井下通信和定位融合的解決方案

井下通信和定位融合解決方案井下定位和通信系統(tǒng)現(xiàn)狀目前井下定位網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)是兩張獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部署成本高：不僅定位和通信基站，其他外圍設(shè)備（電源、傳輸?shù)龋┑榷夹枰渴饍商住Ｐ畔⒉荒芑ネǎ憾ㄎ缓屯ㄓ嵭畔⒎忾]在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，無法互通，從而阻礙了進(jìn)一步的有效利用和功能擴(kuò)展。目前井下定位網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)是兩張獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)定位和通信融合的方案特點(diǎn)我們提供井下定位和通信融合的方案通信基站集成定位功能：不需要單獨(dú)部署定位基站，節(jié)省主設(shè)備的同時，節(jié)省電源、傳輸?shù)仍O(shè)備，提高了網(wǎng)絡(luò)部署效率，節(jié)省空間，降低部署成本。通信終端和定位卡綁定：將通信終端和定位卡物理或邏輯上進(jìn)行綁定。使得通信終端能夠定位在井下的位置，也使得定位卡有了數(shù)據(jù)通訊的功能。定位和通訊功能相融合：通過APP，后臺不僅可以把定位信息發(fā)給終端，還可以把地圖信息推送給終端，從而實現(xiàn)現(xiàn)井下導(dǎo)航、基于位置的調(diào)度等新的功能。自動化和智能化巡檢的基礎(chǔ)：通信和定位信息相融合，為井下機(jī)器人、無人機(jī)等自動化、智能化設(shè)備應(yīng)用提供基礎(chǔ)，提高巡檢和設(shè)備維護(hù)的效率。井下定位和通訊網(wǎng)絡(luò)融合后，使得前端可以獲得之前只有后臺才能獲取的定位信息，結(jié)合通訊功能，可以擴(kuò)展出無數(shù)的新功能，為智能化井下奠定基礎(chǔ)！網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)井下部署LTE+UWB的通信定位一體化基站和天線建議采用LTE-FDD制式，吞吐率更大中心機(jī)房部署小型化核心網(wǎng)與運(yùn)營商公網(wǎng)核心網(wǎng)連接，支持和公網(wǎng)通信。井上和井下一卡通行傳輸網(wǎng)調(diào)度中心

一體化定位基站手機(jī)無線監(jiān)控數(shù)據(jù)終端機(jī)器人人員定位卡無線監(jiān)測數(shù)據(jù)中心

小型化核心網(wǎng)對講機(jī)井下定位和通信融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)運(yùn)營商公網(wǎng)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署井下定制定向天線人員定位700~800米一體化定位基站光交換機(jī)光纖光纖機(jī)房調(diào)度中心

數(shù)據(jù)中心

小型化核心網(wǎng)運(yùn)營商公網(wǎng)核心網(wǎng)智能終端機(jī)器人物聯(lián)網(wǎng)定制定向天線一體化定位基站防爆機(jī)箱光交換機(jī)光纖安裝井下頂部LTE+UWB一體化定位基站業(yè)界首款LTE基站+UWB定位基站一體化設(shè)計，電信級軟硬件平臺，體積小、集成度高。支持專網(wǎng)和公網(wǎng)頻段，支持兩載波，支持2T2R雙通道，支持MIMO技術(shù)，兩載波峰值吞吐量達(dá)到300mbps，支持無線回傳。支持基于UWB的高精度定位，達(dá)到0.5米級定位精度。通信和定位共用天線、共用傳輸，站間距可達(dá)700~800米，覆蓋距離遠(yuǎn)，設(shè)備功耗低，降低了投資和維護(hù)成本。名稱4G基站功能UWB功能工作頻段F1800：1.8GHz公網(wǎng)F1821：1.8GHz+2.1GHz公網(wǎng)T1800：1.8GHz專網(wǎng)3.5GHz/4GHz發(fā)射功率24dBm（單通道250mW）7dBm載波帶寬20MHz500MHz用戶容量每小區(qū)200用戶每小區(qū)300張定位標(biāo)簽最大移動速度120km/h40km/h最大覆蓋半徑400米（視通環(huán)境）尺寸長207mm，寬189.5mm，高33mm（普通基站形態(tài)）重量1kg（普通基站形態(tài)）功耗20W（一體化基站，不含本安電源）工作溫度長期工作溫度-15℃～45℃（濕度5%～95%無凝露）UWB（UltraWideband）是一種超寬帶通信技術(shù)，利用納秒級的窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，通過在較寬的頻譜（500MHz)上傳送極低功率的信號。UWB發(fā)射功率非常小，低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時間。UWB抗干擾性能強(qiáng)，UWB采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益.。UWB定位采用TOF(Timeofflight)信號飛行時間的測距算法，不同于依靠信號的強(qiáng)弱定位的傳統(tǒng)技術(shù)，大大提高了定位精度。在有效的覆蓋范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)厘米級精度的定位。UWB技術(shù)和TOF技術(shù)，具有對信道衰落不敏感、系統(tǒng)復(fù)雜度低、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。在井下或室內(nèi)等沒有GPS信號區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)對人員、車輛等的高精度的準(zhǔn)確定位，并通過后臺實現(xiàn)一系列的實時管理功能。從而提高井下環(huán)境的安全性及井下人員、車輛管理的效率。UWB精確定位定位技術(shù)定位精度安全性穿透性抗干擾功耗傳輸距離建設(shè)成本藍(lán)牙2~10米較高好較弱較低10m低RFID區(qū)域性定位較低差弱極低5m極低WiFi5~10米低較差較強(qiáng)較高30m較低Zigbee3~5米較高好較強(qiáng)低70m低UWB20厘米（100米內(nèi)）極高好強(qiáng)極低普通80m我們擴(kuò)展至500m低紅外線5~10米高差強(qiáng)高近高幾種無線定位技術(shù)對比小型化核心網(wǎng)高融合度：一體化核心網(wǎng)產(chǎn)品，符合相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，單個物理節(jié)點(diǎn)集成了全套4G核心網(wǎng)EPC和IMS核心網(wǎng)功能，可擴(kuò)展支持NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)功能；高集成度：基于全I(xiàn)P平臺，方便維護(hù)使用，采用高性能服務(wù)器硬件和模塊化大容量軟件設(shè)計，實現(xiàn)大容量和高吞吐量；高可靠性：采用電信級的軟件和硬件設(shè)計，滿足7*24小時連續(xù)運(yùn)行的電信的可靠性要求；維護(hù)便捷：采用客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，方便組網(wǎng)和維護(hù)，所有網(wǎng)元的維護(hù)操作可以通過本地和遠(yuǎn)程方式完成；功能完善：支持各種4G移動終端、固話、IP智能終端的接入，支持VoLTE語音、視頻通話，以及即時消息、群組管理、集群調(diào)度等豐富的業(yè)務(wù)功能，支持與運(yùn)營商移動和固話網(wǎng)絡(luò)對接。支持向5G演進(jìn)：系統(tǒng)設(shè)備支持軟件升級向5GNSA組網(wǎng)演進(jìn)6U一體化核心網(wǎng)名稱6U一體化核心網(wǎng)2U一體化核心網(wǎng)同時附著用戶數(shù)LTE12K，NB-IoT20KLTE1K~5K同時激活承載數(shù)LTE24K，NB-IoT40KLTE2K~10K支持基站數(shù)最大256個eNodeB最大64個eNodeB典型吞吐量LTE6Gbps，NB-IoT50Mbps（CP模式），NB-IoT2Gbps（UP模式）LTE1G~2Gbps外部接口不少于1個RJ45接口，1個RS232串口、2個標(biāo)準(zhǔn)USB接口、1個VGA接口2個GE網(wǎng)口（可擴(kuò)展），1個VGA接口、4個標(biāo)準(zhǔn)USB接口電源供電支持1+1冗余備份電源，交流220V50Hz或直流負(fù)48V供電，典型配置功耗小于1100W交流220V50Hz供電，典型配置功耗小于250W尺寸重量標(biāo)準(zhǔn)6U高，高266mm，寬486mm，深385mm，滿配重量小于33kg標(biāo)準(zhǔn)2U高，高88mm，寬482mm，深550mm，滿配重量小于13kg環(huán)境指標(biāo)工作溫度-5℃～50℃（濕度5%～85%）存儲溫度-40℃～70℃（濕度5%～95%）工作溫度-10℃～55℃（濕度5%～85%）存儲溫度-40℃～70℃（濕度5%～95%）2U一體化核心網(wǎng)對接運(yùn)營商公網(wǎng)一網(wǎng)：通過井下專網(wǎng)核心網(wǎng)與運(yùn)營商（如電信）的核心網(wǎng)對接，實現(xiàn)專網(wǎng)和公網(wǎng)“一網(wǎng)”覆蓋。一機(jī)：使用定制全網(wǎng)通手機(jī)和運(yùn)營商（如電信）手機(jī)卡，接入井下4G網(wǎng)絡(luò)和地面公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。一機(jī)實現(xiàn)地下和地通行。一卡、一號：井下專網(wǎng)用戶統(tǒng)一采用運(yùn)營商（如電信）的公網(wǎng)4G手機(jī)卡和手機(jī)號碼，無需更換號碼。三網(wǎng)互通：專網(wǎng)核心網(wǎng)與一個運(yùn)營商（如電信）的核心網(wǎng)對接，實現(xiàn)專網(wǎng)手機(jī)與三大運(yùn)營商的語音、短信互聯(lián)互通業(yè)務(wù)。移動基站聯(lián)通基站電信基站井下專網(wǎng)用戶本地寬帶網(wǎng)絡(luò)Internet移動公網(wǎng)用戶電信公網(wǎng)用戶井下覆蓋公網(wǎng)覆蓋中國電信核心網(wǎng)井下專網(wǎng)核心網(wǎng)中國移動核心網(wǎng)中國聯(lián)通核心網(wǎng)井下專網(wǎng)用戶聯(lián)通公網(wǎng)用戶井下專網(wǎng)用戶井下專網(wǎng)用戶一體化基站中國移動網(wǎng)絡(luò)中國電信網(wǎng)絡(luò)中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有眾多實際部署案例機(jī)器人/無人機(jī)CPE數(shù)圖傳一體化：同時支持控制數(shù)據(jù)和視頻傳輸，并有流控機(jī)制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級。重量輕：整機(jī)重量只有170克，輕型無人機(jī)也可承載。低功耗：最大功耗8W，采用自然散熱方式支持多接口：HDMI或IP視頻接口，控制模塊數(shù)傳信息通信串口，云臺遙控控制接口；低時延：控制數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)傳時延小于40ms；機(jī)載攝像頭的視頻回傳，由于需要進(jìn)行H264編碼壓縮和接收端的解壓縮，采用硬件解碼，圖傳時延小于300ms。共管理：可以與本地?zé)o線通訊鏈路共存，實現(xiàn)前端和后臺的切換管理；協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)LTE:

Rel

9頻

段支持FDD/TDD公網(wǎng)/專網(wǎng)頻段，可按需定制帶

寬LTE:

5/10/15/20MHz發(fā)射功率250mw尺

寸120mmx75mmx18mm

重

量170g接

口MICRO-HDMI；網(wǎng)口；UART定位后臺定位和通訊后臺融合提供傳統(tǒng)定位后臺的定位顯示、軌跡回放、考勤管理、數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計分析等功能。將定位信息和地圖信息推送給通訊終端，實現(xiàn)井下導(dǎo)航根據(jù)管理權(quán)限，將相關(guān)人員位置信息推送給調(diào)度員通訊終端，實現(xiàn)實時現(xiàn)場調(diào)度。業(yè)務(wù)功能高精度定位物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)集群和調(diào)度語音和數(shù)據(jù)務(wù)業(yè)01020403通信和定位相融合的系統(tǒng)支持四類功能。語音和數(shù)據(jù)業(yè)井下語音電話井下、外語音電話井下視頻電話井下、外視頻電話短消息與公網(wǎng)互聯(lián)互通（可選）語音業(yè)務(wù)視頻監(jiān)控?zé)o線回傳機(jī)器人/無人機(jī)數(shù)圖傳業(yè)務(wù)移動辦公：訪問公司內(nèi)網(wǎng)，處理內(nèi)網(wǎng)郵件，即時通訊IM智能眼鏡+AR（可選）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)集群和調(diào)度語音群組呼叫視頻群組呼叫語音單呼視頻單呼視頻轉(zhuǎn)分發(fā)多選呼叫優(yōu)先級呼叫集群業(yè)務(wù)可視化調(diào)度視頻實時回傳，上拉群組管理和調(diào)度動態(tài)重組話權(quán)優(yōu)先級管理通話狀態(tài)顯示用戶狀態(tài)顯示

調(diào)度業(yè)務(wù)三防集群智能終端高精度定位業(yè)務(wù)圖形化定位顯示實時位置監(jiān)控人員、機(jī)器人和設(shè)備管理車輛速度管理歷史軌跡回放區(qū)域控制和報警管理考勤或統(tǒng)計管理地圖管理WEB訪問數(shù)據(jù)存儲和維護(hù)多種形態(tài)的標(biāo)簽產(chǎn)品高精度定位通信終端和定位卡綁定，可以將定位信息和地圖推送至終端，可以產(chǎn)生更豐富的功能(待開發(fā)）井下導(dǎo)航井下現(xiàn)場調(diào)度基于位置的呼叫……井下通訊和定位融合的優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)基于LTE物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后臺大屏顯示呈現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測：采集井下環(huán)境數(shù)據(jù)并回傳給監(jiān)測分析中心，溫度、濕度、可燃性氣體濃度等傳感器設(shè)備監(jiān)控：采集井下各類設(shè)備狀態(tài)信息并回傳給生產(chǎn)管理中心，各類儀器儀表物聯(lián)網(wǎng)防爆型甲烷傳感器風(fēng)速風(fēng)向傳感器溫度傳感器方案亮點(diǎn)是業(yè)界首款集成了高精度定位的LTE基站產(chǎn)品，通信和定位相融合；一體化設(shè)計，具備體積小、集成度高，重量小于1kg系統(tǒng)設(shè)備支持向5GNSA組網(wǎng)演進(jìn)支持與運(yùn)營商公網(wǎng)網(wǎng)連接，和公網(wǎng)互聯(lián)互通，地上和地下一卡通行LTE通訊容量大，吞吐率峰值達(dá)到300mbps支持業(yè)務(wù)類型豐富：語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸，支持語音和視頻集群功