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1我國煤礦井下移動(dòng)通信的現(xiàn)狀

1.1我國目前煤礦井下移動(dòng)通信的主要形式。我國目前煤礦井下移動(dòng)通信的主要形式為感應(yīng)通信、動(dòng)力線載波通信以及泄漏無線通信等。其中，感應(yīng)通信因?yàn)橥ㄐ艡C(jī)的磁性天線和感應(yīng)線在通話時(shí)很接近，那么電力感應(yīng)在傳輸通信信號(hào)時(shí)就會(huì)非常不穩(wěn)定，并且還會(huì)夾雜很大的噪音，因此，這種通信形式在煤礦井下的應(yīng)用效果非常差[1]。另外，泄漏通信，由于電線的鋪設(shè)比較復(fù)雜，并且系統(tǒng)笨拙，成本還非常昂貴，而且這種通信形式的應(yīng)用范圍比較小，不能夠在整個(gè)行業(yè)內(nèi)運(yùn)作，這也使得這種通信方式一直得不到大家的認(rèn)可。最后，動(dòng)力線載波通信只能夠在架線電機(jī)車上應(yīng)用，并且在使用的過程中也存在很多缺陷，這種通信形式一種沒有得到有效的完善，在煤礦井下通信中沒有得到廣泛的使用。1.2我國煤礦井下通信有線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀。目前，我國煤礦井下通信采用的都是有線網(wǎng)絡(luò)的方式，但是，在煤礦井下作業(yè)的過程中，由于作業(yè)環(huán)境比較潮濕，且具有嚴(yán)重的腐蝕性，這也就使得有線網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下的信號(hào)非常不穩(wěn)定，有時(shí)在事故發(fā)生時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷的現(xiàn)象。另外，在礦井不斷開采的過程中，就需要實(shí)時(shí)獲取最新的開采點(diǎn)信息，這就需要在煤礦井下鋪設(shè)電纜，要想完成這項(xiàng)工程，就需要耗費(fèi)很大的財(cái)力和物力。由此可見，在煤礦井下建立一個(gè)完善的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是非常重要的，其可以有效提高煤礦開采的效率，規(guī)范煤礦開采的秩序，保障煤礦開采工人的生命安全。目前，煤礦井下通信系統(tǒng)的無線語言通信系統(tǒng)主要由地面調(diào)度中心、井下移動(dòng)終端設(shè)備以及井下接入設(shè)備組成。

2直接系列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)概述

2.1擴(kuò)頻通信的發(fā)展現(xiàn)狀。在20世紀(jì)40年代，信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)提出了有關(guān)于信道容量的公式，這個(gè)公式表明：信道要想實(shí)現(xiàn)最大的傳輸能力，就必須要使用較大的信號(hào)頻帶寬度以及較小的信噪。簡(jiǎn)單來說，也就是信號(hào)的功率要比噪聲的功效要小，并且還可以可靠通行，這也就是擴(kuò)頻通信的主要原理。2.2擴(kuò)頻的基本概念。擴(kuò)頻通信是擴(kuò)展頻譜通信的簡(jiǎn)稱，是指用來傳輸信號(hào)的寬帶比信息本身的寬帶要大的一種通信的方式，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有兩個(gè)基本的特點(diǎn)：（1）傳輸用的寬帶要比原始信號(hào)的寬帶要長得多；（2）傳輸寬帶主要是由擴(kuò)頻函數(shù)所決定的，這種函數(shù)一般采用的是偽隨機(jī)編碼序列（PN碼）。通常情況下，只有當(dāng)頻譜被擴(kuò)展到了100倍或者更高，才能夠被稱為擴(kuò)頻通信。2.3直接系列的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)模型分析。現(xiàn)在主要以擴(kuò)頻函數(shù)直接序列的擴(kuò)展頻譜通信為例進(jìn)行其系統(tǒng)模型的研究分析[2]。圖1為基本的組成框圖，這里主要就是將發(fā)送端簡(jiǎn)化成為調(diào)制以及擴(kuò)頻，將接收端簡(jiǎn)化為解擴(kuò)以及解調(diào)，a(t)指的是信息流，而c(t)主要就是指高速偽隨機(jī)碼，將這兩者進(jìn)行模二加或者直接相乘將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)擴(kuò)頻系列。而這一碼系列因?yàn)榇a元比較窄，能夠占用比較寬的頻帶，這樣也就能夠達(dá)到擴(kuò)頻的目的。之后再利用擴(kuò)頻系列進(jìn)行載波的調(diào)制，就能夠得到已經(jīng)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制的射頻信號(hào)，也就是s(t)。對(duì)接收端所接收到的擴(kuò)頻信號(hào)采取混頻以及高頻方法之后，再利用和發(fā)射端相同的偽隨機(jī)碼解擴(kuò)中頻擴(kuò)頻信號(hào)，這樣也就能夠恢復(fù)所傳輸?shù)男畔(t)，從而完成信息的傳輸。2.4直接系列擴(kuò)頻通信的主要優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)頻通信屬于一種新型的通信體制，并且也是當(dāng)前通信領(lǐng)域非常重要的一個(gè)發(fā)展方向。相較于傳統(tǒng)的通信方式，其優(yōu)勢(shì)顯著，如直接系列的擴(kuò)頻通信具有十分強(qiáng)的單頻干擾、抗白噪聲干擾等能力。相關(guān)實(shí)踐證明，頻譜展得越寬，其抗干擾能力也就越強(qiáng)。

3直接系列擴(kuò)頻通信在煤礦移動(dòng)通信中的應(yīng)用前景

擴(kuò)頻通信具有易于實(shí)現(xiàn)碼分多址以及抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在主巷道等主干線可以直接通過漏泄電纜來傳輸信號(hào)，而在其他可能出現(xiàn)瓦斯爆炸等巷道的地點(diǎn)則可以充分利用中頻感應(yīng)擴(kuò)頻通信，以此來促進(jìn)全礦形成一個(gè)靈活且可靠的新型無線信息通信系統(tǒng)。這樣不僅可以有效保證主干線的通信安全，并且還可以通過中頻感應(yīng)通信來有力保障特殊場(chǎng)合的通信。3.1漏泄擴(kuò)頻通信分析。利用史丹福典型公司的擴(kuò)頻通信專用芯片系列，然后再配備語言編碼這一重要的部分就能夠組成擴(kuò)頻通信機(jī)。漏泄通信產(chǎn)品一般都是使用KT6型漏泄通信系統(tǒng)。以擴(kuò)頻通信機(jī)取代原有的手持臺(tái)、車載臺(tái)以及基地臺(tái)等等。3.2礦井地面穿透通信分析。相關(guān)事件證明電波對(duì)于地面的穿透力會(huì)隨著頻率的提升而降低。在30MHz和30W功率時(shí)其穿透力大約在300m，而在15MHz和30W功率時(shí)其穿透力大約在800m，而在5MHz和30W功率時(shí)其穿透力大約在1300m。如果使用低射頻，將會(huì)出現(xiàn)各種干擾，這樣也就難以保障通信的可靠性。而使用直接系列擴(kuò)頻通信技術(shù)則能夠有效解決這一問題，其能夠很好保證在一些危急的情況下進(jìn)行通信，所以應(yīng)用前景十分廣闊。

4結(jié)語

綜上所述，目前，我國對(duì)于煤礦井下的擴(kuò)頻通信技術(shù)的研究和應(yīng)用還處于剛剛起步的階段，只在原有的通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，卻沒有新的突破，因此，我國必須要加強(qiáng)對(duì)煤礦井下擴(kuò)頻通信技術(shù)的研究，從而帶領(lǐng)煤礦井下移動(dòng)通信走進(jìn)一個(gè)新的紀(jì)元，同時(shí)，也能夠有效提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益，保證煤礦工作人員的生命安全，促進(jìn)我國煤礦行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳明捷,徐麗潔,張克.直接系列擴(kuò)頻通信在煤礦井下移動(dòng)通信中的應(yīng)用[J].工礦自動(dòng)化,2001(4):6-8.

[2]劉良華,代才莉.擴(kuò)頻通信在煤礦井下通信和安全中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013,32(3):88-91.(a)發(fā)送端(b)

作者:洪軍 單位:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院