井下通信和定位融合的解决方案

井下通信和定位融合解决方案井下定位和通信系统现状目前井下定位网络和通信网络是两张独立的网络部署成本高：不仅定位和通信基站，其他外围设备（电源、传输等）等都需要部署两套。信息不能互通：定位和通讯信息封闭在各自的网络内，无法互通，从而阻碍了进一步的有效利用和功能扩展。目前井下定位网络和移动通信网络是两张独立的网络定位和通信融合的方案特点我们提供井下定位和通信融合的方案通信基站集成定位功能：不需要单独部署定位基站，节省主设备的同时，节省电源、传输等设备，提高了网络部署效率，节省空间，降低部署成本。通信终端和定位卡绑定：将通信终端和定位卡物理或逻辑上进行绑定。使得通信终端能够定位在井下的位置，也使得定位卡有了数据通讯的功能。定位和通讯功能相融合：通过APP，后台不仅可以把定位信息发给终端，还可以把地图信息推送给终端，从而实现现井下导航、基于位置的调度等新的功能。自动化和智能化巡检的基础：通信和定位信息相融合，为井下机器人、无人机等自动化、智能化设备应用提供基础，提高巡检和设备维护的效率。井下定位和通讯网络融合后，使得前端可以获得之前只有后台才能获取的定位信息，结合通讯功能，可以扩展出无数的新功能，为智能化井下奠定基础！网络架构井下部署LTE+UWB的通信定位一体化基站和天线建议采用LTE-FDD制式，吞吐率更大中心机房部署小型化核心网与运营商公网核心网连接，支持和公网通信。井上和井下一卡通行传输网调度中心

一体化定位基站手机无线监控数据终端机器人人员定位卡无线监测数据中心

小型化核心网对讲机井下定位和通信融合网络架构运营商公网核心网网络设备部署井下定制定向天线人员定位700~800米一体化定位基站光交换机光纤光纤机房调度中心

数据中心

小型化核心网运营商公网核心网智能终端机器人物联网定制定向天线一体化定位基站防爆机箱光交换机光纤安装井下顶部LTE+UWB一体化定位基站业界首款LTE基站+UWB定位基站一体化设计，电信级软硬件平台，体积小、集成度高。支持专网和公网频段，支持两载波，支持2T2R双通道，支持MIMO技术，两载波峰值吞吐量达到300mbps，支持无线回传。支持基于UWB的高精度定位，达到0.5米级定位精度。通信和定位共用天线、共用传输，站间距可达700~800米，覆盖距离远，设备功耗低，降低了投资和维护成本。名称4G基站功能UWB功能工作频段F1800：1.8GHz公网F1821：1.8GHz+2.1GHz公网T1800：1.8GHz专网3.5GHz/4GHz发射功率24dBm（单通道250mW）7dBm载波带宽20MHz500MHz用户容量每小区200用户每小区300张定位标签最大移动速度120km/h40km/h最大覆盖半径400米（视通环境）尺寸长207mm，宽189.5mm，高33mm（普通基站形态）重量1kg（普通基站形态）功耗20W（一体化基站，不含本安电源）工作温度长期工作温度-15℃～45℃（湿度5%～95%无凝露）UWB（UltraWideband）是一种超宽带通信技术，利用纳秒级的窄脉冲传输数据，通过在较宽的频谱（500MHz)上传送极低功率的信号。UWB发射功率非常小，低发射功率大大延长系统电源工作时间。UWB抗干扰性能强，UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益.。UWB定位采用TOF(Timeofflight)信号飞行时间的测距算法，不同于依靠信号的强弱定位的传统技术，大大提高了定位精度。在有效的覆盖范围内，可以实现厘米级精度的定位。UWB技术和TOF技术，具有对信道衰落不敏感、系统复杂度低、定位精度高等优点。在井下或室内等没有GPS信号区域内，实现对人员、车辆等的高精度的准确定位，并通过后台实现一系列的实时管理功能。从而提高井下环境的安全性及井下人员、车辆管理的效率。UWB精确定位定位技术定位精度安全性穿透性抗干扰功耗传输距离建设成本蓝牙2~10米较高好较弱较低10m低RFID区域性定位较低差弱极低5m极低WiFi5~10米低较差较强较高30m较低Zigbee3~5米较高好较强低70m低UWB20厘米（100米内）极高好强极低普通80m我们扩展至500m低红外线5~10米高差强高近高几种无线定位技术对比小型化核心网高融合度：一体化核心网产品，符合相关国际标准，单个物理节点集成了全套4G核心网EPC和IMS核心网功能，可扩展支持NB-IoT物联网核心网功能；高集成度：基于全IP平台，方便维护使用，采用高性能服务器硬件和模块化大容量软件设计，实现大容量和高吞吐量；高可靠性：采用电信级的软件和硬件设计，满足7*24小时连续运行的电信的可靠性要求；维护便捷：采用客户端/服务器架构，方便组网和维护，所有网元的维护操作可以通过本地和远程方式完成；功能完善：支持各种4G移动终端、固话、IP智能终端的接入，支持VoLTE语音、视频通话，以及即时消息、群组管理、集群调度等丰富的业务功能，支持与运营商移动和固话网络对接。支持向5G演进：系统设备支持软件升级向5GNSA组网演进6U一体化核心网名称6U一体化核心网2U一体化核心网同时附着用户数LTE12K，NB-IoT20KLTE1K~5K同时激活承载数LTE24K，NB-IoT40KLTE2K~10K支持基站数最大256个eNodeB最大64个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个RJ45接口，1个RS232串口、2个标准USB接口、1个VGA接口2个GE网口（可扩展），1个VGA接口、4个标准USB接口电源供电支持1+1冗余备份电源，交流220V50Hz或直流负48V供电，典型配置功耗小于1100W交流220V50Hz供电，典型配置功耗小于250W尺寸重量标准6U高，高266mm，宽486mm，深385mm，满配重量小于33kg标准2U高，高88mm，宽482mm，深550mm，满配重量小于13kg环境指标工作温度-5℃～50℃（湿度5%～85%）存储温度-40℃～70℃（湿度5%～95%）工作温度-10℃～55℃（湿度5%～85%）存储温度-40℃～70℃（湿度5%～95%）2U一体化核心网对接运营商公网一网：通过井下专网核心网与运营商（如电信）的核心网对接，实现专网和公网“一网”覆盖。一机：使用定制全网通手机和运营商（如电信）手机卡，接入井下4G网络和地面公网网络。一机实现地下和地通行。一卡、一号：井下专网用户统一采用运营商（如电信）的公网4G手机卡和手机号码，无需更换号码。三网互通：专网核心网与一个运营商（如电信）的核心网对接，实现专网手机与三大运营商的语音、短信互联互通业务。移动基站联通基站电信基站井下专网用户本地宽带网络Internet移动公网用户电信公网用户井下覆盖公网覆盖中国电信核心网井下专网核心网中国移动核心网中国联通核心网井下专网用户联通公网用户井下专网用户井下专网用户一体化基站中国移动网络中国电信网络中国联通网络已经有众多实际部署案例机器人/无人机CPE数图传一体化：同时支持控制数据和视频传输，并有流控机制保证数据传输的优先级。重量轻：整机重量只有170克，轻型无人机也可承载。低功耗：最大功耗8W，采用自然散热方式支持多接口：HDMI或IP视频接口，控制模块数传信息通信串口，云台遥控控制接口；低时延：控制数据传输，数传时延小于40ms；机载摄像头的视频回传，由于需要进行H264编码压缩和接收端的解压缩，采用硬件解码，图传时延小于300ms。共管理：可以与本地无线通讯链路共存，实现前端和后台的切换管理；协议标准LTE:

Rel

9频

段支持FDD/TDD公网/专网频段，可按需定制带

宽LTE:

5/10/15/20MHz发射功率250mw尺

寸120mmx75mmx18mm

重

量170g接

口MICRO-HDMI；网口；UART定位后台定位和通讯后台融合提供传统定位后台的定位显示、轨迹回放、考勤管理、数据存储、统计分析等功能。将定位信息和地图信息推送给通讯终端，实现井下导航根据管理权限，将相关人员位置信息推送给调度员通讯终端，实现实时现场调度。业务功能高精度定位物联网业务集群和调度语音和数据务业01020403通信和定位相融合的系统支持四类功能。语音和数据业井下语音电话井下、外语音电话井下视频电话井下、外视频电话短消息与公网互联互通（可选）语音业务视频监控无线回传机器人/无人机数图传业务移动办公：访问公司内网，处理内网邮件，即时通讯IM智能眼镜+AR（可选）数据业务集群和调度语音群组呼叫视频群组呼叫语音单呼视频单呼视频转分发多选呼叫优先级呼叫集群业务可视化调度视频实时回传，上拉群组管理和调度动态重组话权优先级管理通话状态显示用户状态显示

调度业务三防集群智能终端高精度定位业务图形化定位显示实时位置监控人员、机器人和设备管理车辆速度管理历史轨迹回放区域控制和报警管理考勤或统计管理地图管理WEB访问数据存储和维护多种形态的标签产品高精度定位通信终端和定位卡绑定，可以将定位信息和地图推送至终端，可以产生更丰富的功能(待开发）井下导航井下现场调度基于位置的呼叫……井下通讯和定位融合的优势物联网基于LTE物联网技术后台大屏显示呈现环境监测：采集井下环境数据并回传给监测分析中心，温度、湿度、可燃性气体浓度等传感器设备监控：采集井下各类设备状态信息并回传给生产管理中心，各类仪器仪表物联网防爆型甲烷传感器风速风向传感器温度传感器方案亮点是业界首款集成了高精度定位的LTE基站产品，通信和定位相融合；一体化设计，具备体积小、集成度高，重量小于1kg系统设备支持向5GNSA组网演进支持与运营商公网网连接，和公网互联互通，地上和地下一卡通行LTE通讯容量大，吞吐率峰值达到300mbps支持业务类型丰富：语音、视频和数据传输，支持语音和视频集群功