，信号随着距离的增加而衰减，特别是在矿山中心深处，信号的衰减更加严重，进而导致数据的传输失真、丢失。
2.高速移动性：在采矿场地中，有许多地下车辆、设备和人员需要进行移动，这也大大影响了无线通信的稳定性。
3.电磁干扰：各种类型的机械设备、电气设备作业时均会造成大量的电磁干扰，进而影响了无线通信信号的稳定性。
4.天气条件：在极端天气条件下，比如下雨、大雪或大风等，无线通信信号的稳定性将更为脆弱。
以上难点使得露天煤田无线通信困难重重，阻碍了矿山生产和管理效率的提高。
二、解决方案既然露天煤田通信问题如此严重，那么解决这个问题就要引入相应的解决方案。
现在，很多企业提供的无线通信产品和服务都只能解决这个问题的一部分。
所以，本文给出的这种“露天煤田无线宽带解决方案”采用了以下几种技术和手段：1.无线局域网技术——可以利用路由器、无线AP和遥测终端等设备，快速建立覆盖范围广泛、信号传输稳定的无线局域网，传输距离可达数百米甚至更远。
2.采用A类QoS技术——可以在网络传输质量保障下，保证深度异构网络各种应用服务的标准化实现。
应用在露天煤田无线宽带技术中，可有效降低信号失真率。
3.采用4G通信技术——可以通过4G模块将4G网络变成本地无线热点，降低通过带宽压缩技术提升网络传输速度等缺点，同时将4G信号用于室内Wi-Fi定位，方便提供一套WebGIS。
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超宽带无线接入系统在矿井通讯中应用的研究郭继坤1，2孙继平2（1黑龙江科技学院计算机与信息工程系黑龙江哈尔滨 150027 2. 中国矿业大学北京校区，北京100083 ）摘要：超宽带技术是一种全新的通信技术，它和传统的通信技术相比有一些独特的特点。
本文首次提出了超宽带技术在矿井下应用的观点;介绍了超宽带无线接入技术的特点和接收、发射部分的基本结构。
通过对矿井下的具体环境和UWB无线接入系统在井下应用存在问题的分析，可证明它有实际可行性。
关键词：UWB；脉冲；时间编码；时间调制The Research of UWB Wireless Access in Mine WellCommunicationGUO Ji-kun1,2 SUN Ji-ping2(１．Computer and Information Engineering Dept., Heilongjiang Institute of Science and Technology, Haerbin 150027, China 2 . The China University of Mining and Technology ，Beijing Campus 100083；) Abstract: Ultra-wideband is a new technology in communication. it is distinct from the traditional communication technology. It is described on application in mineral well with UWB wireless access in this paper ；introducing characteristics and architecture with receiver and sender of UWB wireless access. Through Analysis for special environment under mine well and existent problem of UWB, it has realistically feasible.key word: UWB ; Pulse; time code; time modulation我国是煤炭大国，近年来煤矿井下事故死亡率很高，给国家、企业和家庭带来了巨大的灾难和损失。
其主要原因还是生产力落后，无可靠的安全保障系统。
其中包括井下监控系统水平较低。
由于矿井井下自然条件的限制，无线通讯在矿井下的应用存在很大的困难。
主要的问题有电波在井下的传输衰减大，而发射功率又受到易爆环境的制约。
因此，低功耗和短距离的传输方法是所期望的。
UWD(Ultra Wideband)无线通信系统具有高传输速率、抗多径干扰、与现有频谱共享、低功耗、易于全数字化等诸多优势，目前已成为短距离高速数传的首选方案。
本文仅对UWB在矿井下应用进行简单的分析研究。
1．UWB的基本特点UWB指的是使用非常宽的频带来收发数据的技术（图1）。
多年来超宽带技术主要用于军事上，近年来在民用产品中得到了广泛的应用。
它的最大传输速度可以超过100Mbps，除此以外，可以把电路的功耗降低到几十mW，这相当于手机与无线网的1/10~1/100。
传输速度高是因为频带非常宽，（a）一般的发射输出（b）最大数据传输速度图1 几种无线通信技术的比较众所周知，手机与无线局域网的利用频带约为1~几十MHz带宽，与此相对应UWB使用几GHz带宽，是前者的100~1000倍以上，这样就可以赢得500Mbps~1Gbps的传输速度。
UWB的调制段定义为超过中心频率的20%的带宽比，因此现有多种调制方法，如直接序列扩频、时间调制UWB，和多频段UWB 方法。
其中，多频段UWB是一种新的调制技术，相对于单频段的脉冲调制主要有以下优点：可以提高数据速率并且不会引发码间干扰问题，而码间干扰问题通常在脉冲重复率较高时会出现；增强了抗干扰能力；利用分频段来消除干扰（例如，它可以不占用802.11a的频段）；UWB可与其它通信技术共存。
在矿井下，因为其它通讯方式很少使用，如手机、Bluetooth 等，频段之间的干扰很少出现。
这是UWB在矿井下使用的一大优势。
大幅度降低功耗的原因在于使用简单的传输方式，即使用间歇的脉冲来收发数据，这里的脉冲时间非常短，仅为1ns~几百ps。
此外，脉冲的发射功率也很低，仅为设备所辐射的电磁噪音以下的水平。
2．UWB的基本结构UWB无线电系统有5 个重要组成部分：(1)脉冲序列产生（发射源）；（2）脉冲序列调制；（3）产生RF脉冲序列的开关；（4）脉冲探测和接收；（5）适当效率的天线。
下面以典型的TM-UMB收发信机构成的框图如图2所示。
2．1发射机发射机不含功率放大器，由脉冲产生器产生所要求的功率。
可编程时间延迟受控于伪随机时间编码和时间调制。
精密定时器的时间分辨度要求做到大约几个微微秒（ps）,这不仅用于精密PN编码和精密时间调制，而且用于精密测距。
发射时，通过可编程延时器对系统时钟进行精确的延时。
输出触发源来触发脉冲源，脉冲源产生一定脉宽和功率的极窄脉冲信号，当脉冲信号达到一定值时，直接激励超宽带天线发射出去。
2．2接收机接收机与发射机不同之处是增加了相关器和基带信号处理器。
相关器进行“乘-积分-跟踪/保持（S/H）”处理：基带信号处理器包含锁定时间编码序列的跟踪环路，对时间调制的“早”或“晚”（或对极性调制的正、负脉冲）进行解调/解码，并且提取截获和跟踪控制信号去控制可编程时间延迟。
接收时，接受信号经由无线进入相关器输入端，相关器根据来自编程延时器的触发脉冲产生模版脉冲，与接收信号模拟相关，输出的支流信号经A/D变换后送数字基带处理，进行数字相关和判别处理。
图2 TM-UWB收发机构框图2．3核心器件用于产生几分之一纳秒量级的窄脉冲序列和脉冲开关的器件有：雪崩二极管、隧道二极管、阶跃恢复二极管、激光二极管、广机半导体开关和磁开关等。
例如雪崩二极管的上升时间可做到400ps，隧道二极管的上升时间可做到25ps，节约恢复二极管的上升时间可做到60ps。
本文仅对阶跃恢复二极管构成的脉冲发生器进行分析。
阶跃恢复二极管的特点是：加上正向电压时，和普通的二极管一样导通，但当外加电压由正向变为反向后，阶跃恢复二极管并不马上截止，而是有很大的反向电流通过，直到某一时刻才以很快的速度转换到截止状态，形成了“阶跃”，即在负半周的某一时刻才产生了电流的跳变。
因此就在外电路中形成一个很窄的脉冲，从而利用阶跃恢复二极管构成脉冲发生器。
3．UWB在矿井下应用的分析根据矿井的具体条件，我们首先考虑UWB信号在矿井巷道中的传播特性；超宽带天线如何适应于矿井巷道；超宽带技术如何适应于矿井巷道的通信网络等问题。
研究超宽带信号在矿井巷道中的传播特性，用以确定信号的必要的发射功率，场强空间分布，和有效的传播距离，将对于确定矿井的无线通讯系统设计至关重要和关键。
由于现有的超宽带技术和将要实行的行业标准只针对地面民用，而矿井巷道的条件和需求则有很大的差别。
如矿井巷道的窄小空间，巷道内的湿度，粉尘，金属支架和设备等因素都不利于无线电波的传输。
但是相对地面的一般情况，矿井巷道的频谱可以有较宽松的限制。
同时传输的数据速度也不要求很高，既可以用带宽换取传输距离。
例如，有可能适当提高发送功率来增加传输距离和减小接收复杂度。
也有可能牺牲带宽来加强纠错能力，以增大传输距离。
在掌握信道条件的基础上，设计和研制应用样机并且进行矿井现场的实测，为将来的产业化做好准备工作。
矿井安全是本项目相关的另一个关键问题：探讨矿井巷道在事故状态时的可靠通讯，如火灾，水灾，塌方等恶性事故发生时如何让无线通讯系统继续有效畅通，起到辅助救生抢险的功能。
主要解决设备的防爆，防水，以及在塌方岩石中超宽带信号的传输等重要问题。
通过以上的研究我们需要做以下几方面工作：1）研究超宽带信号在矿井巷道中的传播特性，用以确定信号的必要的发射功率，场强空间分布，和有效的传播距离。
包括提供发射功率，传输带宽，传播距离和误码率等有关的统计图表。
其中还要确定满足矿井安全条件下和其它规范允许内的最大发射功率。
2）研究超宽带信号在矿井巷道发生事故状态下的传播特性，确定信号的发射功率，和有效的传播距离。
3）超宽带天线的设计，将适应于矿井巷道的特殊环境，包括其外形和固件。
4）目前超宽带收发系统主要有两种：基于短脉冲序列的单频段系统，和较新提出的多频段系统。
前者射频部件简单，后者性能更好。
将主要根据市场供需的调研和对现有的技术和产品进行评估来确定取向。
系统成本也将是主要因素之一。
同时还要参照矿井安全条例对系统设计进行确认，如是否达到“安全火花型，本质安全型”等。
5）巷道的无线通信网络的体系结构将根据一般矿井的需求规划，一般为环型。
有矿井地面的交换接点分两路出发，分别有矿井的进风口和出风口环绕矿井巷道。
带宽至少达到100Mb。
从可靠性的需求来解释，矿井主要巷道的通讯节点至少有双路独立的连接，而且矿井主要巷道的通讯节点出现故障，其它节点至少一路连接，以保障较高的可靠性。
通过实验和调研分析，我们采用目前较成熟的时间调制UWB（TM-UWB）技术，TM-UWB采用瞬时开关技术来产生短脉冲（通常是亚纳秒级）或只有几个过零点的波形，这样可以将能量扩展到很宽的频带内。
脉冲由专用的本质安全型宽带天线发射，以每秒几十兆赫兹的高速率进行发射。
采用90μW功率传输，这主要是为了提高传输距离和减少接收复杂度。
因为矿井下传输的数据量不是很大，而且要求可靠性高，因此采用短脉冲序列的单频段系统。
该系统成本低，市面上该种产品生产较多，很容易选购。
该系统首先在矿井下局部测试，一切满足井下的要求后，通过基站连入网络。
4.结束国内外矿井监控系统整体发展方向是从有线到无线，传输速度由小到大。
目前应用最多的是DCS（分布式）有线网络系统。
超宽带技术是一门崭新的无线通信技术，这项技术将给无线通信领域带来巨大的变化。
而该技术在矿井下的应用国内外还没有先例。
该项技术在井下的应用将彻底改变井下无线通信的现状。
由于传输速率加大，对视频图像的传输延时随之减小，从而能够更好的对矿井进行实时监控。
尤其在水灾、火灾、塌方等恶性事故救生抢险中起到至关重要作用。
通过以上的分析可以说明，该技术非常适合井下的特殊环境。
随着UWB技术的不断成熟，在矿井下的应用将具有很大的发展前景。
参考文献：[1] 杨晓非刘银碧代睿UWB 技术及前景探讨《数据通信》2203 4 12~13[2] Jeff Foerster, Evan Green, . Srin ivasa Somayazulu, David Leeper,‘Ultra-Wideband Technology for Short- or Medium-Range Wireless Communications’.Intel Technology Journal Q2, 2001.[3] Stan Schatt，‘Ultra-Wideband Wireless Networks on the Horizon’ 2001 Giga Information Group, December 7,2001.[4] Terence W. Barrett, ‘History of Ultra WideBand (UWB) Radar & Communications: Pioneers and Innovators’Progress In Electromagnetics Symposium 2000.[5] 孙继平矿井监控系统的现状与全矿井综合监控系统。